JPH10209398A - Memory cell of dram having polysilicon electrode having rough surface - Google Patents

Memory cell of dram having polysilicon electrode having rough surface

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JPH10209398A
JPH10209398A JP9012058A JP1205897A JPH10209398A JP H10209398 A JPH10209398 A JP H10209398A JP 9012058 A JP9012058 A JP 9012058A JP 1205897 A JP1205897 A JP 1205897A JP H10209398 A JPH10209398 A JP H10209398A
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晃忠 鄭
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Keitatsu Ko
啓達 黄
Iketsu Gen
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TAIWAN MOSHII DENSHI KOFUN YUG
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the electrode surface of a capacitor to enhance the performance thereof by forming polysilicon having a rough surface through the etching of porous polysilicon after forming porous polysilicon. SOLUTION: A second polysilicon layer 20 is deposited on a dielectric layer 18 and it is then caused to enter the contact hole and is buried. In this case, for example, the second polysilicon layer 20 is formed in the double layer structure of the second polysilicon layer 20a and second polysilicon layer 20b. Next, the second polysilicon layer 20 is etched using hot phosphoric acid to form porous polysilicon layer 20c. Moreover, rough polysilicon layer 20d is formed on the surface of the porous polysilicon layer 20c through the etching process using the SC-1 solution to increase the surface area. Next, a dielectric thin film is deposited on the surface of the polysilicon layer 20d to form a dielectric layer 22 of a capacitor. Consequently, a conductive layer 24 is formed on the dielectric layer 22 to form a capacitor.

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】本発明は一種の半導体製造工
程のDRAMのメモリセル製造方法に関し、特に、表面
を粗くしたポリシリコンを利用し、DRAMのメモリセ
ルの電極となす方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a DRAM memory cell in a kind of semiconductor manufacturing process, and more particularly, to a method of forming an electrode of a DRAM memory cell using polysilicon having a roughened surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMメモリセルは通常はコンデンサ
(メモリ・キャパシタ)とトランジスタからなり、トラ
ンジスタのドレイン極或いはソース極とコンデンサの一
端が連接され、コンデンサのもう1端が比較用電位と連
接され、これによりDRAMメモリセルの製造はトラン
ジスタとコンデンサの製造工程を包括し、一般に平板コ
ンデンサは最も良く使用される構造である。ウエハー素
子の集積度を増進するために、DRAM技術は寸法縮小
化の傾向にあるが、寸法縮小と相対してコンデンサが小
さくなりコンデンサに蓄えられる電荷も小さくなるた
め、電荷のリフレッシュ(再書き込み)の頻度も高まる
ほか、コンデンサがα粒子の干渉を受ける場合がある。
2. Description of the Related Art A DRAM memory cell usually comprises a capacitor (memory capacitor) and a transistor. One end of a capacitor is connected to a drain or source pole of the transistor, and the other end of the capacitor is connected to a comparison potential. Accordingly, the manufacture of a DRAM memory cell includes a process of manufacturing a transistor and a capacitor, and a plate capacitor is generally the most frequently used structure. In order to increase the degree of integration of wafer elements, DRAM technology tends to be reduced in size. However, since the size of the capacitor becomes smaller and the charge stored in the capacitor becomes smaller as compared with the size reduction, charge refresh (rewrite) is performed. May increase, and the capacitor may be interfered by α particles.

【0003】上述の問題を解決するために、溝堀り型コ
ンデンサ(トレンチキャパシタ,アメリカ合衆国特許第
5,374,580)と積上げ型コンデンサ(スタック
キャパシタ)があり、前者は、時に漏電流現象があり、
後者はコンデンサ誘電層の厚さを薄くしてコンデンサの
電荷保存能力を増したものであるが、その良品率及び安
定性を考えるとこの方法には限界があった。
In order to solve the above-mentioned problems, there are a trench capacitor (trench capacitor, US Pat. No. 5,374,580) and a stacked capacitor (stack capacitor). The former sometimes has a leakage current phenomenon. ,
In the latter case, the thickness of the capacitor dielectric layer is reduced to increase the charge storage capacity of the capacitor. However, this method has limitations in consideration of the yield rate and stability.

【0004】また、半球形結晶粒を有するポリシリコン
のCOBコンデンサ(a capacitor−ove
r−bit−line ‘COB’cell with
ahemispherical−grain(HS
G) polisilicon storage no
de)も文献に既に発表されている(A Capaci
tor−Over−Bit−Line Cell Wi
th Hemispherical−Grain St
orage Node For 64Mb Dram
s, M.Sakao etc.microelect
r research laboratories)。
この半球形結晶粒のポリシリコンは、化学気相成長法
で、アモルファスシリコンのポリクリスタラインシリコ
ンへの遷移温度下で(at the transiti
on temperature from aporp
hous−Si to polycrystallin
e−Si)堆積させたものである。このほか、半球形結
晶粒を有するポリシリコンの円柱形コンデンサ(a c
ylindrical capacitor usin
g Hemispherical−Grained S
i)があり、それについては、‘A New Cyli
ndrical Capacitor Using H
emispherical Grained Si F
or 256MbDrams’(H.Watanabe
et al.,Tech Dig,Dec.199
2,pp.259−262)を参照されたい。
Further, a polysilicon COB capacitor having hemispherical crystal grains (a capacitor-ove) is used.
r-bit-line 'COB' cell with
ahemispherical-grain (HS
G) polisilicon storage no
de) has also been published in the literature (A Capaci
tor-Over-Bit-Line Cell Wi
the Hemispherical-Grain St
orange Node For 64Mb Dram
s, M.C. Sakao etc. microselect
r research laboratories).
The hemispherical-shaped polysilicon is formed by chemical vapor deposition at a transition temperature of amorphous silicon to polycrystalline silicon (at the transit).
on temperature from aporp
house-Si to polycrystallin
e-Si) deposited. In addition, a cylindrical capacitor made of polysilicon having hemispherical crystal grains (ac
ylindrical capacitor usin
g Hemispherical-Grained S
i), for which 'A New Cyli
ndical Capacitor Using H
emispherical Grained Si F
or 256 Mb Drams' (H. Watanabe
et al. , Tech Dig, Dec. 199
2, pp. 259-262).

【0005】このほか、一種の、半球形結晶粒ポリシリ
コン形成の方法については、M.Yoshimaru
(IEEE IEDM−90,p.659)及びH.W
atanabe et al.(J.Appl.Phy
s.71(7)p.3538,1992)を参照された
い。このHSG−Siは、低圧化学気相成長法を用い、
温度約560−600℃の間で形成される。また、一種
の冠形コンデンサ(crown shape capa
citor)或いは中空柱状構造(cylindric
al structure)のコンデンサもすでに発表
されているが、これらのコンデンサ形態の製造工程は非
常に複雑であり、安定性の問題があった。さらに、一種
の多孔ポリシリコンがポリシリコンを150℃で熱りん
酸でエッチングして得られる(H.Watanabe
et al. Symposiumon VLSI T
echnology p.17,1993)。
[0005] In addition, a method of forming hemispherical crystal grain polysilicon is described in M.S. Yoshimaru
(IEEE IEDM-90, p. 659) and H.E. W
atanabe et al. (J. Appl. Phy
s. 71 (7) p. 3538, 1992). This HSG-Si is formed using a low pressure chemical vapor deposition method,
It is formed at a temperature of about 560-600 ° C. Also, a kind of crown shape capacitor (crown shape capacitor)
citor or hollow columnar structure
al structure) capacitors have already been published, but the manufacturing process for these capacitor forms is very complicated and has stability problems. Further, a kind of porous polysilicon is obtained by etching polysilicon with hot phosphoric acid at 150 ° C. (H. Watanabe)
et al. Symposiumon VLSI T
technology p. 17, 1993).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一種
のDRAMのメモリセル形成方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a kind of DRAM memory cell forming method.

