JPH10256500A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

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JPH10256500A
JPH10256500A JP9054815A JP5481597A JPH10256500A JP H10256500 A JPH10256500 A JP H10256500A JP 9054815 A JP9054815 A JP 9054815A JP 5481597 A JP5481597 A JP 5481597A JP H10256500 A JPH10256500 A JP H10256500A
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JP
Japan
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film
insulating film
etching
storage node
polysilicon film
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Application number
JP9054815A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Kinouchi
一嘉 木ノ内
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記憶ノード電極部のボイド発生を防止して、
信頼性を向上させた半導体記憶装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 CVD酸化膜31、BPSG膜30およ
びポリシリコン膜15を異方性エッチング法によりエッ
チングして柱状部32を形成した後、弗酸系溶液による
ウェットエッチング法で柱状部32のCVD酸化膜31
とBPSG膜30をエッチングし、CVD酸化膜31と
BPSG膜30とのエッチング速度差を利用してオーバ
ーハング状の柱状部32側壁とし、この柱状部32側壁
形状を反映させて記憶ノード電極のキャパシタ電極とな
る、上方が広い筒状ポリシリコン膜20を形成する。 【効果】 半導体記憶装置の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置の製
造方法に関し、さらに詳しくは、ダイナミックRAM
(DRAM)の記憶ノード電極が筒状キャパシタを有し
た半導体記憶装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体記憶装置の一つであるDR
AMは益々高集積化し、それに伴ってDRAMのメモリ
セルの占有面積は益々小さくなってきている。メモリセ
ルの占有面積が小さくなると、メモリセルのスイッチン
グ素子としてのMOSトランジスタや信号を記憶するキ
ャパシタの占有面積を小さくしなければならず、平面的
なキャパシタ構成ではキャパシタの容量が小さくて、こ
のキャパシタに記憶した信号が読み出せない。その為、
半導体基板にトレンチを形成し、この部分にキャパシタ
を形成するトレンチキャパシタや、半導体基板上の層間
絶縁膜上に筒状電極を形成した筒状キャパシタ等の立体
的なキャパシタ構成が採られている。
【0003】ここでは、上述した筒状キャパシタを有す
るDRAMの製造方法の従来例を、DRAMの製造方法
における記憶ノード電極部の形成段階より、図3および
図4を参照して説明する。まず、図3(a)に示すよう
に、記憶ノード電極部1の層間絶縁膜11と層間絶縁膜
11上のSiN膜12に記憶ノード電極のコンタクトホ
ール13を形成し、このコンタクトホール13にポリシ
リコン埋め込みプラグ14を形成する。次に、減圧CV
D法等により、不純物をドープしたポリシリコン膜15
を堆積し、更にCVD法を用いて、CVD酸化膜16を
厚く堆積する。
【0004】次に、図3(b)に示すように、フォトレ
ジスト17を塗布し、パターニングした後、このフォト
レジスト17をマスクとして、RIE(Reactiv
eIon Etching)等の異方性エッチングによ
りCVD酸化膜16とポリシリコン膜15とをエッチン
グし、CVD酸化膜16とポリシリコン膜15とによる
柱状部18を形成する。なお、このCVD酸化膜16と
ポリシリコン膜15のエッチング条件は、SiN膜12
がエッチング阻止層として働くようなエッチング選択比
を持つ条件とする。
【0005】次に、図3(c)に示すように、フォトレ
ジスト17を除去後、記憶ノード電極における筒状のキ
ャパシタ電極とする不純物をドープしたポリシリコン膜
19をCVD法により堆積する。
