JPH11111948A - Semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory and manufacture thereof

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JPH11111948A
JPH11111948A JP9275669A JP27566997A JPH11111948A JP H11111948 A JPH11111948 A JP H11111948A JP 9275669 A JP9275669 A JP 9275669A JP 27566997 A JP27566997 A JP 27566997A JP H11111948 A JPH11111948 A JP H11111948A
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JP
Japan
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film
silicon oxide
oxide film
electrode
semiconductor memory
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Pending
Application number
JP9275669A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Udagawa
昌治 宇田川
Toyokazu Fujii
豊和 藤居
Akihito Uno
彰人 宇野
Keiichi Matsunaga
啓一 松永
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve mechanical strength by providing a tubular stacked capacitor having a tapered lower layer electrode, capacitive insulating film on the surface of the lower layer electrode and an upper layer electrode formed on the upper layer electrode through this insulation film. SOLUTION: A manufacturing method comprises the steps of depositing a borophosphatesilicate glass(BPSG) film 2w on an Si substrate 1, annealing it, depositing a CVD Si oxide (TEOS) film 3, patterning after coating a resist, etching the TEOS and the BPSG films 3, 2 respectively, depositing a P-doped first conductive polysilicon (DPS) film 5 and a BPSG film 6, patterning after coating a resist 7, dry etching the BPSG film into a cylindrical shape, and etching to make the pattern of the DPS film 5 laterally thinner than that of the BPSG film 6, thereby improving the mechanical strength while ensuring adequate capacitance.

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】この発明は、半導体記憶装置
およびその製造方法、特に半導体記憶装置の筒型スタッ
クキャパシタの構造とその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure of a cylindrical stack capacitor of a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、DRAMの高集積化に伴いセルサイズ
が縮小し、キャパシタの面積は小さくなる傾向にある。
そこで十分な容量を確保するために、特開平6-196649号
公報に示すような円筒型スタックキャパシタが用いられ
ている。この円筒型スタックキャパシタは、電極形状加
工用シリコン酸化膜(BPSG膜)を円柱形に加工した後、
リンドープドポリシリコン膜(以後DPS 膜と略記)を堆
積し異方性エッチングを用いてエッチバックすることに
よってBPSG膜の周囲に円筒型の下層電極を形成する。そ
の後、BPSG膜を気相HF処理によって取り除き、下層電極
の内側と外側の両側をキャパシタの電極として利用す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the cell size has been reduced and the area of a capacitor has been reduced in accordance with the high integration of DRAM.
Therefore, in order to secure a sufficient capacity, a cylindrical stack capacitor as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-196649 is used. This cylindrical stack capacitor is formed by processing a silicon oxide film for electrode shape processing (BPSG film) into a cylindrical shape,
A cylindrical lower electrode is formed around the BPSG film by depositing a phosphorus-doped polysilicon film (hereinafter abbreviated as DPS film) and etching back using anisotropic etching. After that, the BPSG film is removed by gas phase HF treatment, and both the inside and outside of the lower electrode are used as electrodes of the capacitor.

【0003】このような構造は、セル面積を縮小しても
電極の表面積を十分確保し、十分な容量を確保するのに
非常に効果のある重要な構造である。
[0003] Such a structure is an important structure that is very effective in ensuring a sufficient surface area of the electrode and a sufficient capacity even if the cell area is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、64Mbit
DRAM(第三世代)では、セルサイズが1μm2 以下にな
ると見込まれており、十分な容量を確保しようとする
と、円筒型の下層電極の高さが 500nm以上になり、その
一方でその厚さは 100nm程度になると見込まれる。この
とき電極形状加工用シリコン酸化膜(BPSG膜)は洗浄工
程に含まれる弗酸(HF)処理時にパターンが細って下部に
順テーパがつき、それを用いて形成される下層電極下部
は逆テーパになり40nm程度のくびれが入る。これは厚さ
と比較して無視できず、たとえば洗浄中に下層電極下部
が折れてキャパシタが倒れるというような機械的強度の
低下の問題につながる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, 64Mbit
In the case of DRAM (third generation), the cell size is expected to be 1 μm 2 or less, and in order to secure sufficient capacity, the height of the cylindrical lower electrode becomes 500 nm or more, while the thickness of the lower electrode increases. Is expected to be around 100 nm. At this time, the pattern of the silicon oxide film (BPSG film) for electrode shape processing is thinned during hydrofluoric acid (HF) treatment included in the cleaning process, and the lower portion has a forward taper, and the lower electrode lower portion formed by using it is reverse tapered. And a constriction of about 40 nm is formed. This is not negligible compared to the thickness, and leads to a problem of a decrease in mechanical strength such that the lower part of the lower electrode is broken during cleaning and the capacitor falls.

