JPH06224385A - 半導体記憶装置とその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置とその製造方法

Info

Publication number
JPH06224385A
JPH06224385A JP5009973A JP997393A JPH06224385A JP H06224385 A JPH06224385 A JP H06224385A JP 5009973 A JP5009973 A JP 5009973A JP 997393 A JP997393 A JP 997393A JP H06224385 A JPH06224385 A JP H06224385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
oxide film
capacitor
substrate
lower electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5009973A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Nozaki
雅彦 野崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5009973A priority Critical patent/JPH06224385A/ja
Publication of JPH06224385A publication Critical patent/JPH06224385A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタック形DRAMのキャパシタ容量を増大
する。 【構成】 キャパシタ下部電極のパターン側壁の形状を
テイパー形状とし、隣接パターンとの間隔を狭くする。
またキャパシタ下部電極が形成される層間絶縁膜の表面
に窒化膜を形成し、キャパシタ誘電膜の厚みを薄くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置の構造
と製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6を用いて従来のスタックトキャパシ
タセルを用いたDRAMの断面構造を説明する。半導体
基板1上のゲート電極10と、ゲート電極12を挟んで
形成されたソース、ドレイン11で構成されるトランジ
スター13と、素子分離酸化膜12を有し、これらトラ
ンジスター13等の上部に層間絶縁膜2として酸化膜が
形成されている。前記層間絶縁膜2上にポリシリコンに
よるキャパシタ下部電極4が形成されており、これは層
間絶縁膜2の表面からコンタクトホール15によりソー
ス、ドレイン11の一つと接続している。更に前記下部
電極を覆って窒化膜によるキャパシタ誘電膜6と、その
上部にポリシリコン膜による上部電極5が形成され、1
トランジスタ1キャパシタ構造のDRAMを構成する。
【0003】従来例の製造方法は半導体基板1上のトラ
ンジスタ13、素子分離酸化膜12、の表面に酸化膜層
2を形成し、酸化膜層表面からソース、ドレイン11の
一方までコンタクトホール15を開け、その上にCVD
等によりポリシリコン膜4を成膜し、その後フォトレジ
ストを施し所定の形状にエッチングを行いキャパシタ下
部電極4を形成する。前記キャパシタ下部電極4の上部
にCVDにより窒化膜を成膜しキャパシタ誘電膜6のを
形成し、更にその上にCVDによりポリシリコンを成膜
しキャパシタ上部電極5を形成する。
【0004】図3の窒化膜成膜カーブの実線16で示す
ようにキャパシタ誘電膜6である窒化膜は酸化膜層2上
では成膜開始後しばらくは成膜が進行しないのに対し、
図3の直線17で示すようにポリシリコン膜および窒化
膜上では成膜開始直後より膜の成長が開始する。このた
め図6に示すように酸化膜2上のキャパシタ誘電膜6の
膜厚tSiN/SiO がキャパシタ下部電極4であるポリシリ
コン膜上のキャパシタ誘電膜6の膜厚tSiN/polyより薄
くなり、図6P点において熱酸化工程で、突き抜け酸化
が生じ易い。従ってこのため、キャパシタ下部電極4の
ポリシリコンの表面に酸化膜を生じ、合成容量が小さく
成った。このため突き抜け防止のため、キャパシタ誘電
膜6を厚くする必要があった。
【0005】DRAMの容量増大の1手段としてキャパ
シタ面積の拡大があるが、従来の装置においては、リソ
グラフィ技術の限界からキャパシタ下部電極4の隣接パ
ターンとの間隔が例えば0.5μm以下には狭められ
ず、キャパシタ面積を広くできなかった。また、隣接パ
ターンとの間隔を狭めると、キャパシタ上部電極5を狭
い間隔部分に形成することが難しく、実質的な容量増加
が困難であった。容量増大の他の方法としてキャパシタ
誘電膜の厚さを薄くする方法があるが、従来例において
は、ポリシリコン膜上に形成されるキャパシタ誘電膜は
酸化膜上に形成されるキャパシタ誘電膜より厚いため、
熱処理工程において絶縁破壊が生じやすかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】記憶容量の大きさは、
誘電膜6を挟んで対向するキャパシタ下部電極4とキャ
パシタ上部電極5の重なり部分の面積に比例する。然る
に、記憶装置の高集積化に伴い、キャパシタの占有面積
が小さくなり十分な蓄積容量を得ることが困難となっ
た。キャパシタ容量の増加のため下部電極パターンの間
隔Aをつめ、面積を増大するにはリソグラフィに限界が
ある。またキャパシタ誘電膜6を薄くすると熱処理時の
ピンホールにより下側電極4が直接酸化され合成容量が
減少する、等の問題があった。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、前記キャパシタ下部電極4の
間隔Aを狭くし、またキャパシタ誘電膜6を薄くできる
半導体記憶装置の構造とその製造方法を提供するもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】キャパシタ下部電極4の