【0007】本発明のもう一つの目的は、一種のDRA
Mのメモリセルのコンデンサの形成方法を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a kind of DRA
An object of the present invention is to provide a method for forming a capacitor of M memory cells.

【0008】本発明のさらにもう一つの目的は、コンデ
ンサの電極表面積を増加してその性能を高めることにあ
る。
Still another object of the present invention is to increase the electrode surface area of a capacitor to enhance its performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ポリ
シリコンを半導体基板上に形成する、該ポリシリコンを
エッチングして多孔ポリシリコンを形成する、該多孔ポ
リシリコンをエッチングして表面が粗いポリシリコンを
形成する、誘電層を該表面が粗いポリシリコン上に形成
する、導電層を該誘電層の上に形成する、該導電層、誘
電層、及び表面が粗いポリシリコンをエッチングする、
以上のステップを包括する、集積回路のコンデンサ製造
方法としている。
According to the first aspect of the present invention, a polysilicon is formed on a semiconductor substrate, a porous polysilicon is formed by etching the polysilicon, and a surface is formed by etching the porous polysilicon. Forming coarse polysilicon, forming a dielectric layer on the rough polysilicon, forming a conductive layer on the dielectric layer, etching the conductive layer, the dielectric layer, and the rough polysilicon.
A method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit including the above steps is provided.

【0010】請求項2の発明は、ポリシリコン層の形成
は、第1ポリシリコン子層を半導体基板上に形成する、
第2ポリシリコン子層を該第1ポリシリコン子層上に形
成する、以上のステップを包括する、請求項1に記載の
集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a second aspect of the present invention, in the formation of the polysilicon layer, the first polysilicon layer is formed on a semiconductor substrate.
The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, comprising the steps of forming a second polysilicon sublayer on the first polysilicon sublayer.

【0011】請求項3の発明は、第1ポリシリコン子層
に不純物イオンとしてリンを添加し、その添加量は、4
E15−1E16atoms/cm2 とする、請求項2
に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a third aspect of the present invention, phosphorus is added as an impurity ion to the first polysilicon sub-layer,
And E15-1E16atoms / cm 2, claim 2
The integrated circuit capacitor manufacturing method described in (1).

【0012】請求項4の発明は、第1ポリシリコン子層
の活性化の温度は約600−1000℃とする、請求項
2に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to the second aspect, wherein the activation temperature of the first polysilicon sublayer is about 600 to 1000 ° C.

【0013】請求項5の発明は、第2ポリシリコン子層
に不純物イオンとしてリンを添加し、その添加量は、4
E15−1.2E16atoms/cm2 とする、請求
項2に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, phosphorus is added as an impurity ion to the second polysilicon sub-layer,
The integrated circuit capacitor manufacturing method according to claim 2 , wherein E15-1.2E16 atoms / cm 2 is set.

【0014】請求項6の発明は、第2ポリシリコン子層
の活性化の温度は約600−1000℃とする、請求項
2に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the second aspect, wherein the activation temperature of the second polysilicon sublayer is about 600 to 1000 ° C.

【0015】請求項7の発明は、第1ポリシリコン子層
の厚さは約1000オングストロームとする、請求項2
に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a seventh aspect of the present invention, the thickness of the first polysilicon sub-layer is about 1000 Å.
The integrated circuit capacitor manufacturing method described in (1).

【0016】請求項8の発明は、第2ポリシリコン子層
の厚さは約2000オングストロームとする、請求項2
に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the second polysilicon sub-layer is about 2,000 Å.
The integrated circuit capacitor manufacturing method described in (1).

【0017】請求項9の発明は、ポリシリコンをエッチ
ングして多孔ポリシリコンを形成するのに、エッチング
剤として熱りん酸を用いる、請求項1に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitor for an integrated circuit according to the first aspect, wherein hot phosphoric acid is used as an etching agent to form polysilicon by etching polysilicon.

【0018】請求項10の発明は、熱りん酸の温度を約
60−165℃とし、3−200分処理を行う、請求項
9に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the ninth aspect, wherein the temperature of the hot phosphoric acid is about 60-165 ° C., and the treatment is performed for 3-200 minutes.

【0019】請求項11の発明は、熱りん酸の濃度を約
30−90%とする、請求項9に記載の集積回路のコン
デンサ製造方法としている。
An eleventh aspect of the present invention is the method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to the ninth aspect, wherein the concentration of hot phosphoric acid is about 30-90%.

【0020】請求項12の発明は、多孔ポリシリコンを
エッチングして表面が粗いポリシリコンを形成するのに
用いるエッチング剤をSC−1溶液となす、請求項1に
記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitor for an integrated circuit according to the first aspect, wherein an etching agent used for etching porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface is an SC-1 solution. And

【0021】請求項13の発明は、SC−1溶液の成分
を、NH4 OHとH2 2 とH2 Oとなす、請求項12
に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the components of the SC-1 solution are NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O.
The integrated circuit capacitor manufacturing method described in (1).

【0022】請求項14の発明は、NH4 OHとH2
2 とH2 Oとを、0.1−5:0.1−5:1−20の
体積比で混合してSC−1溶液となす、請求項13に記
載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
The invention according to claim 14 is characterized in that NH 4 OH and H 2 O
A 2 and H 2 O, 0.1-5: 0.1-5: were mixed at a volume ratio of 1-20 and SC-1 solution and eggplant, as a capacitor manufacturing method of an integrated circuit according to claim 13 I have.

【0023】請求項15の発明は、SC−1溶液の温度
を約50−100℃とし、5−30分処理を行う、請求
項12に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the twelfth aspect, wherein the temperature of the SC-1 solution is set to about 50-100 ° C., and the treatment is performed for 5-30 minutes.

【0024】請求項16の発明は、多孔ポリシリコンを
エッチングして表面が粗いポリシリコンを形成するステ
ップで、エッチング剤として、H2 SO4 水溶液、即ち
2SO4 とH2 2 の混合液と、NH4 OHとH2
2 とH2 Oの混合液と、HClとH2 2 とH2 Oの混
合液の3種を任意の順序で用いてエッチングする、請求
項1に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the step of etching the porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface, an H 2 SO 4 aqueous solution, that is, a mixture of H 2 SO 4 and H 2 O 2 is used as an etching agent. Liquid, NH 4 OH and H 2 O
Etched with 2 and a mixture of H 2 O, the three kinds of mixed solution of HCl and H 2 O 2 and H 2 O in any order, and the capacitor manufacturing method of an integrated circuit according to claim 1 .

【0025】請求項17の発明は、H2 SO4 とH2
2 の混合液を用い、80−130℃で約5−30分間エ
ッチングを行い、NH4 OHとH2 2 とH2 Oの混合
液を用い、50−100℃で約5−30分間エッチング
を行い、HClとH2 2 とH2 Oの混合液を用い、5
0−100℃で約5−30分間エッチングを行う、請求
項16に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
The invention of claim 17 is characterized in that H 2 SO 4 and H 2 O
Using a mixture of 2, carried out for about 5-30 minutes etching at 80-130 ° C., using a mixture of NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O, about 5-30 minutes etching at 50-100 ° C. And using a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O,
17. The method according to claim 16, wherein the etching is performed at 0-100 [deg.] C. for about 5-30 minutes.

