JPH05275648A - 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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JPH05275648A
JPH05275648A JP4066791A JP6679192A JPH05275648A JP H05275648 A JPH05275648 A JP H05275648A JP 4066791 A JP4066791 A JP 4066791A JP 6679192 A JP6679192 A JP 6679192A JP H05275648 A JPH05275648 A JP H05275648A
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JP
Japan
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film
polycrystalline silicon
etching
semiconductor device
mask
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Pending
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JP4066791A
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English (en)
Inventor
Yoji Bito
陽二 尾藤
Satoshi Nakagawa
聡 中川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない工程数で十分な静電容量を得る。 【構成】 P型半導体基板21上に導電性薄膜を成長さ
せる。反応性イオンエッチング法でエッチングし、多結
晶シリコン膜32を形成する。TEOS酸化膜33を形
成し、それをエッチングして、サイドウォール34を形
成する。サイドウォール34をマスクにして多結晶シリ
コン膜32をエッチングし、ストレージノード35を形
成する。さらに、サイドウォール34を除去する。層間
絶縁膜36を形成する。さらに層間絶縁膜36上に減圧
CVD法で多結晶シリコン膜を成長させて、セルプレー
ト37を形成する。

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に
関し、特に静電容量を形成する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体装置で静電容量を形成
する際には種々の方法が用いられているが、近年の微細
化にともないスタック型の構造がよく用いられている。
【0003】以下図面を参照しながら、上記した従来の
半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【0004】図6は従来の半導体装置の製造方法を利用
して作られた半導体装置の断面構成図である。図6にお
いて、P型半導体基板1上に選択酸化法により素子分離
2を行う。次にP型半導体基板1を酸化してゲート酸化
膜3を形成し、ゲート酸化膜3上に多結晶シリコンゲー
ト4を形成する。その後、例えば燐をイオン注入し、燐
拡散層5を形成する。
【0005】次に、減圧CVD法により酸化珪素膜を形
成する。この後、反応性イオンエッチング(以下、RI
Eと記す)技術を用いて酸化珪素膜をエッチングして多
結晶シリコンゲート4の側壁にサイドウォール6を形成
する。次に砒素のイオン注入と熱処理を行い砒素拡散層
7を形成する。
【0006】さらに、窒化珪素膜8を形成する。次にホ
トレジストをマスクとして窒化珪素膜8をRIE法を用
いてエッチングし、所定の箇所にコンタクトホール9を
形成する。さらに、窒化珪素膜8上にCVD法により多
結晶シリコン膜を成長させる。次にホトレジストマスク
を形成する。この後、RIE法を用い多結晶シリコン膜
エッチングし、ストレージノード10を形成する。
【0007】次に、ストレージノード10上に窒化珪素
膜成長させ容量絶縁膜11を形成する。さらに容量絶縁
膜11上に減圧CVD法で多結晶シリコン膜を成長し、
セルプレート12を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、半導体装置の高集積化するとストレージ
ノード表面積が減少するため静電容量が十分に確保でき
ないという問題点を有していた。
【0009】本発明は上記問題点に鑑み、少ない工程で
静電容量を十分に確保できる半導体装置の製造方法を提
供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に導
電性薄膜を形成する工程と、前記導電性薄膜上にフォト
レジストのパターンを形成する工程と、前記パターンを
マスクにして前記導電性薄膜をエッチングし前記導電性
薄膜の途中でエッチングを終了する工程と、前記フォト
レジストのマスクパターンを除去する工程と、前記導電