間隔を狭くするために、下部電極の端面構造をサイドウ
オール酸化膜マスクを用いてテーパー形状とし、また薄
い誘電膜は層間絶縁膜上に窒化膜を設けることにより形
成可能とした。
【0009】
【作用】キャパシタ下部電極4の端面をテーパ形状と
し、隣接キャパシタ下部電極4の間隔Aを狭めることに
より、キャパシタ面積の増大が可能となる。またキャパ
シタ下部電極4の端面をテーパー形状とする事によりキ
ャパシタ上部電極5がキャパシタ下部電極4の間隔部分
に入り込むので容量増加となる。また窒化膜3採用する
ことによりどの部分の誘電膜の成長速度も均等にできる
ので、キャパシタ誘電膜6を薄く形成でき、容量増大が
可能となる。
【0010】
【実施例】実施例1.図1に本願発明の装置の一実施例
の構造断面図を示す。本願発明の装置は、トランジスタ
13及び素子分離酸化膜12の上に形成された層間絶縁
膜2の表面上に窒化膜3が設けられ、この窒化膜3の表
面に形成されたポリシリコンによる所定のパターンの導
電膜領域4を上記窒化膜3表面からソース、またはドレ
イン11に開口されたコンタクトホールを埋めて形成さ
れた導体15とを接続して形成されたキャパシタ下部電
極4と、この下部電極4を窒化膜で被覆して形成された
キャパシタ誘電膜6と、この誘電膜をポリシリコンによ
る導電膜で覆って形成されたポリシリコン膜による上部
電極5とにより構成されている。本願発明のキャパシタ
下部電極4のパターンの平面配置図を図2に示すが、上
記のパターンの間隔を出来るだけ狭めるため、上記下部
電極4の側壁部分14をテーパー形状(傾斜型)にして
いる点が特徴である。
【0011】図1においてキャパシタ下部電極4の上端
の間隔Aは0.5μm程度であり、テーパー下部の隣接
電極との間隔Bは0.1μm程度である。図2は下部電
極4のパタンレイアウト図である。2.5μm×1.0
μmの短形が間隔0.5μmで並んでいる。下部電極4
の膜厚を0.4μmとすると下部電極4の表面積は5.
3μm2 となる。一方本発明のように下部電極4にテー
パーをつけ、下部電極4の間隔を0.1μmとしたとき
下部電極4の表面積は6.0μm2 となりキャパシタ面
積は従来技術の場合に比べ13%の増大となる。
【0012】またキャパシタ下部電極4の端面をテーパ
ー形状とすることにより、キャパシタ上部電極5がキャ
パシタ下部電極4の間隔部分に入り込むので容量増加と
なる。
【0013】実施例2.図1に請求項2による半導体記
憶装置の実施例の構造断面図を示す。シリコン基板1上
の層間絶縁膜(酸化膜)2の表面に窒化膜3が形成され
ている。窒化膜3表面からソース、ドレイン11の一方
までコンタクトホール15が形成されており、その上方
にポリシリコン膜4による所定のパターンのキャパシタ
下部電極4が形成されており、その表面にキャパシタ誘
電膜6の窒化膜が形成されており、その上にポリシリコ
ンによるキャパシタ上部電極5が形成され半導体記憶装
置を形成している。
【0014】図1に示すようにキャパシタ下部電極4直
下に第1の窒化膜3(膜厚約20nm)を設ける事によ
り図4の実線17で示すように第1の窒化膜3上のキャ
パシタ誘電膜6である第2の窒化膜の膜厚tSiN/SiN
キャパシタ下部電極4上の第2の窒化膜の膜厚t
SiN/polyとほぼ等しくすることが出来る。この結果キャ
パシタ下部電極4を覆うキャパシタ誘電膜6である第2
の窒化膜に従来技術のような局所的に薄い部分が出来な
いため熱酸化工程での第2の窒化膜を突き抜けて発生す
る下部電極ポリシリコン膜の酸化膜が発生しなくなり、
全体として薄いキャパシタ誘電膜を形成することが出来
る。
【0015】実施例3.請求項3による半導体記憶装置
の製造方法の実施例を図4(a)〜(d)及び図5
(e)〜(h)に示す。但し図4(a)〜図5(h)は
一連のプロセスを示す。図4aにおいてトランジスタ1
3等が形成されているシリコン基板1上の第1の酸化膜
2表面にCVD法により窒化膜3を成膜をし、前記窒化
膜3表面からゲート、ソース11の一方までコンタクト
ホール15を形成する。
【0016】図4bにおいて前記窒化膜3上にCVD法
によりポリシリコン膜4を成膜し、ヒ素を全面に注入す
る。これは、ヒ素を注入した部分のポリシリコン4はエ
ッチングされやすいのでヒ素注入のプロファイルに従っ
てテーパー形状の側壁を持つキャパシタ下部電極4のエ
ッチングが可能だからである。
【0017】次に図4cにおいてポリシリコン4上にC
VD法により第2の酸化膜7を200nm成膜し、図4
dのようにレジストパタン8をマスクとして第2の酸化
膜7を異方性酸化膜ドライエッチングを行う。この時の
レジストパタン間隔はリソグラフィ技術の限界できま
り、現状では0.5μm程度である。次に、図5eに示
すように第3の酸化膜9を200nm成膜し、異方性酸
化膜ドライエッチングにより全面エッチバックすれば図
5fに示すように第3の酸化膜9は第2の酸化膜7のパ
タンの側壁にのみ残り第2と第3の酸化膜で形成される
パタンの間隔は0.1μmとなる。
【0018】次に図5gに示すように前記第2の酸化膜
7と第3の酸化膜9による側壁をマスクとして前記ポリ
シリコン膜を所定の形状にエッチングしてキャパシタ下
部電極4を形成する。前記ポリシリコン膜4をエッチン
グ後、前記第2の酸化膜7とその側壁の第3の酸化膜9
を湿式エッチにより除去し、図5hに示すキャパシタ下
部電極4が形成される。引続き図には示してないがキャ
パシタ誘電膜6の窒化膜およびキャパシタ上部電極5を
成膜して半導体記憶装置が形成される。
【0019】
【発明の効果】1.キャパシタ下部電極の端面をテーパ
ー形状とし、隣接キャパシタとの間隔を狭める事により
キャパシタの面積増大が可能となった。 2.またキャパシタ下部電極の端面形状がテーパーなの
で上部電極が間隔部分に入り込み容量増大がはかれた。 3.またキャパシタ下部電極直下に窒化膜を形成するこ
とによりキャパシタ誘電膜が全面にわたって同時に形成
開始するので、薄い誘電膜形成が可能となり容量増加が
はかれた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び実施例2の半導体記憶装置の構造
断面図。
【図2】実施例1の半導体記憶装置の平面図。
【図3】窒化膜成膜速度の下地依存性。
【図4】実施例3による半導体記憶装置の製造工程図。
【図5】実施例3による半導体記憶装置の製造工程図。
【図6】従来の半導体記憶装置の構造断面図。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 第1の層間絶縁膜 3 第1の窒化膜 4 キャパシタ下部電極 5 キャパシタ上部電極 6 キャパシタ誘電膜 7 第2の酸化膜 8 レジストパターン 9 第3の酸化膜 10 ゲート電極 11 ソース、ドレイン 12 素子分離酸化膜 13 トランジスタ 14 キャパシタ下部電極のテーパー上部端の形状 15 コンタクトホール 16 酸化膜上の窒化膜成膜速度カーブ 17 窒化膜上、またはポリシリコン膜上の窒化膜成膜
カーブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と、前記基板上に絶縁膜を介
    して形成されたゲート電極と前記ゲート電極を挟んで前
    記基板上に形成されたソース、ドレインとによるトラン
    ジスタと、前記基板上に形成された分離酸化膜と、前記
    トランジスタ並びに分離酸化膜の上部に形成された層間
    絶縁膜と、前記層間絶縁膜の表面に形成された導電膜領
    域と、前記導体膜領域を前記層間絶縁膜表面からソー
    ス、ドレイン領域まで開口されたコンタクトホールに形
    成された導体とを接続して形成されたキャパシタ下部電
    極と、前記下部電極を覆って形成されたキャパシタ誘電
    膜と、前記キャパシタ誘電膜を覆って形成されたキャパ
    シタ上部電極とを有し、前記下部電極の側壁端面がテー
    パ形状であることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板と、前記基板上に絶縁膜を介
    して形成されたゲート電極と前記ゲート電極を挟んで前
    記基板上に形成されたソース、ドレインとによるトラン
    ジスタと、前記基板上に形成された分離酸化膜と、前記
    トランジスタ並びに分離酸化膜の上部に形成された層間
    絶縁膜と、前記層間絶縁膜の表面に形成された導電膜領
    域と、前記導体膜領域を前記層間絶縁膜表面からソー
    ス、ドレイン領域まで開口されたコンタクトホールに形
    成された導体とを接続して形成されたキャパシタ下部電
    極と、前記下部電極を覆って形成されたキャパシタ誘電
    膜と、前記キャパシタ誘電膜を覆って形成されたキャパ
    シタ上部電極とを有し、前記キャパシタ下部電極が形成
    される前記層間絶縁膜表面に窒化膜を備えたことを特徴
    とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 半導体基板と、前記基板上に絶縁膜を介
    して形成されたゲート電極と前記ゲート電極を挟んで前
    記基板上に形成されたソース、ドレインとによるトラン
    ジスタと、前記基板上に形成された分離酸化膜と、前記
    トランジスタ並びに分離酸化膜の上部に形成された層間
    絶縁膜を有し、前記層間絶縁膜表面に窒化膜を形成する
    工程と、前記窒化膜の表面からゲート、ソースの一方ま
    でコンタクトホールを形成する工程と、前記窒化膜上お
    よびコンタクトホールの側面および底面にポリシリコン
    膜を形成する工程と、前記ポリシリコン膜にイオンを注
    入する工程と、前記ポリシリコン膜に第1の酸化膜を形
    成しこれを所定のパターンにエッチングする工程と、前
    記酸化膜上に第2の酸化膜を成膜する工程と、前記第2
    の酸化膜を全面エッチバックして第1の酸化膜の側壁に
    第2の酸化膜を側壁として残す工程と、前記第1の酸化
    膜と第2の酸化膜による側壁をマスクとして第1のポリ
    シリコン膜をエッチングする工程と、第1のポリシリコ
    ン膜をエッチング後前記第1の酸化膜とその側壁の第2
    の酸化膜を除去する工程とを備えた半導体記憶装置の製
    造方法。
JP5009973A 1993-01-25 1993-01-25 半導体記憶装置とその製造方法 Pending JPH06224385A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5009973A JPH06224385A (ja) 1993-01-25 1993-01-25 半導体記憶装置とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5009973A JPH06224385A (ja) 1993-01-25 1993-01-25 半導体記憶装置とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06224385A true JPH06224385A (ja) 1994-08-12

Family

ID=11734867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5009973A Pending JPH06224385A (ja) 1993-01-25 1993-01-25 半導体記憶装置とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06224385A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879985A (en) * 1997-03-26 1999-03-09 International Business Machines Corporation Crown capacitor using a tapered etch of a damascene lower electrode