【0026】請求項18の発明は、誘電層を窒化物−酸
化物(N/O)の複合薄膜となす、請求項1に記載の集
積回路のコンデンサ製造方法としている。
The invention according to claim 18 is the method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein the dielectric layer is a nitride-oxide (N / O) composite thin film.

【0027】請求項19の発明は、誘電層を酸化物−窒
化物−酸化物(O/N/O)の複合薄膜となす、請求項
1に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to the first aspect, wherein the dielectric layer is a composite thin film of oxide-nitride-oxide (O / N / O).

【0028】請求項20の発明は、誘電層を五酸化二タ
ンタル(Ta2 5 )となす、請求項1に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法としている。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the first aspect, wherein the dielectric layer is made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ).

【0029】請求項21の発明は、導電層を、結晶成長
後に表面より不純物を添加したポリシリコン、或いは結
晶成長時に不純物を添加したポリシリコン、或いは、
銅、アルミニウム、チタン、タングステン或いはそれら
を任意に組み合わせたものとなす、請求項1に記載の集
積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a twenty-first aspect of the present invention, the conductive layer is made of polysilicon doped with impurities from the surface after crystal growth, polysilicon doped with impurities during crystal growth, or
The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein copper, aluminum, titanium, tungsten or any combination thereof is used.

【0030】請求項22の発明は、ポリシリコンを半導
体基板上に形成する、該ポリシリコンをエッチングして
多孔ポリシリコンを形成する、該多孔ポリシリコンをエ
ッチングして表面が粗いポリシリコンを形成する、誘電
層を該表面が粗いポリシリコン上に形成する、導電層を
該誘電層の上に形成する、該導電層、誘電層、及び表面
が粗いポリシリコンをエッチングする、以上のステップ
を包括する集積回路のコンデンサ製造方法であって、半
導体基板上に形成するポリシリコンは、半導体基板上の
第1ポリシリコン子層と第2ポリシリコン子層を含み、
該第1ポリシリコン子層への添加不純物イオンはリンと
し、その添加量は約4E15−1E16atoms/c
2 、活性化温度は約600−1000℃とし、該第2
ポリシリコン子層への添加不純物イオンはリンとし、そ
の添加量は約4E15−1.2E16atoms/cm
2 、活性化温度は約600−1000℃とし、ポリシリ
コンをエッチングして多孔ポリシリコンを形成するのに
用いるエッチング剤は濃度約30−90%の熱りん酸
で、エッチング進行温度約60−165℃で約3−20
0分処理し、多孔ポリシリコンをエッチングして表面が
粗いポリシリコンを形成するのに用いるエッチング剤
は、NH4 OHとH2 2 とH2 Oとを、0.1−5:
0.1−5:1−20の体積比で混合してなしたSC−
1溶液とし、エッチング温度約50−100℃で5−3
0分処理することを特徴とする、集積回路のコンデンサ
製造方法としている。
According to a twenty-second aspect of the present invention, polysilicon is formed on a semiconductor substrate, the polysilicon is etched to form a porous polysilicon, and the porous polysilicon is etched to form a polysilicon having a rough surface. Forming a dielectric layer on the rough polysilicon, forming a conductive layer on the dielectric layer, etching the conductive layer, the dielectric layer, and the rough polysilicon. A method of manufacturing a capacitor for an integrated circuit, wherein the polysilicon formed on the semiconductor substrate includes a first polysilicon sublayer and a second polysilicon sublayer on the semiconductor substrate,
The impurity ions added to the first polysilicon sub-layer are phosphorus, and the added amount is about 4E15-1E16 atoms / c.
m 2 , the activation temperature is about 600-1000 ° C.,
The impurity ions added to the polysilicon sub-layer are phosphorus, and the added amount is about 4E15-1.2E16 atoms / cm.
2. The activation temperature is about 600-1000 ° C., the etching agent used to etch the polysilicon to form porous polysilicon is hot phosphoric acid having a concentration of about 30-90%, and the etching progress temperature is about 60-165. About 3-20 at ℃
The etching agent used to process the 0-minute process and etch the porous polysilicon to form the polysilicon having a rough surface is NH 4 OH, H 2 O 2, and H 2 O, 0.1-5:
SC- made by mixing in a volume ratio of 0.1-5: 1-20
1 solution, 5-3 at an etching temperature of about 50-100 ° C.
A method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit, characterized in that processing is performed for 0 minutes.

【0031】請求項23の発明は、多孔ポリシリコンを
エッチングして表面が粗いポリシリコンを形成するステ
ップで、エッチング剤として、H2 SO4 水溶液、即ち
2SO4 とH2 2 の混合液と、NH4 OHとH2
2 とH2 Oの混合液と、HClとH2 2 とH2 Oの混
合液の3種を任意の順序で用いてエッチングし、その
中、H2 SO4 とH2 2 の混合液を用いたエッチング
は、80−130℃で約5−30分間進行し、NH4
HとH2 2 とH2 Oの混合液を用いたエッチング及び
HClとH2 2 とH2 Oの混合液を用いたエッチング
は、50−100℃で約5−30分間進行する、請求項
22に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
According to a twenty- third aspect of the present invention, in the step of etching the porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface, an H 2 SO 4 aqueous solution, that is, a mixture of H 2 SO 4 and H 2 O 2 is used as an etching agent. Liquid, NH 4 OH and H 2 O
2 and H 2 O and a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O are etched in an arbitrary order, and a mixture of H 2 SO 4 and H 2 O 2 is mixed therein. The etching using the solution proceeds at 80 to 130 ° C. for about 5 to 30 minutes, and NH 4 O
Etching with a mixture of H, H 2 O 2 and H 2 O and etching with a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O proceed at 50-100 ° C. for about 5-30 minutes. A capacitor manufacturing method for an integrated circuit according to claim 22.

【0032】請求項24の発明は、誘電層を窒化物−酸
化物(N/O)の複合薄膜となす、請求項22に記載の
集積回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to the twenty-second aspect, wherein the dielectric layer is a nitride-oxide (N / O) composite thin film.

【0033】請求項25の発明は、誘電層を酸化物−窒
化物−酸化物(O/N/O)の複合薄膜となす、請求項
22に記載の集積回路のコンデンサ製造方法としてい
る。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the twenty-second aspect, wherein the dielectric layer is a composite thin film of oxide-nitride-oxide (O / N / O).

【0034】請求項26の発明は、誘電層を五酸化二タ
ンタル(Ta2 5 )となす、請求項22に記載の集積
回路のコンデンサ製造方法としている。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, there is provided the integrated circuit capacitor manufacturing method according to the twenty-second aspect, wherein the dielectric layer is made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ).