性薄膜上に絶縁膜を成膜する工程と、前記絶縁膜をエッ
チングし前記導電膜の側壁にサイドウォールを形成する
工程と、前記サイドウォールをマスクパターンにし前記
導電性薄膜をエッチングし王冠状導電性薄膜を形成する
工程を備えている。
【0011】
【作用】本発明は上記手段がホトレジストのパターンを
マスクにして導電性薄膜をエッチングする工程とその段
差の側壁に酸化珪素膜でサイドウォールを工程とサイド
ウォールをマスクにして導電性薄膜を再びエッチングす
る自己整合の工程を有している。そのため、リソグラフ
ィー回数を増やさず王冠状の導電性薄膜を形成でき同時
に導電性薄膜間にリソグラフィーの解像限界以下のスペ
ースを形成できる。故に、ストレージノードとなる導電
性薄膜の表面積が増える。よって少ない工程数で静電容
量を増やすことができる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例の半導体装置の製造方法
について、図面を参照しながら工程順に説明する。
【0013】図1は本発明の実施例における半導体装置
の製造方法の工程順断面図である。図1において、P型
半導体基板21上に選択酸化法により素子分離領域22
を形成する。次にP型半導体基板21を酸化してゲート
酸化膜23を形成する。さらに、ゲート酸化膜23上に
多結晶シリコンゲート24を形成する。その後、例えば
加速電圧30KeVで注入量3×1013/cm2の条件
で燐をイオン注入し、燐拡散層25を形成する。
【0014】次に、テトラオルトシリケートと酸素の混
合ガスを用いて温度710℃、圧力0.6Torrの成
長条件で減圧CVD法により酸化膜(以下、TEOS酸
化膜と記す)を形成する。
【0015】この後、例えばCHF3とO2ガスを用いた
RIE技術を用いてTEOS酸化膜をエッチングして多
結晶シリコンゲート24の側壁にサイドウォール26を
形成する。次に、例えば砒素のイオン注入と熱処理を行
い砒素拡散層27を形成する。
【0016】さらに、例えばジクロルシランガスとアン
モニアガスとを用いて温度770℃圧力0.3Torr
の成長条件で減圧CVD法により膜厚200Åの窒化珪
素膜28を形成する。
【0017】次にホトレジストをマスクとして窒化珪素
膜28を例えばCHF3とO2ガスを用いたRIE法を用
いてエッチングし、所定の箇所にコンタクトホール29
を形成する。
【0018】さらに、窒化珪素膜28上にCVD法によ
り導電性薄膜として例えば多結晶シリコン膜30を16
000Å成長させる。次にホトレジストマスク31を形
成する(図1)。
【0019】この後、例えばCl2ガスを用い圧力を3
00mTorrに保ち、RF300W印加した条件で、
RIE法を用い、多結晶シリコン膜30を3000Åエ
ッチングし、多結晶シリコン膜32を形成する。
【0020】この際のエッチングに関しては、以下に示
す条件が必要である。多結晶シリコン30の成長膜厚、
すなわちゲート上の多結晶シリコン30の膜厚をAと
し、このエッチングする膜厚をB、さらに多結晶シリコ
ン30の最も膜厚の厚いところの厚さをCとする。
【0021】後に行う多結晶シリコン32のエッチング
においては、王冠状のストレージノード35の底部(こ
の底部は図4のDで示している)になる部分、すなわち
図1の膜厚分のAを残して、多結晶シリコン30の最も
厚い部分Cのみをエッチングする必要がある。ゲート上
の多結晶シリコン30が、王冠状のストレージノード3
5の底になるので、多結晶シリコン30の最も厚い部分
の膜厚のCがゲート上の多結晶シリコン30の膜厚のA
より薄くなるようにエッチングをしておかなければなら
ない。
【0022】以上のことをを数式で表わすと、B>(C
−A)なる関係となる。また、エッチングは多結晶シリ
コン膜30を垂直形状に行う必要がある。これは、サイ
ドウォールを形成するためである。
【0023】次に、多結晶シリコン30の膜厚の条件に
ついて記す。この時、先ほどと同じ記号を使って、多結
晶シリコン30の成長膜厚をAとし、エッチングする膜
厚をBとし、多結晶シリコン30の最も膜厚の厚いとこ
ろの厚さをCとする。この時多結晶シリコン30の成長
膜厚Aは(C−A)<Aなる関係を満たす必要がある。
【0024】逆に、(C−A)>Aの場合、同時に先に
述べたように多結晶シリコン30のエッチング条件はB
>(C−A)を満たす必要がある。よってB>(C−
A)>Aとなる。すなわち、B>Aとなり、エッチング
する膜厚が被エッチング膜の膜厚より大きいくなる。こ
のとき、多結晶シリコン30の最も厚い部分の膜厚Cが
ゲート上の多結晶シリコン30の膜厚Aより薄くなるよ
うにエッチングできないので、(C−A)>Aで有るよ
うに十分厚い多結晶シリコン30を成長させなければな
らない。
【0025】次に、ホトレジストを除去する。次に、例
えばテトラエチルオルトシリケートと酸素の混合ガスを
用いて温度710℃、圧力0.6Torrの成長条件で
3000ÅのTEOS酸化膜33を形成する(図2)。
【0026】ここで、TEOS酸化膜33とした。この
膜は、多結晶シリコン32の形状に沿って成膜される。
TEOS酸化膜33には、多結晶シリコン32をエッチ
ングする際に、多結晶シリコン32とのエッチング選択
