JPH04357861A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04357861A
JPH04357861A JP3132519A JP13251991A JPH04357861A JP H04357861 A JPH04357861 A JP H04357861A JP 3132519 A JP3132519 A JP 3132519A JP 13251991 A JP13251991 A JP 13251991A JP H04357861 A JPH04357861 A JP H04357861A
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JP
Japan
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film
storage electrode
insulating film
fin
forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3132519A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Matsukawa
松川 佳洋
Tatsuya Kajita
鍛冶田 達也
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特にDRAMのフィン構造キャパシタの形成方法に関す
る。
【0002】近年、DRAMは微細化及び大規模化に伴
い、メモリセルが比例縮小されてキャパシタの蓄積容量
が減少し、ソフトエラーに弱くなるという問題が顕著に
なってきている。
【0003】そこで蓄積容量を増やすために、キャパシ
タの構造をフィン構造にすることが提案されていが、こ
のフィン構造キャパシタを有するDRAMの製造工程に
おいては、フィン電極の剥がれによる歩留りや信頼性低
下の問題が生じており、改善が望まれている。
【0004】
【従来の技術】図4は従来のDRAMのフィン構造キャ
パシタの模式側断面図である。図において、51は一導
電型半導体基板、52は反対導電型拡散領域、53は酸
化シリコン(SiO2)膜、54は窒化シリコン(Si
3N4) 、57はコンタクト窓、58はフィン状蓄積
電極、59は誘電体膜、60は対向電極を示す。
【0005】このような従来のフィン構造キャパシタは
通常、図5(a) 〜(c) の工程断面図及び図4を
参照して次に説明する方法により形成されていた。 図5(a) 参照 即ち、図示しないワード線や、キャパシタが接続される
反対導電型拡散領域52が形成された一導電型半導体基
板51上に形成された層間絶縁膜となる第1の酸化シリ
コン(SiO2)膜53上に、弗酸系のエッチング液に
よってエッチングされない窒化シリコン(Si3N4)
膜54とエッチングされる第2のSiO2膜55を順次
積層形成し、次いで、図示しないレジストマスクを介し
、異方性のドライエッチング手段であるリアクティブイ
オンエッチング(RIE) 処理により上記第2のSi
O2膜55、Si3N4 膜54、第1のSiO2膜5
3を貫通し拡散領域52を表出するストレートのコンタ
クト窓57を形成し、次いでこのコンタクト窓57の内
面及び第2のSiO2膜55上に一体の第1のポリSi
膜を気相成長手段により形成し、通常のRIE 処理に
よりこのポリSi膜をパターニングして、この第1のポ
リSi膜からなる蓄積電極158 を形成する。
【0006】図5(b) 参照 次いで、弗酸系のエッチング液によりSi3N4 膜5
4をストッパとして全面エッチングを行い、第2のSi
O2膜55を完全に除去し、前記蓄積電極158 をフ
ィン状蓄積電極58とする。
【0007】図4参照 そしてその後、上記フィン状蓄積電極58の表出面にS
iO2膜、Si3N4 膜等からなる誘電体膜59を形
成し、次いで上記蓄積電極58のフィン状部の下部及び
蓄積電極58の上部を含む上記基板上に気相成長手段に
よりポリSiからなる対向電極60を形成する方法であ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の方法
を用いて形成されるフィン構造キャパシタにおいては、
図5(b) に示したウェットエッチングによるフィン
状蓄積電極58下部の第2のSiO2膜55の除去工程
において、蓄積電極58の拡散領域52面へのコンタク
ト不良や、蓄積電極58とSi3N4 膜54、第1の
SiO2膜53等の界面への薬品のしみ込み等によって
フィン状の蓄積電極58が剥落飛散し、この飛散した蓄
積電極58が他の正常なセル部に付着してセル間ショー
ト等によるDRAMの歩留り低下を生じたり、上記剥落