【0035】請求項27の発明は、基板上にポリシリコ
ンを形成し、該ポリシリコンを濃度30−90%の熱り
ん酸を用いて、約60−165℃で3−200分間エッ
チングして多孔ポリシリコンを形成し、該多孔ポリシリ
コンを、NH4 OHとH2 2 とH2 Oとを、0.1−
5:0.1−5:1−20の体積比で混合してなるSC
−1溶液で、温度約50−100℃で5−30分間エッ
チング処理してなる、表面が粗いポリシリコンの形成方
法としている。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, a polysilicon is formed on a substrate, and the polysilicon is etched using hot phosphoric acid having a concentration of 30-90% at a temperature of about 60-165 ° C. for 3-200 minutes. A polysilicon is formed, and the porous polysilicon is mixed with NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O by 0.1-
SC mixed at a volume ratio of 5: 0.1-5: 1-20
-1 solution is etched at a temperature of about 50-100 ° C. for 5-30 minutes to form polysilicon having a rough surface.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明では、一つの誘電層をゲー
ト極構造、場酸化層、及び基板の上に形成し、一つのコ
ンタクトホールをリソグラフィーとエッチング技術を利
用して該誘電層の中に形成し、2層のポリシリコンを化
学気相成長法を利用して該誘電層に堆積すると共に、該
コンタクトホールの中に進入させてそれを埋めさせ、こ
の2層のポリシリコンは結晶成長時に不純物を添加した
もの(in−situ doped polysili
con)か或いは結晶成長後に結晶表面から不純物を添
加したものとする。さらに、ウエットエッチング技術を
利用し、上述のポリシリコン層をエッチングし、多孔の
ポリシリコン層を形成し、望ましい実施例では、このウ
エットエッチングは熱りん酸(hot phospho
ric acid)を使用し、温度60−165℃の間
で約3−200分処理することを以てなす。熱りん酸の
濃度は約30−90%とする。さらに、SC−1溶液を
利用して多孔のポリシリコン層に、多くの不規則な凹凸
を有する粗い表面を形成する。望ましい実施例では、S
C−1溶液の成分を、NH4 OH:H2 2 :H2 O=
0.1−5:0.1−5:1−20の体積比で混合した
ものとする。多孔ポリシリコン層をSC−1溶液中で、
温度50−100℃で5─30分間処理することで、ポ
リシリコンの粗い表面を形成し、これによりポリシリコ
ンの表面積を増加する。次に、ポリシリコンの粗い表面
に一つの誘電薄膜を堆積させてコンデンサの誘電層とな
し、一般に、この誘電層はN/O,O/N/Oの複合薄
膜或いは高誘電定数の薄膜、例えばTa2 5 、BS
T、PZTとする。続いて、一つの導電層を該誘電薄膜
の上に形成し、こうしてDRAMのメモリセルを完成し
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, one dielectric layer is formed on a gate electrode structure, a field oxide layer, and a substrate, and one contact hole is formed in the dielectric layer using lithography and etching techniques. And two layers of polysilicon are deposited on the dielectric layer using chemical vapor deposition and penetrated into the contact holes to fill them. Sometimes doped with impurities (in-situ doped polysili
con) or impurities added from the crystal surface after crystal growth. Further, the above-described polysilicon layer is etched using a wet etching technique to form a porous polysilicon layer, and in a preferred embodiment, the wet etching is performed using hot phosphoric acid (hot phosphoric acid).
ric acid) using a temperature of 60-165 ° C. for about 3-200 minutes. The concentration of hot phosphoric acid is about 30-90%. Further, a rough surface having many irregular asperities is formed on the porous polysilicon layer using the SC-1 solution. In a preferred embodiment, S
The components of the C-1 solution are NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O =
It is assumed that they are mixed at a volume ratio of 0.1-5: 0.1-5: 1-20. The porous polysilicon layer is placed in an SC-1 solution,
Treatment at a temperature of 50-100 ° C. for 5-30 minutes forms a rough surface of polysilicon, thereby increasing the surface area of polysilicon. Next, a dielectric thin film is deposited on the rough surface of the polysilicon to form a dielectric layer of the capacitor. Generally, this dielectric layer is a composite thin film of N / O, O / N / O or a thin film having a high dielectric constant, for example, Ta 2 O 5 , BS
T and PZT. Subsequently, one conductive layer is formed on the dielectric thin film, thus completing a DRAM memory cell.

【0037】[0037]

【実施例】本発明は一種の高集積度DRAMのメモリセ
ルの製造方法に関し、特にコンデンサ電極の表面積を増
加してコンデンサの電荷保存量を増す方法に関し、さら
には、コンデンサ電極表面を粗くすることで、コンデン
サの電極表面積を増加する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a memory cell of a highly integrated DRAM, and more particularly to a method of increasing the surface area of a capacitor electrode to increase the amount of charge stored in the capacitor. And a method for increasing the electrode surface area of the capacitor.

【0038】図1を参照されたい。一つのp型の結晶方
向<100>の単結晶シリコンを基板2とし、厚さ約3
000−8000オングストロームの場酸化層4をLO
COS或いはその他の相関の場酸化絶縁領域技術を用い
て該基板上に形成し、素子間の絶縁作用をなすものとす
る。一般には、リソグラフィーとエッチング技術を用い
てニトロ化シリコンと酸化シリコン複合層をエッチング
した後、酸化工程で場酸化層4を基板2上に形成し、完
成した後、上述のニトロ化シリコンと酸化シリコン複合
層を除去する。
Please refer to FIG. One p-type single crystal silicon having a crystal direction <100> is used as a substrate 2 and has a thickness of about 3
000-8000 angstrom field oxide layer 4 LO
It should be formed on the substrate using COS or other correlated field oxide insulation technology to provide isolation between the elements. Generally, after etching the nitrated silicon and silicon oxide composite layer using lithography and etching techniques, a field oxide layer 4 is formed on the substrate 2 by an oxidation process, and after completion, the above-described nitrated silicon and silicon oxide are formed. Remove the composite layer.

【0039】二酸化シリコン層6を基板2上に形成して
ゲート酸化層となす。この二酸化シリコン層は一般には
熱酸化法を利用して、温度850−1000℃の間の温
度下で、厚さ約50−200オングストロームに形成す
る。当然、ゲート酸化層6は、周知の技術、例えば化学
気相成長法によって、TEOSを反応物とし、温度65
0−750℃、気圧1から10torrの下で形成する
こともできる。
A silicon dioxide layer 6 is formed on the substrate 2 to form a gate oxide layer. The silicon dioxide layer is generally formed using thermal oxidation at a temperature between 850-1000 ° C. to a thickness of about 50-200 Å. Naturally, the gate oxide layer 6 is formed by a known technique such as a chemical vapor deposition method using TEOS as a reactant at a temperature of 65 ° C.
It can also be formed at 0 to 750 ° C. under a pressure of 1 to 10 torr.

【0040】図1に示されるように、第1ポリシリコン
層8を二酸化シリコン層6、場酸化層4、及び基板2の
上に堆積する。ある実施例では、この第1ポリシリコン
層8は化学気相成長法で形成し、その厚さ約2000−
4000オングストロームの間とする。続いてワード線
10、ビット線12を形成し、保護層14(capla
yer)を備えたゲート構造と側壁間隙16(side
wall spacers)を周知の技術を利用して製
造する。この部分については本発明のポイントではない
ので説明は省略する。
As shown in FIG. 1, a first polysilicon layer 8 is deposited on the silicon dioxide layer 6, the in-situ oxide layer 4, and the substrate 2. In one embodiment, the first polysilicon layer 8 is formed by chemical vapor deposition and has a thickness of about
It is between 4000 angstroms. Subsequently, a word line 10 and a bit line 12 are formed, and a protective layer 14 (capla) is formed.
yer) and a sidewall gap 16 (side
wall spacers) using known techniques. Since this part is not the point of the present invention, the description is omitted.

