JPH1012837A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH1012837A
JPH1012837A JP8157775A JP15777596A JPH1012837A JP H1012837 A JPH1012837 A JP H1012837A JP 8157775 A JP8157775 A JP 8157775A JP 15777596 A JP15777596 A JP 15777596A JP H1012837 A JPH1012837 A JP H1012837A
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JP
Japan
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film
forming
silicon
integrated circuit
circuit device
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Application number
JP8157775A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Kunitomo
正人 國友
Toshio Ando
敏夫 安藤
Tomoshi Yamamoto
智志 山本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1012837A publication Critical patent/JPH1012837A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable increase of charge storage amount of a capacitance element, by forming an anti-oxidizing film on the surface of a lower part electrode, a dielectric film constituted of a high permitivity film on the surface of the anti-oxidiging film, and an upper electrode on the surface of the dielectric film. SOLUTION: A capacitance element C of a memory cell is formed on the surface of an interlayer insulating film 11, and constituted of STC structure wherein a lower electrode 15, a dielectric film 17 and an upper electrode 18 are laminated in order. In the capacitance element C, an anti-oxidzing film 16 constituted of a silicon nitride Si3 N4 film is formed between the lower electrode 15 and the dielectric film 17. Since composition balance of Si and N is stable in the silicon nitride, reaction between Si of the lower electrode 15 constituted of a silicon film 14 and O5 of the dielectric film 17 constituted of tantalum pentoxide Ta2 O5 film can be prevented. The upper electrode 18 of the capacitance element C is constituted of a tungsten film, and covered with an interlayer insulating film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、下部電極、高誘電率膜からなる誘電体
膜、上部電極の夫々を順次積層した容量素子を有する半
導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもので
ある。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit device having a capacitive element in which a lower electrode, a dielectric film made of a high dielectric constant film, and an upper electrode are sequentially laminated. And effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置であるDRAM(y
namic andom ccess emory)において、1[bi
t]の情報を記憶するメモリセルは、MOSFET(
etal xide emiconductor ield ffect ransis
tor)と容量素子との直列回路で構成されている。MOS
FETは、主に、チャネル形成領域である半導体領域、
ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領
域である一対の半導体領域で構成されている。このMO
SFETは半導体基体の活性領域の主面に構成されてい
る。容量素子は、下部電極、誘電体膜、上部電極の夫々
を順次積層したSTC(Stacked apacitor)構造で構
成されている。この容量素子は、メモリセルの平面サイ
ズの縮小化を図るため、MOSFETの上部に構成され
ている。
DRAM is a semiconductor integrated circuit device (D y
namic R andom In A ccess M emory), 1 [ bi
t] is stored in a MOSFET ( M
etal O xide S emiconductor F ield E ffect T ransis
and a series circuit of a tor) and a capacitance element. MOS
FET is mainly a semiconductor region which is a channel forming region,
The semiconductor device includes a gate insulating film, a gate electrode, and a pair of semiconductor regions which are a source region and a drain region. This MO
The SFET is formed on the main surface of the active region of the semiconductor substrate. Capacitive element includes a lower electrode, a dielectric film, and a sequentially laminated STC (St acked C apacitor) structures respectively of the upper electrode. This capacitive element is formed above the MOSFET in order to reduce the planar size of the memory cell.

【0003】近年、メモリセルの容量素子の平面サイズ
はDRAMの高集積化に伴って縮小の傾向にあり、容量
素子の蓄積電荷量の確保が困難になってきている。そこ
で、容量素子の蓄積電荷量を確保するため、酸化珪素膜
や窒化珪素膜に比べて誘電率が高い高誘電率膜である五
酸化タンタル(Ta25)膜で容量素子の誘電体膜を形成
する試みがなされている。しかしながら、下部電極は、
通常、不純物が導入された多結晶珪素膜で形成されてい
るので、この下部電極の表面上に誘電体膜として五酸化
タンタル膜を形成した場合、下部電極のSiと五酸化タ
ンタル膜のO5とが反応し、下部電極と五酸化タンタル
膜との間の界面に自然酸化珪素膜が成長する。この自然
酸化珪素膜は誘電体膜との間で容量の直列接続となるの
で、容量素子の蓄積電荷量は著しく低下する。
[0003] In recent years, the planar size of the capacitance element of a memory cell has tended to decrease with the increase in the degree of integration of the DRAM, and it has become difficult to secure the amount of charge stored in the capacitance element. Therefore, in order to secure the accumulated charge amount of the capacitor, the dielectric film of the capacitor is made of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film which is a high dielectric constant film having a higher dielectric constant than a silicon oxide film or a silicon nitride film. Attempts have been made to form However, the lower electrode
Usually, since the impurity is formed of a polycrystalline silicon film which has been introduced, O 5 of this on the surface of the lower electrode when forming a tantalum pentoxide film as a dielectric film, the lower electrode Si and tantalum pentoxide film Reacts, and a natural silicon oxide film grows at the interface between the lower electrode and the tantalum pentoxide film. Since this natural silicon oxide film is connected in series with the capacitance of the dielectric film, the amount of charge stored in the capacitance element is significantly reduced.

【0004】そこで、例えば特開平5−243524号
公報に記載されているように、多結晶珪素膜からなる下
部電極と五酸化タンタル膜からなる誘電体膜との間に窒
化珪素(Si34)膜からなる酸化防止膜を形成し、下部
電極のSiと五酸化タンタル膜のO5との反応を防止し
ている。この容量素子は、以下の製造プロセスで形成さ
れる。
Accordingly, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-243524, silicon nitride (Si 3 N 4) is provided between a lower electrode made of a polycrystalline silicon film and a dielectric film made of a tantalum pentoxide film. ) An anti-oxidation film made of a film is formed to prevent a reaction between Si of the lower electrode and O 5 of the tantalum pentoxide film. This capacitive element is formed by the following manufacturing process.