飛散した蓄積電極57がエッチング液に導電性粒子汚染
を生ぜしめ、このエッチング液で処理される他の半導体
ウエーハや他の製造ロットにも歩留りや信頼性の低下を
もたらすという問題があった。
【0009】そのため従来、図6の従来方法の改良例の
工程断面図に示すように、第2のSiO2膜55をエッ
チング除去して蓄積電極158 をフィン状蓄積電極5
8とする際に、蓄積電極58のフィン状部下の第2のS
iO2膜55のサイドエッチング量を加減して、フィン
状部下の基部に第2のSiO2膜55によるSiO2膜
パターン55P を残留させ、このSiO2膜パターン
55P により付着強度を高めてフィン蓄積電極58の
剥落を防止する方法も試みられたが、この方法によると
、蓄積容量が大幅に低下し、DRAMの信頼度が低下す
るという問題があった。
【0010】そこで本発明は、蓄積電極のフィン状加工
に際し、蓄積容量の低下をもたらさずに蓄積電極の剥落
を防止する方法を提供し、DRAMの製造歩留りや信頼
性を向上させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題は、半導体基板
上に、所定の等方性エッチング手段によりエッチングさ
れる第1の絶縁膜とエッチングされない第2の絶縁膜及
びエッチングされる第3の絶縁膜を、順次積層形成する
工程、異方性のドライエッチング手段により該第3、第
2、第1の絶縁膜を貫通し該半導体基板面を表出するコ
ンタクト窓を形成する工程、該所定の等方性エッチング
手段により全面エッチングを行って該コンタクト窓側壁
面に該第2の絶縁膜の端部を突出せしめる工程、該第2
の絶縁膜の突出部を有するコンタクト窓の内面及び該第
3の絶縁膜上に一体の導電膜を形成する工程、該導電膜
をパターニングして該コンタクト窓の内面から該第3の
絶縁膜上に延在する蓄積電極を形成する工程、該蓄積電
極の延在部下の該第3の絶縁膜を除去して該蓄積電極を
フィン状に形成する工程を有する本発明による半導体装
置の製造方法によって解決される。
【0012】
【作用】図1は本発明の原理説明用の工程断面斜視図で
ある。即ち本発明の方法においては、所定の等方性エッ
チング手段、例えば弗酸系の液によるウェットエッチン
グに、溶解性を有する第1のSiO2膜3と、溶解性を
持たないSi3N4 膜4と、溶解性を持つ第2のSi
O2膜5とが順次積層された3層構造の下層絶縁膜を半
導体基板1上に形成し、通常の異方性ドライエッチング
手段で、図1(a) に示すように、上記下層絶縁膜を
貫通し半導体基板1面を表出するストレートのコンタク
ト窓7を形成した後、所定の等方性エッチング手段即ち
弗酸系の液による全面ウェットエッチングを行い、第1
のSiO2膜3と第2のSiO2膜5とを所定の深さに
エッチングする。これによりコンタクト窓7の側壁面に
表出している第1、第2のSiO2膜3、5の端面も所
定の深さにエッチングされ、図1(b) に示すように
、コンタクト窓7の側壁面に上記エッチング液に溶解性
を持たないSi3N4 膜4の端部が所定の高さで突出
する。本発明の方法においては上記のようにコンタクト
窓7の側壁面にSi3N4膜4の端部を突出させた後(
4Pは突出部)、図1(c) に示すように、このコン
タクト窓7の内面から第2のSiO2膜5上に導出され
る蓄積電極108 を形成するので、この蓄積電極10
8 は前記Si3N4 膜4の突出端部4Pを介して下
層絶縁膜に咬止された構造になり、図示しない後工程に
おいて蓄積電極108 の第2のSiO2膜5上への延
在部下の第2のSiO2膜5をウェットエッチング手段
で選択的に除去して蓄積電極108 をフィン状に形成
する際に、蓄積電極108 の基板1に対するコンタク
ト不良があったり、蓄積電極108 とSi3N4 膜
4、第1のSiO2膜3等との界面への薬品のしみ込み
があったりしてフィン状に形成された蓄積電極の密着性
が低下した場合でも、フィン状蓄積電極がエッチング液
中へ剥落離散することがなくなり、導電性粒子による基
板面の汚染が防止されて、DRAMの製造歩留りは向上
する。また前記従来の改良例のように蓄積電極のフィン
状部の下部に密着性強化用の絶縁膜パターンを設ける必
要がないので、蓄積容量の低下がなくセルの信頼性が確
保される。
【0013】
【実施例】以下本発明の方法を、一実施例について、図
2及び図3に示す工程断面図を参照して具体的に説明す
る。なお全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
【0014】図2(a) 参照 本発明の方法によりDRAMの具備するフィン構造キャ
パシタを形成するに際しては、通常の方法により図示し
ないワード線の形成を終わり、この図示しないワード線
と図示しないフィールド酸化膜をマスクにして蓄積ノー
