JPH0637256A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0637256A
JPH0637256A JP4187170A JP18717092A JPH0637256A JP H0637256 A JPH0637256 A JP H0637256A JP 4187170 A JP4187170 A JP 4187170A JP 18717092 A JP18717092 A JP 18717092A JP H0637256 A JPH0637256 A JP H0637256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
films
thin film
semiconductor device
manufacturing
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
JP4187170A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Shimabukuro
浩 島袋
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4187170A priority Critical patent/JPH0637256A/ja
Publication of JPH0637256A publication Critical patent/JPH0637256A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダイナミックRAMの多段のフィン型スタック
トキャパシタを低コストで形成する。 【構成】半導体基板上にMOS構造を形成した上でその
上に性質の異なる2種類の膜を繰り返し積層し、基板の
ソース領域への接触孔を開けたのち、その孔を通しての
エッチングで一方の薄膜のみを所定の長さ除去し、その
部分に多結晶シリコンを充填してフィンとし、残った双
方の薄膜を全部除去したのち多結晶シリコンの表面を酸
化して誘電膜とし、その外側に多結晶シリコンを充填し
て対向電極とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータのメモリ
として用いられるダイナミックRAM (以下DRAMと
記す) を含む半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】DRAMは容量に電荷を保持することに
よって記憶作用を行う半導体メモリである。MOSDR
AMは高密度化、大容量化が進み、16Mbit DRAMが
開発されるようになってきた。そして、微細化に伴って
ソフトエラー耐量を向上させるために、いわゆるスタッ
ク型のキャパシタを採用するようになってきた。図2
(a) 〜(e) は従来のフィン型スタックトキャパシタの製
造工程を示す。p形シリコン基板1の上には、すでに通
常のLSIプロセスによりフィールド酸化膜2および絶
縁膜41を介して設けられる多結晶シリコンのワードライ
ン3からなるMOS構造が形成され、基板内にはワード
ライン3の下の領域をはさんでソース、ドレインとなる
+ 領域51、52が形成されている〔図2(a) 〕。次に、
ストレージノードのn+ 領域51への接触孔を層間絶縁膜
42にフォト工程およびドライエッチングを用いて開けた
のち、多結晶Siを熱CVD法で堆積し、フォトプロセス
によりパターニングしてこれをストレージノードの第一
のフィン61とする。そして、その上に、例えば熱CVD
法によるSi3 4 膜によってキャパシタの誘電膜7を形
成する〔図2(b) 〕。この誘電膜7の形成には、第一の
フィン61の多結晶Siを熱酸化することにより形成される
SiO2 膜を用いる、あるいはそのSiO2 膜にさらにSi3
4 膜を積層するなど、他のいくつかの方法がある。こ
のあと、再び多結晶Siを積層し、パターニングしてスト
レージノードの対向電極であるセルプレート81を形成
し、その上を誘電膜7により被覆する〔図2(c) 〕。次
いで、その誘電膜7にストレージノードの接触孔を開
け、第二のフィン62を形成し、再び誘電膜7で覆う〔図
2(d) 〕。このような接触孔を開ける工程からセルプレ
ートを形成する工程を繰り返すことによりフィンの数を
増すことができ、キャパシタ容量を増すことでソフトエ
ラー耐量を向上させることができる。図2(e) は2段構
造のキャパシタが形成された段階を示す。ワードライン
3はWL端子に、n+ 領域52はBL (ベースライン) 端
子に、セルプレート81、82はCP (コマンドパルス) 端