【0041】図2に示されるように、絶縁層とされる誘
電層18を上述のゲート構造、場酸化層4及び基板2の
上に形成する。望ましい実施例では、この誘電層18は
厚さは約3000−8000オングストロームの二酸化
シリコンで組成する。後に、コンデンサをトランジスタ
と電気的に接触させるが、その一つの方法として、一つ
のコンタクトホール(contact hole)を利
用して連接するものがあり、その場合、コンタクトホー
ルをリソグラフィーとエッチング技術を用いて該誘電層
18の中に形成し、第2ポリシリコン層20を化学気相
成長法を利用して該誘電層18に堆積させると共に、該
コンタクトホールの中に進入させてそれを埋めさせる。
最も望ましい実施例では、第2ポリシリコン層20を第
2ポリシリコン子層20aと第2ポリシリコン子層20
bで組成し、それは、第2ポリシリコン子層20aを厚
さを約1000オングストロームに堆積したものに、リ
ンを不純物イオンとして、剤量4E15−1E16 a
toms/cm2 で添加し、温度約600−1000℃
で活性化(activation)し、その後すぐに、
第2ポリシリコン子層20bを厚さ約2000オングス
トロームに堆積し、リンを不純物イオンとして、剤量4
E15−1.2E16atoms/cm2 で添加し、同
様に温度約600−1000℃で活性化してなる。この
第2ポリシリコン層20は結晶成長時に不純物を添加し
たもの(in−situ dopedpolysili
con)とするか、或いは結晶表面から不純物を添加し
たものとする。第2ポリシリコン層20を上述の最も望
ましい実施例のように、2層構造としたことの理由は、
第2ポリシリコン層20に対する後続のりん酸或いはS
C−1を用いたエッチング過程での蝕断を防止するため
であり、エッチング進行時にエッチング剤がシリコンの
結晶粒界に沿ってエッチングすることから、二層のポリ
シリコンの間の結晶粒界が不連続であるためエッチング
による蝕断の時間が延長されて製造工程のウインドウが
増加するためである。このほか2層の第2ポリシリコン
子層20a、20bの間には自然酸化により酸化シリコ
ン(native oxide)が形成され得て、りん
酸の酸化シリコンに対するエッチング速度はニトロ化シ
リコンに対するものより遅く、約1対50であるため、
製造工程のウインドウを増すことができることも理由に
挙げられる。
As shown in FIG. 2, a dielectric layer 18 serving as an insulating layer is formed on the gate structure, the field oxide layer 4 and the substrate 2 described above. In the preferred embodiment, this dielectric layer 18 comprises silicon dioxide having a thickness of about 3000-8000 angstroms. Later, the capacitor is brought into electrical contact with the transistor. One method is to connect the capacitor using one contact hole. In that case, the contact hole is formed by using lithography and etching techniques. Formed in the dielectric layer 18, a second polysilicon layer 20 is deposited on the dielectric layer 18 using a chemical vapor deposition method, and penetrates and fills the contact hole.
In the most preferred embodiment, the second polysilicon layer 20 is divided into a second polysilicon sublayer 20a and a second polysilicon sublayer 20a.
b, which is obtained by depositing a second polysilicon sub-layer 20a to a thickness of about 1000 angstroms, using phosphorus as an impurity ion and an agent amount of 4E15-1E16a.
toms / cm 2 , temperature about 600-1000 ° C
Is activated with, and immediately thereafter,
A second polysilicon sub-layer 20b is deposited to a thickness of about 2,000 Å, and phosphorus is used as impurity ions,
It is added at a rate of E15-1.2E16 atoms / cm 2 , and similarly activated at a temperature of about 600-1000 ° C. The second polysilicon layer 20 is doped with impurities during crystal growth (in-situ doped polysilicon).
con) or an impurity added from the crystal surface. The reason why the second polysilicon layer 20 has a two-layer structure as in the most preferable embodiment described above is as follows.
Subsequent phosphoric acid or S for the second polysilicon layer 20
This is to prevent erosion during the etching process using C-1. Since the etching agent etches along the silicon crystal grain boundaries during the progress of the etching, the crystal grain boundaries between the two polysilicon layers are reduced. The reason for this is that the discontinuity increases the time for cutting by etching, thereby increasing the window of the manufacturing process. In addition, native oxide may be formed between the two second polysilicon sublayers 20a and 20b by natural oxidation, and the etching rate of phosphoric acid for silicon oxide is lower than that for nitrated silicon. Because it is about 1:50,
Another reason is that the window of the manufacturing process can be increased.

【0042】図3に示されるように、ウエットエッチン
グ技術を利用して上述の第2ポリシリコン層20をエッ
チングし、多孔ポリシリコン層20cを形成する。望ま
しい実施例では、このウエットエッチングは、熱りん酸
(hot phosphoric acid)を用いて
温度60−165℃の間で約3−200分間処理するも
のとし、それによりシリコン結晶粒(silicon
grain)間を多孔状(porous)となし、シリ
コン結晶粒界間に溝状構造を形成し、熱りん酸の濃度は
約30−90%とする。
As shown in FIG. 3, the above-mentioned second polysilicon layer 20 is etched using a wet etching technique to form a porous polysilicon layer 20c. In a preferred embodiment, the wet etch is performed using hot phosphoric acid at a temperature of 60-165 ° C. for about 3-200 minutes, thereby forming silicon grains.
The gap between the grains is made porous, a groove-like structure is formed between silicon crystal grain boundaries, and the concentration of hot phosphoric acid is about 30-90%.

【0043】図4に示されるように、ウエットエッチン
グ技術を用いて多孔ポリシリコン層20cで表面が粗い
ポリシリコン層20dを形成する。この表面が粗いポリ
シリコン層20dの表面は非常に多くの不規則な凹凸を
有する。このステップのキーポイントは、SC−1溶液
を用いてエッチングすることで、望ましい実施例では、
このSC−1の成分を、NH4 OH:H2 2 :H2
=0.1−5:0.1−5:1−20の体積比で混合し
たものとする。多孔ポリシリコン層20cをSC−1溶
液中で、温度50−100℃で5─30分間処理するこ
とで、ポリシリコンの粗い表面を形成し、これによりポ
リシリコンの表面積を増加する。また、一種の所謂RC
Aクリーニングプロセスによっても、多孔ポリシリコン
層20cの表面を粗くすることができる。このRCAク
リーニングプロセスは、3ステップのクリーニングプロ
セスからなり、この3ステップではH2 SO4 水溶液
(H2 SO4 :H2 2 =3:1)、SC−1及びSC
−2をそれぞれ用い、SC−1の組成は、NH4 OH:
2 2 :H2 O=1:1:5で、SC−2の組成は、
HCl:H2 2 : H2 O=1:1:6であり、多孔
ポリシリコン層20cを、まずH2 SO4 水溶液を用い
て80−130℃で約5−30分間処理し、その後、S
C−1を用いて50−100℃で約5−30分間処理
し、最後に、SC−2を用いて50−100℃で約5−
30分間処理して、表面が粗いポリシリコン層20dを
形成する。なお、多孔ポリシリコン層20cより表面が
粗いポリシリコン層20dを形成する上述のRCAクリ
ーニングプロセスの三つのステップの順序は任意に変更
可能である。この表面が粗いポリシリコン層20dをコ
ンデンサの底部電極となす。
As shown in FIG. 4, a polysilicon layer 20d having a rough surface is formed by the porous polysilicon layer 20c using a wet etching technique. The surface of the rough polysilicon layer 20d has a large number of irregular irregularities. The key point of this step is to etch using SC-1 solution, in a preferred embodiment,
The component of SC-1 was converted into NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O
= 0.1-5: 0.1-5: 1-20. The porous polysilicon layer 20c is treated in an SC-1 solution at a temperature of 50-100 ° C. for 5-30 minutes to form a rough surface of polysilicon, thereby increasing the surface area of polysilicon. Also, a kind of so-called RC
The surface of the porous polysilicon layer 20c can be roughened also by the A cleaning process. This RCA cleaning process comprises a three-step cleaning process, in which the H 2 SO 4 aqueous solution (H 2 SO 4 : H 2 O 2 = 3: 1), SC-1 and SC
-2, and the composition of SC-1 is NH 4 OH:
With H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5, the composition of SC-2 is
HCl: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 6, and the porous polysilicon layer 20c is first treated with an H 2 SO 4 aqueous solution at 80-130 ° C. for about 5-30 minutes, and then S
Treatment with C-1 at 50-100 ° C for about 5-30 minutes, and finally with SC-2 at 50-100 ° C for about 5-30 minutes.
By processing for 30 minutes, a polysilicon layer 20d having a rough surface is formed. Note that the order of the three steps of the RCA cleaning process for forming the polysilicon layer 20d having a surface rougher than the porous polysilicon layer 20c can be arbitrarily changed. This rough polysilicon layer 20d forms the bottom electrode of the capacitor.

