JPH05299600A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH05299600A
JPH05299600A JP4121107A JP12110792A JPH05299600A JP H05299600 A JPH05299600 A JP H05299600A JP 4121107 A JP4121107 A JP 4121107A JP 12110792 A JP12110792 A JP 12110792A JP H05299600 A JPH05299600 A JP H05299600A
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film
forming
silicon
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polycrystalline silicon
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Masaki Yoshimaru
Hiroki Kuroki
弘樹 黒木
Nobuhiko Inoue
信彦 井上
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Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a semiconductor device, where a silicon nitride film is excellent in electrical properties even if it is formed thin and a base electrode is protected against abnormal oxidation when the surface of the silicon nitride film is oxidized. CONSTITUTION:A field oxide film 2, a gate oxide film 3, and a gate electrode 4 are formed on a single crystal silicon substrate 1, then ions are implanted to form a source/drain region 5, and an oxide film 7 provided with a contact hole 6 is formed on all the surface of the source/drain region 5, and a polycrystalline silicon 8 is formed on the oxide film 7 and turned into single crystal by laser annealing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はDRAM等の半導体装
置の製造方法の内、特にスタック型メモリセルの容量蓄
積電極を単結晶シリコンまたは0.5μm以上の巨大グ
レインをもつ多結晶シリコンとするようにしたキャパシ
タの下部電極形成に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as a DRAM, and more particularly, the capacity storage electrode of a stack type memory cell is made of single crystal silicon or polycrystalline silicon having a huge grain of 0.5 .mu.m or more. The present invention relates to the formation of the lower electrode of the capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、スタック型メモリセルの下部およ
び上部電極としては、PまたはAsを含む多結晶シリコ
ンで形成されていた。また、その多結晶シリコンの結晶
粒径は0.1〜0.3μm程度であった。図1は後述す
るこの発明の半導体装置の製造方法の実施例を説明する
ための工程断面図であるが、従来の半導体装置の製造方
法としてのキャパシタの下部電極の形成方法の説明に際
し、この図1を援用して説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, the lower and upper electrodes of a stack type memory cell have been formed of polycrystalline silicon containing P or As. The crystal grain size of the polycrystalline silicon was about 0.1 to 0.3 μm. FIG. 1 is a process cross-sectional view for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention which will be described later, but in explaining a method for forming a lower electrode of a capacitor as a conventional method for manufacturing a semiconductor device, this figure will be referred to. 1 will be described.

【0003】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板1上にフィールド酸化膜2を形成し、ゲート酸化膜
3、多結晶シリコンによるゲート電極4を形成した後、
イオンを注入してソース・ドレイン領域5を形成し、こ
のソース・ドレイン領域5上のコンタクト孔6の部分を
除き、全面がCVD法により得られた酸化膜7で覆われ
たシリコンウエハ上に減圧CVD(LP−CVD)法に
より、多結晶シリコン8を厚さ1000Åから4000
Å程度形成する。このときの多結晶シリコン8の形成条
件としては、ガスとしてSiH4 を使用し、このSiH
4 ガスの圧力としては、0.1〜0.4Torr、温度とし
ては、580から650℃が使用されている。この多結
晶シリコン8の結晶粒径は0.02から0.1μm程度
と小さく、また多結晶シリコンの表面はミクロに見る
と、凹凸のある表面をしている。
First, as shown in FIG. 1A, a field oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1, a gate oxide film 3 and a gate electrode 4 made of polycrystalline silicon are formed, and then,
Ions are implanted to form source / drain regions 5, and the entire surface except the contact holes 6 on the source / drain regions 5 is depressurized on a silicon wafer covered with an oxide film 7 obtained by a CVD method. Polycrystalline silicon 8 is formed with a thickness of 1000 Å to 4000 by a CVD (LP-CVD) method.
Å About forming. As a condition for forming the polycrystalline silicon 8 at this time, SiH 4 is used as a gas, and
The pressure of the four gases is 0.1 to 0.4 Torr, and the temperature is 580 to 650 ° C. The crystal grain size of the polycrystalline silicon 8 is as small as 0.02 to 0.1 μm, and the surface of the polycrystalline silicon has an uneven surface when viewed microscopically.

