JPH0758290A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0758290A
JPH0758290A JP5197480A JP19748093A JPH0758290A JP H0758290 A JPH0758290 A JP H0758290A JP 5197480 A JP5197480 A JP 5197480A JP 19748093 A JP19748093 A JP 19748093A JP H0758290 A JPH0758290 A JP H0758290A
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JP
Japan
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film
capacitor
flattened
polycrystalline silicon
silicon
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Withdrawn
Application number
JP5197480A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Hirai
匡彦 平井
Shoichiro Tonomura
正一郎 外村
Sachio Enoki
左千夫 榎
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.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0758290A publication Critical patent/JPH0758290A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To achieve the high accuracy of the capacity of a capacitor for an IC without making its size large and to reduce the area of a digital IC and an analog IC by a method wherein the lower-layer electrode of the capacitor composed of a silicon material or the surface of an insulating film is etched and flattened by isotropic etching. CONSTITUTION:A field oxide film 12 in a film thickness of about 3000Angstrom is formed on an n-type Si (100) single-crystal substrate 11 by thermal oxidation, and, in addition, a polycrystalline silicon film 13, in a film thickness of 4000Angstrom , which is to be used as a lower-layer electrode is formed on the field oxide film 12. In succession, phosphorus is diffused into the polycrystalline silicon film 13 so as to be provided with a conductive property, and the resistivity of the silicon film 13 is lowered to be 10OMEGAcm or lower. Then, the surface of the polycrystal silicon film 13 is etched and flattened by an isotropic etching method. Thereby, the surface of the film is flattened, the variability of effective surface area of an insulating film is reduced, and the film thickness of the insulating film can be made uniform. Consequently, it is possible to reduce the variability of leakage current density and capacity.

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、半導体装置の製造方法
に関し、特に、基板上に形成されるキャパシタを有する
半導体装置の製造方法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a capacitor formed on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC(集積回路)には、DRAM(Dyna
mic Random Access Memory),SRAM(Static Rando
m Access Memory ),EEPROM(Electrically Era
sableand Programmable Read Only Memory )等に代表
される半導体メモリ素子;CPU(Central Process Un
it),D/A(Digital/Anarog)コンバータ等の特殊な
機能を有する素子;カスタムIC等があるが、これらは
何れもシリコン単結晶基板上に薄膜を積層して作られ
る。これらのICの中で、特にアナログ回路を含むIC
はデジタルICと比較して、配線抵抗値,キャパシタ容
量値等の電気特性がより高い精度であることが要求され
る。
2. Description of the Related Art An IC (integrated circuit) is a DRAM (Dyna
mic Random Access Memory), SRAM (Static Random)
m Access Memory), EEPROM (Electrically Era)
sable and Programmable Read Only Memory) and other semiconductor memory devices; CPU (Central Process Un
It), D / A (Digital / Anarog) converter, and other elements having special functions; custom ICs, etc., all of which are made by laminating thin films on a silicon single crystal substrate. Among these ICs, especially ICs that include analog circuits
Are required to have higher accuracy in electrical characteristics such as wiring resistance value and capacitor capacitance value as compared with digital ICs.

【0003】このように高い電気特性精度が要求される
ICにおいては、現状ではトランジスタやキャパシタ等
のサイズを大きくすることで電気特性精度を高めてい
る。
In such an IC which requires high accuracy of electrical characteristics, the accuracy of electrical characteristics is currently increased by increasing the size of transistors and capacitors.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
にトランジスタやキャパシタ等のサイズを大きくするこ
とで電気特性精度を高めると、ICの面積縮小化が困難
になるという問題がある。また、配線やトランジスタの
ゲート抵抗を下げるためにリン等の不純物の拡散濃度を
高くすると、キャパシタの電極を形成する多結晶シリコ
ン層にグレインが生じ易くなり、キャパシタの容量がば
らつくという問題がある。
However, if the accuracy of the electrical characteristics is increased by increasing the size of the transistors and capacitors as described above, it is difficult to reduce the area of the IC. Further, if the diffusion concentration of impurities such as phosphorus is increased in order to reduce the gate resistance of wirings and transistors, there is a problem that the polycrystalline silicon layer forming the electrode of the capacitor is likely to have grains and the capacitance of the capacitor varies.