比が必要である。よって、減圧CVD酸化膜であればよ
い。これにより、後の酸化膜エッチングでサイドウォー
ルを形成でき、多結晶シリコン32を王冠状に加工でき
る。
【0027】さらに、例えばCHF3とO2を用い圧力を
300mTorrに保ちRF300W印加した条件でR
IE法を用いTEOS酸化膜33をエッチングし、サイ
ドウォール34を形成する(図3)。
【0028】その後、例えばCl2を用い圧力300m
Torrに保ちRF300Wを印加した条件でRIE法
を用いサイドウォール34をマスクにして多結晶シリコ
ン膜32をエッチングし、ストレージノード35を形成
する。
【0029】このエッチングには酸化膜のエッチレート
が遅く、多結晶シリコンのエッチレートが早くなるよう
な高選択比を実現する条件が必要である。また、異方性
のエッチング条件が必要となる。これによりサイドウォ
ール34のパターンと同形状に多結晶シリコン32がエ
ッチングされる。このようにして多結晶シリコン32を
王冠状に加工することができる。
【0030】さらに、例えばバッファード弗酸(H
20:HF=5:1)を用いサイドウォール34を除去
する(図4)。
【0031】次に、ストレージノード35上に例えばジ
クロルシランガスとアンモニアガスとを用いて温度77
0℃圧力0.3mTorrの成長条件で減圧CVD法を
用い100Åの窒化珪素膜成長させ容量絶縁膜36を形
成する。さらに容量絶縁膜36上に減圧CVD法で多結
晶シリコン膜を2000Å成長し、セルプレート37を
形成する。ストレージノード35と容量絶縁膜36とセ
ルプレート37の3層構造により、静電容量を形成して
いる(図5)。
【0032】以上のように本実施例によれば、ホトレジ
スト31のパターンをマスクにして多結晶シリコン30
をエッチングする工程とその段差の側壁に酸化珪素膜で
サイドウォール34を形成する工程とサイドウォール3
4をマスクにして多結晶シリコン32を再びエッチング
する自己整合の工程を有している。そのため、リソグラ
フィー回数を増やさず王冠状のストレージノード35を
形成でき同時にストレージノード35間にリソグラフィ
ーの解像限界以下のスペースを形成できる。故に、スト
レージノード35の表面積が増える。よって少ない工程
数で静電容量を増やすことができる。
【0033】
【発明の効果】本発明は上記手段がホトレジストのパタ
ーンをマスクにして多結晶シリコンをエッチングする工
程とその段差の側壁に酸化珪素膜でサイドウォールを形
成する工程とサイドウォールをマスクにして多結晶シリ
コンを再びエッチングする自己整合の工程を有してい
る。そのため、リソグラフィー回数を増やさず王冠状の
ストレージノードを形成でき同時にストレージノード間
にリソグラフィーの解像限界以下のスペースを形成でき
る。故に、ストレージノードの表面積が増える。よって
少ない工程数で静電容量を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の第1工程断面図
【図2】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の第2工程断面図
【図3】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の第3工程断面図
【図4】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の第4工程断面図
【図5】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の第5工程断面図
【図6】従来の半導体装置の製造方法の構成図
【符号の説明】
21 P型半導体基板 22 素子分離領域 23 ゲート酸化膜 24 多結晶シリコンゲート 25 燐拡散層 26 サイドウォール 27 砒素拡散層 28 窒化珪素膜 29 コンタクトホール 30 多結晶シリコン 31 ホトレジスト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に導電性薄膜を形成する工程
    と、前記導電性薄膜上にフォトレジストのパターンを形
    成する工程と、前記パターンをマスクにして前記導電性
    薄膜をエッチングし前記導電性薄膜の途中でエッチング
    を終了する工程と、前記フォトレジストのマスクパター
    ンを除去する工程と、前記導電性薄膜上に絶縁膜を成膜
    する工程と、前記絶縁膜をエッチングし前記導電膜の側
    壁にサイドウォールを形成する工程と、前記サイドウォ
    ールをマスクパターンにし前記導電性薄膜をエッチング
    し王冠状導電性薄膜を形成する工程を備えたことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP4066791A 1992-03-25 1992-03-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH05275648A (ja)

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