【0005】まず、半導体基体(半導体ウエーハ)の主面
上に不純物が導入された多結晶珪素膜を形成する。次
に、前記多結晶珪素膜の表面上に感光性レジスト膜を回
転塗布法で形成し、その後、前記感光性レジスト膜にベ
ーク処理、露光処理、現像処理等を施して、前記多結晶
珪素膜の所定の領域上にレジストマスクを形成する。次
に、前記レジストマスクをエッチングマスクとして使用
し、前記多結晶珪素膜にパターンニングを施して下部電
極を形成する。次に、前記レジストマスクを除去し、そ
の後、前記下部電極の表面上に窒化珪素(Si34)膜か
らなる酸化防止膜を形成する。次に、前記酸化防止膜の
表面上に五酸化タンタル膜からなる誘電体膜を形成し、
その後、前記誘電体膜の表面上に上部電極を形成するこ
とにより、容量素子が形成される。
First, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced is formed on a main surface of a semiconductor substrate (semiconductor wafer). Next, a photosensitive resist film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film by a spin coating method, and then, the photosensitive resist film is subjected to a baking process, an exposure process, a developing process, etc. A resist mask is formed on a predetermined area of the substrate. Next, using the resist mask as an etching mask, the polycrystalline silicon film is patterned to form a lower electrode. Next, the resist mask is removed, and thereafter, an oxidation prevention film made of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film is formed on the surface of the lower electrode. Next, a dielectric film made of a tantalum pentoxide film is formed on the surface of the antioxidant film,
Thereafter, a capacitor is formed by forming an upper electrode on the surface of the dielectric film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記容量素子の製造プ
ロセスにおいて、多結晶珪素膜、感光性レジスト膜の夫
々は異なる装置で形成されるため、多結晶珪素膜を形成
した後、装置から装置に半導体基体を搬送しなければな
らない。この半導体基体の搬送中、多結晶珪素膜の表面
は大気に曝されるので、多結晶珪素膜の表面に自然酸化
珪素膜が形成される。この自然酸化珪素膜は、多結晶珪
素膜にパターンニングを施した後も残存しているので、
多結晶珪素膜のパターンニングによって形成された下部
電極の表面には自然酸化珪素膜が形成されている。
In the manufacturing process of the capacitive element, each of the polycrystalline silicon film and the photosensitive resist film is formed by a different device. The semiconductor substrate must be transported. During the transportation of the semiconductor substrate, the surface of the polycrystalline silicon film is exposed to the atmosphere, so that a natural silicon oxide film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film. Since this natural silicon oxide film remains after patterning the polycrystalline silicon film,
A natural silicon oxide film is formed on the surface of the lower electrode formed by patterning the polycrystalline silicon film.

【0007】そこで、レジストマスクを除去した後、前
記下部電極の表面の自然酸化珪素膜を除去している。自
然酸化膜の除去は例えばフッ酸水溶液を用いた除去装置
で行なわれる。しかしながら、自然酸化珪素膜を除去す
る装置から酸化防止膜を形成する装置に半導体基体を搬
送しなければならないので、この移動中に下部電極の表
面は大気に曝され、再度、下部電極の表面に自然酸化珪
素膜が形成されてしまう。つまり、酸化防止膜を形成す
る前の下部電極の表面には、必ず自然酸化珪素膜が形成
されている。
Therefore, after removing the resist mask, the natural silicon oxide film on the surface of the lower electrode is removed. The removal of the natural oxide film is performed by, for example, a removal apparatus using a hydrofluoric acid aqueous solution. However, since the semiconductor substrate must be transported from the device for removing the native silicon oxide film to the device for forming the antioxidant film, the surface of the lower electrode is exposed to the air during this movement, and the surface of the lower electrode is again exposed to the air. A natural silicon oxide film is formed. That is, a natural silicon oxide film is always formed on the surface of the lower electrode before the formation of the oxidation preventing film.

【0008】このため、下部電極のSiと五酸化タンタ
ル(Ta25)膜からなる誘電体膜のO5との反応を酸化
防止膜で防止し、自然酸化珪素膜の成長を抑制しても、
下部電極と酸化防止膜との間に自然酸化珪素膜が形成さ
れているので、この自然酸化珪素膜の膜厚に相当する
分、容量素子の電荷蓄積量が低下してしまう。
[0008] Thus, the reaction between O 5 of the lower Si and tantalum pentoxide electrode (Ta 2 O 5) made of film dielectric layer was prevented by anti-oxidation film, to suppress the growth of a natural oxide silicon film Also,
Since the natural silicon oxide film is formed between the lower electrode and the antioxidant film, the amount of charge stored in the capacitor is reduced by an amount corresponding to the thickness of the natural silicon oxide film.

【0009】本発明の目的は、下部電極、高誘電率膜か
らなる誘電体膜、上部電極の夫々を順次積層した容量素
子を有する半導体集積回路装置において、前記容量素子
の電荷蓄積量を増加することが可能な技術を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to increase the amount of charge stored in a capacitance element in a semiconductor integrated circuit device having a capacitance element in which a lower electrode, a dielectric film composed of a high dielectric constant film, and an upper electrode are sequentially laminated. It is to provide a technology that can.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0012】下部電極、高誘電率膜からなる誘電体膜、
上部電極の夫々を順次積層した容量素子を有する半導体
集積回路装置の製造方法であって、不純物が導入された
第1珪素膜からなる電極パターンを形成する工程と、前
記電極パターンの表面上に選択成長法で第2珪素膜を選
択的に形成し、この第2珪素膜と前記電極パターンとか
らなる下部電極を形成する工程と、前記第2珪素膜と同
一の成膜装置で前記下部電極の表面上に酸化防止膜を形
成する工程と、前記酸化防止膜の表面上に高誘電率膜か
らなる誘電体膜を形成し、その後、前記誘電体膜の表面
上に上部電極を形成する工程とを備える。
A lower electrode, a dielectric film made of a high dielectric constant film,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a capacitor element in which respective upper electrodes are sequentially stacked, the method including: forming an electrode pattern made of a first silicon film into which an impurity is introduced; Selectively forming a second silicon film by a growth method, forming a lower electrode including the second silicon film and the electrode pattern, and forming the lower electrode using the same film forming apparatus as the second silicon film. Forming an antioxidant film on the surface, forming a dielectric film made of a high dielectric constant film on the surface of the antioxidant film, and then forming an upper electrode on the surface of the dielectric film Is provided.

【0013】上述した手段によれば、電極パターンと第
2珪素膜とからなる下部電極を形成した後、この下部電
極の表面上に第2珪素膜と同一の成膜装置で酸化防止膜
を形成するので、下部電極と酸化防止膜との間に自然酸
化膜は形成されない。この結果、高誘電率膜からなる誘
電体膜の膜厚に酸化防止膜の膜厚を加算した全体の膜厚
に相当する容量値が得られるので、容量素子の電荷蓄積
量を増加することができる。なお、電極パターンと第2
珪素膜との間には自然酸化珪素膜が成形されているが、
この自然酸化珪素膜の膜厚は電極パターンから第2珪素
膜に不純物が移動できる膜厚なので、電極パターンと第
2珪素膜とは一体としてみなすことができる。
According to the above-described means, after forming the lower electrode composed of the electrode pattern and the second silicon film, the oxidation preventing film is formed on the surface of the lower electrode by the same film forming apparatus as the second silicon film. Therefore, a natural oxide film is not formed between the lower electrode and the antioxidant film. As a result, a capacitance value corresponding to the entire film thickness obtained by adding the film thickness of the antioxidant film to the film thickness of the dielectric film made of the high dielectric constant film can be obtained, so that the charge storage amount of the capacitor can be increased. it can. The electrode pattern and the second
A natural silicon oxide film is formed between the silicon film and the silicon film.
Since the thickness of the natural silicon oxide film is such that impurities can move from the electrode pattern to the second silicon film, the electrode pattern and the second silicon film can be regarded as a single body.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について、D
RAM(半導体集積回路装置)に本発明を適用した一実施
形態とともに説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the structure of the present invention
A description will be given together with an embodiment in which the present invention is applied to a RAM (semiconductor integrated circuit device).

