JPH06216339A - Manufacture of semiconductor storage device - Google Patents

Manufacture of semiconductor storage device

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JPH06216339A
JPH06216339A JP5003811A JP381193A JPH06216339A JP H06216339 A JPH06216339 A JP H06216339A JP 5003811 A JP5003811 A JP 5003811A JP 381193 A JP381193 A JP 381193A JP H06216339 A JPH06216339 A JP H06216339A
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capacitor
polycrystalline silicon
film
lower electrode
fin
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Hidetoshi Ogiwara
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a semiconductor storage device excellent in reliability wherein the surface condition on the lower surface side of a capacitor lower electrode and the interface with a dielectric film can be prevented form being deteriorated. CONSTITUTION:The title method includes the following steps; a step wherein after a polycrystalline silicon film is formed and doped with impurities, a polycrystalline silicon film fin to serve as the lower electrode 26 of a capacitor is formed, a step of exposing the lower side surface of the polycrystalline silicon film fin, and a step for heat-treating the polycrystalline silicon film fin. Further a step of forming a dielectric film 27 so as to cover the polycrystalline silicon film fin, and a step for forming a capacitor upper electrode 28 so as to cover the dielectric fim 27 are performed in order.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置の製造
方法に係り、特にその半導体記憶装置のメモリセルのキ
ャパシタ電極の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 memory device, and more particularly to formation of a capacitor electrode of a memory cell of the semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、特開平4−30464号公報、特開平2−94
561号公報に開示されるようなものがあった。図3は
従来のスタック型メモリセルの断面図である。この図に
示すように、半導体基板1上のMOSトランジスタ2の
ソース・ドレインには、絶縁膜3にコンタクトホールを
介して延びるフィン(Fin)を有するキャパシタ下部
電極4が接続されている。そのキャパシタ下部電極4の
表面には誘電体膜5が形成され、その上にキャパシタ上
部電極6が形成され、キャパシタとして利用できる構造
をしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, JP-A-4-30464 and JP-A-2-94.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 561. FIG. 3 is a sectional view of a conventional stack type memory cell. As shown in this figure, a capacitor lower electrode 4 having a fin (Fin) extending through a contact hole in an insulating film 3 is connected to the source / drain of a MOS transistor 2 on a semiconductor substrate 1. A dielectric film 5 is formed on the surface of the capacitor lower electrode 4, and a capacitor upper electrode 6 is formed on the dielectric film 5, so that it can be used as a capacitor.

【0003】このスタック型メモリセル構造では、キャ
パシタ下部電極が水平方向に延びた部分の裏面とコンタ
クトに沿って生成された電極の側壁部分はキャパシタと
して利用されていない。図4は従来のフィン構造のキャ
パシタ下部電極を有するメモリセルの断面図である。
In this stack type memory cell structure, the back surface of the portion where the lower electrode of the capacitor extends in the horizontal direction and the side wall portion of the electrode formed along the contact are not used as the capacitor. FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a conventional fin structure capacitor lower electrode.

【0004】この図に示すように、半導体基板11上の
MOSトランジスタ12のソース・ドレインには、絶縁
膜13のコンタクトホールを介して絶縁膜13上のスト
ッパ窒化膜14上に、突き出るように延びるフィンを有
するキャパシタ下部電極15が接続されている。そのキ
ャパシタ下部電極15の表面、側面及び裏面には誘電体
膜16が形成され、その上にキャパシタ上部電極17が
形成されており、キャパシタとして利用できる構造をし
ている。
As shown in this figure, the source / drain of the MOS transistor 12 on the semiconductor substrate 11 extends so as to project onto the stopper nitride film 14 on the insulating film 13 through the contact hole of the insulating film 13. The capacitor lower electrode 15 having a fin is connected. A dielectric film 16 is formed on the front surface, the side surface, and the back surface of the capacitor lower electrode 15, and a capacitor upper electrode 17 is formed on the dielectric film 16, thus forming a structure that can be used as a capacitor.