【0005】機械的強度を向上する方法として、下層電
極の厚さを厚くしたり高さを低くする方法や、BPSG膜の
B,P濃度を下げて弗酸処理による細りを少なくする方
法が考えられる。しかし、下層電極を厚くするためには
その厚さに対応したスペースを確保する必要があり、容
量を少なくするかセルサイズを大きくしなければならな
い。また、下層電極の高さを低くすると容量が少なくな
る。これらの方法は現在の開発の方向に逆行するので望
ましくない。
As a method of improving the mechanical strength, a method of increasing the thickness or lowering of the lower electrode, or a method of reducing the B and P concentrations of the BPSG film to reduce the thinning due to hydrofluoric acid treatment are considered. Can be However, in order to increase the thickness of the lower layer electrode, it is necessary to secure a space corresponding to the thickness, and it is necessary to reduce the capacity or increase the cell size. Also, when the height of the lower electrode is reduced, the capacity is reduced. These methods are undesirable because they go against the direction of current development.

【0006】BPSG膜のB,P濃度を下げる方法では、後
のBPSG膜を取り除く気相HF処理工程でのエッチングの選
択比が低下し、下地の CVDシリコン酸化膜(以後TEOS膜
と略記する)に荒れが発生する。TEOS膜の荒れが大きい
場合には、この後容量絶縁膜のNO膜を形成する工程で、
ナイトライド膜がTEOS膜表面に堆積しない部分、すなわ
ちナイトライド膜のピンホールが生じる。この後ナイト
ライド酸化を行うが、このときに酸素はナイトライド膜
のピンホールを通り、TEOS膜やその下の層間の酸化膜中
を拡散し、配線に用いられているシリサイド膜を酸素雰
囲気にさらして酸化するという問題が生じる。
In the method of lowering the B and P concentrations of the BPSG film, the etching selectivity in the gas phase HF treatment step for removing the BPSG film is reduced, and the underlying CVD silicon oxide film (hereinafter abbreviated as TEOS film) is obtained. Is rough. If the roughness of the TEOS film is large, then in the process of forming the NO film of the capacitance insulating film,
A portion where the nitride film does not deposit on the TEOS film surface, that is, a pinhole of the nitride film is generated. After that, nitride oxidation is performed.At this time, oxygen diffuses through the pinhole of the nitride film, diffuses in the TEOS film and the oxide film between the layers under the TEOS film, and converts the silicide film used for wiring to an oxygen atmosphere. The problem of exposure to oxidation occurs.

【0007】したがって、この発明の目的は、十分な容
量を確保して機械的強度を向上でき、TEOS膜の荒れも防
止できる半導体記憶装置およびその製造方法を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of securing a sufficient capacity and improving mechanical strength and preventing a TEOS film from being roughened, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を記載するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、内周下部に順テーパが付いた筒型の下層電極
と、この下層電極の表面に設けた容量絶縁膜と、この容
量絶縁膜を挟んで下層電極上に設けた上層電極とを有す
る筒型スタックキャパシタを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device, comprising: a cylindrical lower electrode having a forward tapered lower inner periphery; a capacitor insulating film provided on a surface of the lower electrode; A cylindrical stack capacitor having an upper electrode provided on a lower electrode with an insulating film interposed therebetween is provided.