【0004】次に、図1(b)に示すように、前記多結
晶シリコン8に導電性をもたせるために、リンまたはA
sをイオンインプランテーション等により多結晶シリコ
ン8中へ導入する。次にリソグラフィおよびエッチング
技術により、多結晶シリコン8を部分的に残し、DRA
M容量の蓄積電極9を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, phosphorus or A is added in order to make the polycrystalline silicon 8 conductive.
s is introduced into the polycrystalline silicon 8 by ion implantation or the like. Next, the polycrystalline silicon 8 is partially left by the lithography and etching technique to remove the DRA.
The storage electrode 9 of M capacity is formed.

【0005】次に、図1(c)に示すように、850か
ら900℃の熱処理により、多結晶シリコン8中のリン
またはAsを電気的に活性化させた後、LP−CVD法
(SiH2 Cl2 とNH3 の反応により、600℃から
800℃、圧力0.1から0.4Torr)により、誘電体
膜となるシリコン窒化膜10を厚さ5〜10μm形成す
る。
Then, as shown in FIG. 1 (c), phosphorus or As in the polycrystalline silicon 8 is electrically activated by a heat treatment at 850 to 900 ° C., and then the LP-CVD method (SiH 2 By the reaction of Cl 2 and NH 3, the silicon nitride film 10 serving as a dielectric film is formed to a thickness of 5 to 10 μm at 600 ° C. to 800 ° C. and a pressure of 0.1 to 0.4 Torr).

【0006】次に、シリコン窒化膜10の欠陥を減らす
ため、ウェット雰囲気中で、たとえば900℃,20分
間,シリコン窒化膜10の表面を酸化して、酸化膜11
を形成する。
Next, in order to reduce defects in the silicon nitride film 10, the surface of the silicon nitride film 10 is oxidized, for example, at 900 ° C. for 20 minutes in a wet atmosphere to form an oxide film 11.
To form.

【0007】次に、図1(d)に示すように、全面に上
部電極となる多結晶シリコン膜12を部分的に形成し、
DRAMの容量を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, a polycrystalline silicon film 12 to be an upper electrode is partially formed on the entire surface,
Form the capacity of the DRAM.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
半導体装置の製造方法では、以下のような問題点があ
り、そのため、薄いシリコン窒化膜を誘電体として用い
ることができなかった。
However, the above-described method for manufacturing a semiconductor device has the following problems, and therefore a thin silicon nitride film cannot be used as a dielectric.

【0009】すなわち、誘電体であるシリコン窒化膜1
0の形成時、その下地となる多結晶シリコン膜の粒径が
小さく、また、その表面は滑らかではなく、微細な凹凸
が形成されたままとなる。さらに、多結晶シリコンのそ
のときの粒径は0.1から0.4ミクロン程度であり、
微細な凹凸は0.01から0.02ミクロン程度であ
る。
That is, the silicon nitride film 1 which is a dielectric
When 0 is formed, the grain size of the underlying polycrystalline silicon film is small, and the surface thereof is not smooth, and fine unevenness remains formed. Further, the grain size of the polycrystalline silicon at that time is about 0.1 to 0.4 micron,
The fine irregularities are about 0.01 to 0.02 micron.

【0010】このような状態の多結晶シリコンの表面に
形成されたシリコン窒化膜は、TDDB(電気的信頼
性)が悪くなる。これは表面の微細な凹凸により電界集
中が起きているためと考えられる。このような多結晶シ
リコンの表面に形成されたシリコン窒化膜は、耐酸化性
が弱く(シリコン窒化膜の表面酸化時に、下地電極が酸
化されてしまう。)、薄膜化できないという欠点を持っ
ていた。
The TDDB (electrical reliability) of the silicon nitride film formed on the surface of the polycrystalline silicon in such a state deteriorates. It is considered that this is because electric field concentration occurs due to fine irregularities on the surface. The silicon nitride film formed on the surface of such polycrystalline silicon has weak oxidation resistance (the base electrode is oxidized when the surface of the silicon nitride film is oxidized), and has a drawback that it cannot be thinned. ..

【0011】これは、多結晶シリコンの微細なグレイン
が、その後のプロセス中の熱処理で成長し、シリコン窒
化膜10にストレスを及ぼすためと考えられる。
It is considered that this is because fine grains of polycrystalline silicon grow in the heat treatment during the subsequent process and exert a stress on the silicon nitride film 10.