【0005】以下、その製造工程について説明する。図
5はそのフィン構造のキャパシタ下部電極を有するメモ
リセルの製造工程を示す図である。この図に示すよう
に、まず、第1ステップS1において層間絶縁膜を生成
し、第2ステップS2においてストッパ窒化膜を生成
し、第3ステップS3において酸化膜を生成し、第4ス
テップS4においてコンタクトホトリソを行い、第5ス
テップS5においてコンタクトエッチングを行い、第6
ステップS6において下部電極膜を生成し、第7ステッ
プS7において不純物打ち込みを行い、第8ステップS
8において熱処理を行い、第9ステップS9において下
部電極ホトリソを行い、第10ステップS10において
下部電極のエッチングを行い、第11ステップS11に
おいて犠牲酸化膜除去を行い、第12ステップS12に
おいて誘電体膜を生成し、第13ステップS13におい
て熱処理(酸化)を行い、第14ステップS14におい
て上部電極を生成し、第15ステップS15において不
純物拡散を行い、第16ステップS16において上部電
極のホトリソを行い、第17ステップS17において上
部電極のエッチングを行うようにしている。
The manufacturing process will be described below. FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of a memory cell having the capacitor lower electrode of the fin structure. As shown in this figure, first, an interlayer insulating film is formed in a first step S1, a stopper nitride film is formed in a second step S2, an oxide film is formed in a third step S3, and a contact is formed in a fourth step S4. Photolithography is performed, contact etching is performed in the fifth step S5, and
A lower electrode film is formed in step S6, impurities are implanted in the seventh step S7, and an eighth step S7 is performed.
8, heat treatment is performed, lower electrode photolithography is performed in the ninth step S9, the lower electrode is etched in the tenth step S10, the sacrificial oxide film is removed in the eleventh step S11, and the dielectric film is removed in the twelfth step S12. And heat treatment (oxidation) is performed in the 13th step S13, an upper electrode is generated in the 14th step S14, impurity diffusion is performed in the 15th step S15, and photolithography of the upper electrode is performed in the 16th step S16. In step S17, the upper electrode is etched.

【0006】図3に示した通常のスタック型メモリセル
構造では、キャパシタ下部電極が水平方向に延びた部分
の裏面とコンタクトに沿って生成された電極の側壁部分
は、キャパシタとして利用されていないが、図4に示す
ように、フィン構造の下部電極を有するメモリセル構造
では、これらの部分もキャパシタとして利用できるよう
になっている。
In the normal stack type memory cell structure shown in FIG. 3, the back surface of the portion where the lower electrode of the capacitor extends in the horizontal direction and the side wall portion of the electrode formed along the contact are not used as the capacitor. As shown in FIG. 4, in a memory cell structure having a fin-structured lower electrode, these portions can also be used as capacitors.

【0007】したがって、キャパシタ面積が拡大するこ
とになり、静電容量が増加するので、ソフトエラーを低
減した半導体記憶装置を得ることができる。上記したフ
ィン構造のキャパシタ下部電極を有するメモリセルで
は、図4に示すように、キャパシタ下部電極の上面側
(表面側)周辺部分の膜厚分、水平方向に延びた電極の
下面側(裏面側)及びコンタクトに沿って生成された電
極の側壁部分をキャパシタとして利用している。
Therefore, the area of the capacitor is increased and the electrostatic capacity is increased, so that the semiconductor memory device with reduced soft error can be obtained. In the memory cell having the capacitor lower electrode of the fin structure described above, as shown in FIG. ) And the sidewall portion of the electrode formed along the contact is used as a capacitor.

【0008】したがって、キャパシタの信頼性(リーク
電流の低減、経時絶縁破壊特性等)を維持するには、こ
れらの部分の上面側と下面側の表面状態及び結晶粒の大
きさを同等にしなければならない。
Therefore, in order to maintain the reliability of the capacitor (reduction of leak current, dielectric breakdown characteristics over time, etc.), the surface condition and the crystal grain size of these parts on the upper surface side and the lower surface side must be the same. I won't.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィン構造のキャパシタ下部電極を有するメモリセルの
製造方法では、不純物打込み後の熱処理(以下、下部電
極第1の熱処理という)を行うと、打ち込まれた不純物
はキャパシタ下部電極全体に拡散し、上面側はアモルフ
ァス状態から結晶性を回復し、グレインが成長するが、
図6に示すように、下面側の下層には犠牲酸化膜20が
あるため、成長していないグレイン15aがあり、図7
に示すように、誘電体膜16生成後の熱酸化などによっ
て、これらのグレインが成長すれば、裏面側の表面状態
が変化し、また、誘電体膜16との界面に凹凸が発生
し、キャパシタの信頼性を劣化させるという問題点があ
った。
However, in the conventional method for manufacturing a memory cell having a capacitor lower electrode having a fin structure, when the heat treatment after implanting impurities (hereinafter referred to as the first heat treatment for the lower electrode) is performed, the implant is performed. Impurities diffuse into the entire lower electrode of the capacitor, the upper surface recovers crystallinity from the amorphous state, and grains grow,
As shown in FIG. 6, since the sacrificial oxide film 20 is present in the lower layer on the lower surface side, there are ungrown grains 15a.
As shown in FIG. 3, if these grains grow due to thermal oxidation after the dielectric film 16 is formed, the surface state on the back surface side changes, and irregularities are generated at the interface with the dielectric film 16, which causes the capacitor However, there was a problem that it deteriorated the reliability.