【0009】なお、下層電極としては不純物を含むシリ
コン膜を用いる。請求項1記載の半導体記憶装置による
と、下層電極の内周下部が順テーパであるため、下層電
極の下部が折れてキャパシタが倒れる問題がなく、十分
な容量を確保しながら機械的強度を向上できる。請求項
3記載の半導体記憶装置の製造方法は、基板に積層した
シリコン酸化膜上に第1導電性膜を堆積し、第1導電性
膜上に柱形の電極形状加工用シリコン酸化膜を堆積し、
第1導電性膜を電極形状加工用シリコン酸化膜より横方
向に細るようにエッチングし、電極形状加工用シリコン
酸化膜の下部に逆テーパを付け、第2導電性膜を堆積
し、第2導電性膜をエッチングして電極形状加工用シリ
コン酸化膜の周囲に筒型の下層電極を形成し、電極形状
加工用シリコン酸化膜を除去し、容量絶縁膜を形成し、
第3導電性膜を堆積して上層電極を形成し筒型スタック
キャパシタを形成するものである。
Note that a silicon film containing impurities is used as the lower electrode. According to the semiconductor memory device of the first aspect, since the lower portion of the lower periphery of the lower electrode has a forward taper, there is no problem that the lower portion of the lower electrode is broken and the capacitor falls down, and the mechanical strength is improved while securing sufficient capacity. it can. According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor memory device, a first conductive film is deposited on a silicon oxide film laminated on a substrate, and a pillar-shaped electrode forming silicon oxide film is deposited on the first conductive film. And
The first conductive film is etched so as to be thinner in the lateral direction than the silicon oxide film for electrode shaping, a reverse taper is formed below the silicon oxide film for electrode shaping, a second conductive film is deposited, and the second conductive film is deposited. Etching the conductive film to form a cylindrical lower electrode around the silicon oxide film for electrode shape processing, removing the silicon oxide film for electrode shape processing, forming a capacitive insulating film,
An upper electrode is formed by depositing a third conductive film to form a cylindrical stacked capacitor.

【0010】第1導電性膜を電極形状加工用シリコン酸
化膜より横方向に細るようにエッチングする方法とし
て、異方性エッチングを用いて電極形状加工用シリコン
酸化膜を垂直にパターン形成後、等方性エッチングを用
いて第1導電性膜を横方向に細らせ、さらに異方性エッ
チングを用いて第1導電性膜を垂直にエッチングする方
法や、異方性エッチングを用いて電極形状加工用シリコ
ン酸化膜とその下の第1導電性膜を垂直にパターン形成
後、等方性エッチングを用いて第1導電性膜を横方向に
細らせる方法がある。
As a method of etching the first conductive film so as to be thinner in the lateral direction than the silicon oxide film for processing the electrode shape, the first conductive film is formed by vertically patterning the silicon oxide film for processing the electrode shape using anisotropic etching. A method in which the first conductive film is thinned in the lateral direction using anisotropic etching, and the first conductive film is vertically etched using anisotropic etching, or an electrode shape processing is performed using anisotropic etching. There is a method of vertically patterning a silicon oxide film for use and a first conductive film thereunder and then narrowing the first conductive film in the lateral direction by using isotropic etching.

【0011】また弗酸処理により電極形状加工用シリコ
ン酸化膜の下部に逆テーパを付けてもよく、さらに電極
形状加工用シリコン酸化膜を気相HF処理により除去し
てもよい。なお、第1導電性膜としては不純物を含むシ
リコン膜を用いる。また、電極形状加工用シリコン酸化
膜としてはボロンまたは/およびリンを含むシリケート
ガラスを用いる。さらに、下層電極としては不純物を含
むシリコン膜を用いる。
The lower part of the silicon oxide film for processing the electrode shape may be reverse tapered by hydrofluoric acid treatment, and the silicon oxide film for processing the electrode shape may be removed by gas phase HF processing. Note that a silicon film containing impurities is used as the first conductive film. As the silicon oxide film for electrode shape processing, silicate glass containing boron and / or phosphorus is used. Further, a silicon film containing impurities is used as the lower electrode.

【0012】請求項3記載の半導体記憶装置の製造方法
によると、電極形状加工用シリコン酸化膜の下の第1導
電性膜を横方向に細らせるエッチングを施した後、電極
形状加工用シリコン酸化膜の下部に逆テーパを付けるこ
とで、電極形状加工用シリコン酸化膜の周囲に形成した
筒型の下層電極の内周下部は順テーパとなる。これによ
り、下層電極の下部が折れてキャパシタが倒れる問題が
なく、十分な容量を確保しながら機械的強度を向上でき
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, the first conductive film below the silicon oxide film for processing the electrode shape is etched to narrow in the horizontal direction, and then the silicon for processing the electrode shape is formed. By providing a reverse taper at the lower portion of the oxide film, the lower inner peripheral portion of the cylindrical lower electrode formed around the silicon oxide film for electrode shape processing has a forward taper. Accordingly, there is no problem that the lower part of the lower electrode is broken and the capacitor falls down, and the mechanical strength can be improved while securing sufficient capacity.