【0015】なお、実施形態を説明するための全図にお
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0016】図1は、本発明の一実施形態であるDRA
Mに塔載されるメモリセルの等価回路図であり、図2は
前記DRAMの要部断面図である。なお、図2におい
て、図を見易くするため、後述する容量素子の上部は図
示を省略している。
FIG. 1 shows a DRA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a memory cell mounted on M, and FIG. 2 is a sectional view of a main part of the DRAM. Note that, in FIG. 2, illustration of an upper portion of a capacitive element described later is omitted for easy viewing of the drawing.

【0017】図1に示すように、DRAMに塔載される
メモリセルMは、MOSFETQと容量素子Cとの直列
回路で構成されている。メモリセルMは、行方向(Y方
向)に延在するワード線WLと列方向(X方向)に延在す
るデータ線DLとの交差部に配置され、1[bit]の
情報を記憶する。
As shown in FIG. 1, a memory cell M mounted on a DRAM is constituted by a series circuit of a MOSFET Q and a capacitor C. The memory cell M is arranged at an intersection of a word line WL extending in the row direction (Y direction) and a data line DL extending in the column direction (X direction), and stores information of 1 [bit].

【0018】前記MOSFETQの一方の半導体領域は
データ線DLに電気的に接続され、その他方の半導体領
域は容量素子Cの一方の電極に電気的に接続され、その
ゲート電極はワード線WLに電気的に接続されている。
One semiconductor region of the MOSFET Q is electrically connected to the data line DL, the other semiconductor region is electrically connected to one electrode of the capacitive element C, and its gate electrode is electrically connected to the word line WL. Connected.

【0019】前記ワード線WLは、メモリセルMを選択
する場合、例えば5[V]電位に電位固定され、メモリ
セルMを選択しない場合、例えば0[V]電位に電位固
定される。デーダ線DLは、容量素子Cに電荷を蓄積す
る場合、例えば3.3[V]電位に電位固定され、容量
素子Cに電荷が蓄積されていない場合、例えば0[V]
電位に電位固定される。
When the memory cell M is selected, the word line WL is fixed at a potential of, for example, 5 [V]. When the memory cell M is not selected, the word line WL is fixed at a potential of, for example, 0 [V]. The data line DL is fixed at a potential of, for example, 3.3 [V] when charges are stored in the capacitor C, and is 0 [V] when charges are not stored in the capacitor C, for example.
The potential is fixed to the potential.

【0020】前記メモリセルMは、ワード線WLが延在
する行方向、データ線DLが延在する列方向の夫々に複
数個配置され、メモリセルアレイを構成する。メモリセ
ルアレイは、ワードドライバー回路、Xデコーダ回路、
Yデコーダ回路等の周辺回路が配置される周辺回路形成
領域で周囲を囲まれたメモリセルアレイ形成領域に構成
される。
A plurality of the memory cells M are arranged in a row direction in which the word lines WL extend and in a column direction in which the data lines DL extend, and constitute a memory cell array. The memory cell array includes a word driver circuit, an X decoder circuit,
The peripheral circuit is formed in a memory cell array forming region surrounded by a peripheral circuit forming region in which peripheral circuits such as a Y decoder circuit are arranged.

【0021】次に、前記DRAMに塔載されるメモリセ
ルMの具体的な構造について、図2を用いて説明する。
Next, a specific structure of the memory cell M mounted on the DRAM will be described with reference to FIG.

【0022】図2に示すように、DRAMは、半導体基
体1を主体に構成されている。この半導体基体1は、例
えば単結晶珪素からなるp-型半導体基板で構成されてい
る。
As shown in FIG. 2, the DRAM mainly includes a semiconductor substrate 1. The semiconductor substrate 1 is formed of a p-type semiconductor substrate made of, for example, single crystal silicon.

【0023】前記半導体基体1のメモリセルアレイ形成
領域の主面にはp型ウエル領域2が形成されている。
A p-type well region 2 is formed on the main surface of the memory cell array forming region of the semiconductor substrate 1.

【0024】前記メモリセルMのMOSFETQはp型
ウエル領域2の活性領域の主面に構成されている。p型
ウエル領域2の活性領域の主面は、その非活性領域の主
面上に形成されたフィールド絶縁膜3で周囲を規定され
ている。つまり、MOSFETQはフィールド絶縁膜2
で周囲を規定されたp型ウエル領域2の主面に構成され
ている。
The MOSFET Q of the memory cell M is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. The periphery of the main surface of the active region of the p-type well region 2 is defined by a field insulating film 3 formed on the main surface of the non-active region. That is, the MOSFET Q is the field insulating film 2
Are formed on the main surface of the p-type well region 2 whose periphery is defined.

【0025】前記フィールド絶縁膜3で周囲を規定され
たp型ウエル領域2の主面には、2つのメモリセルMの
夫々のMOSFETQが構成されている。
On the main surface of the p-type well region 2 whose periphery is defined by the field insulating film 3, MOSFETs Q of two memory cells M are formed.

【0026】前記MOSFETQは、主に、チャネル形
成領域であるp型ウエル領域2、ゲート絶縁膜4、ゲー
ト電極5、ソース領域及びドレイン領域である一対のn
型半導体領域7及び一対のn+型半導体領域9で構成され
ている。
The MOSFET Q mainly includes a p-type well region 2, which is a channel forming region, a gate insulating film 4, a gate electrode 5, and a pair of n, which is a source region and a drain region.
And a pair of n + -type semiconductor regions 9.

【0027】前記ゲート絶縁膜4はp型ウエル領域2の
活性領域の主面上に形成されている。このゲート絶縁膜
3は例えば熱酸化珪素膜で形成されている。前記ゲート
電極5はゲート絶縁膜3上に形成されている。このゲー
ト電極5は例えば抵抗値を低減する不純物(例えばリン
(P))が導入された多結晶珪素膜で形成されている。前
記ソース領域及びドレイン領域である一対のn型半導体
領域7の夫々は、p型ウエル領域2の活性領域の主面に
形成されている。この一対のn型半導体領域7の夫々
は、ゲート電極5に対して自己整合で形成されている。
前記ソース領域及びドレイン領域である一対のn+型半導
体領域9の夫々は、p型ウエル領域2の活性領域の主面
に形成されている。この一対のn+型半導体領域9の夫々
は、ゲート電極5のゲート長方向の側壁面を覆うサイド
ウォールスペーサ8に対して自己整合で形成されてい
る。
The gate insulating film 4 is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. The gate insulating film 3 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film. The gate electrode 5 is formed on the gate insulating film 3. The gate electrode 5 is formed, for example, of an impurity (for example, phosphorus
(P)). Each of the pair of n-type semiconductor regions 7 serving as the source region and the drain region is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. Each of the pair of n-type semiconductor regions 7 is formed in self-alignment with the gate electrode 5.
Each of the pair of n + -type semiconductor regions 9 serving as the source region and the drain region is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. Each of the pair of n + -type semiconductor regions 9 is formed in a self-alignment manner with a sidewall spacer 8 that covers a side wall surface of the gate electrode 5 in the gate length direction.