子に接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような製造工程
では、1段のストレージノード/セルプレート構造を形
成するのに、フォト工程が3回、多結晶シリコンの堆積
が2回、誘電膜の形成が少なくとも1回必要であり、容
量を増すために段数がかさむごとにこれらの工程が増す
こと、また段差の大きい面に微細なパターニングを行う
ために、フォト工程においては高度の平坦化技術を適用
しなければならないこと、さらに平坦化技術を用いても
段数には限界があり、そのためキャパシタ容量を増すた
めには上記のように高誘電率のSi3 4 で誘電膜7を形
成しなければならず、設備投資が避けられないという問
題があった。
【0004】本発明の目的は、上述の問題を解決し、容
易に段数を増すことのできるDRAMのフィン型スタッ
クトキャパシタを形成することのできる半導体装置の製
造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述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、DRAMのフ
ィン型スタックトキャパシタを形成するために、第一導
電形の半導体基板の表面層に形成された第二導電形のソ
ース、ドレイン領域の間の基板上に絶縁膜を介してワー
ドラインを形成したのち、そのワードラインを絶縁膜で
覆い、その上に性質の異なる第一、第二の薄膜を交互に
複数回積層し、次いで積層された第一、第二の薄膜およ
び絶縁膜を貫通してソース領域に達する縦孔を開け、そ
の貫通孔を用いての選択的エッチングにより第一薄膜の
所定の部分を除去したのち、生じた第二薄膜相互間およ
び絶縁膜との間ならびに貫通孔の壁面近傍の空間に導電
物質を充填し、さらに残った第一薄膜を第二薄膜と共に
除去し、前記導電物質の表面を誘電膜で被覆し、そのあ
と誘電膜間の空間を充填し、外側で連結される導電物質
からなる層を形成するものとする。そして、第一薄膜が
フォスフォシリケードグラス (PSG) からなり、第二
薄膜が低温成長酸化物 (LTO) からなること、その場
合第一薄膜の選択的エッチングを硝酸とふっ酸の混合水
溶液を用いて行うことが有効である。また導電物質が多
結晶シリコンであること、誘電膜をその多結晶シリコン
の表面酸化により形成することが有効である。
【0006】
【作用】性質の異なる2種類の薄膜を交互に積層してか
ら1方の薄膜の各々の一部分を選択的に除去して空間を
形成し、その空間を導電物質で充填することにより、ス
トレージノードとなるフィン型導電体を1回の工程で形
成することができる。そして、フィン型導電体の表面を
誘電膜により被覆し、その外側の空間を導電物質で埋め
ることにより前記フィン型の導電体に誘電膜を介して導
電体を対向させることができ、スタックトキャパシタが
でき上がる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例のフィン型スタック
トキャパシタの製造工程を示し、図2と共通の部分には
同一の符号が付されている。この製造工程では、p形シ
リコン基板1上にフィールド酸化膜2、MOS構造のワ
ードライン3、絶縁膜41および42、ならびにn+ ソー
ス、ドレイン領域51、52の形成までは図2(a) に示した
従来の工程と同じであり、層間絶縁膜42の上を保護膜43
で覆う〔図1(a) 〕。絶縁膜41およびフィールド酸化膜
2は熱酸化法で形成され、層間絶縁膜42には熱CVD法
で形成したPSGあるいはLTOが、保護膜43には、例
えば熱CVD法で形成した厚さ2000〜3000ÅのSi3 4
膜を用いる。次に、PSG膜11およびLTO膜12を交互
に積層する。図ではそれを2回繰り返したのち、ドライ
エッチングでn+ ソース領域51への接触孔を兼ねる貫通
孔9を形成している〔図1(b) 〕。次いで、70%HNO
3 と44%HFを1:1ないし7:13の体積比で混合し、
2 Oで50倍ないし70倍に希釈した液を用い、貫通孔9
からPSG膜11のみを一定の深さまでエッチングし、生
じた空間に多結晶Siで60を埋込んでパターニングする。
エッチングされないLTO膜12にはさまれた多結晶Siが
ストレージノードのフィン部61、62、63になる〔図1
(c) 〕。図3はSi基板上に9700Åの厚さのLTO膜と1.
8μmの厚さの7mol %PSG膜を積層したのち、上記
のようなエッチング液を用いてエッチングしたときの表
面からの厚さ減少を示し、線31の部分は上層の7mol %
PSG膜のエッチングされる時間で、そのエッチングレ
ートは132 Å/sec であり、線32の部分は下層のLTO
膜のエッチングされる時間でそのエッチングレートは2.