【0013】請求項8および請求項9記載の半導体記憶
装置の製造方法は、電極形状加工用シリコン酸化膜を気
相HF処理により除去した後、電極形状加工用でないシ
リコン酸化膜に弗酸処理を施すことを特徴とするもので
ある。なお、気相HF処理と弗酸処理によって電極形状
加工用でないシリコン酸化膜を合計で30nm以上エッチン
グしてもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, the silicon oxide film for electrode shaping is removed by vapor phase HF treatment, and then the silicon oxide film for non-electrode shaping is subjected to hydrofluoric acid treatment. It is characterized by applying. The silicon oxide film not used for electrode shape processing may be etched by a total of 30 nm or more by the gas-phase HF treatment and the hydrofluoric acid treatment.

【0014】請求項8および請求項9記載の半導体記憶
装置の製造方法によると、気相HF処理後に弗酸処理す
ることによって下地の電極形状加工用でないシリコン酸
化膜の荒れを緩和することができ、シリサイド膜の酸化
を抑えて十分な容量を確保しながら機械的強度を向上で
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the eighth and ninth aspects, it is possible to alleviate the roughness of the underlying silicon oxide film not used for processing the electrode shape by performing the hydrofluoric acid treatment after the gas phase HF treatment. In addition, the mechanical strength can be improved while suppressing the oxidation of the silicide film and securing a sufficient capacity.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を図1な
いし図11に基づいて説明する。図1に、トランジスタ
ならびにキャパシタを含めた半導体記憶装置の全体構造
を示す。図1において、1はシリコン基板、2は層間
膜、11は筒型スタックキャパシタ、12は LOCOS酸化
膜、13,14は層間膜、15,16表面保護膜、17
はメタル配線、18はメモリーセルトランジスタ、1
9,20はポリサイド配線、21,22,23,24は
コンタクト、25,26,27は周辺回路トランジスタ
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall structure of a semiconductor memory device including a transistor and a capacitor. In FIG. 1, 1 is a silicon substrate, 2 is an interlayer film, 11 is a cylindrical stack capacitor, 12 is a LOCOS oxide film, 13 and 14 are interlayer films, 15 and 16 surface protection films, 17
Is a metal wiring, 18 is a memory cell transistor, 1
9, 20 are polycide wirings, 21, 22, 23, 24 are contacts, and 25, 26, 27 are peripheral circuit transistors.

【0016】図2は、半導体記憶装置の円形の筒型スタ
ックキャパシタ11の断面図を示している。この筒型ス
タックキャパシタ11の製造工程を図2ないし図11を
用いて説明する。まず、図3に示すようにシリコン基板
1上に 800nmのボロフォスフォシリケートガラス膜(以
後BPSG膜と略記する)2を堆積し、窒素中 800℃30分ア
ニールを行った。その上に 200nmの CVDシリコン酸化膜
(以後TEOS膜と略記する)3を LVCVD法によって堆積し
た。その上にレジスト4を塗布してパターニングし、続
いて図4に示すようにドライエッチングでTEOS膜3とBP
SG膜2をエッチングした。
FIG. 2 is a sectional view of a circular cylindrical stack capacitor 11 of the semiconductor memory device. The manufacturing process of the cylindrical stack capacitor 11 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, a 800 nm borophosphosilicate glass film (hereinafter abbreviated as BPSG film) 2 was deposited on a silicon substrate 1 and annealed at 800 ° C. for 30 minutes in nitrogen. On top of this, a 200 nm CVD silicon oxide film (hereinafter abbreviated as TEOS film) 3 was deposited by LVCVD. A resist 4 is applied thereon and patterned, and then the TEOS film 3 and the BP are dry-etched as shown in FIG.
The SG film 2 was etched.

【0017】その後、図5に示すように1.5E20/cm3のP
をドープした第1導電性膜となるリンドープドポリシリ
コン膜(以後 DPS膜と略記する)5を LPCVD法により 1
00nm堆積し、この上に再びB濃度3.8wt%, P濃度5.5wt%
のBPSG膜6を 700nm堆積した。この上にレジスト7を塗
布しパターニングした。これをマスクにして図6に示す
ように、まずBPSG膜6をドライエッチングし、円柱形に
加工した。このBPSG膜6は電極形状加工に用いる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a P of 1.5E20 / cm 3
A phosphorus-doped polysilicon film (hereinafter, abbreviated as DPS film) 5 serving as a first conductive film doped with P is deposited by LPCVD.
Deposited 00nm, B concentration 3.8wt%, P concentration 5.5wt%
Was deposited to a thickness of 700 nm. A resist 7 was applied thereon and patterned. Using this as a mask, first, as shown in FIG. 6, the BPSG film 6 was dry-etched and processed into a cylindrical shape. This BPSG film 6 is used for electrode shape processing.