【0028】前記ソース領域及びドレイン領域である一
対のn型半導体領域7の夫々は、前記ソース領域及びド
レン領域である一対のn+型半導体領域9の夫々に比べて
低い不純物濃度に設定されている。つまり、メモリセル
MのMOSFETQはLDD(ightly oped rain)
構造で構成されている。
Each of the pair of n-type semiconductor regions 7 as the source region and the drain region is set to have a lower impurity concentration than each of the pair of n + -type semiconductor regions 9 as the source region and the drain region. . That is, MOSFETQ memory cell M LDD (L ightly D oped D rain)
It has a structure.

【0029】前記MOSFETQのゲート電極5は、フ
ィールド絶縁膜2上を延在するワード線WLの延在方向
と同一の方向にゲート絶縁膜4上を延在し、ワード線W
Lに一体化されている。つまり、ゲート電極5は、ワー
ド線WLの延在方向(Y方向)に配置された他のメモリ
セルMのMOSFETのゲート電極5に電気的に接続さ
れている。
The gate electrode 5 of the MOSFET Q extends on the gate insulating film 4 in the same direction as the extending direction of the word line WL extending on the field insulating film 2.
L. That is, the gate electrode 5 is electrically connected to the gate electrode 5 of the MOSFET of another memory cell M arranged in the extending direction (Y direction) of the word line WL.

【0030】前記ゲート電極5、ワード線WLの夫々の
上面は絶縁膜6で覆われている。また、ゲート電極5、
ワード線WLの夫々の側壁面はサイドウォールスペーサ
8で覆われている。絶縁膜6は例えば酸化珪素膜で形成
されている。サイドウォールスペーサ8は、絶縁膜6上
を含むゲート絶縁膜4上に例えば酸化珪素膜を形成した
後、この酸化珪素膜に異方性エッチングを施すことによ
り形成される。
The respective upper surfaces of the gate electrode 5 and the word line WL are covered with an insulating film 6. Also, the gate electrode 5,
Each side wall surface of the word line WL is covered with a side wall spacer 8. The insulating film 6 is formed of, for example, a silicon oxide film. The sidewall spacers 8 are formed by forming, for example, a silicon oxide film on the gate insulating film 4 including the insulating film 6, and then performing anisotropic etching on the silicon oxide film.

【0031】前記メモリセルMのMOSFETQの一方
のn型半導体領域9にはデータ線DLが電気的に接続さ
れている。データ線DLは、例えば、抵抗値を低減する
不純物が導入された多結晶珪素膜10A及びこの多結晶
珪素膜10Aの表面上に形成されたタングステン(W)膜
10Bで形成されている。
A data line DL is electrically connected to one n-type semiconductor region 9 of the MOSFET Q of the memory cell M. The data line DL is formed of, for example, a polycrystalline silicon film 10A into which an impurity for reducing the resistance value is introduced and a tungsten (W) film 10B formed on the surface of the polycrystalline silicon film 10A.

【0032】前記メモリセルMの容量素子Cは層間絶縁
膜11の表面上に形成されている。この容量素子Cは、
下部電極15、誘電体膜17、上部電極18の夫々を順
次積層したSTC構造で構成されている。
The capacitance element C of the memory cell M is formed on the surface of the interlayer insulating film 11. This capacitive element C
It has an STC structure in which a lower electrode 15, a dielectric film 17, and an upper electrode 18 are sequentially laminated.

【0033】前記下部電極15は、例えば、抵抗値を低
減する不純物(例えばリン(P))が導入された多結晶珪素
膜からなる電極パターン13及びこの電極パターン13
の表面上に形成された珪素膜14で形成されている。こ
の珪素膜14は、多結晶珪素膜にパターンニングを施
し、電極パターン13を形成した後、選択成長法によっ
て選択的に形成される。前記誘電体膜17は、例えば、
酸化珪素膜及び窒化珪素膜に比べて誘電率が高い高誘電
率膜である五酸化タンタル(Ta25)膜で形成されてい
る。前記上部電極18は、例えば、タングステン膜で形
成されている。
The lower electrode 15 includes, for example, an electrode pattern 13 made of a polycrystalline silicon film into which an impurity (for example, phosphorus (P)) for reducing a resistance value has been introduced.
Formed on the surface of the silicon film 14. This silicon film 14 is selectively formed by a selective growth method after patterning the polycrystalline silicon film to form an electrode pattern 13. The dielectric film 17 is, for example,
It is formed of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film which is a high dielectric constant film having a higher dielectric constant than the silicon oxide film and the silicon nitride film. The upper electrode 18 is formed of, for example, a tungsten film.

【0034】前記容量素子Cは、下部電極13と誘電体
膜17との間に窒化珪素(Si3)膜からなる酸化防
止膜を形成している。窒化珪素膜(Si34膜)は、S
iとNとの組成バランスが安定であるため、珪素膜から
なる下部電極15のSiと五酸化タンタル(Ta25)膜
からなる誘電体膜17のO5 との反応を防止することが
できる。
In the capacitor C, an oxidation preventing film made of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film is formed between the lower electrode 13 and the dielectric film 17. Silicon nitride film (Si 3 N 4 film)
Because the composition balance between i and N is stable, it is possible to prevent the reaction between O 5 dielectric film 17 made of Si and tantalum pentoxide (Ta 2 O 5) film of the lower electrode 15 made of a silicon film it can.

【0035】前記容量素子Cの下部電極15は、層間絶
縁膜11に形成された接続孔12を通して、MOSFE
TQの他方のn型半導体領域9に電気的に接続されてい
る。
The lower electrode 15 of the capacitive element C is connected to a MOSFE through a connection hole 12 formed in the interlayer insulating film 11.
It is electrically connected to the other n-type semiconductor region 9 of TQ.

【0036】前記容量素子Cの上部電極18は、図示し
ていないが、層間絶縁膜で覆われている。この層間絶縁
膜の表面上には配線層が形成されており、配線層は最終
保護膜で覆われている。
Although not shown, the upper electrode 18 of the capacitor C is covered with an interlayer insulating film. A wiring layer is formed on the surface of the interlayer insulating film, and the wiring layer is covered with a final protective film.