【0006】次に、図4(d)に示すように、ポリシリ
コン膜19を異方性RIE等によりエッチバックして、
柱状部18側壁のポリシリコン膜19以外のポリシリコ
ン膜を除去し、続いて、ウェットエッチングにより、柱
状部18のCVD酸化膜16を除去する。これにより、
ポリシリコン膜15に接続した筒状のキャパシタの電極
になる筒状ポリシリコン膜20が形成される。次に、窒
素雰囲気中の熱処理により、筒状ポリシリコン膜20や
ポリシリコン膜15の表面の窒化処理をした後、減圧C
VD法により、キャパシタの絶縁膜となるSiN薄膜2
1を堆積する。その後、記憶ノード電極のキャパシタ電
極の対向電極となる、不純物をドープしたポリシリコン
膜22を堆積する。
【0007】次に、図4(e)に示すように、CVD法
によりポリシリコン膜22上に層間絶縁膜23を堆積す
る。その後は、常法に準ずる製法により、DRAMを作
製する。
【0008】しかしながら、上述した従来のDRAMの
製造方法においては、図3(b)に示すCVD酸化膜1
6とポリシリコン膜15とによる柱状部18形成のため
のRIE等によるエッチング時に、CVD酸化膜16と
ポリシリコン膜15の垂直なエッチングを実現すること
が困難であり、通常は図5に示すような柱状部18上部
より柱状部18下部が広がった状態の、柱状部18側壁
が傾斜を持った形状となる。この様な状態で製造工程を
進め、筒状ポリシリコン膜20形成やポリシリコン膜2
2堆積後に、図4(e)に示す工程の層間絶縁膜23を
堆積すると、図6に示すように、筒状ポリシリコン膜2
0に囲まれた内部に層間絶縁膜23が充填されない部
分、所謂ボイド24が発生する虞がある。DRAMの記
憶ノード電極部1にボイド24があると、DRAMの信
頼性上の問題が発生する虞がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した半
導体記憶装置の製造方法における問題点を解決すること
をその目的とする。即ち本発明の課題は、記憶ノード電
極部のボイド発生を防止して、信頼性を向上させた半導
体記憶装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
の製造方法は、上述の課題を解決するために提案するも
のであり、筒状キャパシタを持つ記憶ノード電極を有す
る半導体記憶装置の製造方法において、層間絶縁膜上に
SiN膜を形成する工程と、SiN膜と層間絶縁膜に記
憶ノード電極のコンタクトホールを形成し、コンタクト
ホールに埋め込みプラグを形成する工程と、ポリシリコ
ン膜を堆積する工程と、第1の絶縁膜を堆積する工程
と、所定の等方性エッチング方法におけるエッチング速
度が第1の絶縁膜より遅い第2の絶縁膜を堆積する工程
と、フォトレジストを塗布してパターニングする工程
と、パターニングしたフォトレジストをマスクとし、異
方性エッチングにより、第2の絶縁膜、第1の絶縁膜お
よびポリシリコン膜をパターニングして柱状部を形成す
る工程と、パターニングしたフォトレジストをマスクと
し、所定の等方性エッチング方法により、第1の絶縁膜
および第2の絶縁膜の横方向のエッチングをし、柱状部
側壁をオーバーハング状にする工程とを有することを特
徴とするものである。
【0011】本発明によれば、柱状部の側壁を反映して
形成される記憶ノード電極部のキャパシタ電極となる筒
状ポリシリコン膜の形状が、上方で広がった筒状形状と
なり、その後の層間絶縁膜堆積工程で筒状ポリシリコン
膜に囲まれた内部に層間絶縁膜が充填されない部分、所
謂ボイドが発生しない。従って、半導体記憶装置の信頼
性が向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3および図4中の構成部分と同様の構成部分には、同
一の参照符号を付すものとする。
【0013】本実施例は半導体記憶装置の一つである、
筒状キャパシタを有するDRAMの製造方法に本発明を
適用した例であり、これをDRAMの製造方法における
記憶ノード電極部の形成段階より、図1および図2を参
照して説明する。まず、図1(a)に示すように、記憶
ノード電極部1の層間絶縁膜11と層間絶縁膜11上の
SiN膜12に記憶ノード電極のコンタクトホール13
を形成し、このコンタクトホール13にポリシリコン埋
め込みプラグ14を形成する。次に、減圧CVD法等に
より、不純物をドープしたポリシリコン膜15を膜厚約
100nm程度堆積し、更にCVD法を用いて、第1の
絶縁膜、例えばBPSG(Boro−Phospho
Silicate Glass)膜30を膜厚約400
nm程度堆積し、続いてCVD法を用いて、所定の等方
性エッチング方法、例えば後述するウェットエッチング
方法におけるエッチング速度がBPSG膜30より遅い
第2の絶縁膜、例えばCVD酸化膜31を膜厚約200