【0044】図5に示されるように、次に、表面が粗い
ポリシリコン層20dの表面に沿って、一つの誘電薄膜
を堆積してコンデンサの誘電層22となす。一般にこの
誘電層22は、N/O,O/N/Oの複合薄膜或いは高
誘電定数の薄膜、例えばTa2 5 、BST、PZTと
する。
Next, as shown in FIG. 5, one dielectric thin film is deposited along the surface of the polysilicon layer 20d having a rough surface to form the dielectric layer 22 of the capacitor. Generally, the dielectric layer 22 is a composite thin film of N / O, O / N / O or a thin film having a high dielectric constant, for example, Ta 2 O 5 , BST, or PZT.

【0045】続いて、図6に示されるように、一つの導
電層24を誘電層22の上に堆積し、コンデンサの上部
電極となす。導電層24は結晶成長後に表面より不純物
を添加したポリシリコン或いは結晶成長時に不純物を添
加したポリシリコン、或いは、銅、アルミニウム、チタ
ン、タングステン或いはそれらを任意に組み合わせたも
のとなす。さらに、図7に示されるように、該導電層、
誘電層、及び表面が粗いポリシリコン層に対するエッチ
ング後に、コンデンサを完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6, one conductive layer 24 is deposited on the dielectric layer 22 to form an upper electrode of the capacitor. The conductive layer 24 is made of polysilicon doped with impurities from the surface after crystal growth, polysilicon doped with impurities during crystal growth, copper, aluminum, titanium, tungsten, or any combination thereof. Further, as shown in FIG.
After etching the dielectric layer and the rough surface polysilicon layer, the capacitor is completed.

【0046】本発明によるコンデンサの特性は、C−V
の測定により分かり、本発明の表面を粗くしたコンデン
サの容量は18.17μF/cm2 で、周知の技術によ
る表面を粗くしないコンデンサの容量は5.77μF/
cm2 であり、コンデンサの等効の酸化層の厚さはそれ
ぞれ18.9オングストロームと59.5オングストロ
ームであった。換言すると、本発明のコンデンサ電極表
面積は表面を粗くしないものの3.15倍あった。図8
には表面を粗くしたものとそうでないものとの電流電圧
特性が示される。81は本発明に対する正の偏圧試験結
果であり、82は本発明に対する負の偏圧試験結果であ
り、83は表面を粗くしていないコンデンサに対する正
の偏圧試験結果であり、84は表面を粗くしていないコ
ンデンサに対する負の偏圧試験結果である。図9は本発
明と表面を粗くしていないコンデンサに対する、時間無
関の誘電層崩壊特性(time−zero−diele
ctric−breakdown;TZDB)を示し、
91は本発明に対する正の偏圧試験結果であり、92は
本発明に対する負の偏圧試験結果であり、93は表面を
粗くしていないコンデンサに対する正の偏圧試験結果で
あり、94は表面を粗くしていないコンデンサに対する
負の偏圧試験結果であり、偏圧が1.65Vと−1.6
5Vの時、本発明の漏電流はそれぞれ7.24E−8A
/cm2 、−3.31−8A/cm2 であった。
The characteristic of the capacitor according to the present invention is CV
The capacitance of the roughened capacitor of the present invention is 18.17 μF / cm 2 , and the capacitance of the non-roughened capacitor according to the known technique is 5.77 μF / cm 2.
cm 2 and the equivalent oxide thicknesses of the capacitors were 18.9 Å and 59.5 Å, respectively. In other words, the surface area of the capacitor electrode of the present invention was 3.15 times that of the case where the surface was not roughened. FIG.
5 shows the current-voltage characteristics of those having a rough surface and those having no surface. 81 is the result of a positive pressure test for the present invention, 82 is the result of a negative pressure test for the present invention, 83 is the result of a positive pressure test for a capacitor whose surface is not roughened, and 84 is the surface 5 shows the results of a negative pressure test for a capacitor whose roughness is not roughened. FIG. 9 shows the time-independent dielectric layer collapse characteristics (time-zero-diele) for the present invention and for a capacitor with a roughened surface.
tric-breakdown; TZDB),
91 is the result of a positive pressure test for the present invention, 92 is the result of a negative pressure test for the present invention, 93 is the result of a positive pressure test for a capacitor whose surface is not roughened, and 94 is the result of a positive pressure test. Is a negative pressure test result for a capacitor whose roughness is not coarse, and the pressure is 1.65 V and -1.6.
At 5V, the leakage current of the present invention is 7.24E-8A, respectively.
/ Cm 2 , -3.31-8 A / cm 2 .

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明により、DRAMのメモリセルの
コンデンサの電極表面積を増加してその性能を高めるこ
とができる。
According to the present invention, it is possible to increase the electrode surface area of the capacitor of the memory cell of the DRAM to improve its performance.

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

【図1】本発明のゲート極構造形成を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing the formation of a gate electrode structure according to the present invention.

【図2】本発明の誘電層とポリシリコン層形成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating formation of a dielectric layer and a polysilicon layer according to the present invention.

【図3】本発明の多孔ポリシリコン層形成を示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the formation of a porous polysilicon layer of the present invention.

【図4】本発明のポリシリコン層の粗い表面形成を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a rough surface formation of a polysilicon layer of the present invention.

【図5】本発明の誘電薄膜をポリシリコンの粗い表面上
への形成を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the formation of the dielectric thin film of the present invention on a rough surface of polysilicon.

【図6】本発明の導電層の誘電薄膜上への形成を示す断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the formation of the conductive layer of the present invention on a dielectric thin film.

【図7】本発明の導電層、誘電薄膜及び表面の粗いポリ
シリコン層に対するエッチングを示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating etching of a conductive layer, a dielectric thin film, and a polysilicon layer having a rough surface according to the present invention.

【図8】本発明と周知の技術の電流−電圧特性図であ
る。
FIG. 8 is a current-voltage characteristic diagram of the present invention and a known technique.