【0018】次に、 Cl2プラズマを用いた等方性エッチ
ングを用いて DPS膜5のパターンをBPSG膜6のパターン
よりも横方向に細るようにエッチングすると、図7のよ
うになった。このときの他の等方性エッチング方法とし
て、 HF0.5%,硝酸45%の弗硝酸ウエットエッチング方
法、 Cl2,SF6プラズマを用いたドライエッチング方法な
どがある。また、 HBr,Cl2プラズマを用いた異方性エッ
チングの方法と組み合わせることもできる。例えば、異
方性エッチングを用いてBPSG膜6を垂直にパターン形成
後、等方性エッチングを用いて DPS膜5を横方向に細ら
せ、さらに異方性エッチングを用いて DPS膜5を垂直に
エッチングする方法や、異方性エッチングを用いてBPSG
膜6とその下の DPS膜5を垂直にパターン形成後、等方
性エッチングを用いて DPS膜5を横方向に細らせる方法
がある。その後、HF:H2O=1:250,180秒の弗酸処理を施す
とBPSG膜(電極形状加工用シリコン酸化膜)6の下部は
図8のように逆テーパ6′になった。
Next, the pattern of the DPS film 5 was etched so as to be thinner in the lateral direction than the pattern of the BPSG film 6 using isotropic etching using Cl 2 plasma, as shown in FIG. Other isotropic etching methods at this time include a wet etching method using 0.5% HF and 45% nitric acid and a dry etching method using Cl 2 and SF 6 plasma. Further, it can be combined with an anisotropic etching method using HBr, Cl 2 plasma. For example, after the BPSG film 6 is vertically patterned using anisotropic etching, the DPS film 5 is thinned in the horizontal direction using isotropic etching, and the DPS film 5 is vertically drawn using anisotropic etching. BPSG using anisotropic etching
There is a method of vertically patterning the film 6 and the underlying DPS film 5 and then narrowing the DPS film 5 in the lateral direction using isotropic etching. Thereafter, when a hydrofluoric acid treatment was performed for HF: H 2 O = 1: 250 for 180 seconds, the lower portion of the BPSG film (silicon oxide film for electrode shape processing) 6 became an inverse taper 6 ′ as shown in FIG.

【0019】この DPS膜5のエッチングで、比較のため
に等方性エッチングを行わず、 HBr,Cl2プラズマを用い
た異方性エッチングのみを施したウエハも作成し、以後
は同じプロセスで処理した。(比較例1) この上にさらに第2導電性膜となるリンドープドポリシ
リコン膜( DPS膜)8を図9に示すように 100nm堆積
し、 DPS膜8に異方性エッチングを施した。これにより
BPSG膜6上方およびTEOS膜3上方の DPS膜8は除去され
るが、BPSG膜6の周囲の円筒型の DPS膜8は図10に示
すように上方角部がなだらかになって残った。この残っ
た側壁部分を以後下層電極8′と呼ぶ。
In the etching of the DPS film 5, a wafer which was not subjected to isotropic etching for comparison but was subjected only to anisotropic etching using HBr and Cl 2 plasma was also prepared. did. Comparative Example 1 A phosphorus-doped polysilicon film (DPS film) 8 serving as a second conductive film was further deposited thereon to a thickness of 100 nm as shown in FIG. 9, and the DPS film 8 was subjected to anisotropic etching. This
Although the DPS film 8 above the BPSG film 6 and the TEOS film 3 was removed, the cylindrical DPS film 8 around the BPSG film 6 remained with a gentle upper corner as shown in FIG. The remaining side wall portion is hereinafter referred to as a lower electrode 8 '.