【0012】この発明は前記従来技術が持っている問題
点のうち、DRAM等の容量形成において、薄いシリコ
ン窒化膜が使用できないという問題点について解決した
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which solves the problem that a thin silicon nitride film cannot be used in forming a capacitance of a DRAM or the like among the problems of the above-mentioned prior art. To do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明は前記問題点を
解決するために、キャパシタの下部電極形成において、
単結晶シリコンからなる導電層が表面に露出している部
分を除いて全面が絶縁膜で覆われているウエハの表面に
多結晶シリコンを形成後、レーザアニールにより単結晶
化する工程を導入したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to forming a lower electrode of a capacitor,
Introducing a step of forming single crystal by laser annealing after forming polycrystalline silicon on the surface of a wafer where the entire surface is covered with an insulating film except for the part where the conductive layer made of single crystal silicon is exposed on the surface Is.

【0014】また、キャパシタの下部電極形成として、
一部を除いて全面が絶縁膜で覆われていたウエハ上に
0.5ミクロン以上の巨大グレインを持つ多結晶シリコ
ンを形成する工程を導入したものである。
Further, for forming the lower electrode of the capacitor,
This method introduces a process of forming polycrystalline silicon having a huge grain of 0.5 μm or more on a wafer whose entire surface except a part is covered with an insulating film.

【0015】[0015]

【作用】この発明によれば、キャパシタの下部電極形成
において、以上のような工程を導入したので、多結晶シ
リコン形成後、その下地の単結晶シリコンとのコンタク
ト部を種としてレーザアニールにより多結晶シリコンを
単結晶シリコンに変えることにより、その表面が円滑に
なり、その上面に形成する誘電体膜としてのシリコン窒
化膜を薄膜化しても、窒化膜表面の酸化時に下地電極の
異常酸化が生ずることがなく、良好な電気的特性を示
し、したがって、前記問題点を除去できる。
According to the present invention, since the above steps are introduced in the formation of the lower electrode of the capacitor, after the polycrystalline silicon is formed, the polycrystalline silicon is formed by laser annealing using the contact portion with the underlying single crystal silicon as a seed. By changing the silicon to single crystal silicon, the surface becomes smooth and even if the silicon nitride film as a dielectric film formed on the upper surface is thinned, abnormal oxidation of the base electrode occurs when the surface of the nitride film is oxidized. And exhibits good electrical characteristics, thus eliminating the above-mentioned problems.

【0016】また、キャパシタの下部電極として、0.
5ミクロン以上の巨大グレインをもつ多結晶シリコンを
形成するから、微細な凹凸による電界集中が起きにく
く、電気的特性の悪化を抑制し、その表面に形成される
誘電体膜としてのシリコン窒化膜を薄膜化しても窒化膜
表面の酸化時に下地電極の異常酸化が生ずることなく、
良好な電気的特性を示し、したがって前記問題点を除去
できる。
Further, as a lower electrode of the capacitor, 0.
Since polycrystalline silicon having a huge grain of 5 microns or more is formed, electric field concentration due to fine irregularities is unlikely to occur, and deterioration of electrical characteristics is suppressed, and a silicon nitride film as a dielectric film formed on the surface is suppressed. Even if it is thinned, abnormal oxidation of the base electrode does not occur when the surface of the nitride film is oxidized,
It exhibits good electrical properties and thus eliminates the abovementioned problems.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の実施例について図面に基づ
き説明する。図1(a)〜図1(d)はその一実施例の
工程断面図であり、この図1(a)〜図1(d)のう
ち、まず、図1(a)において、従来の場合と同様に、
単結晶シリコン基板1上にフィールド酸化膜2を形成
し、ゲート酸化膜3、多結晶シリコンによるゲート電極
4を形成した後、イオンを注入して、ソース・ドレイン
領域5を形成し、このソース・ドレイン領域5上に形成
したコンタクト孔6の部分を除いて、全面にCVD法に
より得られた酸化膜7で覆われた半導体ウエハ上に、ま
ず全面に多結晶シリコン8を形成する。この膜厚は0.
1から0.4ミクロン程度,形成条件としては、例えば
シランを用い、圧力は0.1から0.4Torr、温度とし
ては、580℃〜650℃を用いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) to 1 (d) are process cross-sectional views of one embodiment of the present invention. In FIG. 1 (a) to 1 (d), first, in FIG. alike,
A field oxide film 2 is formed on a single crystal silicon substrate 1, a gate oxide film 3 and a gate electrode 4 made of polycrystalline silicon are formed, and then ions are implanted to form source / drain regions 5. First, polycrystalline silicon 8 is formed on the entire surface of the semiconductor wafer covered with the oxide film 7 obtained by the CVD method except for the contact hole 6 formed on the drain region 5. This film thickness is 0.
For example, silane is used as the forming condition, the pressure is 0.1 to 0.4 Torr, and the temperature is 580 ° C. to 650 ° C.