【図9】本発明と周知の技術のTZDB特性図である。FIG. 9 is a TZDB characteristic diagram of the present invention and a known technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 基板 4 場酸化層 6 二酸化シリコン層ないしゲート酸化層 8 第1ポリシリコン層 10 ワード線 12 ビット線 14 保護層 16 側壁間隙 18 誘電層 20 第2ポリシリコン層 20a 第2ポリシリコン子層 20b 第2ポリシリコン子層 20c 多孔ポリシリコン層 20d 表面が粗いポリシリコン層 22 誘電層 24 導電層 2 Substrate 4 Field oxide layer 6 Silicon dioxide layer or gate oxide layer 8 First polysilicon layer 10 Word line 12 Bit line 14 Protective layer 16 Side wall gap 18 Dielectric layer 20 Second polysilicon layer 20a Second polysilicon layer 20b 2 polysilicon layer 20c porous polysilicon layer 20d polysilicon layer with rough surface 22 dielectric layer 24 conductive layer

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリシリコンを半導体基板上に形成す
る、該ポリシリコンをエッチングして多孔ポリシリコン
を形成する、該多孔ポリシリコンをエッチングして表面
が粗いポリシリコンを形成する、誘電層を該表面が粗い
ポリシリコン上に形成する、導電層を該誘電層の上に形
成する、該導電層、誘電層、及び表面が粗いポリシリコ
ンをエッチングする、以上のステップを包括する、集積
回路のコンデンサ製造方法。
Forming a polysilicon layer on a semiconductor substrate; etching the polysilicon layer to form a porous polysilicon; etching the porous polysilicon layer to form a rough-surfaced polysilicon layer; Forming a conductive layer on the dielectric layer, forming the conductive layer on the dielectric layer, etching the conductive layer, the dielectric layer, and the rough surface polysilicon. Production method.
【請求項2】 ポリシリコン層の形成は、 第1ポリシリコン子層を半導体基板上に形成する、 第2ポリシリコン子層を該第1ポリシリコン子層上に形
成する、 以上のステップを包括する、請求項1に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法。
2. The method of forming a polysilicon layer includes forming a first polysilicon sublayer on a semiconductor substrate and forming a second polysilicon sublayer on the first polysilicon sublayer. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein
【請求項3】 第1ポリシリコン子層に不純物イオンと
してリンを添加し、その添加量は、4E15−1E16
atoms/cm2 とする、請求項2に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein phosphorus is added to the first polysilicon sublayer as impurity ions, and the amount of addition is 4E15-1E16.
3. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 2, wherein said method is atoms / cm 2 .
【請求項4】 第1ポリシリコン子層の活性化の温度は
約600−1000℃とする、請求項2に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法。
4. The method of claim 2, wherein the activation temperature of the first polysilicon sublayer is about 600-1000 ° C.
【請求項5】 第2ポリシリコン子層に不純物イオンと
してリンを添加し、その添加量は、4E15−1.2E
16atoms/cm2 とする、請求項2に記載の集積
回路のコンデンサ製造方法。
5. The method according to claim 5, wherein phosphorus is added as an impurity ion to the second polysilicon sublayer, and the amount of addition is 4E15-1.2E.
3. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 2 , wherein the rate is 16 atoms / cm 2 .
【請求項6】 第2ポリシリコン子層の活性化の温度は
約600−1000℃とする、請求項2に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法。
6. The method according to claim 2, wherein the activation temperature of the second polysilicon sublayer is about 600-1000 ° C.
【請求項7】 第1ポリシリコン子層の厚さは約100
0オングストロームとする、請求項2に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法。
7. The thickness of the first polysilicon sublayer is about 100.
3. The method according to claim 2, wherein the thickness is 0 Å.
【請求項8】 第2ポリシリコン子層の厚さは約200
0オングストロームとする、請求項2に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法。
8. The thickness of the second polysilicon sublayer is about 200.
3. The method according to claim 2, wherein the thickness is 0 Å.
【請求項9】 ポリシリコンをエッチングして多孔ポリ
シリコンを形成するのに、エッチング剤として熱りん酸
を用いる、請求項1に記載の集積回路のコンデンサ製造
方法。
9. The integrated circuit capacitor manufacturing method according to claim 1, wherein hot phosphoric acid is used as an etching agent to form the porous polysilicon by etching the polysilicon.
【請求項10】 熱りん酸の温度を約60−165℃と
し、3−200分処理を行う、請求項9に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法。
10. The integrated circuit capacitor manufacturing method according to claim 9, wherein the temperature of the hot phosphoric acid is about 60-165 ° C., and the treatment is performed for 3-200 minutes.
【請求項11】 熱りん酸の濃度を約30−90%とす
る、請求項9に記載の集積回路のコンデンサ製造方法。
11. The method of claim 9, wherein the concentration of hot phosphoric acid is about 30-90%.
【請求項12】 多孔ポリシリコンをエッチングして表
面が粗いポリシリコンを形成するのに用いるエッチング
剤をSC−1溶液となす、請求項1に記載の集積回路の
コンデンサ製造方法。
12. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein the etching agent used for etching the porous polysilicon to form the polysilicon having a rough surface is an SC-1 solution.
【請求項13】 SC−1溶液の成分を、NH4 OHと
2 2 とH2 Oとなす、請求項12に記載の集積回路
のコンデンサ製造方法。
13. The integrated circuit capacitor manufacturing method according to claim 12, wherein the components of the SC-1 solution are NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O.
【請求項14】 NH4 OHとH2 2 とH2 Oとを、
0.1−5:0.1−5:1−20の体積比で混合して
SC−1溶液となす、請求項13に記載の集積回路のコ
ンデンサ製造方法。
14. NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O,
14. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 13, wherein the mixture is mixed at a volume ratio of 0.1-5: 0.1-5: 1-20 to form an SC-1 solution.
【請求項15】 SC−1溶液の温度を約50−100
℃とし、5−30分処理を行う、請求項12に記載の集
積回路のコンデンサ製造方法。
15. The temperature of the SC-1 solution is about 50-100.
The method for producing a capacitor of an integrated circuit according to claim 12, wherein the treatment is performed at a temperature of 5C for 5 to 30 minutes.
【請求項16】 多孔ポリシリコンをエッチングして表
面が粗いポリシリコンを形成するステップで、エッチン
グ剤として、H2 SO4 水溶液、即ちH2 SO4 とH2
2 の混合液と、NH4 OHとH2 2 とH2 Oの混合
液と、HClとH2 2 とH2 Oの混合液の3種を任意
の順序で用いてエッチングする、請求項1に記載の集積
回路のコンデンサ製造方法。
16. A step of etching porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface, wherein the etchant is an aqueous solution of H 2 SO 4 , that is, H 2 SO 4 and H 2.
Etching using a mixture of O 2, a mixture of NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O, and a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O in any order; A method of manufacturing a capacitor for an integrated circuit according to claim 1.
【請求項17】 H2 SO4 とH2 2 の混合液を用
い、80−130℃で約5−30分間エッチングを行
い、NH4 OHとH2 2 とH2 Oの混合液を用い、5
0−100℃で約5−30分間エッチングを行い、HC
lとH2 2 とH2 Oの混合液を用い、50−100℃
で約5−30分間エッチングを行う、請求項16に記載
の集積回路のコンデンサ製造方法。