【0020】次に、気相HF処理を用いてBPSG膜(電極形
状加工用シリコン酸化膜)6を除去し、図11に示すよ
うな筒型の下層電極8′を形成した。このとき下層電極
8′の内周下部は順テーパ8″になっていた。気相HF処
理でTEOS膜3が荒れるので、これを緩和するためにHF:H
2O=1:100,120秒の弗酸処理を行った。またここでも比較
のために弗酸処理を行わないで、後の工程は同様に処理
したウエハを用意した。(比較例2) 下層電極8′の内周下部に順テーパ8″をつけたウエハ
は、弗酸処理やその後の洗浄中に下層電極8′の下部が
折れてキャパシタが倒れる問題はなかった。しかし、比
較のために DPS膜5のエッチングで等方性エッチングを
行わなかったウエハ(比較例1)は、128kビットのブロ
ックに数個程度の頻度で下層電極下部が折れてキャパシ
タが倒れた。このことによって、下層電極8′の下部に
順テーパ8″をつけたことで機械的強度が向上したこと
が確認できた。
Next, the BPSG film (silicon oxide film for electrode shape processing) 6 was removed by using a gas phase HF treatment to form a cylindrical lower electrode 8 'as shown in FIG. At this time, the lower portion of the inner periphery of the lower electrode 8 'had a forward taper 8 ". The TEOS film 3 was roughened by the gas phase HF treatment.
2 O = 1: Hydrofluoric acid treatment was performed for 100,120 seconds. Also, here, for comparison, a wafer treated in the same manner as described above without performing the hydrofluoric acid treatment was prepared. (Comparative Example 2) A wafer having a forward taper 8 ″ at the lower portion of the inner periphery of the lower electrode 8 ′ had no problem that the lower portion of the lower electrode 8 ′ was broken during hydrofluoric acid treatment or subsequent cleaning, and the capacitor fell. However, for comparison, a wafer in which the isotropic etching was not performed by etching the DPS film 5 (Comparative Example 1) had the lower portion of the lower electrode broken several times in a 128 kbit block and the capacitor fell. From this, it was confirmed that the mechanical strength was improved by forming the forward taper 8 ″ below the lower electrode 8 ′.

【0021】この上にNO膜の容量絶縁膜9を形成した。
このとき、気相HF処理によってBPSG膜(電極形状加工用
シリコン酸化膜)6を除去した後に弗酸処理したウエハ
では、ビット線やワード線に用いられているシリサイド
膜の酸化は観察されなかった。しかし、弗酸処理しなか
ったウエハ(比較例2)では、シリサイド膜の酸化が観
察された。
On this, a capacitor insulating film 9 of a NO film was formed.
At this time, oxidation of the silicide film used for the bit line and the word line was not observed on the wafer subjected to the hydrofluoric acid treatment after removing the BPSG film (silicon oxide film for electrode shape processing) 6 by the gas phase HF treatment. . However, oxidation of the silicide film was observed on the wafer not subjected to the hydrofluoric acid treatment (Comparative Example 2).

【0022】さらに、第3導電性膜となるリンドープド
ポリシリコン膜( DPS膜)を 200nm堆積し電極加工を行
い上層電極10を形成し、図2に示すような円筒型スタ
ックキャパシタ11を形成した。このように構成した筒
型スタックキャパシタ11を用いたメモリーセルの動作
確認を行ったところ、セルあたり32fFという十分な容量
を確保できた。また、全てのビットで正常な動作が確認
されたことから、機械的強度が向上しキャパシタの倒れ
がなかったことが再確認できた。
Further, a 200 nm thick phosphorus-doped polysilicon film (DPS film) serving as a third conductive film is deposited and processed to form an upper electrode 10, thereby forming a cylindrical stack capacitor 11 as shown in FIG. did. When the operation of the memory cell using the cylindrical stack capacitor 11 configured as described above was confirmed, a sufficient capacity of 32 fF could be secured per cell. In addition, since normal operation was confirmed for all bits, it was again confirmed that the mechanical strength was improved and the capacitor did not fall.

【0023】なお、電極形状加工用シリコン酸化膜6と
しては、ボロンまたはリンのいずれか一方のみを含むシ
リケートガラスを用いてもよい。また、気相HF処理と弗
酸処理によって、TEOS膜3を合計で30nm以上エッチング
してもよい。また、筒型スタックキャパシタ11として
は円筒型に限るものではなく、筒型であればよい。
As the silicon oxide film 6 for processing an electrode shape, a silicate glass containing only one of boron and phosphorus may be used. Further, the TEOS film 3 may be etched by a total of 30 nm or more by the gas phase HF treatment and the hydrofluoric acid treatment. Further, the cylindrical stack capacitor 11 is not limited to a cylindrical type, but may be any type as long as it is a cylindrical type.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1記載の半導体記憶装置による
と、下層電極の内周下部が順テーパであるため、下層電
極の下部が折れてキャパシタが倒れる問題がなく、十分
な容量を確保しながら機械的強度を向上できる。請求項
3記載の半導体記憶装置の製造方法によると、電極形状
加工用シリコン酸化膜の下の第1導電性膜を横方向に細
らせるエッチングを施した後、電極形状加工用シリコン
酸化膜の下部に逆テーパを付けることで、電極形状加工
用シリコン酸化膜の周囲に形成した筒型の下層電極の内
周下部は順テーパとなる。これにより、下層電極の下部
が折れてキャパシタが倒れる問題がなく、十分な容量を
確保しながら機械的強度を向上できる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, since the lower portion of the lower portion of the lower electrode has a forward taper, there is no problem that the lower portion of the lower electrode is broken and the capacitor falls down, and a sufficient capacity is secured. The mechanical strength can be improved. According to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3, after the first conductive film below the silicon oxide film for processing an electrode shape is etched to narrow in the horizontal direction, the silicon oxide film for processing an electrode shape is formed. By forming a reverse taper on the lower portion, the lower portion of the inner periphery of the cylindrical lower electrode formed around the silicon oxide film for electrode shape processing has a forward taper. Accordingly, there is no problem that the lower part of the lower electrode is broken and the capacitor falls down, and the mechanical strength can be improved while securing sufficient capacity.