ドとなる例えばn+ 型領域12が形成されたp型Si
基板11上に、先ずCVD 法により、厚さ1000〜
2000Å程度の第1のSiO2膜13、厚さ 500
Å程度のSi3N4 膜14及び厚さ 500〜100
0Å程度の第2のSiO2膜15を順次積層形成する。 ここで、第1のSiO2膜13及び第2のSiO2膜1
4は所定の等方性エッチング手段である弗酸(HF)系
の液によるウェットエッチングにおいてエッチング性を
有する膜であり、Si3N4 膜14はエッチング性を
持たない膜である。
【0015】図2(b) 参照 次いでこの基板上に、前記n+ 型領域12の上部に開
口を有するレジスト膜16を形成し、このレジスト膜1
6をマスクにし、異方性のエッチング手段である例えば
4弗化炭素(CF4) と3弗化メタン(CHF3)と
の混合ガスによるリアクティブイオンエッチング処理に
より、前記第2のSiO2膜15及びSi3N4 膜1
4、第1のSiO2膜13を貫いてn+ 型領域12を
表出するストレートのコンタクト窓17を形成する。
【0016】図2(c) 参照 次いで上記レジスト膜16を除去した後、所定の等方性
エッチング手段であるHF系の液による全面ウェットエ
ッチングを行い、第2のSiO2膜15及び第1のSi
O2膜13の表出面を 300〜500 Å程度の深さ
にエッチングする。
【0017】ここで、コンタクト窓17の側壁面に表出
する第2のSiO2膜15及び第1のSiO2膜13の
端部も 300〜500 Å程度の深さにエッチングさ
れ、上記エッチング手段に非エッチング性を有するSi
3N4 膜14の端部が 300〜500 Å程度の長
さで突出する。なお、14P はSi3N4 膜14の
突出部を示す。
【0018】図2(d) 参照 次いでCVD 法により、上記コンタクト窓17の内面
を含む基板上即ち第2のSiO2膜15上に、蓄積電極
の材料である厚さ2000〜3000Å程度の第1のポ
リSi層を形成し、通常の不純物導入手段により不純物
を導入してこのポリSi層に導電性を付与した後、通常
のフォトリソグラフィによりパターニングを行い、前記
コンタクト窓17内から第2のSiO2膜15上に導出
延在するポリSi蓄積電極118 を形成する。
【0019】図3(a) 参照 次いで、従来同様、例えばHF系の液による全面ウェッ
トエッチングを行い、ポリSi蓄積電極118 の第2
のSiO2膜15上への延在部の下部を含む第2のSi
O2膜15を完全に除去してフィン状のポリSi蓄積電
極18を形成する。
【0020】なおこの際、フィン状ポリSi蓄積電極1
8はコンタクト窓17の側壁部において、図示のように
Si3N4 膜突出部14P により咬止されているの
で、蓄積電極18の基板面即ちn+ 型領域12面への
コンタクト不良や、蓄積電極18とSi3N4 膜4、
第1のSiO2膜3等との界面への薬品のしみ込み等が
あってその密着性が低下した場合にも、このフィン状蓄
積電極18がエッチング液中へ剥落離散することはない
【0021】図3(b) 参照 次いで、従来通り、CVD 法による厚さ60〜70Å
程度のSi3N4 膜の形成及びこのSi3N4 膜表
面部の熱酸化工程を経て、フィン状蓄積電極18の表出
面を含む基板の表出面即ちSi3N4 膜4上に〔Si
3N4 膜+SiO2膜〕構成の誘電体膜19を形成し
、次いで従来通り、前記フィン状蓄積電極18のフィン
状部の下部を含む上記基板上にCVD 法により厚さ3
000Å程度の第2のポリSi層を形成し、この第2の
ポリSi層に通常の方法により不純物を導入して導電性
を付与することによりポリSi対向電極20を形成し、
フィン状蓄積電極18を有するフィン構造キャパシタが
完成する。
【0022】なお、本発明の方法において所定の等方性
エッチング手段はウェットエッチング法に限られるもの
ではなく、等方性のドライエッチング方法であってもよ
い。また、第1、第2、第3の絶縁膜はエッチャントの
種類によって異なり、上記SiO2膜、Si3N4 、
膜SiO2膜に限られるものではない。
【0023】更にまた、蓄積電極、対向電極の材料も、
上記ポリSiには限られない。上記実施例に示したよう
に本発明によれば、蓄積電極をフィン状に加工するエッ
チング工程において、フィン状蓄積電極がコンタクト窓
の側壁に形成された絶縁膜の突出部によって咬止されて
いるので、基板面から剥落することがない。従ってエッ
チング工程で剥落飛散したフィン状蓄積電極の付着によ
るセル間ショート等の障害は防止されフィン構造キャパ
シタを有するDRAM等の製造歩留りが向上する。また
、上記のようにコンタクト窓側壁の突起によりフィン状
蓄積電極が基板面にしっかり咬止されるので、蓄積電極
のフィン状部の下部に密着度強化用の絶縁膜パターンを