【0010】本発明は、以上述べたキャパシタの信頼性
が劣化するという問題点を除去するため、キャパシタ下
部電極の下面側の表面状態や誘電膜との界面の劣化を防
ぐことができる信頼性の優れた半導体記憶装置の製造方
法を提供することを目的とする。
In order to eliminate the above-mentioned problem that the reliability of the capacitor is deteriorated, the present invention can prevent deterioration of the surface condition of the lower surface of the capacitor lower electrode and the deterioration of the interface with the dielectric film. An object is to provide an excellent method for manufacturing a semiconductor memory device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体記憶装置の製造方法において、多
結晶シリコン膜を形成し、該多結晶シリコン膜に不純物
をドープし、キャパシタ下部電極となる多結晶シリコン
膜のフィンを形成する工程と、前記多結晶シリコン膜の
フィンの下側面を露出する工程と、前記多結晶シリコン
膜のフィンに熱処理を加える工程と、前記多結晶シリコ
ン膜のフィンを覆うように誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜を覆うようにキャパシタ上部電極を形成す
る工程とを順に施すようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a polycrystalline silicon film is formed, the polycrystalline silicon film is doped with impurities, and a capacitor lower portion is formed. Forming a fin of a polycrystalline silicon film to be an electrode, exposing a lower surface of the fin of the polycrystalline silicon film, applying a heat treatment to the fin of the polycrystalline silicon film, and the polycrystalline silicon film Forming a dielectric film to cover the fins of
The step of forming a capacitor upper electrode so as to cover the dielectric film is sequentially performed.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、上記したように、キャパシタ
下部電極に不純物をドープし、加熱後、キャパシタ下部
電極の下側面に生じる犠牲酸化膜を除去後、熱処理を行
うようにする。したがって、キャパシタ下部電極の下側
面の表面状態及び誘電体膜との界面の劣化を防ぐことが
できる。
According to the present invention, as described above, the lower electrode of the capacitor is doped with impurities, and after heating, the sacrificial oxide film formed on the lower surface of the lower electrode of the capacitor is removed and then heat treatment is performed. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the surface state of the lower surface of the capacitor lower electrode and the interface with the dielectric film.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す半導
体記憶装置の要部製造工程断面図、図2は本発明の実施
例を示す半導体記憶装置の概略製造工程図である。ま
ず、本発明の半導体記憶装置の概略製造工程について、
図2を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor memory device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic manufacturing process drawing of a semiconductor memory device showing an embodiment of the present invention. First, regarding the schematic manufacturing process of the semiconductor memory device of the present invention,
This will be described with reference to FIG.

【0014】まず、第21ステップS21において層間
絶縁膜23を生成し、第22ステップS22においてス
トッパ窒化膜24を生成し、第23ステップS23にお
いて酸化膜25を生成し、第24ステップS24におい
てコンタクトホトリソを行い、第25ステップS25に
おいてコンタクトエッチングを行い、第26ステップS
26において多結晶からなる下部電極膜を生成し、第2
7ステップS27において不純物打ち込みを行い、第2
8ステップS28において熱処理を行い、第29ステッ
プS29において下部電極ホトリソを行い、第30ステ
ップS30において下部電極26のエッチングを行い
〔図1(a)参照〕、第31ステップS31において犠
牲酸化膜除去を行う〔図1(b)参照〕。
First, the interlayer insulating film 23 is formed in the 21st step S21, the stopper nitride film 24 is formed in the 22nd step S22, the oxide film 25 is formed in the 23rd step S23, and the contact photo film is formed in the 24th step S24. And contact etching is performed in the 25th step S25, and the 26th step S25 is performed.
26, a lower electrode film made of polycrystal is formed at
7 In step S27, impurity implantation is performed and the second
8 In step S28, heat treatment is performed, in 29th step S29, lower electrode photolithography is performed, in 30th step S30, lower electrode 26 is etched [see FIG. 1A], and in 31st step S31, sacrificial oxide film is removed. Perform [see FIG. 1 (b)].

【0015】次に、下部電極26の下側面が露出する
と、第32ステップS32において熱処理を行い、下部
電極26の下側面の多結晶のグレインを十分に成長させ
〔図1(c)参照〕、第33ステップS33において誘
電体膜27を生成し、第34ステップS34において熱
処理(酸化)を行い、第35ステップS35において上
部電極28を生成し、第36ステップS36において不
純物拡散を行い、第37ステップS37において上部電
極28のホトリソを行い、第38ステップS38におい
て上部電極28のエッチングを行い、上部電極28を生
成した後に、第39ステップS39において保護膜29
を形成する(図2にはなし)。
Next, when the lower surface of the lower electrode 26 is exposed, heat treatment is performed in the 32nd step S32 to sufficiently grow polycrystalline grains on the lower surface of the lower electrode 26 (see FIG. 1C). The dielectric film 27 is formed in the 33rd step S33, the heat treatment (oxidation) is performed in the 34th step S34, the upper electrode 28 is formed in the 35th step S35, the impurity diffusion is performed in the 36th step S36, and the 37th step. After photolithography of the upper electrode 28 in S37 and etching of the upper electrode 28 in the 38th step S38 to form the upper electrode 28, a protective film 29 is formed in a 39th step S39.
(Not shown in FIG. 2).

【0016】次いで、本発明の実施例を示す半導体記憶
装置の要部製造工程を図1を用いて説明する。まず、図
1(a)に示すように、半導体基板21のMOSトラン
ジスタ22のソース・ドレインには、層間絶縁膜23、
ストッパ窒化膜24、酸化膜25、その上に多結晶シリ
コン膜を形成し、この多結晶シリコン膜に不純物(As
+ )をドープした後、該多結晶シリコン膜のフィンを形
成するキャパシタ下部電極26が形成され、該キャパシ
タ下部電極26はコンタクトホールを介して半導体基板
21に接続されている。
Next, a process of manufacturing a main part of a semiconductor memory device showing an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, the interlayer insulating film 23 is formed on the source / drain of the MOS transistor 22 of the semiconductor substrate 21,
A stopper nitride film 24, an oxide film 25, and a polycrystalline silicon film are formed on the stopper nitride film 24 and the oxide film 25. Impurities (As) are added to the polycrystalline silicon film.
After the + ) is doped, a capacitor lower electrode 26 forming a fin of the polycrystalline silicon film is formed, and the capacitor lower electrode 26 is connected to the semiconductor substrate 21 via a contact hole.

【0017】次いで、図1(b)に示すように、キャパ
シタ下部電極26の下側面の酸化膜(犠牲酸化膜)25
〔図1(a)参照〕をフッ酸の水溶液による等方性エッ
チングにより全面除去して、キャパシタ下部電極26の
多結晶シリコンの下側面を露出する。次に、図1(c)
に示すように、850℃前後の窒素雰囲気中で20〜3
0分間熱処理を行う(キャパシタ下部電極の第2熱処
理)。この結果、キャパシタ下部電極26の下面側の成
長しきれていなかったグレインが、上面側と同等の大き
さまで成長する。なお、一般には、不活性ガス雰囲気で
800℃乃至1000℃の温度で熱処理を行うことがで
きる。
Then, as shown in FIG. 1B, an oxide film (sacrificial oxide film) 25 on the lower surface of the capacitor lower electrode 26 is formed.
[See FIG. 1A] is entirely removed by isotropic etching using an aqueous solution of hydrofluoric acid to expose the lower side surface of the polycrystalline silicon of the capacitor lower electrode 26. Next, FIG. 1 (c)
As shown in FIG.
Heat treatment is performed for 0 minutes (second heat treatment of the capacitor lower electrode). As a result, the grains that have not completely grown on the lower surface side of the capacitor lower electrode 26 grow to the same size as the upper surface side. Note that generally, heat treatment can be performed at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. in an inert gas atmosphere.