【0018】次に、レーザアニールを行なう。多結晶シ
リコン8の膜は、コンタクト孔6を介して単結晶シリコ
ン基板1と部分的に接続されているため、その部分の単
結晶シリコンを種として、多結晶シリコン8の膜はその
レーザアニールにより単結晶化される。以下、上記従来
例と同様にして、図1(b)〜図1(d)の工程を経る
ことにより、従来例と同様に容量の形成を行う。
Next, laser annealing is performed. Since the film of polycrystalline silicon 8 is partially connected to the single crystal silicon substrate 1 through the contact hole 6, the film of polycrystalline silicon 8 is subjected to laser annealing by using the single crystal silicon of the part as a seed. Single crystallized. Thereafter, similarly to the conventional example described above, the capacitors are formed in the same manner as in the conventional example by going through the steps of FIGS. 1B to 1D.

【0019】次に、この発明の第2の実施例について説
明する。この第2の実施例では、図1(a)に示すウエ
ハ上において、蓄積電極となる多結晶シリコン8の膜形
成の前に、下地の絶縁膜となる酸化膜7の上にイオンビ
ームエッチング等により、グラフオエピ用のパターン
(図示せず)を形成する。これにより、酸化膜7上に多
結晶シリコンの付着のしにくさを解消する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, on the wafer shown in FIG. 1A, ion beam etching or the like is performed on the oxide film 7 serving as the underlying insulating film before forming the film of the polycrystalline silicon 8 serving as the storage electrode. Thus, a pattern (not shown) for graphoepi is formed. As a result, it is possible to eliminate the difficulty of depositing polycrystalline silicon on the oxide film 7.

【0020】次に、同じく図1(a)に示すように、ま
ず全面に多結晶シリコン8の膜を形成する。この膜厚
は、0.1から0.4ミクロン程度,形成条件として
は、たとえば、シランを用い、圧力は0.1から0.4
Torr、温度としては580℃〜650℃を用いる。次
に、高温熱処理を行い、グラフオエピを行う。これによ
り、多結晶シリコン8の膜は単結晶化される。次に図1
(b)〜図1(d)に示すのと同様に容量の形成を行
う。
Next, as also shown in FIG. 1A, first, a film of polycrystalline silicon 8 is formed on the entire surface. The film thickness is about 0.1 to 0.4 μm. As the forming conditions, for example, silane is used, and the pressure is 0.1 to 0.4 μm.
Torr and temperature are 580 ° C to 650 ° C. Next, high-temperature heat treatment is performed and graphoepi is performed. As a result, the film of polycrystalline silicon 8 is monocrystallized. Next in FIG.
Capacitance is formed in the same manner as shown in (b) to FIG. 1 (d).

【0021】次に、この発明の第3の実施例について説
明する。この第3の実施例では、蓄積電極として、従来
の多結晶シリコンに代え、非晶質シリコンを使用する。
このときの形成方法は、多結晶シリコンの場合と同様
に、減圧CVDを用いる。反応ガスとしては、ジシラン
を用いる。反応温度は450℃〜550℃で、反応圧力
は0.1から0.4Torrとする。膜厚は0.1から0.
4ミクロン程度とする。次にその非晶質シリコンを50
0℃〜600℃の温度で1時間から10時間熱処理し、
0.5ミクロン以上にグレインを巨大化する。次に、図
1(b)〜図1(d)に示すのと同様の容量形成を行
う。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, amorphous silicon is used as the storage electrode instead of conventional polycrystalline silicon.
As the forming method at this time, low pressure CVD is used as in the case of polycrystalline silicon. Disilane is used as the reaction gas. The reaction temperature is 450 ° C. to 550 ° C., and the reaction pressure is 0.1 to 0.4 Torr. The film thickness is 0.1 to 0.
It is about 4 microns. Next, the amorphous silicon is
Heat treatment at a temperature of 0 ° C to 600 ° C for 1 to 10 hours,
Enlarge grains to 0.5 microns or more. Next, the same capacitance formation as shown in FIGS. 1B to 1D is performed.