設ける必要がなく、蓄積容量も充分に確保できる。
【0024】なお、本発明は多層フィン構造にも適用さ
れる。
【0025】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、蓄積
容量の低下をもたらさずに、フィン状構造形成に際して
の蓄積電極の剥落が防止されるので、フィン構造キャパ
シタを有するDRAMの製造歩留り及び信頼性の向上が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の原理説明用工程断面斜視図、
【図
2】  本発明の方法の一実施例の工程断面図(その1
【図3】  本発明の方法の一実施例の工程断面図(そ
の2)
【図4】  従来のフィン構造キャパシタの模式側断面
【図5】  従来のフィンキャパシタ形成方法の工程
断面図
【図6】  従来の改良方法の工程断面図
【符号の説明】
1  半導体基板 3、13  第1のSiO2膜 4、14  Si3N4 膜 4P  Si3N4 膜突起部 5、15  第2のSiO2膜 7、17  コンタクト窓 11  p型Si基板 12  n+ 型領域 16  レジスト膜 18  フィン状ポリSi蓄積電極 19  誘電体膜 20  ポリSi対向電極 108 蓄積電極 118 ポリSi蓄積電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上に、所定の等方性エッチ
    ング手段によりエッチングされる第1の絶縁膜とエッチ
    ングされない第2の絶縁膜及びエッチングされる第3の
    絶縁膜を、順次積層形成する工程、異方性のドライエッ
    チング手段により該第3、第2、第1の絶縁膜を貫通し
    該半導体基板面を表出するコンタクト窓を形成する工程
    、該所定の等方性エッチング手段により全面エッチング
    を行って該コンタクト窓側壁面に該第2の絶縁膜の端部
    を突出せしめる工程、該第2の絶縁膜の突出部を有する
    コンタクト窓の内面及び該第3の絶縁膜上に一体の導電
    膜を形成する工程、該導電膜をパターニングして該コン
    タクト窓の内面から該第3の絶縁膜上に延在する蓄積電
    極を形成する工程、該蓄積電極の延在部下の該第3の絶
    縁膜を除去して該蓄積電極をフィン状に形成する工程を
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】  前記所定の等方性エッチング手段が弗
    酸系の液によるウェットエッチング方法よりなり、且つ
    前記第1、第3の絶縁膜が酸化シリコンよりなり、前記
    第2の絶縁膜が窒化シリコンよりなることを特徴とする
    請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP3132519A 1991-06-04 1991-06-04 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH04357861A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6798005B2 (en) * 1995-11-20 2004-09-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device having large storage capacity and minimal step height between memory cell and peripheral circuits

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6798005B2 (en) * 1995-11-20 2004-09-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device having large storage capacity and minimal step height between memory cell and peripheral circuits
US7196368B2 (en) 1995-11-20 2007-03-27 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory arrangements with crown shaped capacitor arrangements trenched in interlayer dielectric film

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