JPH0645521A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH0645521A JPH0645521A JP4198538A JP19853892A JPH0645521A JP H0645521 A JPH0645521 A JP H0645521A JP 4198538 A JP4198538 A JP 4198538A JP 19853892 A JP19853892 A JP 19853892A JP H0645521 A JPH0645521 A JP H0645521A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体素子のうち、ＤＲＡＭなど
の主としてキャパシタ下部電極の形成方法に関するもの
で、その下部電極として粗面ポリシリコン膜とする場
合、その膜を形成後不純物を導入する工程をなくし、よ
り均一な不純物濃度を得られるようにすることを目的と
するものである。 【構成】 前記目的のため本発明は、キャパシタ下部電
極として、まず、ＬＰＣＶＤ法でリンドープアモルファ
スシリコン膜３を形成し、その上に同一炉内で続けてＳ
ｉＨ4 を用いてアモルファスシリコン膜４を形成し、熱
処理により表面を粗面化（５）するとともに、成膜中に
導電性を持たすための不純物を導入するようにしたもの
である。
の主としてキャパシタ下部電極の形成方法に関するもの
で、その下部電極として粗面ポリシリコン膜とする場
合、その膜を形成後不純物を導入する工程をなくし、よ
り均一な不純物濃度を得られるようにすることを目的と
するものである。 【構成】 前記目的のため本発明は、キャパシタ下部電
極として、まず、ＬＰＣＶＤ法でリンドープアモルファ
スシリコン膜３を形成し、その上に同一炉内で続けてＳ
ｉＨ4 を用いてアモルファスシリコン膜４を形成し、熱
処理により表面を粗面化（５）するとともに、成膜中に
導電性を持たすための不純物を導入するようにしたもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子、中でも
ＤＲＡＭ（ダイナミック ランダムアクセスメモリ）な
どにおける主としてキャパシタ下部電極の形成方法に関
するものである。
ＤＲＡＭ（ダイナミック ランダムアクセスメモリ）な
どにおける主としてキャパシタ下部電極の形成方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、表面に凹凸を有する粗面ポリ
シリコン膜をＤＲＡＭのキャパシタ下部電極に利用する
ことにより、通常のポリシリコン膜を電極に用いた時に
くらべ、同一セル面積において２．０〜２．５倍の蓄積
容量が得られることが知られている。この粗面ポリシリ
コン膜の成膜は、通常のＬＰＣＶＤ（減圧化学的気相成
長）装置を用いて５６０〜５８０℃，０．０５〜０．５
Ｔｏｒｒの条件でＳｉＨ4 ガスを用いて行われる。
シリコン膜をＤＲＡＭのキャパシタ下部電極に利用する
ことにより、通常のポリシリコン膜を電極に用いた時に
くらべ、同一セル面積において２．０〜２．５倍の蓄積
容量が得られることが知られている。この粗面ポリシリ
コン膜の成膜は、通常のＬＰＣＶＤ（減圧化学的気相成
長）装置を用いて５６０〜５８０℃，０．０５〜０．５
Ｔｏｒｒの条件でＳｉＨ4 ガスを用いて行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上述べた粗
面ポリシリコン膜をキャパシタ電極として利用するため
には、粗面ポリシリコン成膜後、不純物を膜中に拡散
し、導電性をもたせる必要がある。
面ポリシリコン膜をキャパシタ電極として利用するため
には、粗面ポリシリコン成膜後、不純物を膜中に拡散
し、導電性をもたせる必要がある。
【０００４】また、導電性をもたすためにＳｉＨ4 とＰ
Ｈ3 を同時に流すことにより、ドープドポリシリコンも
しくはドープドアモルファスシリコンを形成しても表面
は粗面にならず、容量をかせげないという問題点があっ
た。
Ｈ3 を同時に流すことにより、ドープドポリシリコンも
しくはドープドアモルファスシリコンを形成しても表面
は粗面にならず、容量をかせげないという問題点があっ
た。
【０００５】この発明は、以上述べた粗面ポリシリコン
膜成膜後の不純物拡散工程を除去するため、ＬＰＣＶＤ
法での粗面ポリシリコン成膜中に不純物を膜中に混入
し、導電性をもたせ、キャパシタ電極として使用するこ
とを目的とする。
膜成膜後の不純物拡散工程を除去するため、ＬＰＣＶＤ
法での粗面ポリシリコン成膜中に不純物を膜中に混入
し、導電性をもたせ、キャパシタ電極として使用するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的のためこの発明
は、ＤＲＡＭのキャパシタ電極製造において、ＬＰＣＶ
Ｄ法にて、ＰＨ3 、ＳｉＨ4 を用いてリンドープアモル
ファスシリコン膜を堆積させ、その上に同一炉内でＳｉ
Ｈ4 を用いてノンドープのアモルファスシリコン膜を堆
積させ、その後同一炉内で熱処理を行うようにしたもの
で、成膜中に不純物を混入し、なおかつ膜表面に０．０