【0022】この巨大グレインによる多結晶シリコンを
蓄積電極となし、その上にシリコン窒化膜10を形成す
ると、耐酸化性の下地電極の差による変化を示すと、図
2のようになる。この図2は900℃ウエット酸化の場
合を示しており、横軸にシリコン窒化膜10の膜厚を取
り、縦軸にシリコン窒化膜10の酸化後の膜厚を取って
示すものであり、実線Aと破線Bがこの発明の場合であ
る。実線Aはシリコン窒化膜10の下地の蓄積電極が単
結晶シリコンの場合を示し、破線Bは0.5ミクロン以
上の巨大グレインの多結晶シリコンの場合であり、さら
に、実線Cは通常の工程例の場合を示している。この図
2より明らかなように、この発明では、シリコン窒化膜
10の膜厚を薄くしても耐酸化性がすぐれていることが
わかる。
When polycrystalline silicon of this giant grain is used as a storage electrode and a silicon nitride film 10 is formed on the storage electrode, a change due to a difference in oxidation resistance between base electrodes is shown in FIG. FIG. 2 shows the case of 900 ° C. wet oxidation, in which the horizontal axis represents the film thickness of the silicon nitride film 10 and the vertical axis represents the film thickness of the silicon nitride film 10 after oxidation. A and broken line B are the case of this invention. The solid line A shows the case where the storage electrode underlying the silicon nitride film 10 is single crystal silicon, the broken line B shows the case of polycrystalline silicon with a huge grain of 0.5 μm or more, and the solid line C shows an example of a normal process. Shows the case. As is clear from FIG. 2, according to the present invention, even if the thickness of the silicon nitride film 10 is reduced, the oxidation resistance is excellent.

【0023】次に、この発明の第4の実施例について説
明する。この第4の実施例では、上記第3の実施例にお
ける非晶質シリコンを形成する場合の反応ガスとしてシ
ランを使用する。その場合の形成条件は、温度500℃
〜550℃、圧力0.1から0.4Torr、膜厚0.1か
ら0.4μmとする。
Next explained is the fourth embodiment of the invention. In the fourth embodiment, silane is used as a reaction gas when forming the amorphous silicon in the third embodiment. In that case, the forming condition is a temperature of 500 ° C.
˜550 ° C., pressure 0.1 to 0.4 Torr, film thickness 0.1 to 0.4 μm.

【0024】また、この発明の第5の実施例として、蓄
積電極として、リンまたはひ素を膜形成時より含む非晶
質ドープシリコンを使用する。反応ガスとしては、ジシ
ランと、リンをドープする場合はフォスフィンを用い
る。形成条件としては、温度450℃から550℃、シ
ランの反応圧力は0.1から0.4Torrとする。膜厚は
0.1から0.4ミクロン程度とする。このとき、フォ
スフィンの量は、形成された多結晶シリコン中のリンの
濃度が1E20から1E21個/cm3 となるように調整
する。
Further, as a fifth embodiment of the present invention, amorphous doped silicon containing phosphorus or arsenic from the time of film formation is used as a storage electrode. As the reaction gas, disilane and phosphine when phosphorus is doped are used. The formation conditions are a temperature of 450 ° C. to 550 ° C. and a reaction pressure of silane of 0.1 to 0.4 Torr. The film thickness is about 0.1 to 0.4 micron. At this time, the amount of phosphine is adjusted so that the concentration of phosphorus in the formed polycrystalline silicon is 1E20 to 1E21 pieces / cm 3 .

【0025】次に、500℃〜600℃の温度で1時間
から10時間熱処理し、グレインを巨大化させる。この
場合、第3の実施例よりさらに巨大化したグレインを持
つ膜が得られる。次に、図1(b)〜図1(d)に示す
のと同様の容量形成を行う。ただし、この場合は、図1
(b)で述べたイオンインプランテーション等による不
純物の形成された多結晶シリコンへの導入は不必要とな
る。
Next, heat treatment is performed at a temperature of 500 ° C. to 600 ° C. for 1 hour to 10 hours to enlarge the grains. In this case, a film having larger grains than that of the third embodiment can be obtained. Next, the same capacitance formation as shown in FIGS. 1B to 1D is performed. However, in this case,
It is not necessary to introduce the impurities into the formed polycrystalline silicon by the ion implantation or the like described in (b).