【0018】次に、図1(d)に示すように、誘電体膜
となる窒化膜を減圧CVD法で50〜100Å生成す
る。更に、窒化膜のみでは電界ストレスなどに対する耐
圧が弱いため、窒化膜生成後、酸素雰囲気中で酸化を行
い、誘電体膜27を形成する。次に、図1(e)に示す
ように、その後、キャパシタ上部電極28を形成し、そ
の上に保護膜29を堆積する。
Next, as shown in FIG. 1 (d), a nitride film to be a dielectric film is formed by a low pressure CVD method at 50 to 100 liters. Further, since the nitride film alone has a weak withstand voltage against electric field stress, after the nitride film is formed, it is oxidized in an oxygen atmosphere to form the dielectric film 27. Next, as shown in FIG. 1E, a capacitor upper electrode 28 is then formed, and a protective film 29 is deposited thereon.

【0019】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。図8は本発明の他の実施例を示す半導体記憶装置の
製造工程断面図である。まず、図8(a)に示すよう
に、半導体基板31のMOSトランジスタ32のソース
・ドレインには、層間絶縁膜33、ストッパ窒化膜3
4、酸化膜のコンタクトホールを介して酸化膜に延びる
フィンを有するキャパシタ下部電極36が接続されてい
る。次いで、キャパシタ下部電極36の下側面の酸化膜
(犠牲酸化膜)をフッ酸の水溶液による等方性エッチン
グにより全面除去して、キャパシタ下部電極36の多結
晶シリコンの裏面を露出する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 8A to 8D are cross-sectional views of manufacturing steps of a semiconductor memory device showing another embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 8A, the interlayer insulating film 33 and the stopper nitride film 3 are formed on the source / drain of the MOS transistor 32 on the semiconductor substrate 31.
4. A capacitor lower electrode 36 having a fin extending to the oxide film is connected through the oxide film contact hole. Next, the oxide film (sacrificial oxide film) on the lower side surface of the capacitor lower electrode 36 is entirely removed by isotropic etching using an aqueous solution of hydrofluoric acid to expose the back surface of the polycrystalline silicon of the capacitor lower electrode 36.

【0020】次に、図8(b)に示すように、酸素雰囲
気中で30〜60分間熱処理を行う(下部電極の第2熱
処理)。この結果、キャパシタ下部電極36の下面側の
成長しきれていなかったグレインが、上面側と同等の大
きさまで成長する。次いで、キャパシタ下部電極36の
多結晶シリコン上の酸化膜を除去した後、アンモニアガ
スあるいは笑気ガス雰囲気中850℃で、30秒ほど短
時間アニールして、キャパシタ下部電極36の表面を窒
化する。この工程にはランプ加熱によるRTA(Rap
id Thermal Annealing)装置が適
している。なお、一般的には、笑気ガス雰囲気中800
℃乃至1000℃の温度で短時間アニールすることがで
きる。
Next, as shown in FIG. 8B, heat treatment is performed for 30 to 60 minutes in an oxygen atmosphere (second heat treatment of the lower electrode). As a result, the grains that have not completely grown on the lower surface side of the capacitor lower electrode 36 grow to the same size as the upper surface side. Next, after removing the oxide film on the polycrystalline silicon of the capacitor lower electrode 36, the surface of the capacitor lower electrode 36 is nitrided by annealing at 850 ° C. in an ammonia gas or laughing gas atmosphere for about 30 seconds for a short time. In this process, RTA (Rap
An id Thermal Annealing device is suitable. Generally, 800 in a laughing gas atmosphere
It can be annealed at a temperature of ℃ to 1000 ℃ for a short time.