５〜０．２μｍ程度の凹凸をもたせるようにしたもので
ある。
は、ＤＲＡＭのキャパシタ電極製造において、ＬＰＣＶ
Ｄ法にて、ＰＨ3 、ＳｉＨ4 を用いてリンドープアモル
ファスシリコン膜を堆積させ、その上に同一炉内でＳｉ
Ｈ4 を用いてノンドープのアモルファスシリコン膜を堆
積させ、その後同一炉内で熱処理を行うようにしたもの
で、成膜中に不純物を混入し、なおかつ膜表面に０．０
５〜０．２μｍ程度の凹凸をもたせるようにしたもので
ある。
【０００７】
【作用】前述したように本発明は、同一炉内で膜中に不
純物を拡散させ、導電性を持たせるようにしたので、こ
れまでのインプランテーション、不純物拡散工程が不要
になる。かつ、上層にＳｉＨ4 のみでアモルファスシリ
コン膜（またはノンドープポリシリコン）を形成するこ
とで、表面に凹凸を有する導電性の膜が形成できる。ま
た従来の粗面ポリシリコン電極にくらべ不純物濃度を均
一にすることができる。
純物を拡散させ、導電性を持たせるようにしたので、こ
れまでのインプランテーション、不純物拡散工程が不要
になる。かつ、上層にＳｉＨ4 のみでアモルファスシリ
コン膜（またはノンドープポリシリコン）を形成するこ
とで、表面に凹凸を有する導電性の膜が形成できる。ま
た従来の粗面ポリシリコン電極にくらべ不純物濃度を均
一にすることができる。
【０００８】
【実施例】図１に本発明の実施例の工程を断面図で示
し、以下に説明する。
し、以下に説明する。
【０００９】まず、シリコン基板１を９５０℃，ｗｅｔ
Ｏ2 で酸化し、酸化膜２を１０００Åの厚さ形成する。
次に、ＳｉＨ4 ガス，ＰＨ3 ガスを用いたＬＰＣＶＤ法
で、反応温度５５０℃〜５８０℃，反応圧力０．１〜
０．５Ｔｏｒｒ，ＳｉＨ4 流量は１０００ＳＣＣＭ、Ｐ
Ｈ3 はＨｅベースの１％で流量は１５０ＳＣＣＭ、平均
デポジションレート３０Å／ｍｉｎで厚さ１０００〜３
０００Åのリンドープアモルファスシリコン膜３を形成
する。この時のリンドープアモルファスシリコン膜３の
リン濃度は５×１０20ａｔｍ／ｃｍ3 である。その後、
同一炉で炉内温度は同じまま、ＳｉＨ4 ガスのみを用い
て、反応圧力０．１〜０．５Ｔｏｒｒでリンドープアモ
ルファスシリコン膜３上にアモルファスシリコン膜４
（ノンドープトポリシリコンでもよい）を３００〜１０
００Å堆積する（図１（ａ））。
Ｏ2 で酸化し、酸化膜２を１０００Åの厚さ形成する。
次に、ＳｉＨ4 ガス，ＰＨ3 ガスを用いたＬＰＣＶＤ法
で、反応温度５５０℃〜５８０℃，反応圧力０．１〜
０．５Ｔｏｒｒ，ＳｉＨ4 流量は１０００ＳＣＣＭ、Ｐ
Ｈ3 はＨｅベースの１％で流量は１５０ＳＣＣＭ、平均
デポジションレート３０Å／ｍｉｎで厚さ１０００〜３
０００Åのリンドープアモルファスシリコン膜３を形成
する。この時のリンドープアモルファスシリコン膜３の
リン濃度は５×１０20ａｔｍ／ｃｍ3 である。その後、
同一炉で炉内温度は同じまま、ＳｉＨ4 ガスのみを用い
て、反応圧力０．１〜０．５Ｔｏｒｒでリンドープアモ
ルファスシリコン膜３上にアモルファスシリコン膜４
（ノンドープトポリシリコンでもよい）を３００〜１０
００Å堆積する（図１（ａ））。
【００１０】その後、同一炉内、同一温度で真空中ある
いはＮ2 雰囲気中で熱処理を行う。このとき、アモルフ
ァスシリコン膜４表面からシリコン原子のマイグレーシ
ョンにより結晶粒が成長し、表面に結晶粒の大きさが
０．０５〜０．２μｍの凹凸をもったリンドープ粗面ポ
リシリコン膜５が形成される（図１（ｂ））。
いはＮ2 雰囲気中で熱処理を行う。このとき、アモルフ
ァスシリコン膜４表面からシリコン原子のマイグレーシ
ョンにより結晶粒が成長し、表面に結晶粒の大きさが
０．０５〜０．２μｍの凹凸をもったリンドープ粗面ポ
リシリコン膜５が形成される（図１（ｂ））。
【００１１】その後（あるいはリンドープ粗面ポリシリ
コン膜５表面に酸化膜を形成してその後でよい）、６０
０℃〜８５０℃，Ｎ2 などの不活性ガス雰囲気中で１時
間〜１５時間熱処理し、膜５の結晶化を行う。この時、
膜５表面からの結晶化はおこらず、表面の凹凸の形状が
変化することはない。
コン膜５表面に酸化膜を形成してその後でよい）、６０
０℃〜８５０℃，Ｎ2 などの不活性ガス雰囲気中で１時
間〜１５時間熱処理し、膜５の結晶化を行う。この時、
膜５表面からの結晶化はおこらず、表面の凹凸の形状が
変化することはない。
【００１２】その後、このリンドープ粗面ポリシリコン
膜５をキャパシタの下部電極として利用し、この上に誘
電膜６としてシリコン酸化膜／シリコン窒化膜の複合膜
６、その上に上部電極７を形成しキャパシタ部を作製す
る（図１（ｃ））。
膜５をキャパシタの下部電極として利用し、この上に誘
電膜６としてシリコン酸化膜／シリコン窒化膜の複合膜
６、その上に上部電極７を形成しキャパシタ部を作製す
る（図１（ｃ））。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、同一炉内で膜中に不純物を拡散させ、導電性を持た
せることができる。即ち、従来ＰＨ3 とＳｉＨ4 での成
膜では粗面化できなかったが、上層にＳｉＨ4 のみでア
モルファスシリコン（ノンドープトポリシリコンでもよ