nm程度堆積する。
【0014】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト17を塗布し、パターニングした後、このフォト
レジスト17をマスクとして、異方性エッチング、例え
ばRIEによる異方性エッチングによりCVD酸化膜3
1、BPSG膜30およびポリシリコン膜15をエッチ
ングし、記憶ノード電極部1にCVD酸化膜31、BP
SG膜30およびポリシリコン膜15による柱状部32
を形成する。なお、このCVD酸化膜31、BPSG膜
30およびポリシリコン膜15のエッチング条件は、S
iN膜12がエッチング阻止層として働くようなエッチ
ング選択比を持つ条件とする。
【0015】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト17をマスクとし、所定の等方性エッチング方
法、例えば弗酸系溶液によるウェットエッチング方法に
よるエッチングを行なう。このエッチングにより柱状部
32のBPSG膜30とCVD酸化膜31との横方向が
エッチングされ、BPSG膜30とCVD酸化膜31と
のエッチング速度の差異により、BPSG膜30がCV
D酸化膜31より多くエッチングされて、図1(c)に
示すように、柱状部32はオーバーハング状の柱状部3
2側壁を持つ形状となる。
【0016】次に、図2(d)に示すように、フォトレ
ジスト17を除去後、記憶ノード電極における筒状のキ
ャパシタの電極とする不純物をドープしたポリシリコン
膜19をCVD法により膜厚約100nm程度堆積す
る。
【0017】次に、図2(e)に示すように、異方性エ
ッチング法、例えばRIEによる異方性エッチング法に
より、ポリシリコン膜19をエッチバックして、柱状部
32側壁のポリシリコン膜19以外のポリシリコン膜1
9を除去し、続いて弗酸系溶液によるウェットエッチン
グにより、柱状部32のCVD酸化膜30とBPSG膜
31を除去する。これにより、ポリシリコン膜15に接
続した筒状のキャパシタの電極になる筒状ポリシリコン
膜20が形成される。次に、窒素雰囲気中の熱処理によ
り、筒状ポリシリコン膜20やポリシリコン膜15の表
面の窒化処理をした後、減圧CVD法により、キャパシ
タの絶縁膜となるSiN薄膜21を膜厚約5nm程度堆
積する。その後、記憶ノード電極のキャパシタ電極の対
向電極となる不純物をドープしたポリシリコン膜22を
膜厚約100nm程度堆積する。
【0018】次に、図2(f)に示すように、CVD法
によりポリシリコン膜22上に層間絶縁膜23を堆積す
る。その後は、常法に準ずる製法により、DRAMを作
製する。
【0019】上述した筒状キャパシタを有するDRAM
の製造方法によれば、記憶ノード電極のキャパシタ電極
となる筒状ポリシリコン膜20がオーバーハング状の柱
状部32側壁形状を反映して形成されるために、上方が
広くなった筒状ポリシリコン膜20が形成でき、その後
のCVD法による層間絶縁膜23堆積時に、筒状ポリシ
リコン膜20の内側の層間絶縁膜23にボイド発生が無
い。従って、上述した製造方法によるDRAMの信頼性
が向上する。
【0020】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。例
えば、本発明の実施例では、所定の等方性エッチング方
法を弗酸系溶液によるウェットエッチング方法とし、第
1の絶縁膜をBPSG膜、第2の絶縁膜をCVD酸化膜
として説明したが、所定の等方性エッチング方法を第
1、第2の絶縁膜をエッチング可能なプラズマエッチン
グ方法とし、このプラズマエッチング方法でのエッチン
グ速度の大きい絶縁膜を第1の絶縁膜とし、小さい方を
第2の絶縁膜としてもよい。その他、本発明の技術的思
想の範囲内で、プロセス条件は適宜変更が可能である。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体記憶装置の製造方法は、記憶ノード電極のキャ
パシタ電極となる筒状ポリシリコン膜をオーバーハング
状の柱状部側壁形状を反映して形成するために、上方が
広くなった筒状ポリシリコン膜が形成でき、その後のC
VD法による層間絶縁膜堆積時に、筒状ポリシリコン膜
の内側の層間絶縁膜にボイド発生が無い。従って、上述
した製造方法による半導体記憶装置の信頼性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した実施例の工程の前半を工程順
に説明する、DRAMの記憶ノード電極部の概略断面図
で、(a)はポリシリコン膜、CVD酸化膜およびBP
SG膜を堆積した状態、(b)は異方性エッチング法に
よりCVD酸化膜、BPSG膜およびポリシリコン膜を
エッチングして柱状部を形成した状態、(c)は等方性