【0037】このよに構成されたDRAMは、図8(ブ
ロック図)に示す成膜装置を用いた製造プロセスで形成
される。成膜装置は、図8に示すように、第1チャンバ
室31、第2チャンバ室32、第3チャンバ室33、搬
送室34、ロードカセット室35及びアンロードカセッ
ト室36を備えている。第1チャンバ室31、第2チャ
ンバ室32、第3チャンバ室33、ロードカセット室3
5、アンロードカセット室36の夫々はロードロック機
構を備えている。ロードカセット室35にセットされた
ウエーハ状態の半導体基体1は、真空排気された搬送室
34を介して第1チャンバ室31に搬送され処理され
る。第1チャンバ室31で処理された半導体基体1は、
真空排気された搬送室34を介して第2チャンバ室32
に搬送され処理される。第2チャンバ室32で処理され
た半導体基体1は、真空排気された搬送室34を介して
第3チャンバ室33に搬送され処理される。第3チャン
バ室33で処理された半導体基体1は、真空排気された
搬送室34を介してアンロードカセット室35に搬送さ
れる。
The DRAM thus constructed is formed by a manufacturing process using a film forming apparatus shown in FIG. 8 (block diagram). As shown in FIG. 8, the film forming apparatus includes a first chamber 31, a second chamber 32, a third chamber 33, a transfer chamber 34, a load cassette chamber 35, and an unload cassette chamber 36. First chamber 31, second chamber 32, third chamber 33, load cassette 3
5. Each of the unload cassette chambers 36 has a load lock mechanism. The semiconductor substrate 1 in a wafer state set in the load cassette chamber 35 is transferred to the first chamber 31 via the evacuated transfer chamber 34 and processed. The semiconductor substrate 1 processed in the first chamber 31 is
The second chamber 32 via the evacuated transfer chamber 34
And processed. The semiconductor substrate 1 processed in the second chamber 32 is transferred to the third chamber 33 via the evacuated transfer chamber 34 and processed. The semiconductor substrate 1 processed in the third chamber 33 is transferred to the unload cassette chamber 35 through the transfer chamber 34 that has been evacuated.

【0038】次に、前記DRAMの製造方法について、
図3乃至図8(製造方法を説明するための要部断面図)
を用いて説明する。なお、DRAMは半導体基体を複数
個のチップサイズに分割する前のウエーハ状態で製造さ
れる。
Next, a method of manufacturing the DRAM will be described.
3 to 8 (cross-sectional views of main parts for explaining a manufacturing method)
This will be described with reference to FIG. The DRAM is manufactured in a wafer state before the semiconductor substrate is divided into a plurality of chip sizes.

【0039】まず、単結晶珪素からなるp-型半導体基板
で形成されたウエーハ状態の半導体基体1を準備する。
First, a semiconductor substrate 1 in a wafer state formed of a p-type semiconductor substrate made of single crystal silicon is prepared.

【0040】次に、前記半導体基体1のメモリセルアレ
イ形成領域の主面にp型ウエル領域2を形成する。
Next, a p-type well region 2 is formed on the main surface of the memory cell array forming region of the semiconductor substrate 1.

【0041】次に、前記p型ウエル領域2の非活性領域
の主面上にフィールド絶縁膜3を形成する。フィールド
絶縁膜3は例えば周知の選択酸化法により形成した酸化
珪素膜で形成される。
Next, a field insulating film 3 is formed on the main surface of the inactive region of the p-type well region 2. The field insulating film 3 is formed of, for example, a silicon oxide film formed by a known selective oxidation method.

【0042】次に、前記p型ウエル領域2の活性領域の
主面上にゲート絶縁膜4を形成する。ゲート絶縁膜4は
例えば熱酸化珪素膜で形成される。
Next, a gate insulating film 4 is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. The gate insulating film 4 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film.

【0043】次に、前記ゲート絶縁膜4上及びフィール
ド絶縁膜3上を含む半導体基体1の全面に多結晶珪素
膜、絶縁膜の夫々を順次形成する。多結晶珪素膜には、
その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入
されている。この後、前記絶縁膜、多結晶珪素膜の夫々
に順次パターンニングを施し、上面が絶縁膜6で覆われ
たゲート電極5及び上面が絶縁膜6で覆われたワード線
WLを形成する。
Next, a polycrystalline silicon film and an insulating film are sequentially formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 including the gate insulating film 4 and the field insulating film 3. The polycrystalline silicon film
During or after the deposition, impurities that reduce the resistance value are introduced. Thereafter, the insulating film and the polycrystalline silicon film are sequentially patterned to form a gate electrode 5 whose upper surface is covered with the insulating film 6 and a word line WL whose upper surface is covered with the insulating film 6.

【0044】次に、前記p型ウエル領域2の活性領域の
主面にゲート電極5に対して自己整合でn型不純物を導
入し、ソース領域及びドレイン領域である一対のn型半
導体領域7を形成する。
Next, an n-type impurity is introduced into the main surface of the active region of the p-type well region 2 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 5 to form a pair of n-type semiconductor regions 7 serving as a source region and a drain region. Form.

【0045】次に、前記ゲート電極5、ワード線WLの
夫々の側壁面上にサイドウォールスペーサ8を形成す
る。サイドウォールスペーサ8は、絶縁膜6上を含むゲ
ート絶縁膜4上に例えば酸化珪素膜を形成した後、この
酸化珪素膜に異方性エッチングを施すことにより形成さ
れる。
Next, sidewall spacers 8 are formed on the respective sidewall surfaces of the gate electrode 5 and the word lines WL. The sidewall spacers 8 are formed by forming, for example, a silicon oxide film on the gate insulating film 4 including the insulating film 6, and then performing anisotropic etching on the silicon oxide film.

【0046】次に、前記p型ウエル領域2の活性領域の
主面にサイドウォールスペーサ8に対して自己整合でn
型不純物を導入し、ソース領域及びドレイン領域である
一対のn型半導体領域9を形成する。この工程におい
て、メモリセルMのMOSFETQが形成される。
Next, n is self-aligned with the sidewall spacer 8 on the main surface of the active region of the p-type well region 2.
A pair of n-type semiconductor regions 9 serving as a source region and a drain region are formed by introducing a type impurity. In this step, the MOSFET Q of the memory cell M is formed.

【0047】次に、前記MOSFETQの一方のn型半
導体領域9と電気的に接続されるデータ線DLを形成す
る。
Next, a data line DL electrically connected to one n-type semiconductor region 9 of the MOSFET Q is formed.

【0048】次に、前記データ線DL上を含む半導体基
体1の全面に層間絶縁膜11を形成する。層間絶縁膜1
1は例えば酸化珪素膜で形成される。
Next, an interlayer insulating film 11 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 including on the data lines DL. Interlayer insulating film 1
1 is formed of, for example, a silicon oxide film.

【0049】次に、前記層間絶縁膜11に、MOSFE
TQの他方のn型半導体領域9の表面を露出する接続孔
12を形成する。
Next, a MOSFE is formed on the interlayer insulating film 11.
A connection hole 12 exposing the surface of the other n-type semiconductor region 9 of TQ is formed.

【0050】次に、図3に示すように、前記接続孔12
内を含む半導体基体1の全面に多結晶珪素膜13Aを形
成する。この多結晶珪素膜13Aには、その堆積中又は
堆積後に抵抗値を低減する不純物(例えばリン(P))が導
入されている。この多結晶珪素膜13Aの形成は例えば
CVD装置で行う。
Next, as shown in FIG.
Polycrystalline silicon film 13A is formed on the entire surface of semiconductor substrate 1 including the inside. An impurity (for example, phosphorus (P)) that reduces the resistance value during or after the deposition is introduced into the polycrystalline silicon film 13A. This polycrystalline silicon film 13A is formed by, for example, a CVD apparatus.

【0051】次に、前記CVD装置からレジスト塗布装
置に半導体基体1を搬送する。この時、多結晶珪素膜1
3Aの表面は大気に曝され、多結晶珪素膜13Aの表面
に自然酸化珪素膜が形成される。
Next, the semiconductor substrate 1 is transported from the CVD apparatus to a resist coating apparatus. At this time, the polycrystalline silicon film 1
The surface of 3A is exposed to the atmosphere, and a natural silicon oxide film is formed on the surface of polycrystalline silicon film 13A.

【0052】次に、前記レジスト塗布装置において、多
結晶珪素膜13Aの表面上に感光性レジスト膜を形成す
る。この後、前記感光性レジスト膜にベーク処理、露光
処理、現像処理等を施し、図4に示すように、多結晶珪
素膜13Aの所定の領域上にレジストマスク20を形成
する。つまり、レジストマスク20はフォトリソグラフ
ィ技術で形成される。
Next, in the resist coating apparatus, a photosensitive resist film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film 13A. Thereafter, the photosensitive resist film is baked, exposed, developed, and the like, and a resist mask 20 is formed on a predetermined region of the polycrystalline silicon film 13A as shown in FIG. That is, the resist mask 20 is formed by photolithography.

【0053】次に、前記レジストマスク20をエッチン
グマスクとして使用し、前記多結晶珪素膜13Aにパタ
ーンニングを施して、電極パターン13を形成する。
Next, the electrode pattern 13 is formed by patterning the polycrystalline silicon film 13A using the resist mask 20 as an etching mask.

【0054】次に、図5に示すように、前記電極パター
ン13上のレジストマスク20を除去する。
Next, as shown in FIG. 5, the resist mask 20 on the electrode pattern 13 is removed.

【0055】次に、前記電極パターン13の表面に形成
された自然酸化珪素膜を除去する。この自然酸化珪素膜
の除去は、例えばフッ酸水溶液を用いた除去装置で行
う。
Next, the natural silicon oxide film formed on the surface of the electrode pattern 13 is removed. The removal of the natural silicon oxide film is performed by, for example, a removal apparatus using a hydrofluoric acid aqueous solution.

【0056】次に、前記除去装置から図8に示す成膜装
置のロードカセット室35に半導体基体1を搬送する。
この時、多結晶珪素膜13Aの表面は大気に曝されるの
で、再度、多結晶珪素膜13Aの表面に自然酸化珪素膜
が形成される。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the removing apparatus to the load cassette chamber 35 of the film forming apparatus shown in FIG.
At this time, since the surface of the polycrystalline silicon film 13A is exposed to the air, a natural silicon oxide film is formed again on the surface of the polycrystalline silicon film 13A.

【0057】次に、前記ロードカセット室35から真空
排気された搬送室34を介して第1チャンバ室31に半
導体基体1を搬送する。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the load cassette chamber 35 to the first chamber 31 via the transfer chamber 34 evacuated.

【0058】次に、前記第1チャンバ室31において、
前記電極パターン13の表面上に選択成長法で珪素膜1
4を選択的に形成する。珪素膜14は例えば30[n
m]程度の膜厚で形成される。珪素膜14の形成は、例
えば、1[Torr]程度の低圧下で、しかも1000
[℃]の高温雰囲気中において、10[SLM]程度の
2と5[sccm]程度のSiH2Cl2とを混合させて約
60秒間流し続ける条件で行う。この工程において、図
6に示すように、電極パターン13と珪素膜14とから
なる下部電極15が形成される。なお、電極パターン1
3と珪素膜14との間には自然酸化珪素膜が成形されて
いるが、この自然酸化珪素膜の膜厚は電極パターン13
から珪素膜14に不純物が移動できる膜厚なので、電極
パターン13と珪素膜14とは一体としてみなすことが
できる。
Next, in the first chamber 31,
The silicon film 1 is formed on the surface of the electrode pattern 13 by selective growth.
4 is selectively formed. The silicon film 14 is, for example, 30 [n]
m]. The silicon film 14 is formed, for example, under a low pressure of about 1 [Torr] and 1000
In a high-temperature atmosphere of [° C.], H 2 of about 10 [SLM] and SiH 2 Cl 2 of about 5 [sccm] are mixed and flown for about 60 seconds. In this step, as shown in FIG. 6, a lower electrode 15 including an electrode pattern 13 and a silicon film 14 is formed. The electrode pattern 1
3 and a silicon film 14, a natural silicon oxide film is formed.
The electrode pattern 13 and the silicon film 14 can be regarded as a single body because the film thickness allows impurities to move from the silicon film 14 to the silicon film 14.

【0059】次に、前記第1チャンバ室31から真空排
気された搬送室34を介して第2チャンバ室32に半導
体基体1を搬送する。この時、珪素膜4の表面は大気に
曝されないので、珪素膜4の表面には自然酸化珪素膜は
形成されない。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the first chamber 31 to the second chamber 32 via the transfer chamber 34 evacuated. At this time, since the surface of the silicon film 4 is not exposed to the atmosphere, no natural silicon oxide film is formed on the surface of the silicon film 4.

【0060】次に、前記第2チャンバ室32において、
図7に示すように、前記珪素膜14の表面上に窒化珪素
(Si34)膜からなる酸化防止膜16を形成する。この
窒化珪素(Si34)膜の形成は、例えば700〜900
[℃]程度の温度雰囲気中で行う。なお、窒化珪素(S
34)膜は、CVD法、直接窒化法のどちらを用いて
形成してもかまわない。
Next, in the second chamber 32,
As shown in FIG. 7, silicon nitride is formed on the surface of the silicon film 14.
An anti-oxidation film 16 made of a (Si 3 N 4 ) film is formed. This silicon nitride (Si 3 N 4 ) film is formed, for example, at 700 to 900
This is performed in an atmosphere at a temperature of about [° C.]. Note that silicon nitride (S
The i 3 N 4 ) film may be formed by using either the CVD method or the direct nitriding method.

【0061】次に、前記第2チャンバ室32から真空排
気された搬送室34を介して第3チャンバ室33に半導
体基体1を搬送する。この時、酸化防止膜16の表面は
大気に曝されないので、酸化防止膜16の表面が大気に
含まれている不純な物質で汚染されることはない。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the second chamber 32 to the third chamber 33 via the transfer chamber 34 evacuated. At this time, since the surface of the antioxidant film 16 is not exposed to the air, the surface of the antioxidant film 16 is not contaminated by the impurity contained in the air.

【0062】次に、前記第3チャンバ室33において、
前記窒化珪素(Si34)膜からなる酸化防止膜16の表
面上に五酸化タンタル(Ta25)膜からなる誘電体膜1
7を形成する。この五酸化タンタル(Ta25)膜の形成
は、例えば、400[℃]程度の温度雰囲気中にプロセ
スガスとしてTa(OC25)を流し込んだ条件下で行
う。
Next, in the third chamber 33,
A dielectric film 1 made of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film is formed on the surface of an oxidation prevention film 16 made of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film.
7 is formed. The formation of this tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film is performed, for example, under the condition that Ta (OC 2 H 5 ) is flowed as a process gas into an atmosphere at a temperature of about 400 ° C.

【0063】次に、前記第3チャンバ室33から真空排
気された搬送室34を介してアンロード室36に半導体
基体1を搬送する。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the third chamber 33 to the unloading chamber 36 via the transfer chamber 34 evacuated.

【0064】次に、前記アンロード室36から例えば電
気炉に半導体基体1を搬送し、この電気炉において、例
えば、700〜1000[℃]程度の温度雰囲気中で前
記誘電体膜17である五酸化タンタル(Ta25)膜に酸
素アニール処理を施す。
Next, the semiconductor substrate 1 is transferred from the unloading chamber 36 to, for example, an electric furnace, and in the electric furnace, for example, the dielectric film 17 is formed in an atmosphere at a temperature of about 700 to 1000 ° C. An oxygen annealing treatment is performed on the tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film.

【0065】次に、他の成膜装置で前記誘電体膜17の
表面上に上部電極18を形成する。上部電極18は例え
ばタングステン膜で形成される。この工程において、図
2に示すように、電極パターン13と珪素膜14とから
なる下部電極15、五酸化タンタル(Ta25)膜からな
る誘電体膜17、タングステン膜からなる上部電極18
の夫々を順次積層した容量素子Cが形成される。
Next, an upper electrode 18 is formed on the surface of the dielectric film 17 by another film forming apparatus. The upper electrode 18 is formed of, for example, a tungsten film. In this step, as shown in FIG. 2, a lower electrode 15 composed of an electrode pattern 13 and a silicon film 14, a dielectric film 17 composed of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film, and an upper electrode 18 composed of a tungsten film
Are sequentially laminated to form a capacitive element C.

【0066】次に、前記容量素子Cの上部電極18上を
覆う層間絶縁膜形成し、この層間絶縁膜上に配線層を形
成し、この配線層上に最終保護膜を形成することによ
り、本実施形態のDRAMがほぼ完成する。この後、半
導体基体1は複数個のチップサイズに分割され、複数個
に分割された各々の半導体基体1はパッケージで封止さ
れる。
Next, an interlayer insulating film is formed to cover the upper electrode 18 of the capacitive element C, a wiring layer is formed on the interlayer insulating film, and a final protective film is formed on the wiring layer. The DRAM of the embodiment is almost completed. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is divided into a plurality of chip sizes, and each divided semiconductor substrate 1 is sealed with a package.

【0067】このように、下部電極15、高誘電率膜で
ある五酸化タンタル(Ta25)膜からなる誘電体膜1
7、上部電極18の夫々を順次積層した容量素子Cを有
するDRAM(半導体集積回路装置)の製造方法であっ
て、不純物が導入された多結晶珪素膜13Aからなる電
極パターン13を形成する工程と、前記電極パターン1
3の表面上に選択成長法で珪素膜14を選択的に形成
し、この珪素膜14と前記電極パターン13とからなる
下部電極15を形成する工程と、前記珪素膜14と同一
の成膜装置で前記下部電極の表面上に窒化珪素(Si3
4)膜からなる酸化防止膜16を形成する工程と、前記酸
化防止膜16の表面上に高誘電率膜である五酸化タンタ
ル(Ta25)膜からなる誘電体膜17を形成し、その
後、前記誘電体膜17の表面上に上部電極18を形成す
る工程とを備える。
As described above, the lower electrode 15 and the dielectric film 1 made of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film as a high dielectric constant film are used.
7. A method of manufacturing a DRAM (semiconductor integrated circuit device) having a capacitive element C in which each of the upper electrodes 18 is sequentially laminated, the method including a step of forming an electrode pattern 13 made of a polycrystalline silicon film 13A into which impurities are introduced; , The electrode pattern 1
Forming a silicon film 14 selectively on the surface of the silicon film 14 by a selective growth method, and forming a lower electrode 15 comprising the silicon film 14 and the electrode pattern 13; Silicon nitride (Si 3 N) on the surface of the lower electrode
4 ) forming an antioxidant film 16 made of a film, and forming a dielectric film 17 made of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film, which is a high dielectric constant film, on the surface of the antioxidant film 16; Thereafter, a step of forming an upper electrode 18 on the surface of the dielectric film 17 is provided.

【0068】これにより、電極パターン13と珪素膜1
4とからなる下部電極15を形成した後、この下部電極
15の表面上に珪素膜14と同一の成膜装置で酸化防止
膜15を形成するので、下部電極15と酸化防止膜16
との間に自然酸化膜は形成されない。この結果、高誘電
率膜である五酸化タンタル(Ta25)膜からなる誘電体
膜17の膜厚に酸化防止膜16の膜厚を加算した全体の
膜厚に相当する容量値が得られるので、容量素子Cの電
荷蓄積量を増加することができる。
Thus, the electrode pattern 13 and the silicon film 1
After the formation of the lower electrode 15 made of the silicon oxide film 14, the anti-oxidation film 15 is formed on the surface of the lower electrode 15 by the same film forming apparatus.
A natural oxide film is not formed between these two. As a result, a capacitance value corresponding to the total film thickness obtained by adding the film thickness of the antioxidant film 16 to the film thickness of the dielectric film 17 made of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film which is a high dielectric constant film is obtained. Therefore, the amount of charge stored in the capacitor C can be increased.

【0069】また、電極パターン13と珪素膜14との
間に自然酸化珪素膜が成形されるが、この自然酸化珪素
膜の膜厚は電極パターン13から珪素膜14に不純物が
移動できる膜厚なので、電極パターン13と珪素膜14
とは一体としてみなすことができる。
A natural silicon oxide film is formed between the electrode pattern 13 and the silicon film 14. The thickness of the natural silicon oxide film is such that impurities can move from the electrode pattern 13 to the silicon film 14. , Electrode pattern 13 and silicon film 14
Can be regarded as one.

【0070】また、容量素子Cの電荷蓄積量を増加する
ことができるので、更なるメモリセルの平面サイズを縮
小することができ、これに相当する分、DRAMの集積
度を高めることができる。
Further, since the amount of charge stored in the capacitor C can be increased, the plane size of the memory cell can be further reduced, and the degree of integration of the DRAM can be increased correspondingly.