【0005】本発明の目的は、このような事情に鑑み、
半導体装置のアナログ回路の面積縮小化および高精度化
に有効な小型で高精度のキャパシタを有する半導体装置
を製造し得る半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing a semiconductor device having a small and highly accurate capacitor which is effective for reducing the area of an analog circuit of the semiconductor device and increasing the accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する本
発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形
成され、下層電極,絶縁膜および上部電極からなるキャ
パシタを有する半導体装置の製造方法において、前記下
層電極および前記絶縁膜の少なくとも一方をシリコン系
材料で構成しかつその表面を等方性エッチング法によっ
てエッチングして平坦化することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which achieves the above object, is a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor formed on a semiconductor substrate and comprising a lower layer electrode, an insulating film and an upper electrode. In at least one of the lower layer electrode and the insulating film is made of a silicon-based material, and the surface thereof is etched and planarized by an isotropic etching method.

【0007】本発明において、シリコン系材料とは、C
VD(Chemical Vapor Deposition)法によって形成さ
れる多結晶シリコンやエピタキシャル成長によって形成
される単結晶シリコン、またはモリブデンシリサイドや
タングステンシリサイド等の金属シリサイドといった導
電材料、または酸化シリコン、窒化シリコンのような絶
縁性を有するシリコン化合物などをいう。また、多結晶
シリコン、単結晶シリコンには、不純物がドープされて
いてもよい。
In the present invention, the silicon-based material means C
Polysilicon formed by VD (Chemical Vapor Deposition) method, single crystal silicon formed by epitaxial growth, conductive material such as metal silicide such as molybdenum silicide or tungsten silicide, or insulating material such as silicon oxide or silicon nitride It means a silicon compound or the like. Further, the polycrystalline silicon or the single crystal silicon may be doped with impurities.

【0008】本発明では、キャパシタの下層電極および
絶縁膜のうち何れか一方または両方がシリコン材料から
構成されていればよい。例えば、下層電極にシリコン系
材料を用いた場合には、絶縁膜に酸化シリコン,窒化シ
リコン,酸化タンタル,酸化ジルコニア,チタン酸スト
ロンチウム等の絶縁材料を用い、上層電極にタングステ
ン,アルミニウム,銅等の金属膜を用いることができ
る。また、絶縁膜に酸化シリコン,窒化シリコンのよう
な絶縁性シリコン化合物を用いた場合には、上層電極ま
たは下層電極に金属シリサイドや金属等を用いることが
できる。
In the present invention, one or both of the lower electrode of the capacitor and the insulating film may be made of a silicon material. For example, when a silicon-based material is used for the lower layer electrode, an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, tantalum oxide, zirconia oxide, or strontium titanate is used for the insulating film, and tungsten, aluminum, copper, or the like is used for the upper layer electrode. A metal film can be used. When an insulating silicon compound such as silicon oxide or silicon nitride is used for the insulating film, metal silicide or metal can be used for the upper electrode or the lower electrode.

【0009】本発明で等方性エッチング法とは、イオン
化していない活性種を電気的に加速したりせずにゆっく
り供給するような方向性を持たない気相エッチング法等
のことであり、RIE(Reactive Ion Etching)法等の
ように加速したイオンを衝突させるような異方性エッチ
ングを除くものである。好ましくは、エッチングガスと
してCF4 ,SF6 ,Cl2 ,O2 等を用いたものであ
る。なお、RIEによる気相エッチング、またはHF等
を用いた液相エッチングでは、シリコン系材料からなる
薄膜表面の平坦化は認められない。
In the present invention, the isotropic etching method means a gas phase etching method or the like which has no directivity so as to slowly supply the non-ionized active species without electrically accelerating them. It excludes anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etching) method in which accelerated ions collide. Preferably, CF 4 , SF 6 , Cl 2 , O 2 or the like is used as the etching gas. In the vapor phase etching by RIE or the liquid phase etching using HF or the like, flattening of the surface of the thin film made of a silicon material is not recognized.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、シリコン系材料からなるキャパシ
タの下層電極または絶縁膜の表面を等方性エッチング法
によってエッチングして平坦化することにより、膜表面
の平坦化を図り、絶縁膜の実効的な表面積のばらつきを
低減させ、絶縁膜の膜厚を均一化する。
According to the present invention, the surface of the lower electrode or the insulating film of the capacitor made of a silicon-based material is flattened by etching it by an isotropic etching method, thereby flattening the film surface and effectively insulating the insulating film. The variation in the surface area is reduced, and the thickness of the insulating film is made uniform.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.