い）を積層させたことにより、粗面化できるとともに導
電性をもたせられる。従って、これまでのインプランテ
ーション、不純物拡散工程が不要になる。かつ、表面に
凹凸を有するので、無論、キャパシタとしての蓄積電荷
量がこれまでのリンドープポリシリコン膜にくらべ、２
〜２．５倍得られる。また従来の粗面ポリシリコン電極
にくらべ不純物濃度を均一にすることができる。
ば、同一炉内で膜中に不純物を拡散させ、導電性を持た
せることができる。即ち、従来ＰＨ3 とＳｉＨ4 での成
膜では粗面化できなかったが、上層にＳｉＨ4 のみでア
モルファスシリコン（ノンドープトポリシリコンでもよ
い）を積層させたことにより、粗面化できるとともに導
電性をもたせられる。従って、これまでのインプランテ
ーション、不純物拡散工程が不要になる。かつ、表面に
凹凸を有するので、無論、キャパシタとしての蓄積電荷
量がこれまでのリンドープポリシリコン膜にくらべ、２
〜２．５倍得られる。また従来の粗面ポリシリコン電極
にくらべ不純物濃度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例。
１ シリコン基板 ２ 酸化膜 ３ リンドープアモルファスシリコン膜 ４ アモルファスシリコン膜 ５ リンドープ粗面ポリシリコン膜 ６ 誘電膜 ７ 上部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▲丸 正樹 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
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）半導体基板上に、アモルファスシ
リコン膜の製造装置内で不純物を導入したアモルファス
シリコン膜を形成する工程、 （ｂ）前記基板を前記製造装置から取り出すことなく、
前記製造装置で同一温度にて、前記不純物導入アモルフ
ァスシリコン膜の上に、不純物を導入しないシリコン膜
を連続して堆積する工程、 （ｃ）前項で形成された構造の表面を粗面化するととも
に導電性をもたせる工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19853892A JP3159796B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19853892A JP3159796B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645521A true JPH0645521A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3159796B2 JP3159796B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=16392825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19853892A Expired - Fee Related JP3159796B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159796B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0731491A2 (en) * | 1995-03-06 | 1996-09-11 | Nec Corporation | Method of producing silicon layer having surface controlled to be uneven or even |
| US5639685A (en) * | 1995-10-06 | 1997-06-17 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing method of providing a conductively doped layer of hemispherical grain polysilicon |
| US5663090A (en) * | 1995-06-29 | 1997-09-02 | Micron Technology, Inc. | Method to thermally form hemispherical grain (HSG) silicon to enhance capacitance for application in high density DRAMs |
| US5700710A (en) * | 1994-11-11 | 1997-12-23 | Nec Corporation | Process of fabricating capacitor having waved rough surface of accumulating electrode |
| US5856007A (en) * | 1995-07-18 | 1999-01-05 | Sharan; Sujit | Method and apparatus for forming features in holes, trenches and other voids in the manufacturing of microelectronic devices |