6Å/sec であり、選択比の大きいことを示している。
ストレージノードの形状、寸法は、積層薄膜11、12の厚
さ、段数および積層薄膜形成時の熱処理方法、エッチン
グ液の混合方法に依存したPSG/LTOの選択比によ
って決まるので、最終形状を考慮し、これらの条件の決
定を行わなければならない。
【0008】このあと、先に積層したPSG膜11および
LTO膜12をHF水溶液により一挙にエッチングして除
去する。下層の層間絶縁膜42は、保護膜43で覆われてい
るので、エッチング液による絶縁不良の発生のおそれは
ない。しかし、層間絶縁膜42をLTOで形成すれば、H
F水溶液によるエッチングを最下層のPSG膜11が露出
するまででとどめ、そのPSG膜を上述のHNO3 、H
F混合水溶液でエッチングすることにより、LTO膜42
はエッチングされないので、保護膜43は不必要になり、
保護膜43形成のための設備、工数が節減できる。つづい
て、露出した多結晶Siの表面を熱酸化すれば、各フィン
61、62、63の表面にSiO2 が形成されるので、これを誘
電膜7として用いる〔図1(d) 〕。最後に、多結晶Siの
堆積、フォトエッチングにより対向電極となるセルプレ
ート81、82、83および連結部80を形成し、この連結部を
CP端子に接続、さらにワードライン3をWL端子に、
+ 領域52をBL端子に接続することによりフィン型ス
タックトキャパシタができ上がる〔図1(e) 〕。
【0009】以上述べたような本発明の工程では、フィ
ンの数に関係なく、フォト工程が3回、多結晶Si堆積が
2回、誘電膜形成が1回ですみ、工程数を増すことなく
容易にキャパシタ容量を増やすことができる。また、薄
膜を積層することで平坦化の効果があり、接触孔形成の
ためのフォトプロセスの精度が上がる。
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、エッチングに対する性
質の異なる2種類の薄膜を交互に積層することを繰り返
し、選択的エッチングにより1方の薄膜を除去して生ず
る空間をキャパシタの一方の電極となる導電物質で埋
め、その表面を誘電膜で覆ったのち双方の薄膜を除去し
て対向電極を形成することにより、段数の多少にかかわ
らず、フォト工程、ドライエッチング工程、ウェットエ
ッチング工程を各1回行うだけで複雑な形状のキャパシ
タを形成することが可能になった。また、微細加工にウ
ェットエッチングを適用することが可能になったため、
従来必要であったドライエッチング装置やSi3 4 成膜
用CVD装置などの装置使用時間が短縮あるいは省略さ
れるため、DRAMを含む半導体装置のコストダウンが
達せられた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるスタックトキャパシ
タの形成工程を(a) ないし(e)の順に示す断面図
【図2】従来のスタックトキャパシタの形成工程を(a)
ないし(e) の順に示す断面図
【図3】本発明の一実施例に用いるエッチング液のエッ
チングレートを示す線図
【符号の説明】 1 p型Si基板 2 フィールド酸化膜 3 ワードライン 41 絶縁膜 42 層間絶縁膜 43 保護膜 51 ソース領域 52 ドレイン領域 60 多結晶Si 61 フィン 62 フィン 63 フィン 7 誘電膜 80 セルプレート連結部 81 セルプレート 82 セルプレート 83 セルプレート 9 貫通孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイナミックRAMのフィン型スタックト
    キャパシタを形成するために、第一導電形の半導体基板
    の表面層に形成された第二導電形のソース、ドレイン領
    域の間の基板上に絶縁膜を介してワードラインを形成し
    たのち、そのワードラインを絶縁膜で覆い、その上に性
    質の異なる第一、第二の薄膜を交互に複数回積層し、次
    いで積層された第一、第二の薄膜および絶縁膜を貫通し
    てソース領域に達する縦孔を開け、その貫通孔を通じて
    の選択的エッチングにより第一薄膜の所定の部分を除去
    したのち、生じた第二薄膜相互間および絶縁膜との間な
    らびに貫通孔の壁面近傍の空間に導電物質を充填し、さ
    らに残った第一薄膜を第二薄膜と共に除去し、前記導電
    物質の表面を誘電膜で被覆し、そのあと誘電膜間の空間
    を充填し、外側で連結される導電物質からなる層を形成
    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】第一薄膜がフォスフォシリケートグラスか
    らなり、第二薄膜が低温成長酸化物からなる請求項1記
    載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】第一薄膜の選択的エッチングに硝酸とふっ
    酸の混合水溶液を用いる請求項2記載の半導体装置の製
    造方法。
  4. 【請求項4】導電物質が多結晶シリコンである請求項
    1、2あるいは3記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】誘電膜を多結晶シリコンの表面酸化により
    形成する請求項4記載の半導体装置の製造方法。
JP4187170A 1992-07-15 1992-07-15 半導体装置の製造方法 Pending JPH0637256A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4187170A JPH0637256A (ja) 1992-07-15 1992-07-15 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4187170A JPH0637256A (ja) 1992-07-15 1992-07-15 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0637256A true JPH0637256A (ja) 1994-02-10

Family

ID=16201342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4187170A Pending JPH0637256A (ja) 1992-07-15 1992-07-15 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0637256A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0810653A1 (en) * 1996-05-31 1997-12-03 Texas Instruments Incorporated DRAM and method of fabricating a DRAM with increased capacity