17. Etching is performed at 80-130 ° C. for about 5-30 minutes using a mixture of H 2 SO 4 and H 2 O 2, and a mixture of NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O is removed. Used, 5
Etching at 0-100 ° C. for about 5-30 minutes, HC
l, H 2 O 2 and H 2 O at 50-100 ° C.
17. The method of claim 16, wherein the etching is performed for about 5-30 minutes.
【請求項18】 誘電層を窒化物−酸化物(N/O)の
複合薄膜となす、請求項1に記載の集積回路のコンデン
サ製造方法。
18. The method according to claim 1, wherein the dielectric layer is a nitride-oxide (N / O) composite thin film.
【請求項19】 誘電層を酸化物−窒化物−酸化物(O
/N/O)の複合薄膜となす、請求項1に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法。
19. The method of claim 1, wherein the dielectric layer comprises an oxide-nitride-oxide (O
2. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein the method forms a composite thin film of (/ N / O).
【請求項20】 誘電層を五酸化二タンタル(Ta2
5 )となす、請求項1に記載の集積回路のコンデンサ製
造方法。
20. A method for forming a dielectric layer comprising tantalum pentoxide (Ta 2 O).
5 ) The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein
【請求項21】 導電層を、結晶成長後に表面より不純
物を添加したポリシリコン、或いは結晶成長時に不純物
を添加したポリシリコン、或いは、銅、アルミニウム、
チタン、タングステン或いはそれらを任意に組み合わせ
たものとなす、請求項1に記載の集積回路のコンデンサ
製造方法。
21. A conductive layer made of polysilicon doped with impurities from the surface after crystal growth, polysilicon doped with impurities during crystal growth, copper, aluminum, or the like.
The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 1, wherein titanium, tungsten, or any combination thereof is used.
【請求項22】 ポリシリコンを半導体基板上に形成す
る、該ポリシリコンをエッチングして多孔ポリシリコン
を形成する、該多孔ポリシリコンをエッチングして表面
が粗いポリシリコンを形成する、誘電層を該表面が粗い
ポリシリコン上に形成する、導電層を該誘電層の上に形
成する、該導電層、誘電層、及び表面が粗いポリシリコ
ンをエッチングする、以上のステップを包括する集積回
路のコンデンサ製造方法であって、半導体基板上に形成
するポリシリコンは、半導体基板上の第1ポリシリコン
子層と第2ポリシリコン子層を含み、該第1ポリシリコ
ン子層への添加不純物イオンはリンとし、その添加量は
約4E15−1E16atoms/cm2 、活性化温度
は約600−1000℃とし、該第2ポリシリコン子層
への添加不純物イオンはリンとし、その添加量は約4E
15−1.2E16atoms/cm2 、活性化温度は
約600−1000℃とし、ポリシリコンをエッチング
して多孔ポリシリコンを形成するのに用いるエッチング
剤は濃度約30−90%の熱りん酸で、エッチング進行
温度約60−165℃で約3−200分処理し、多孔ポ
リシリコンをエッチングして表面が粗いポリシリコンを
形成するのに用いるエッチング剤は、NH4 OHとH2
2 とH2 Oとを、0.1−5:0.1−5:1−20
の体積比で混合してなしたSC−1溶液とし、エッチン
グ温度約50−100℃で5−30分処理することを特
徴とする、集積回路のコンデンサ製造方法。
22. Forming polysilicon on a semiconductor substrate, etching the polysilicon to form porous polysilicon, etching the porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface, forming a dielectric layer. Forming a conductive layer on the dielectric layer; forming the conductive layer on the dielectric layer; etching the conductive layer, the dielectric layer, and the rough surface polysilicon; The method of claim 1, wherein the polysilicon formed on the semiconductor substrate includes a first polysilicon layer and a second polysilicon layer on the semiconductor substrate, and the impurity ions added to the first polysilicon layer are phosphorus. The amount of addition is about 4E15-1E16 atoms / cm 2 , the activation temperature is about 600-1000 ° C., and the impurity ions added to the second polysilicon sublayer are The phosphorus is phosphorus and its addition amount is about 4E
15-1.2E16 atoms / cm 2 , an activation temperature of about 600-1000 ° C., and an etching agent used to etch polysilicon to form porous polysilicon is hot phosphoric acid having a concentration of about 30-90%. Etching is performed at an etching progress temperature of about 60 to 165 ° C. for about 3 to 200 minutes, and the etching agent used to etch the porous polysilicon to form the rough polysilicon is NH 4 OH and H 2.
O 2 and H 2 O are combined with 0.1-5: 0.1-5: 1-20.
A method for producing a capacitor for an integrated circuit, comprising: treating an SC-1 solution mixed at a volume ratio of about 5 to 30 minutes at an etching temperature of about 50-100 ° C.
【請求項23】 多孔ポリシリコンをエッチングして表
面が粗いポリシリコンを形成するステップで、エッチン
グ剤として、H2 SO4 水溶液、即ちH2 SO4 とH2
2 の混合液と、NH4 OHとH2 2 とH2 Oの混合
液と、HClとH2 2 とH2 Oの混合液の3種を任意
の順序で用いてエッチングし、その中、H2 SO4 とH
2 2 の混合液を用いたエッチングは、80−130℃
で約5−30分間進行し、NH4 OHとH2 2 とH2
Oの混合液を用いたエッチング及びHClとH2 2
2 Oの混合液を用いたエッチングは、50−100℃
で約5−30分間進行する、請求項22に記載の集積回
路のコンデンサ製造方法。
23. The step of etching porous polysilicon to form polysilicon having a rough surface, wherein an H 2 SO 4 aqueous solution, that is, H 2 SO 4 and H 2
Etching using a mixture of O 2, a mixture of NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O, and a mixture of HCl, H 2 O 2 and H 2 O in any order; Among them, H 2 SO 4 and H
Etching using a mixed solution of 2 O 2 is performed at 80 to 130 ° C.
For about 5-30 minutes, and NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2
Etching using a mixed solution of O and etching using a mixed solution of HCl, H 2 O 2 and H 2 O are performed at 50-100 ° C.
23. The method of claim 22, wherein the process proceeds for about 5-30 minutes.
【請求項24】 誘電層を窒化物−酸化物(N/O)の
複合薄膜となす、請求項22に記載の集積回路のコンデ
ンサ製造方法。
24. The method of claim 22, wherein the dielectric layer is a nitride-oxide (N / O) composite thin film.
【請求項25】 誘電層を酸化物−窒化物−酸化物(O
/N/O)の複合薄膜となす、請求項22に記載の集積
回路のコンデンサ製造方法。
25. The method as claimed in claim 25, wherein the dielectric layer comprises an oxide-nitride-oxide (O
23. The method for manufacturing a capacitor of an integrated circuit according to claim 22, which is a composite thin film of (/ N / O).
【請求項26】 誘電層を五酸化二タンタル(Ta2
5 )となす、請求項22に記載の集積回路のコンデンサ
製造方法。
26. A method for forming a dielectric layer comprising tantalum pentoxide (Ta 2 O).
5) and eggplant, capacitor manufacturing method of an integrated circuit according to claim 22.
【請求項27】 基板上にポリシリコンを形成し、 該ポリシリコンを濃度30−90%の熱りん酸を用い
て、約60−165℃で3−200分間エッチングして
多孔ポリシリコンを形成し、 該多孔ポリシリコンを、NH4 OHとH2 2 とH2
とを、0.1−5:0.1−5:1−20の体積比で混
合してなるSC−1溶液で、温度約50−100℃で5
−30分間エッチング処理してなる、表面が粗いポリシ
リコンの形成方法。
27. Polysilicon is formed on a substrate, and the polysilicon is etched using hot phosphoric acid having a concentration of 30-90% at about 60-165 ° C. for 3-200 minutes to form porous polysilicon. The porous polysilicon is treated with NH 4 OH, H 2 O 2 and H 2 O.
Are mixed in a volume ratio of 0.1-5: 0.1-5: 1-20 at a temperature of about 50-100 ° C.
A method of forming polysilicon having a rough surface by performing an etching process for -30 minutes.
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