【0012】(実施例1)図1は、一実施例にかかる半
導体装置の製造方法の工程を示す断面図である。まず、
図1(a)に示すように、n型Si(100)単結晶基
板11上に熱酸化によって膜厚約3000Åのフィール
ド酸化膜12を形成し、さらにこのフィールド酸化膜1
2の上に下層電極となる膜厚4000Åの多結晶シリコ
ン膜13をCVD法によって形成する(工程(a) )。続
いて、導電性をもたせるために多結晶シリコン膜13中
にリンを拡散させ、この膜の抵抗率を10Ωcm以下に
下げる。次に、この多結晶シリコン膜13の表面を等方
性エッチング法によってエッチングして平坦化する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment. First,
As shown in FIG. 1A, a field oxide film 12 having a film thickness of about 3000 Å is formed on an n-type Si (100) single crystal substrate 11 by thermal oxidation.
A polycrystalline silicon film 13 having a film thickness of 4000 Å to be a lower electrode is formed on the substrate 2 by the CVD method (step (a)). Subsequently, phosphorus is diffused in the polycrystalline silicon film 13 to have conductivity, and the resistivity of this film is lowered to 10 Ωcm or less. Next, the surface of the polycrystalline silicon film 13 is etched and planarized by an isotropic etching method.

【0013】このエッチング工程を図2を参照しながら
説明する。図2に示すように、処理すべき処理基板1を
載置する処理室2,この処理室2に連結されプラズマ発
生領域となる石英管3、およびこの石英管3に隣接され
マイクロ波を発生するマイクロ波導波管4からなる気相
エッチング装置を用い、エッチングガスを石英管3を介
して処理室2に導入することにより、処理基板1の表面
をエッチングする。エッチングガスとして、CF4 10
0sccmおよびO2 200sccmを導入し、マイク
ロ波導波管24の出力350Wの条件で多結晶シリコン
膜13の表面を約500Åエッチングした。
This etching process will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a processing chamber 2 on which a processing substrate 1 to be processed is placed, a quartz tube 3 connected to the processing chamber 2 and serving as a plasma generation region, and a quartz tube 3 adjacent to the quartz tube 3 to generate microwaves. The surface of the processing substrate 1 is etched by introducing an etching gas into the processing chamber 2 through the quartz tube 3 using a vapor phase etching apparatus including the microwave waveguide 4. CF 4 10 is used as an etching gas.
0 sccm and 200 sccm of O 2 were introduced, and the surface of the polycrystalline silicon film 13 was etched by about 500 Å under the condition that the output of the microwave waveguide 24 was 350 W.

【0014】このエッチングの前後における多結晶シリ
コン膜13の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により
観察したところ、図3の結果が得られた。図3(a)は
エッチング前の表面状態、図3(b)はエッチング後の
表面状態をそれぞれ表している。これらより、多結晶シ
リコン膜13の表面は、上記エッチングにより平坦化し
たことが明らかである。
When the surface of the polycrystalline silicon film 13 before and after this etching was observed with a scanning electron microscope (SEM), the results shown in FIG. 3 were obtained. FIG. 3A shows the surface state before etching, and FIG. 3B shows the surface state after etching. From these, it is clear that the surface of the polycrystalline silicon film 13 is flattened by the above etching.

【0015】次に、図1(b)に示すように、平坦化し
た多結晶シリコン膜13の表面上に、層間絶縁膜となる
膜厚約400Åの熱酸化膜14を形成する。続いて、こ
の熱酸化膜14上に膜厚4000Åの多結晶シリコン膜
15をCVD法により形成し、導電性をもたせるために
この多結晶シリコン膜15中にリンを拡散させてその抵
抗率を10Ωcm以下に下げる。
Next, as shown in FIG. 1B, a thermal oxide film 14 having a film thickness of about 400 Å to be an interlayer insulating film is formed on the surface of the flattened polycrystalline silicon film 13. Then, a polycrystalline silicon film 15 having a film thickness of 4000 Å is formed on the thermal oxide film 14 by a CVD method, and phosphorus is diffused in the polycrystalline silicon film 15 so as to have conductivity and its resistivity is 10 Ωcm. Lower to

【0016】次いで、図1(c)に示すように、熱酸化
膜14および多結晶シリコン膜15をリソグラフィーに
よってエッチングしてキャパシタ領域16を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the thermal oxide film 14 and the polycrystalline silicon film 15 are etched by lithography to form a capacitor region 16.