EP0814498A1 (en) * 1996-05-31 1997-12-29 Texas Instruments Incorporated Capacitor and its manufacturing process
US6274224B1 (en) 1999-02-01 2001-08-14 3M Innovative Properties Company Passive electrical article, circuit articles thereof, and circuit articles comprising a passive electrical article
US6577492B2 (en) 2001-07-10 2003-06-10 3M Innovative Properties Company Capacitor having epoxy dielectric layer cured with aminophenylfluorenes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0810653A1 (en) * 1996-05-31 1997-12-03 Texas Instruments Incorporated DRAM and method of fabricating a DRAM with increased capacity
EP0814498A1 (en) * 1996-05-31 1997-12-29 Texas Instruments Incorporated Capacitor and its manufacturing process
US6274224B1 (en) 1999-02-01 2001-08-14 3M Innovative Properties Company Passive electrical article, circuit articles thereof, and circuit articles comprising a passive electrical article
US6638378B2 (en) 1999-02-01 2003-10-28 3M Innovative Properties Company Passive electrical article, circuit articles thereof, and circuit articles comprising a passive electrical article
US6577492B2 (en) 2001-07-10 2003-06-10 3M Innovative Properties Company Capacitor having epoxy dielectric layer cured with aminophenylfluorenes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5102820A (en) Manufacturing method for semiconductor memories
US5461536A (en) Storage capacitors using high dielectric constant materials
JP2956482B2 (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法
US5135883A (en) Process for producing a stacked capacitor of a dram cell
US5432116A (en) Method for the fabrication of dynamic random access memory capacitor
US8440525B2 (en) Method for obtaining extreme selectivity of metal nitrides and metal oxides
JPH1022476A (ja) 容量素子
JPH0821695B2 (ja) 高集積半導体メモリ装置及びその製造方法
JPH0738068A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6815754B2 (en) Spacer patterned, high dielectric constant capacitor
JP2538119B2 (ja) 半導体メモリ装置の積層型キャパシタ及びその製造方法
JPH11345944A (ja) Dramセルキャパシタ及びその製造方法
US5702974A (en) Method for fabricating capacitor of semiconductor device
JPH0521745A (ja) 半導体装置
JPH0645552A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH03165552A (ja) スタックトキャパシタ型dramとその製造方法
JPH0637256A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH02219264A (ja) Dramセルおよびその製造方法
JPH09331038A (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JP3200974B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JP2002190580A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH02260454A (ja) メモリ装置の製造方法
JP3120462B2 (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP3048417B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5658817A (en) Method for fabricating stacked capacitors of semiconductor device