【0026】次に、この発明の第6の実施例について説
明する。この第6の実施例の場合には、上記第5の実施
例における多結晶シリコンの生成時に使用する反応ガス
として、シランとフォスフィンを使用する。その場合の
形成条件は、温度550℃〜600℃、圧力0.1から
0.4Torr、膜厚0.1から0.4μmとする。またフ
ォスフィンの量は、多結晶シリコン中のリンの濃度が、
1E20から1E21個/cm3 となるように調整する。
Next explained is the sixth embodiment of the invention. In the case of the sixth embodiment, silane and phosphine are used as the reaction gas used when the polycrystalline silicon is produced in the fifth embodiment. In that case, the forming conditions are a temperature of 550 ° C. to 600 ° C., a pressure of 0.1 to 0.4 Torr, and a film thickness of 0.1 to 0.4 μm. The amount of phosphine depends on the phosphorus concentration in the polycrystalline silicon.
Adjust from 1E20 to 1E21 pieces / cm 3 .

【0027】次に、500℃〜600℃の温度で1時間
から10時間熱処理し、グレインを巨大化させる。次
に、図1(b)〜図1(d)に示すのと同様の容量形成
を行う。ただし、この場合は、図1(b)に示されるイ
オンインプランテーション等による不純物の多結晶シリ
コンへの導入は不必要となる。
Next, heat treatment is performed at a temperature of 500 ° C. to 600 ° C. for 1 to 10 hours to enlarge the grains. Next, the same capacitance formation as shown in FIGS. 1B to 1D is performed. However, in this case, the introduction of impurities into the polycrystalline silicon by ion implantation or the like shown in FIG. 1B is unnecessary.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
によれば、キャパシタの下部電極として、多結晶シリコ
ンをレーザアニールして単結晶シリコンとするようにし
たので、誘電体膜として用いられるシリコン窒化膜を薄
膜化しても良好な電気特性を示し、かつ薄膜化しても、
シリコン窒化膜表面酸化時に、下地電極の異常な酸化も
起らず、このため、良好な特性を持つキャパシタの下部
電極が形成できる。
As described above in detail, according to the present invention, polycrystalline silicon is laser-annealed to form single crystal silicon as the lower electrode of the capacitor, so that it is used as a dielectric film. Even if the silicon nitride film is thinned, it shows good electrical characteristics, and even if it is thinned,
When the surface of the silicon nitride film is oxidized, abnormal oxidation of the base electrode does not occur, so that the lower electrode of the capacitor having good characteristics can be formed.