【0017】最後に、図1(d)に示すように、キャパ
シタ領域16を覆うパッシベーション膜17を形成し、
上層電極となる多結晶シリコン膜15の一部が露出する
ように開口を形成した。これにより図4に示すようなキ
ャパシタを形成した。なお、図4中、17aはパッシベ
ーション膜17に形成した開口である。また、下層電極
となる多結晶シリコン膜13の一部も図示しない開口を
介して露出している。このように形成したキャパシタの
性能を気相エッチング装置によって測定したところ、下
層電極表面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク
電流密度が1/5,容量のばらつき(容量の相対精度ば
らつき3σ)が1/10にそれぞれ減少していた。
Finally, as shown in FIG. 1D, a passivation film 17 covering the capacitor region 16 is formed,
An opening was formed so that a part of the polycrystalline silicon film 15 to be the upper layer electrode was exposed. As a result, a capacitor as shown in FIG. 4 was formed. In FIG. 4, 17a is an opening formed in the passivation film 17. In addition, a part of the polycrystalline silicon film 13 serving as a lower layer electrode is also exposed through an opening (not shown). When the performance of the capacitor thus formed was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was ⅕ compared to the case where the lower electrode surface was not flattened, and the variation in capacitance (relative precision variation in capacitance 3σ ) Was reduced to 1/10.

【0018】(実施例2)図5は酸化シリコン層からな
る絶縁膜を本発明方法によって平坦化したキャパシタの
一例の断面図である。図5に示すように、本実施例にお
いても、実施例1と同様に、まず、n型Si(100)
単結晶基板51上にフィールド酸化膜52,多結晶シリ
コン膜53を形成した。続いて、多結晶シリコン53上
に膜厚約450Åの熱酸化膜54を形成した。次に、図
2に示すエッチング装置を用いて実施例1と同様にCF
4 ラジカルによって熱酸化膜54表面を約50Åエッチ
ングした。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a sectional view of an example of a capacitor in which an insulating film made of a silicon oxide layer is flattened by the method of the present invention. As shown in FIG. 5, also in this example, as in Example 1, first, n-type Si (100)
A field oxide film 52 and a polycrystalline silicon film 53 were formed on the single crystal substrate 51. Subsequently, a thermal oxide film 54 having a film thickness of about 450 Å was formed on the polycrystalline silicon 53. Next, using the etching apparatus shown in FIG.
The surface of the thermal oxide film 54 was etched by about 50Å by 4 radicals.

【0019】このエッチングの前後における熱酸化膜5
4の表面をSEMにより観察したところ、表面形状が明
らかに平坦化したことがわかった。
Thermal oxide film 5 before and after this etching
When the surface of No. 4 was observed by SEM, it was found that the surface shape was clearly flattened.

【0020】次に、平坦化した熱酸化膜54表面上に膜
厚4000Åの多結晶シリコン膜55をCVD法によっ
て形成し、導電性をもたせるためにこの多結晶シリコン
膜55中にリンを拡散させて抵抗率を10Ωcm以下に
下げた。次いで、リソグラフィーによってキャパシタ領
域56を形成し、その後、パッシベーション膜57を形
成し、さらに開口57aを形成してキャパシタとした。
Next, a 4000 Å-thick polycrystalline silicon film 55 is formed on the flattened surface of the thermal oxide film 54 by the CVD method, and phosphorus is diffused in the polycrystalline silicon film 55 to have conductivity. To lower the resistivity to 10 Ωcm or less. Next, a capacitor region 56 is formed by lithography, then a passivation film 57 is formed, and an opening 57a is further formed to form a capacitor.