| KR100338818B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-05-31 | 박종섭 | 반도체장치의 전하저장전극 형성방법 |
| KR100333129B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2002-09-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의캐패시터형성방법 |
| KR100636661B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-10-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고신뢰성 커패시터 제조방법 |
| WO2009002058A3 (en) * | 2007-06-25 | 2009-02-26 | Lg Chemical Ltd | Method for manufacturing capacitor of semiconductor |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19853892A patent/JP3159796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5700710A (en) * | 1994-11-11 | 1997-12-23 | Nec Corporation | Process of fabricating capacitor having waved rough surface of accumulating electrode |
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| US6015743A (en) * | 1995-10-06 | 2000-01-18 | Zahurak; John K. | Semiconductor processing method of providing a conductively doped layer of hemispherical grain polysilicon and a hemispherical grain polysilicon layer produced according to the method |
| US5989973A (en) * | 1995-10-06 | 1999-11-23 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing method of providing a conductively doped layer of hemispherical grain polysilicon and a hemispherical grain polysilicon layer produced according to the method |
| US5639685A (en) * | 1995-10-06 | 1997-06-17 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing method of providing a conductively doped layer of hemispherical grain polysilicon |
| KR100333129B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2002-09-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의캐패시터형성방법 |
| KR100338818B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2002-05-31 | 박종섭 | 반도체장치의 전하저장전극 형성방법 |
| KR100636661B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2006-10-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고신뢰성 커패시터 제조방법 |
| WO2009002058A3 (en) * | 2007-06-25 | 2009-02-26 | Lg Chemical Ltd | Method for manufacturing capacitor of semiconductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3159796B2 (ja) | 2001-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |