JPH10144881A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH10144881A JPH10144881A JP8300104A JP30010496A JPH10144881A JP H10144881 A JPH10144881 A JP H10144881A JP 8300104 A JP8300104 A JP 8300104A JP 30010496 A JP30010496 A JP 30010496A JP H10144881 A JPH10144881 A JP H10144881A
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Abstract
もエッチング液のしみ込みにより層間絶縁膜に空洞を生
じる。 【解決手段】素子上の層間絶縁膜9上にポリシリコンか
らなる底部電極膜11を形成したのち円柱状のコア酸化
膜12を形成し、次でポリシリコン膜13を形成したの
ち異方性エッチングしコア酸化膜12の側壁上に筒状電
極13Aを形成すると共に、オーバーエッチングにより
コア酸化膜12間の底部電極膜をエッチングし膜厚を薄
くする。次でコア酸化膜12を除去したのち、筒状電極
13Aの側面に絶縁膜からなるスペーサ14を形成し、
次で筒状電極間の底部電極膜11を除去し、筒状電極1
3Aの下部に底部電極11Aを形成する。
Description
法に関し、特に、DRAMのスタックト・キャパシタな
どに利用される円筒電極の形成方法に関する。
入出力が可能なものにDRAMがある。このDRAMの
メモリセルは、1個のトランスファトランジスタと、1
個のキャパシタとからなるものが構造的に簡単であり、
半導体記憶装置の高集積化に最も適するものとして広く
用いられている。
半導体デバイスの更なる高集積化に伴い3次元構造のも
のが開発され使用されてきている。このキャパシタの3
次元化は次のような理由による。半導体素子の微細化及
び高密度化に伴いキャパシタの占有面積の縮小化が必須
となっている。しかし、DRAMの安定動作及び信頼性
確保のためには、一定以上の容量値は必要とされる。そ
こで、キャパシタの電極を平面構造から3次元構造に変
えて、縮小した占有面積の中でキャパシタ電極の表面積
を拡大することが必要となる。
キャパシタには、スタック構造のものとトレンチ構造の
ものとがある。スタック構造のキャパシタとして円筒型
のものが種々に提案されている。例えば、特開平6−1
51747号公報ではキャパシタの蓄積電極を円筒型に
形成して表面積を増加させようとする提案がなされてい
る。
形成されるキャパシタ電極について説明する。まず図1
に示すように、P型のシリコン基板1上に選択的にフィ
ールド酸化膜2を形成し、素子領域にゲート酸化膜3を
介してポリシリコン膜等からなるゲート電極4を形成す
る。次にこのゲート電極4と自己整合的にN型のソース
(もしくはドレイン)領域5およびドレイン(もしくは
ソース)領域6を形成し、酸化シリコンを主成分とする
絶縁膜7を形成する。絶縁膜7が形成された状態で、リ
ソグラフィー技術とドライエッチング技術を用いて、ド
レイン(もしくはソース)領域6に達する様に開口部7
aを形成し、多結晶シリコン膜及びタングステンシリサ
イド膜からなるポリサイド構造のビット線8を形成す
る。
膜9を形成し、次で図4(a)に示すように、その上に
厚さ100nmの窒化シリコン膜10を形成し、ドレイ
ン(もしくはソース)に達する開口部9aを形成する。
次にこの開口部9aを含む全面にCVD法を用いてポリ
シリコン膜21を全面に被着形成する。ついでポリシリ
コン膜21上にシリコン酸化膜をCVD法により被着
し、このシリコン酸化膜をリソグラフィー技術によりパ
ターニングして円柱状のコア酸化膜22を形成する。次
にコア酸化膜22及びポリシリコン膜21上にポリシリ
コン膜23をCVD法により被着し、更に全面にシリコ
ン酸化膜を形成し、続いてRIE法によりシリコン酸化
膜を異方性エッチングしコア酸化膜22の側壁にスペー
サ24を形成する。
りポリシリコン膜23の異方性エッチングを行いコア酸
化膜22の上部を露出させる。これにより筒状電極23
Aが形成される。
ン膜21のエッチングを行い底部電極21Aを形成し、
弗酸系のエッチング液によりコア酸化膜及びスペーサ2
4を除去する。次で底部電極21A及び筒状電極23A
にリンをイオン注入して、底部電極21A及び筒状電極
23Aからなる下部電極25が形成される。
キャパシタ絶縁膜16を形成しこのキャパシタ絶縁膜1
6の全表面に、上部電極17を形成しキャパシタを完成
させる。
形成方法では、底部電極21Aの下にエッチングストッ
パとして窒化シリコン膜10を用いているため層間膜が
厚くなってしまうという問題点があった。また図4
(c)に示したように、コア酸化膜を除去する時エッチ
ング時間が長くなり、エッチング液が底部電極とエッチ
ングストッパとの界面から絶縁膜9にしみこみ、開口部
9a周辺の絶縁膜9に空洞25を作ってしまうという問
題点があった。
縁膜を薄くでき、しかもこの層間絶縁膜に空洞の生じる
ことのない半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
造方法は、半導体基板上の絶縁膜の表面にキャパシタ用
の底部電極膜を形成する工程と、この底部電極膜上に選
択的に円柱状のコア部材を形成したのち全面に導電膜を
形成する工程と、この導電膜を異方性エッチングし前記
コア部材の表面を露出させその側壁上に筒状電極を形成
すると共に、オーバーエッチングにより前記コア部材間
の前記底部電極膜をエッチングし膜厚を薄くする工程
と、表面が露出した前記コア部材を除去したのち全面に
絶縁膜を形成し異方性エッチングして前記筒状電極の外
側壁と内側壁上にスペーサを形成する工程と、このスペ
ーサにより前記筒状電極を保護しながら筒状電極間に露
出した前記底部電極膜を異方性エッチングして除去し前
記筒状電極の下部に前記底部電極膜からなる底部電極を
形成する工程と、前記筒状電極と前記底部電極からなる
下部電極の表面にキャパシタ用の絶縁膜を形成する工程
とを含むことを特徴とするものである。
て説明する。図1(a),(b)及び図2(a)〜
(d)は本発明の第1の実施の形態を説明する為の半導
体チップの断面図であり、特に図2は層間絶縁膜の上部
の構造を示すものである。
様に操作し、P型シリコンの基板1上に選択酸化法によ
りフィールド酸化膜2を形成したのち、素子領域にゲー
ト酸化膜3を介し、ポリシリコン膜等からなる厚さ20
0nmのゲート電極4を形成する。次でフィールド酸化
膜2及びゲート電極4をマスクとし、As及びBF2を
それぞれ3×1015/cm2 ,2×1015/cm2 イオ
ン注入しソース(もしくはドレイン)領域5及びドレイ
ン(もしくはソース)6を形成する。次でCVD法によ
り全面に酸化シリコン膜等からなる絶縁膜7を形成した
のち、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用
いて開口部7aを形成する。次に多結晶シリコン膜及び
タングステンシリサイド膜からなる厚さ200nmのビ
ット線8を形成したのち、酸化シリコンを主成分とする
層間絶縁膜9を形成する。次でリソグラフィー技術によ
りこの層間絶縁膜9及び絶縁膜7に開口部9aを形成す
る。
より全面に導電性ポリシリコンからなる底部電極膜11
を約400nmの厚さに堆積し、開口部9aを埋めてソ
ース領域5に接続させる。次でCVD法によりコア部材
としての酸化シリコン膜を約600nmの厚さに堆積し
たのちRIE法によりエッチングし、円筒電極が配置さ
れる部分の中心に円柱状のコア酸化膜12を形成する。
次で全面に導電性ポリシリコン膜13を約150nmの
厚さに形成する。
Cl2 系のエッチングガスを用いてポリシリコン膜13
を異方性エッチングし、コア酸化膜12の上面を露出さ
せその側壁上にポリシリコン膜13からなる筒状電極1
3Aを形成すると共に、オーバーエッチングによりコア
酸化膜12間のポリシリコン膜13の膜厚を薄く残す。
この残されたポリシリコン膜13はコア酸化膜除去時の
ストッパとして用いる為、膜厚は30〜50nm程度あ
ればよい。
チング液によりコア酸化膜12を除去する。次で全面に
厚さ100nmの酸化シリコン膜を形成したのち異方性
エッチングを行ない、筒状電極13Aの外側壁及び内側
壁上にスペーサ14を形成する。
3Aをスペーサ14で保護しながら筒状電極13A間の
底部電極膜11をエッチングして除去することにより、
筒状電極13Aの下部に厚さ約100nmの底部電極1
1Aを形成し、筒状電極13Aと共に下部電極15とす
る。
5上に酸化膜や窒化膜等からなるキャパシタ絶縁膜16
及びポリシリコン膜等からなる上部電極17を形成する
ことにより、円筒電極を有するキャパシタを完成させ
る。
状電極13Aを形成する際に従来のようにエッチングス
トッパとしての窒化シリコン膜を用いていない為、層間
絶縁膜を薄くすることができる。又層間絶縁膜9上に底
部電極膜11が薄く残った状態でコア酸化膜12を除去
している為、従来のようにエッチング液が下部電極の界
面にしみ込んで層間絶縁膜に空洞を作ることもなくな
る。
の形態を説明する為の半導体チップの断面図であり、特
に図2と同様に層間絶縁膜9の上部構造を示すものであ
る。以下図1及び図2を併用して説明する。
示すように、第1の実施の形態と同様に操作し、シリコ
ン基板1上に半導体素子、層間絶縁膜9、底部電極膜1
1、コア酸化膜12、筒状電極13A、スペーサ14を
形成したのち、コア酸化膜12を除去する。
ポリシリコン膜を100nmの厚さに形成したのち異方
性エッチングし、スペーサ14の周囲に2重の第2筒状
電極13Bを形成する。
100nmの酸化シリコン膜を形成したのち異方性エッ
チングし、第2筒状電極13Bの周囲に第2スペーサ1
4Aを形成する。次でこれらのスペーサで筒状電極を保
護しながら筒状電極間の底部電極膜11をエッチングし
て除去することにより、筒状電極13A,13Bの下部
に底部電極11Bを形成する。
4,14Aを除去することにより、筒状電極13A,1
3Bと底部電極11Bとからなる下部電極15Aが形成
される。
縁膜及び上部電極を形成することにより、3重の筒状電
極を有するキャパシタを完成させる。
状電極が3重に形成されていることにより、第1の実施
の形態に比べ、キャパシタの容量を約2倍に増加させる
ことができる。尚、同様の操作を繰り返すことにより、
更に多くの筒状電極を形成することが可能である。
の製造方法によれば、筒状電極を形成する際にエッチン
グストッパを用いていないので、層間絶縁膜を薄くで
き、又層間絶縁膜上にポリシリコンからなる底部電極膜
が残った状態でコア部材の除去を行うので、弗酸系エッ
チング液がエッチングストッパと下部電極の界面にしみ
込んで層間絶縁膜に空洞をつくることもない。更に筒状
電極間の底部電極膜のエッチング時、筒状電極の内側と
外側を絶縁膜からなるスペーサにより保護しているの
で、筒状電極の厚さを減ずることなく安定に形成するこ
とができる。
体チップの断面図。
体チップの断面図。
体チップの断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体基板上の絶縁膜の表面にキャパシ
タ用の底部電極膜を形成する工程と、この底部電極膜上
に選択的に円柱状のコア部材を形成したのち全面に導電
膜を形成する工程と、この導電膜を異方性エッチングし
前記コア部材の表面を露出させその側壁上に筒状電極を
形成すると共に、オーバーエッチングにより前記コア部
材間の前記底部電極膜をエッチングし膜厚を薄くする工
程と、表面が露出した前記コア部材を除去したのち全面
に絶縁膜を形成し異方性エッチングして前記筒状電極の
外側壁と内側壁上にスペーサを形成する工程と、このス
ペーサにより前記筒状電極を保護しながら筒状電極間に
露出した前記底部電極膜を異方性エッチングして除去し
前記筒状電極の下部に前記底部電極膜からなる底部電極
を形成する工程と、前記筒状電極と前記底部電極からな
る下部電極の表面にキャパシタ用の絶縁膜を形成する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 筒状電極の外側壁と内側壁にスペーサを
形成する工程の後に、全面に第2の導電膜を形成し異方
性エッチングして前記筒状電極外側及び内側に前記スペ
ーサを介して第2及び第3の筒状電極を形成する工程
と、全面に絶縁膜を形成したのち異方性エッチングして
前記第2の筒状電極の外側壁上及び前記第3の筒状電極
の内側壁上に第2のスペーサを形成する工程とを有する
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 下部電極は半導体基板に形成されたトラ
ンジスタのソース又はドレインに接続されている請求項
1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 キャパシタはDRAMセルを構成する請
求項1乃至請求項3記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 底部電極膜及び導電膜はポリシリコンで
ある請求項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8300104A JP2850889B2 (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8300104A JP2850889B2 (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10144881A true JPH10144881A (ja) | 1998-05-29 |
JP2850889B2 JP2850889B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=17880770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8300104A Expired - Fee Related JP2850889B2 (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2850889B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010008409A (ko) * | 1998-12-26 | 2001-02-05 | 김영환 | 커패시터의 하부전극 형성방법 |
US6387752B1 (en) | 1998-06-12 | 2002-05-14 | Nec Corporation | Semiconductor memory device and method of fabricating the same |
-
1996
- 1996-11-12 JP JP8300104A patent/JP2850889B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6387752B1 (en) | 1998-06-12 | 2002-05-14 | Nec Corporation | Semiconductor memory device and method of fabricating the same |
KR20010008409A (ko) * | 1998-12-26 | 2001-02-05 | 김영환 | 커패시터의 하부전극 형성방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2850889B2 (ja) | 1999-01-27 |
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