エッチング法により柱状部のCVD酸化膜とBPSG膜
をエッチングした状態である。
【図2】本発明を適用した実施例の工程の後半を工程順
に説明する、DRAMの記憶ノード電極部の概略断面図
で、(d)はポリシリコン膜を堆積した状態、(e)は
筒状ポリシリコン膜を形成した後、SiN膜を堆積し、
ポリシリコン膜を堆積した状態、(f)は層間絶縁膜を
堆積した状態である。
【図3】従来のDRAMの製造方法の工程の前半を工程
順に説明する、DRAMの記憶ノード電極部の概略断面
図で、(a)はポリシリコン膜およびCVD酸化膜を堆
積した状態、(b)は異方性エッチング法によりCVD
酸化膜およびポリシリコン膜をエッチングして柱状部を
形成した状態、(c)はポリシリコン膜を堆積した状態
である。
【図4】従来のDRAMの製造方法の工程の後半を工程
順に説明する、DRAMの記憶ノード電極部の概略断面
図で、(d)は筒状ポリシリコン膜を形成した後、Si
N膜を堆積し、ポリシリコン膜を堆積した状態、(e)
は層間絶縁膜を堆積した状態である。
【図5】従来のDRAMの製造方法における、図3
(b)に示す工程での柱状部形成時に柱状部側壁が傾斜
した場合の問題を説明する、図3(b)に対応するDR
AMの記憶ノード電極部の概略断面図である。
【図6】従来のDRAMの製造方法で柱状部の形状が図
5に示す形状となった時の問題を説明する、図4(e)
に対応するDRAMの記憶ノード電極部の概略断面図で
ある。
【符号の説明】
1…記憶ノード電極部、11,23…層間絶縁膜、12
…SiN膜、13…コンタクトホール、14…ポリシリ
コン埋め込みプラグ、15,19,22…ポリシリコン
膜、16,31…CVD酸化膜、17…フォトレジス
ト、18,32…柱状部、20…筒状ポリシリコン膜、
21…SiN薄膜、30…BPSG膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状キャパシタを持つ記憶ノード電極を
    有する半導体記憶装置の製造方法において、 層間絶縁膜上にSiN膜を形成する工程と、 前記SiN膜と前記層間絶縁膜に前記記憶ノード電極の
    コンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールに埋
    め込みプラグを形成する工程と、 ポリシリコン膜を堆積する工程と、 第1の絶縁膜を堆積する工程と、 所定の等方性エッチング方法におけるエッチング速度が
    前記第1の絶縁膜より遅い第2の絶縁膜を堆積する工程
    と、 フォトレジストを塗布してパターニングする工程と、 パターニングした前記フォトレジストをマスクとし、異
    方性エッチングにより、前記第2の絶縁膜、前記第1の
    絶縁膜および前記ポリシリコン膜をパターニングして柱
    状部を形成する工程と、 パターニングした前記フォトレジストをマスクとし、前
    記所定の等方性エッチング方法により、前記第1の絶縁
    膜および前記第2の絶縁膜の横方向のエッチングをし、
    前記柱状部側壁をオーバーハング状にする工程とを有す
    ることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の絶縁膜をCVD酸化膜とし、
    前記第2の絶縁膜をBPSG膜とし、前記所定の等方性
    エッチング方法は弗酸系の溶液によるウェットエッチン
    グ方法としたことを特徴とする、請求項1に記載の半導
    体記憶装置の製造方法。
JP9054815A 1997-03-10 1997-03-10 半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH10256500A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6531362B1 (en) 1999-06-28 2003-03-11 Hyundai Electronics Industries Co. Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
JP2005167188A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の製造方法

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US6531362B1 (en) 1999-06-28 2003-03-11 Hyundai Electronics Industries Co. Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
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