【0021】このように形成したキャパシタの性能を気
相エッチング装置によって測定したところ、下層電極表
面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク電流密度
が1/2,容量のばらつき(容量の相対精度ばらつき3
σ)が1/5にそれぞれ減少していた。
When the performance of the capacitor thus formed was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was 1/2 and the variation in capacitance (relative to the capacitance) was compared with the case where the surface of the lower layer electrode was not flattened. Accuracy variation 3
σ) was reduced to 1/5.

【0022】(実施例3)図6は多結晶シリコン膜から
なる下層電極および層間絶縁膜の両者を本発明方法によ
って平坦化したキャパシタの一例の断面図である。図6
に示すように、本実施例においても、実施例1と同様
に、まず、n型Si(100)単結晶基板61上にフィ
ールド酸化膜62,多結晶シリコン膜63を形成した。
この多結晶シリコン膜63は、使用ガスがSiH4 およ
びPH3 、基板温度650℃の条件のCVD法により、
リンをドープしながら膜厚4000Åに形成したもので
ある。次に、図2に示すエッチング装置を用いて実施例
1と同様にCF4 ラジカルによって多結晶シリコン膜6
3表面を約500Åエッチングした。
(Embodiment 3) FIG. 6 is a sectional view of an example of a capacitor in which both the lower layer electrode made of a polycrystalline silicon film and the interlayer insulating film are flattened by the method of the present invention. Figure 6
As shown in FIG. 7, in the present embodiment as well, similarly to the first embodiment, first, the field oxide film 62 and the polycrystalline silicon film 63 were formed on the n-type Si (100) single crystal substrate 61.
This polycrystalline silicon film 63 is formed by the CVD method under the conditions that the use gas is SiH 4 and PH 3, and the substrate temperature is 650 ° C.
It is formed to a film thickness of 4000 Å while doping phosphorus. Next, using the etching apparatus shown in FIG. 2, the polycrystalline silicon film 6 was formed by CF 4 radicals in the same manner as in Example 1.
3 Surfaces were etched about 500Å.

【0023】このエッチングの前後における多結晶シリ
コン膜63の表面をSEMにより観察したところ、表面
形状が明らかに平坦化したことがわかった。
When the surface of the polycrystalline silicon film 63 before and after this etching was observed by SEM, it was found that the surface shape was clearly flattened.

【0024】続いて、多結晶シリコン63上に膜厚約4
50Åの熱酸化膜64を形成した。次に、図2に示すエ
ッチング装置を用いて実施例1と同様にCF4 ラジカル
によって熱酸化膜64表面を約50Åエッチングした。
Then, a film thickness of about 4 is formed on the polycrystalline silicon 63.
A 50Å thermal oxide film 64 was formed. Next, using the etching apparatus shown in FIG. 2, the surface of the thermal oxide film 64 was etched by about 50 Å with CF 4 radicals in the same manner as in Example 1.

【0025】このエッチングの前後における熱酸化膜6
4の表面をSEMにより観察したところ、表面形状が明
らかに平坦化したことがわかった。
Thermal oxide film 6 before and after this etching
When the surface of No. 4 was observed by SEM, it was found that the surface shape was clearly flattened.

【0026】次に、平坦化した熱酸化膜54表面上に膜
厚4000Åの多結晶シリコン膜55をリンをドープし
ながらCVD法によって形成した。次いで、リソグラフ
ィーによってキャパシタ領域66を形成し、その後、パ
ッシベーション膜67を形成し、さらに開口67aを形
成してキャパシタとした。
Next, a polycrystalline silicon film 55 having a thickness of 4000 Å was formed on the surface of the flattened thermal oxide film 54 by the CVD method while doping phosphorus. Next, a capacitor region 66 is formed by lithography, then a passivation film 67 is formed, and an opening 67a is further formed to obtain a capacitor.

【0027】このように形成したキャパシタの性能を気
相エッチング装置によって測定したところ、下層電極表
面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク電流密度
が1/8,容量のばらつき(容量の相対精度ばらつき3
σ)が1/15にそれぞれ減少していた。
When the performance of the capacitor thus formed was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was 1/8 and the variation in capacitance (relative to the capacitance) was compared to the case where the lower electrode surface was not flattened. Accuracy variation 3
σ) was reduced to 1/15.