US7656252B2 (en) 2005-11-17 2010-02-02 Seiko Epson Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) resonator and manufacturing method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5879985A (en) * 1997-03-26 1999-03-09 International Business Machines Corporation Crown capacitor using a tapered etch of a damascene lower electrode
KR100286527B1 (ko) * 1997-03-26 2001-04-16 포만 제프리 엘 물결 무늬 하부 전극의 테이퍼형 에칭을 사용한 크라운 커패시터
US6222219B1 (en) 1997-03-26 2001-04-24 International Business Machines Corporation Crown capacitor using a tapered etch of a damascene lower electrode
US7656252B2 (en) 2005-11-17 2010-02-02 Seiko Epson Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) resonator and manufacturing method thereof
US8018302B2 (en) 2005-11-17 2011-09-13 Seiko Epson Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) resonator and manufacturing method thereof
US8063721B2 (en) 2005-11-17 2011-11-22 Seiko Epson Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) resonator and manufacturing method thereof
US8198957B2 (en) 2005-11-17 2012-06-12 Seiko Epson Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) resonator and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960005245B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
US5071781A (en) Method for manufacturing a semiconductor
JPH0653412A (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
KR100509210B1 (ko) Dram셀장치및그의제조방법
TW200402110A (en) Method for fabricating semiconductor device
JPH08241966A (ja) トレンチdramセル
US20030008453A1 (en) Semiconductor device having a contact window and fabrication method thereof
US5691229A (en) Process of fabricating dynamic random access memory cell having inter-level insulating structure without silicon nitride layer between access transistor and storage node
KR0186069B1 (ko) 스택형 디램 셀의 캐패시터 제조방법
JPH05218347A (ja) 半導体メモリセル及びその製造方法
US5677225A (en) Process for forming a semiconductor memory cell
JPH0677428A (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法
JPH0629463A (ja) 半導体素子の製造方法
US7109543B2 (en) Semiconductor device having trench capacitor and method for fabricating the same
JPH06224385A (ja) 半導体記憶装置とその製造方法
JP2620529B2 (ja) ディーラム キャパシター製造方法
JPH0575059A (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法
KR930004985B1 (ko) 스택구조의 d램셀과 그 제조방법
JPH05211312A (ja) Dramセルの製造方法
JPH11121716A (ja) 半導体装置及びその製造方法
GB2336716A (en) DRAM cell capacitor and method for fabricating thereof
JP3376989B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR950013382B1 (ko) 커패시터 및 그 제조방법
KR100369484B1 (ko) 반도체 소자의 캐패시터 제조방법
KR0158906B1 (ko) 반도체소자의 캐패시터 제조방법