【0071】なお、前述の実施形態において、容量素子
Cの誘電体膜17は五酸化タンタル(Ta25)膜で形成
しているが、他種類の酸化タンタル(TaxOx)膜で形成
してもよい。この場合においても、前述の実施形態と同
様の効果が得られる。
In the above embodiment, the dielectric film 17 of the capacitance element C is formed of a tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film, but is formed of another type of tantalum oxide (TaxOx) film. Is also good. In this case, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0072】また、容量素子Cの誘電体膜17は、高誘
電率膜であるチタン酸バリュームストロンチューム
((Ba,Sr)TiO3)膜、PTO(PbTiO3)膜、
PZT(Pb(Zr,Ti)O3)膜又はPLZT((Pb,
La)(Zr,Ti)O3)膜で形成してもよい。この場合
においても、前述の実施形態と同様の効果が得られる。
The dielectric film 17 of the capacitive element C is made of a high dielectric constant film such as a strontium titanate ((Ba, Sr) TiO 3 ) film, a PTO (PbTiO 3 ) film,
PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) film or PLZT ((Pb,
La) (Zr, Ti) O 3 ) film. In this case, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0073】また、容量素子Cの下部電極15の電極パ
ターン13は非晶質の珪素膜で形成してもよい。この場
合においても、前述の実施形態と同様の効果が得られ
る。
The electrode pattern 13 of the lower electrode 15 of the capacitor C may be formed of an amorphous silicon film. In this case, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0074】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention.

【0075】[0075]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0076】下部電極、高誘電率膜からなる誘電体膜、
上部電極の夫々を順次積層した容量素子を有する半導体
集積回路装置において、前記容量素子Cの電荷蓄積量を
増加することができる。
A lower electrode, a dielectric film made of a high dielectric constant film,
In a semiconductor integrated circuit device having a capacitor in which each of the upper electrodes is sequentially stacked, the amount of charge stored in the capacitor C can be increased.

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

【図1】本発明の一実施形態であるDRAMに塔載され
るメモリセルの等価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a memory cell mounted on a DRAM according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記DRAMの要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the DRAM.

【図3】前記DRAMの製造方法を説明するための要部
断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the DRAM.

【図4】前記DRAMの製造方法を説明するための要部
断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the DRAM.

【図5】前記DRAMの製造方法を説明するための要部
断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the DRAM.

【図6】前記DRAMの製造方法を説明するための要部
断面図である。
FIG. 6 is an essential part cross sectional view for describing the method of manufacturing the DRAM;

【図7】前記DRAMの製造方法を説明するための要部
断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view for describing the method for manufacturing the DRAM.

【図8】前記DRAMの製造プロセスに使用される成膜
装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus used in a manufacturing process of the DRAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、2…p型ウエル領域、3…フィールド
絶縁膜、4…ゲート絶縁膜、5…ゲート電極、7…n型
半導体領域、9…n+型半導体領域、11…層間絶縁膜、
12…接続孔、13…電極パターン、14…珪素膜、1
5…下部電極、16…酸化防止膜、17…誘電体膜、1
8…上部電極、C…容量素子、Q…MOSFET、M…
メモリセル、WL…ワード線、DL…データ線。
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate, 2 p-type well region, 3 field insulating film, 4 gate insulating film, 5 gate electrode, 7 n-type semiconductor region, 9 n-type semiconductor region, 11 interlayer insulating film,
12 ... connection hole, 13 ... electrode pattern, 14 ... silicon film, 1
5 lower electrode, 16 antioxidant film, 17 dielectric film, 1
8: Upper electrode, C: Capacitance element, Q: MOSFET, M ...
Memory cells, WL: word lines, DL: data lines.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部電極、高誘電率膜からなる誘電体
膜、上部電極の夫々を順次積層した容量素子を有する半
導体集積回路装置の製造方法であって、不純物が導入さ
れた第1珪素膜からなる電極パターンを形成する工程
と、前記電極パターンの表面上に選択成長法で第2珪素
膜を選択的に形成し、この第2珪素膜と前記電極パター
ンとからなる下部電極を形成する工程と、前記第2珪素
膜と同一の成膜装置で前記下部電極の表面上に酸化防止
膜を形成する工程と、前記酸化防止膜の表面上に高誘電
率膜からなる誘電体膜を形成し、その後、前記誘電体膜
の表面上に上部電極を形成する工程とを備えていること
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a capacitor in which a lower electrode, a dielectric film made of a high dielectric constant film, and an upper electrode are sequentially laminated, wherein the first silicon film doped with an impurity is provided. Forming an electrode pattern composed of: and selectively forming a second silicon film on the surface of the electrode pattern by a selective growth method, and forming a lower electrode composed of the second silicon film and the electrode pattern. Forming an antioxidant film on the surface of the lower electrode using the same film forming apparatus as the second silicon film; and forming a dielectric film made of a high dielectric constant film on the surface of the antioxidant film. Forming a top electrode on the surface of the dielectric film, and thereafter forming a semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体集積回路装置の
製造方法であって、前記電極パターンを形成する工程
は、不純物が導入された第1珪素膜を形成する工程と、
ホトリソグラフィ技術を用いて前記第1珪素膜の所定の
領域上にレジストマスクを形成する工程と、前記レジス
トマスクをエッチングマスクとして使用し、前記第1珪
素膜にパターンニングを施す工程とを備えていることを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the step of forming the electrode pattern includes the step of forming a first silicon film into which an impurity is introduced.
Forming a resist mask on a predetermined region of the first silicon film using a photolithography technique; and patterning the first silicon film using the resist mask as an etching mask. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の半導体集
積回路装置の製造方法であって、前記酸化防止膜は窒化
珪素膜であり、前記高誘電率膜は酸化珪素膜及び窒化珪
素膜に比べて誘電率が高い酸化タンタル膜、チタン酸バ
リュームストロンチューム膜、PTO膜、PZT膜又は
PLZT膜であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said oxidation preventing film is a silicon nitride film, and said high dielectric constant film is a silicon oxide film and a silicon nitride film. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a tantalum oxide film, a barium strontium titanate film, a PTO film, a PZT film, or a PLZT film having a higher dielectric constant than that of a semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のうちいずれか1
項に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前
記電極パターンの表面上に選択成長法で第2珪素膜を選
択的に形成する工程の前に、前記電極パターンの表面に
形成された自然酸化珪素膜を除去する工程を備えている
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
4. One of claims 1 to 3
The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the step of selectively forming a second silicon film on the surface of the electrode pattern by a selective growth method includes forming the second silicon film on the surface of the electrode pattern. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of removing a natural silicon oxide film.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のうちいずれか1
項に記載の半導体集積回路装置の製造方法であって、前
記容量素子は1[bit]の情報を記憶するメモリセル
の容量素子であることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein:
13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to item 8, wherein the capacitance element is a capacitance element of a memory cell that stores 1-bit information.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0954030A1 (en) * 1998-04-30 1999-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Process of manufacturing a capacitor for a semiconductor memory
JP2001053253A (en) * 1999-07-02 2001-02-23 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Capacitor of semiconductor memory element and its manufacture
KR100351238B1 (en) * 1999-09-14 2002-09-09 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a capacitor in a semiconductor device

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