【0028】(実施例4)図7は、金属シリサイド膜か
らなる下層電極を本発明方法によって平坦化したキャパ
シタの一例の断面図である。図7に示すように、本実施
例においても、実施例1と同様に、まず、n型Si(1
00)単結晶基板71上にフィールド酸化膜72を形成
し、さらにこのフィールド酸化膜72上に下層電極とし
てCVD法によって膜厚約3000Åのタングステンシ
リサイド膜73を形成した。次に、図2に示すエッチン
グ装置を用いて実施例1と同様にCF4 ラジカルによっ
てタングステンシリサイド膜73表面を約500Åエッ
チングした。
(Embodiment 4) FIG. 7 is a sectional view of an example of a capacitor in which a lower electrode made of a metal silicide film is flattened by the method of the present invention. As shown in FIG. 7, also in this embodiment, as in the first embodiment, first, n-type Si (1
00) A field oxide film 72 was formed on a single crystal substrate 71, and a tungsten silicide film 73 having a thickness of about 3000 Å was formed on the field oxide film 72 as a lower electrode by a CVD method. Next, using the etching apparatus shown in FIG. 2, the surface of the tungsten silicide film 73 was etched by about 500 Å with CF 4 radicals as in the first embodiment.

【0029】このエッチングの前後におけるタングステ
ンシリサイド膜73の表面をSEMにより観察したとこ
ろ、表面形状が明らかに平坦化したことがわかった。
When the surface of the tungsten silicide film 73 before and after this etching was observed by SEM, it was found that the surface shape was clearly flattened.

【0030】次いで、平坦化したタングステンシリサイ
ド膜73上にCVD法によって層間絶縁膜となる膜厚約
400Åの酸化シリコン膜74を形成し、さらに上層電
極となる膜厚2000Åのアルミニウム薄膜75をスパ
ッタリング法によって形成した。次いで、リソグラフィ
ーによってキャパシタ領域76を形成し、その後、パッ
シベーション膜77を形成し、さらに開口77aを形成
してキャパシタとした。
Then, a silicon oxide film 74 having a film thickness of about 400 Å to be an interlayer insulating film is formed on the flattened tungsten silicide film 73 by a CVD method, and an aluminum thin film 75 having a film thickness of 2,000 Å to be an upper layer electrode is further sputtered. Formed by. Next, a capacitor region 76 is formed by lithography, then a passivation film 77 is formed, and an opening 77a is further formed to form a capacitor.

【0031】このように形成したキャパシタの性能を気
相エッチング装置によって測定したところ、下層電極表
面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク電流密度
が1/2,容量のばらつき(容量の相対精度ばらつき3
σ)が1/3にそれぞれ減少していた。
When the performance of the capacitor thus formed was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was 1/2 and the variation in capacitance (relative to the capacitance) was compared with the case where the surface of the lower layer electrode was not flattened. Accuracy variation 3
σ) was reduced to 1/3, respectively.

【0032】(実施例5)図8は、酸化タンタル膜から
なる絶縁膜を本発明方法によって平坦化したキャパシタ
の一例の断面図である。図8に示すように、本実施例に
おいても、実施例1と同様に、まず、n型Si(10
0)単結晶基板81上に膜厚約3000Åのフィールド
酸化膜82を形成し、さらに膜厚4000Åの多結晶シ
リコン膜83をCVD法によって形成し、この膜にリン
を拡散した。次に、図2に示すエッチング装置を用いて
実施例1と同様にCF4 ラジカルによって多結晶シリコ
ン膜83表面を約500Åエッチングして平坦化した。
(Embodiment 5) FIG. 8 is a sectional view of an example of a capacitor in which an insulating film made of a tantalum oxide film is flattened by the method of the present invention. As shown in FIG. 8, also in this embodiment, as in the first embodiment, first, n-type Si (10
0) A field oxide film 82 having a film thickness of about 3000 Å was formed on a single crystal substrate 81, a polycrystalline silicon film 83 having a film thickness of 4000 Å was further formed by a CVD method, and phosphorus was diffused into this film. Then, using the etching apparatus shown in FIG. 2, the surface of the polycrystalline silicon film 83 was flattened by approximately 500 Å with CF 4 radicals in the same manner as in Example 1.