【0021】次に、誘電体膜となる窒化膜34を減圧C
VD法で40〜50Å生成する。この時、キャパシタ下
部電極36の表面が窒化されているため、誘電体膜37
の耐酸化性が向上する。更に、窒化膜34のみでは、電
界ストレスなどに対する耐圧が弱いため、窒化膜34生
成後、酸素雰囲気中で酸化を行い、図8(c)に示すよ
うに、誘電体膜37を生成する。
Next, the reduced pressure C is applied to the nitride film 34 to be the dielectric film.
40 to 50Å is generated by the VD method. At this time, since the surface of the capacitor lower electrode 36 is nitrided, the dielectric film 37
The oxidation resistance of is improved. Further, since the nitride film 34 alone has a low withstand voltage against electric field stress, after the nitride film 34 is formed, it is oxidized in an oxygen atmosphere to form a dielectric film 37 as shown in FIG. 8C.

【0022】その後、図8(d)に示すように、キャパ
シタ上部電極38を形成し、その上に保護膜39を堆積
する。従来の半導体記憶装置の製造方法によるフィン構
造のキャパシタ下部電極を有するメモリセルと、本発明
の半導体記憶装置の製造方法によるキャパシタ下部電極
の下面の犠牲酸化膜除去後に熱処理を行なったフィン構
造メモリセルとに、定電界のストレスをかけた加速試験
のワイブル・プロット図を図9に示す。この図におい
て、横軸は時間(秒)、縦軸は累積不良率(%)であ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 8D, a capacitor upper electrode 38 is formed, and a protective film 39 is deposited thereon. A memory cell having a fin-structured capacitor lower electrode according to a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device, and a fin-structured memory cell subjected to heat treatment after removing a sacrificial oxide film on the lower surface of the capacitor lower electrode according to the method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention. Further, FIG. 9 shows a Weibull plot diagram of the acceleration test under the stress of constant electric field. In this figure, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents cumulative defective rate (%).

【0023】この図より明らかなように、本発明による
フィン構造のメモリセル、つまり、フィン構造のキャパ
シタ下部電極の下面側の酸化膜除去後に、第2の熱処理
を行うことより、キャパシタ下部電極を形成し、そのキ
ャパシタ下部電極に形成される誘電体膜の場合(実線
b)は、従来のフィン構造のメモリセル(一点鎖線a)
より寿命が長くなっていることがわかる。
As is apparent from this figure, the memory cell of the fin structure according to the present invention, that is, the capacitor lower electrode is removed by performing the second heat treatment after removing the oxide film on the lower surface side of the capacitor lower electrode of the fin structure. In the case of a dielectric film which is formed and is formed on the lower electrode of the capacitor (solid line b), a memory cell having a conventional fin structure (dashed line a)
It can be seen that the life is longer.

【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、キャパシタ下部電極の下面の犠牲酸化膜を除去
し、その後、更に熱処理を行うようにしたので、キャパ
シタ下部電極の生成後の熱処理の段階では下部電極の下
層に存在している酸化膜が除去されるため、第1の熱処
理で成長しきれなかったキャパシタ下部電極の下面側の
グレインが上面側と同等の状態になるまで成長する。
As described above in detail, according to the present invention, the sacrificial oxide film on the lower surface of the capacitor lower electrode is removed, and then the heat treatment is further performed. Since the oxide film existing in the lower layer of the lower electrode is removed in the heat treatment step of, the grains on the lower surface side of the capacitor lower electrode that could not be grown by the first heat treatment are equal to the upper surface side. grow up.

【0026】これによって、キャパシタ下部電極の上面
側と下面側の多結晶シリコンの表面の状態や多結晶シリ
コンのグレインの粒径を同等にすることができる。した
がって、本発明のフィン構造のキャパシタ下部電極を有
する半導体記憶装置は、従来のフィン構造のキャパシタ
下部電極を有する半導体記憶装置に比して、誘電体膜の
寿命を延ばすことができる。
As a result, the surface state of the polycrystalline silicon on the upper surface side and the lower surface side of the capacitor lower electrode and the grain size of the grains of the polycrystalline silicon can be made equal. Therefore, the semiconductor memory device having the fin-structured capacitor lower electrode of the present invention can extend the life of the dielectric film as compared with the conventional semiconductor memory device having the fin-structured capacitor lower electrode.

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

【図1】本発明の実施例を示す半導体記憶装置の要部製
造工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor memory device showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示す半導体記憶装置の概略製
造工程図である。
FIG. 2 is a schematic manufacturing process diagram of a semiconductor memory device showing an embodiment of the present invention.