【0029】また、下部電極を0.5ミクロン以上の巨
大グレインを持つ多結晶シリコンとしたので、微細な凹
凸による電界集中が起きにくくなり、誘電体膜として用
いるシリコン窒化膜を薄膜化しても良好な電気特性を有
し、シリコン窒化膜の表面の酸化時に下地電極の異常な
酸化も起こらず、良好な特性を持つキャパシタの下部電
極が得られる。
Further, since the lower electrode is made of polycrystalline silicon having a huge grain of 0.5 μm or more, electric field concentration due to fine unevenness is less likely to occur, and the silicon nitride film used as the dielectric film can be thinned. It is possible to obtain a lower electrode of a capacitor which has excellent electrical characteristics and does not cause abnormal oxidation of the base electrode when the surface of the silicon nitride film is oxidized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法の工程断面図。
FIG. 1 is a process sectional view of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の半導体装置の製造方法により形成さ
れた多結晶シリコン上のシリコン窒化膜の耐酸化特性
図。
FIG. 2 is an oxidation resistance characteristic diagram of a silicon nitride film on polycrystalline silicon formed by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 ソース・ドレイン領域 6 コンタクト孔 7 酸化膜 8 多結晶シリコン 9 蓄積電極 10 シリコン窒化膜 11 酸化膜 12 多結晶シリコン膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal silicon substrate 2 Field oxide film 3 Gate oxide film 4 Gate electrode 5 Source / drain region 6 Contact hole 7 Oxide film 8 Polycrystalline silicon 9 Storage electrode 10 Silicon nitride film 11 Oxide film 12 Polycrystalline silicon film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 信彦 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuhiko Inoue 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板中或は表面上に単結晶シリコ
ンからなる導電層を形成する工程と、 前記導電層を含む前記基板表面に絶縁膜を形成する工程
と、 前記絶縁膜を選択的に除去し、前記導電層が表面に露出
する領域を形成する工程と、 前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁膜上に
多結晶シリコンからなる第1の膜を形成する工程と、 前記第1の膜の多結晶シリコンを単結晶シリコン化する
ためのレーザアニール工程と、 前記第1の膜に不純物を注入する工程と、 前記注入された不純物を活性化するための熱処理工程
と、 前記第1の膜上に、シリコン窒化膜からなるキャパシタ
の誘電体膜を形成する工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a conductive layer made of single crystal silicon in or on a surface of a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the surface of the substrate including the conductive layer, and selectively forming the insulating film. Removing, forming a region where the conductive layer is exposed on the surface, forming a first film made of polycrystalline silicon on the insulating film including the region where the conductive layer is exposed on the surface, A laser annealing step for converting polycrystalline silicon of the first film into single crystal silicon; a step of implanting impurities into the first film; a heat treatment step for activating the implanted impurities; And a step of forming a dielectric film of a capacitor made of a silicon nitride film on the first film.
【請求項2】 半導体基板中或は表面上に導電層を形成
する工程と、 前記導電層を含む前記基板表面に絶縁膜を形成する工程
と、 前記絶縁膜を選択的に除去し、前記導電層が表面に露出
する領域を形成する工程と、 前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁膜上に
0.5ミクロン以上のグレインを有する多結晶シリコン
からなる第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜上に、シリコン窒化膜からなるキャパ
シタの誘電体膜を形成する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a conductive layer in or on a surface of a semiconductor substrate; a step of forming an insulating film on the surface of the substrate including the conductive layer; and a step of selectively removing the insulating film to form the conductive layer. Forming a region where the layer is exposed on the surface, and forming a first conductive film made of polycrystalline silicon having a grain of 0.5 μm or more on the insulating film including the region where the conductive layer is exposed on the surface. And a step of forming a dielectric film of a capacitor made of a silicon nitride film on the first conductive film, the method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
於て、前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁
膜上に0.5ミクロン以上のグレインを有する多結晶シ
リコンからなる前記第1の導電膜を形成する工程とし
て、 前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁膜上に
シランを反応ガスとした化学気相成長法によって非晶質
シリコンからなる第2の膜を形成する工程と、 前記第2の膜の非晶質シリコンを500℃から600℃
の温度で1時間から10時間熱処理する工程と、 前記第2の膜に不純物を注入する工程と、 前記注入された不純物を活性化するための熱処理工程と
を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the conductive layer is made of polycrystalline silicon having a grain of 0.5 μm or more on the insulating film including a region exposed on the surface. As the step of forming the first conductive film, a second film made of amorphous silicon is formed on the insulating film including a region where the conductive layer is exposed on the surface by a chemical vapor deposition method using silane as a reaction gas. And a step of forming amorphous silicon of the second film from 500 ° C. to 600 ° C.
A heat treatment for 1 to 10 hours at a temperature of 1 to 10; a step of implanting impurities into the second film; and a heat treatment step for activating the implanted impurities. Production method.
【請求項4】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
於て、前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁
膜上に0.5ミクロン以上のグレインを有する多結晶シ
リコンからなる前記第1の導電膜を形成する工程とし
て、 前記導電層が表面に露出した領域を含む前記絶縁膜上に
シランとフォスフィンを反応ガスとした化学気相成長法
によって非晶質ドープシリコンからなる第3の膜を形成
する工程と、 前記第3の膜の非晶質ドープシリコンを500℃から6
00℃の温度で1時間から10時間熱処理する工程とを
行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the conductive layer is made of polycrystalline silicon having a grain of 0.5 μm or more on the insulating film including a region exposed on the surface. As the step of forming the first conductive film, a third layer of amorphous doped silicon is formed on the insulating film including the region where the conductive layer is exposed on the surface by chemical vapor deposition using silane and phosphine as reaction gases. And forming the third film of amorphous-doped silicon from 500 ° C. to 6 ° C.
And a step of performing heat treatment at a temperature of 00 ° C. for 1 to 10 hours.
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