【0033】次いで、平坦化した多結晶シリコン膜83
上にCVD法によって層間絶縁膜となる膜厚約650Å
の酸化タングステン膜84を形成し、さらにこの酸化タ
ングステン膜84上に上層電極となる膜厚4000Åの
アルミニウム薄膜85をスパッタリング法によって形成
した。次いで、リソグラフィーによってキャパシタ領域
86を形成し、その後、パッシベーション膜87を形成
し、さらに開口87aを形成してキャパシタとした。
Next, the planarized polycrystalline silicon film 83
Approximately 650Å film thickness to be an interlayer insulating film by CVD method
Was formed on the tungsten oxide film 84, and an aluminum thin film 85 having a film thickness of 4000 Å to be an upper layer electrode was further formed on the tungsten oxide film 84 by sputtering. Next, a capacitor region 86 is formed by lithography, then a passivation film 87 is formed, and an opening 87a is further formed to obtain a capacitor.

【0034】このように形成したキャパシタの性能を気
相エッチング装置によって測定したところ、下層電極表
面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク電流密度
が1/2,容量のばらつき(容量の相対精度ばらつき3
σ)が1/5にそれぞれ減少していた。
When the performance of the capacitor thus formed was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was 1/2 and the variation in capacitance (relative to the capacitance) was compared to the case where the lower electrode surface was not flattened. Accuracy variation 3
σ) was reduced to 1/5.

【0035】(実施例6)図9は、酸化シリコン膜およ
び窒化シリコン膜からなる絶縁膜を本発明方法によって
平坦化したキャパシタの一例の断面図である。図9に示
すように、本実施例においても、実施例1と同様に、ま
ず、n型Si(100)単結晶基板91上に膜厚約30
00Åのフィールド酸化膜92を形成し、さらに膜厚4
000Åの多結晶シリコン膜93をCVD法によって形
成し、この膜にリンを拡散した。次に、図2に示すエッ
チング装置を用いて実施例1と同様にCF4 ラジカルに
よって多結晶シリコン膜93表面を約500Åエッチン
グして平坦化した。
(Embodiment 6) FIG. 9 is a sectional view of an example of a capacitor in which an insulating film made of a silicon oxide film and a silicon nitride film is flattened by the method of the present invention. As shown in FIG. 9, also in this example, as in Example 1, first, the film thickness of about 30 was formed on the n-type Si (100) single crystal substrate 91.
A field oxide film 92 of 00Å is formed, and a film thickness of 4
A 000Å polycrystalline silicon film 93 was formed by the CVD method, and phosphorus was diffused into this film. Next, using the etching apparatus shown in FIG. 2, the surface of the polycrystalline silicon film 93 was flattened by about 500 Å with CF 4 radicals in the same manner as in Example 1.

【0036】次いで、平坦化した多結晶シリコン膜93
上にCVD法によって膜厚約50Åの酸化シリコン膜9
4aを形成し、この酸化シリコン膜94a上に膜厚約3
00Åの窒化シリコン膜93bを形成し、さらにこの窒
化シリコン膜94b上に膜厚約50Åの酸化シリコン膜
94cを形成し、層間絶縁膜とした。この層間絶縁膜上
に上層電極となる膜厚4000Åのアルミニウム薄膜9
5をスパッタリング法によって形成した。次いで、リソ
グラフィーによってキャパシタ領域96を形成し、その
後、パッシベーション膜97を形成し、さらに開口97
aを形成してキャパシタとした。
Next, the flattened polycrystalline silicon film 93 is formed.
A silicon oxide film 9 having a thickness of about 50Å is formed on the upper surface by the CVD method.
4a is formed, and a film thickness of about 3 is formed on the silicon oxide film 94a.
A 00Å silicon nitride film 93b was formed, and a silicon oxide film 94c having a film thickness of about 50Å was further formed on the silicon nitride film 94b to form an interlayer insulating film. A 4000 Å-thickness aluminum thin film 9 serving as an upper layer electrode is formed on the interlayer insulating film.
5 was formed by the sputtering method. Next, a capacitor region 96 is formed by lithography, then a passivation film 97 is formed, and an opening 97 is formed.
a was formed into a capacitor.