【図3】従来のスタック型メモリセルの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional stack type memory cell.

【図4】従来のフィン構造のキャパシタ下部電極を有す
るメモリセルの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory cell having a conventional fin structure capacitor lower electrode.

【図5】従来のフィン構造のキャパシタ下部電極を有す
るメモリセルの概略製造工程図である。
FIG. 5 is a schematic manufacturing process diagram of a memory cell having a conventional fin-structured capacitor lower electrode.

【図6】従来のフィン構造のキャパシタ下部電極の形成
工程後を示す拡大部分断面図である。
FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing a state after a step of forming a conventional capacitor lower electrode having a fin structure.

【図7】従来のフィン構造のキャパシタ下部電極の拡大
部分断面図である。
FIG. 7 is an enlarged partial sectional view of a conventional capacitor lower electrode having a fin structure.

【図8】本発明の他の実施例を示す半導体記憶装置の要
部製造工程断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor memory device showing another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の効果を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,31 半導体基板 22,32 MOSトランジスタ 23,33 層間絶縁膜 24,34 ストッパ窒化膜 25 酸化膜 26,36 キャパシタ下部電極 26a, キャパシタ下部電極の下側面の酸化膜(犠
牲酸化膜) 27,37 誘電体膜 28,38 キャパシタ上部電極 29,39 保護膜
21, 31 Semiconductor substrate 22, 32 MOS transistor 23, 33 Interlayer insulating film 24, 34 Stopper nitride film 25 Oxide film 26, 36 Capacitor lower electrode 26a, Oxide film (sacrificial oxide film) on the lower side of the capacitor lower electrode 27, 37 Dielectric film 28,38 Capacitor upper electrode 29,39 Protective film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)多結晶シリコン膜を形成し、該多結
晶シリコン膜に不純物をドープした後、キャパシタ下部
電極となる多結晶シリコン膜のフィンを形成する工程
と、 (b)前記多結晶シリコン膜のフィンの下側面を露出す
る工程と、 (c)前記多結晶シリコン膜のフィンに熱処理を加える
工程と、 (d)前記多結晶シリコン膜のフィンを覆うように誘電
体膜を形成する工程と、 (e)前記誘電体膜を覆うようにキャパシタ上部電極を
形成する工程とを順に施すことを特徴とする半導体記憶
装置の製造方法。
1. A step of: (a) forming a polycrystalline silicon film, doping the polycrystalline silicon film with an impurity, and then forming a fin of the polycrystalline silicon film to be a capacitor lower electrode; Exposing the lower surface of the fin of the crystalline silicon film; (c) applying heat treatment to the fin of the polycrystalline silicon film; (d) forming a dielectric film so as to cover the fin of the polycrystalline silicon film. And a step of (e) forming a capacitor upper electrode so as to cover the dielectric film in this order, a method of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置の製造方
法において、前記熱処理を不活性ガス雰囲気で800℃
乃至1000℃の温度で行うことを特徴とする半導体記
憶装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at 800 ° C. in an inert gas atmosphere.
A method of manufacturing a semiconductor memory device, which is performed at a temperature of 1000 to 1000 ° C.
【請求項3】 請求項1記載の半導体記憶装置の製造方
法において、前記熱処理を酸化性雰囲気で行い、その後
多結晶シリコン膜のフィン表面の酸化膜を除去する工程
を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
3. The semiconductor memory device manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of performing the heat treatment in an oxidizing atmosphere and then removing an oxide film on a fin surface of the polycrystalline silicon film. Storage device manufacturing method.
【請求項4】 請求項1記載の半導体記憶装置の製造方
法において、前記誘電体膜を形成する前に、アンモニア
(NH3 )あるいは笑気ガス(N2 O)雰囲気中で80
0℃乃至1000℃の温度で短時間アニールを行い、多
結晶シリコン膜表面に窒化膜を形成する工程を施すこと
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dielectric film is formed in an ammonia (NH 3 ) or laughing gas (N 2 O) atmosphere before forming the dielectric film.
A method for manufacturing a semiconductor memory device, which comprises performing a step of annealing at a temperature of 0 ° C. to 1000 ° C. for a short time to form a nitride film on the surface of a polycrystalline silicon film.
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