【0025】請求項8および請求項9記載の半導体記憶
装置の製造方法によると、気相HF処理後に弗酸処理す
ることによって下地の電極形状加工用でないシリコン酸
化膜の荒れを緩和することができ、シリサイド膜の酸化
を抑えて十分な容量を確保しながら機械的強度を向上で
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the eighth and ninth aspects, it is possible to alleviate the roughness of the underlying silicon oxide film not used for processing the electrode shape by performing the hydrofluoric acid treatment after the gas phase HF treatment. In addition, the mechanical strength can be improved while suppressing the oxidation of the silicide film and securing a sufficient capacity.

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

【図1】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図3】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図4】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図5】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図6】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図7】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図8】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図9】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置にお
ける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図10】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置に
おける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図11】この発明の一実施の形態の半導体記憶装置に
おける円筒型スタックキャパシタの製造工程を示す断面
図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the cylindrical stacked capacitor in the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 BPSG膜 3 TEOS膜(シリコン酸化膜) 4 レジスト 5 DPS膜(第1導電性膜) 6 BPSG膜(電極形状加工用シリコン酸化膜) 6′逆テーパ 7 レジスト 8 DPS膜(第2導電性膜) 8′下層電極 8″順テーパ 9 容量絶縁膜 10 上層電極(第3導電性膜) 11 筒型スタックキャパシタ Reference Signs List 1 silicon substrate 2 BPSG film 3 TEOS film (silicon oxide film) 4 resist 5 DPS film (first conductive film) 6 BPSG film (silicon oxide film for electrode shape processing) 6 'reverse taper 7 resist 8 DPS film (second 8 'lower layer electrode 8 "forward taper 9 capacitive insulating film 10 upper layer electrode (third conductive film) 11 cylindrical stack capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 啓一 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Keiichi Matsunaga 1-1, Komachi, Takatsuki City, Osaka Prefecture Matsushita Electronics Corporation