【0037】このように形成したキャパシタの性能を気
相エッチング装置によって測定したところ、下層電極表
面を平坦化しなかった場合と比較して、リーク電流密度
が1/5,容量のばらつき(容量の相対精度ばらつき3
σ)が1/10にそれぞれ減少していた。
When the performance of the thus formed capacitor was measured by a vapor phase etching apparatus, the leakage current density was ⅕ compared with the case where the lower electrode surface was not flattened, and the variation in capacitance (relative to the capacitance) Accuracy variation 3
σ) was reduced to 1/10.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、シリコン系材料からなるキャパ
シタの下層電極または絶縁膜の表面を等方性エッチング
によりエッチングして平坦化するので、大型化すること
なくIC用キャパシタ容量の高精度化を図ることがで
き、デジタルおよびアナログICの小面積化を図ること
ができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the surface of the lower electrode or the insulating film of the capacitor made of a silicon material is flattened by isotropic etching. It is possible to improve the accuracy of the IC capacitor capacitance without increasing the size and to reduce the area of digital and analog ICs.

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例で用いた気相エッチング装置
の一例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a vapor phase etching apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図3】実施例1における気相エッチングの前後の下層
電極薄膜の表面形状を示す走査型電子顕微鏡写真図であ
る。
3 is a scanning electron micrograph showing the surface shape of the lower electrode thin film before and after vapor phase etching in Example 1. FIG.

【図4】実施例1において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a capacitor structure created in Example 1.

【図5】実施例2において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a capacitor structure created in Example 2. FIG.

【図6】実施例3において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a capacitor structure created in Example 3;

【図7】実施例4において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a capacitor structure created in Example 4.

【図8】実施例5において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a capacitor structure created in Example 5;

【図9】実施例6において作成したキャパシタ構造を示
す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a capacitor structure created in Example 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理基板 2 処理室 3 石英管(プラズマ発生領域) 4 マイクロ波導波管 11,51,61,71,81,91 単結晶基板 12,52,62,72,82,92 フィールド酸化
膜 13,53,63,83,93 多結晶シリコン膜 14,54,64,74,84,94a,94c 酸化
シリコン膜 15,55,65,85 多結晶シリコン膜 16,56,66,76,86,96 キャパシタ領域 17,57,67,77,87,97 パッシベーショ
ン膜 73 タングステンシリサイド膜 84 酸化タンタル膜 94b 窒化シリコン膜
1 Processing Substrate 2 Processing Chamber 3 Quartz Tube (Plasma Generation Area) 4 Microwave Waveguide 11, 51, 61, 71, 81, 91 Single Crystal Substrate 12, 52, 62, 72, 82, 92 Field Oxide Film 13, 53 , 63, 83, 93 polycrystalline silicon film 14, 54, 64, 74, 84, 94a, 94c silicon oxide film 15, 55, 65, 85 polycrystalline silicon film 16, 56, 66, 76, 86, 96 capacitor region 17, 57, 67, 77, 87, 97 Passivation film 73 Tungsten silicide film 84 Tantalum oxide film 94b Silicon nitride film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 27/108

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成され、下層電極,絶
縁膜および上部電極からなるキャパシタを有する半導体
装置の製造方法において、前記下層電極および前記絶縁
膜の少なくとも一方をシリコン系材料で構成しかつその
表面を等方性エッチング法によってエッチングして平坦
化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor formed of a lower electrode, an insulating film and an upper electrode on a semiconductor substrate, wherein at least one of the lower electrode and the insulating film is made of a silicon material. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the surface thereof is etched and planarized by an isotropic etching method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100703260B1 (en) * 1999-01-14 2007-04-03 인피니언 테크놀로지스 아게 Semiconductor element and method for its production
WO2012120857A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 旭化成エレクトロニクス株式会社 Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100703260B1 (en) * 1999-01-14 2007-04-03 인피니언 테크놀로지스 아게 Semiconductor element and method for its production
WO2012120857A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 旭化成エレクトロニクス株式会社 Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
CN103403860A (en) * 2011-03-04 2013-11-20 旭化成微电子株式会社 Semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
JP5507754B2 (en) * 2011-03-04 2014-05-28 旭化成エレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
US8987145B2 (en) 2011-03-04 2015-03-24 Asahi Kasei Microdevices Corporation Semiconductor device, manufacturing method of the semiconductor device

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