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内周下部に順テーパが付いた筒型の下層
電極と、この下層電極の表面に設けた容量絶縁膜と、こ
の容量絶縁膜を挟んで前記下層電極上に設けた上層電極
とを有する筒型スタックキャパシタを備えた半導体記憶
装置。
1. A cylindrical lower electrode having a forward tapered lower portion on an inner periphery, a capacitor insulating film provided on a surface of the lower electrode, and an upper electrode provided on the lower electrode with the capacitor insulating film interposed therebetween. A semiconductor memory device comprising a cylindrical stack capacitor having:
【請求項2】 下層電極として不純物を含むシリコン膜
を用いることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a silicon film containing impurities is used as the lower electrode.
【請求項3】 基板に積層したシリコン酸化膜上に第1
導電性膜を堆積する工程と、前記第1導電性膜上に柱形
の電極形状加工用シリコン酸化膜を堆積する工程と、前
記第1導電性膜を前記電極形状加工用シリコン酸化膜よ
り横方向に細るようにエッチングする工程と、前記電極
形状加工用シリコン酸化膜の下部に逆テーパを付ける工
程と、第2導電性膜を堆積する工程と、前記第2導電性
膜をエッチングして前記電極形状加工用シリコン酸化膜
の周囲に筒型の下層電極を形成する工程と、前記電極形
状加工用シリコン酸化膜を除去する工程と、容量絶縁膜
を形成する工程と、第3導電性膜を堆積して上層電極を
形成し筒型スタックキャパシタを形成する工程とを含む
半導体記憶装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein a first layer is formed on the silicon oxide film laminated on the substrate.
A step of depositing a conductive film, a step of depositing a pillar-shaped electrode forming silicon oxide film on the first conductive film, and a step of moving the first conductive film laterally from the electrode shape processing silicon oxide film. Etching in a direction narrowing, forming a reverse taper on a lower portion of the silicon oxide film for electrode shape processing, depositing a second conductive film, and etching the second conductive film. Forming a cylindrical lower electrode around the electrode shaping silicon oxide film, removing the electrode shaping silicon oxide film, forming a capacitive insulating film, and forming a third conductive film. Depositing to form an upper electrode to form a cylindrical stacked capacitor.
【請求項4】 異方性エッチングを用いて電極形状加工
用シリコン酸化膜を垂直にパターン形成後、等方性エッ
チングを用いて第1導電性膜を横方向に細らせ、さらに
異方性エッチングを用いて前記第1導電性膜を垂直にエ
ッチングすることを特徴とする請求項3記載の半導体記
憶装置の製造方法。
4. After forming a silicon oxide film for electrode shape processing vertically by using anisotropic etching, the first conductive film is thinned in the lateral direction by using isotropic etching. 4. The method according to claim 3, wherein the first conductive film is vertically etched by etching.
【請求項5】 異方性エッチングを用いて電極形状加工
用シリコン酸化膜とその下の第1導電性膜を垂直にパタ
ーン形成後、等方性エッチングを用いて前記第1導電性
膜を横方向に細らせることを特徴とする請求項3記載の
半導体記憶装置の製造方法。
5. A silicon oxide film for processing an electrode shape and a first conductive film thereunder are vertically formed by using anisotropic etching, and then the first conductive film is laterally formed by using isotropic etching. 4. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3, wherein the width is reduced in a direction.
【請求項6】 弗酸処理により電極形状加工用シリコン
酸化膜の下部に逆テーパを付けることを特徴とする請求
項3記載の半導体記憶装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3, wherein a reverse taper is formed at a lower portion of the silicon oxide film for electrode shape processing by hydrofluoric acid treatment.
【請求項7】 電極形状加工用シリコン酸化膜を気相H
F処理により除去することを特徴とする請求項3記載の
半導体記憶装置の製造方法。
7. A silicon oxide film for processing an electrode shape is formed by vapor phase H.
4. The method according to claim 3, wherein the semiconductor device is removed by an F process.
【請求項8】 電極形状加工用シリコン酸化膜を気相H
F処理により除去した後、電極形状加工用でないシリコ
ン酸化膜に弗酸処理を施すことを特徴とする筒型スタッ
クキャパシタを備えた半導体記憶装置の製造方法。
8. A silicon oxide film for electrode shape processing is formed of a gaseous phase H
A method for manufacturing a semiconductor memory device having a cylindrical stack capacitor, wherein a silicon oxide film not used for electrode shape processing is subjected to a hydrofluoric acid treatment after being removed by an F treatment.
【請求項9】 電極形状加工用シリコン酸化膜を気相H
F処理により除去した後、電極形状加工用でないシリコ
ン酸化膜に弗酸処理を施すことを特徴とする請求項7記
載の半導体記憶装置の製造方法。
9. The method according to claim 9, wherein the silicon oxide film for electrode shape processing is formed of a gas phase H.
8. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein after the removal by the F treatment, the silicon oxide film not used for electrode shape processing is subjected to a hydrofluoric acid treatment.
【請求項10】 第1導電性膜として不純物を含むシリ
コン膜を用いることを特徴とする請求項3記載の半導体
記憶装置の製造方法。
10. The method according to claim 3, wherein a silicon film containing impurities is used as the first conductive film.
【請求項11】 電極形状加工用シリコン酸化膜として
ボロンまたは/およびリンを含むシリケートガラスを用
いることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置の
製造方法。
11. The method according to claim 3, wherein a silicate glass containing boron and / or phosphorus is used as the silicon oxide film for electrode shape processing.
【請求項12】 下層電極として不純物を含むシリコン
膜を用いることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶
装置の製造方法。
12. The method according to claim 3, wherein a silicon film containing impurities is used as the lower electrode.
【請求項13】 気相HF処理と弗酸処理によって電極
形状加工用でないシリコン酸化膜を合計で30nm以上エッ
チングすることを特徴とする請求項8記載の半導体記憶
装置の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 8, wherein a silicon oxide film not used for electrode shape processing is etched by a total of 30 nm or more by vapor phase HF treatment and hydrofluoric acid treatment.
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