JPH1117109A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH1117109A JPH1117109A JP16582397A JP16582397A JPH1117109A JP H1117109 A JPH1117109 A JP H1117109A JP 16582397 A JP16582397 A JP 16582397A JP 16582397 A JP16582397 A JP 16582397A JP H1117109 A JPH1117109 A JP H1117109A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置の製造
方法に関し、特にキャパシタの下部電極の製造方法に関
するものである。The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a lower electrode of a capacitor.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体を用いたメモリLSIは著
しく高集積化が進み、微細なキャパシタの容量を確保す
るために種々の改良がなされている。キャパシタの占有
面積を広げることなく高容量を得る方法の一つとしてキ
ャパシタ下部電極表面を粗面化する方法がある。2. Description of the Related Art In recent years, memory LSIs using semiconductors have become extremely highly integrated, and various improvements have been made in order to ensure the capacity of fine capacitors. One method of obtaining high capacitance without increasing the area occupied by the capacitor is to roughen the surface of the capacitor lower electrode.
【0003】図15〜17は従来のキャパシタ下部電極
の粗面化方法を示す工程図である。図15に示すよう
に、シリコンウエハ1上にシリコン酸化膜2を堆積させ
る。その後、ポリシリコンを堆積させた後パターニング
を行ってキャパシタ下部電極3を形成する。FIGS. 15 to 17 are process diagrams showing a conventional method of roughening the lower electrode of a capacitor. As shown in FIG. 15, a silicon oxide film 2 is deposited on a silicon wafer 1. Then, after depositing polysilicon, patterning is performed to form the capacitor lower electrode 3.
【0004】次に、図16に示すように、キャパシタ下
部電極3の表面上にポリシリコンの核4を形成する。次
に、図17に示すように、ポリシリコンの核4のグレイ
ン成長をさせることによって、キャパシタ下部電極3表
面を粗面化する。Next, as shown in FIG. 16, a nucleus 4 of polysilicon is formed on the surface of the capacitor lower electrode 3. Next, as shown in FIG. 17, the surface of the capacitor lower electrode 3 is roughened by grain growth of the polysilicon nucleus 4.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のキャパシタ下部
電極の粗面化方法は以上のようであり、キャパシタ下部
電極の表面積を増大させるためにはキャパシタ下部電極
の形成、核形成、核のグレイン成長という3工程が必要
であり、工程数が多いという問題点があった。また、一
般的な半導体工程にはない核形成という工程を含むこと
からプロセスが複雑であるという問題点もあった。さら
に、核形成工程においては核の付着の制御が難しく、核
の付着にばらつきが生じキャパシタ下部電極の表面積の
増大を制御するのが難しいという問題点もあった。The conventional method for roughening the capacitor lower electrode is as described above. To increase the surface area of the capacitor lower electrode, formation of the capacitor lower electrode, nucleation, and grain growth of the nucleus are performed. However, there is a problem that the number of steps is large. In addition, there is also a problem that the process is complicated because it includes a step of nucleation which is not included in a general semiconductor process. Furthermore, in the nucleation step, it is difficult to control the adhesion of nuclei, and there is a problem that the adhesion of nuclei varies, and it is difficult to control the increase in the surface area of the capacitor lower electrode.
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、キャパシタ下部電極の表面積を
増大させることのできる簡単で制御性良く工程数の少な
い半導体装置の製造方法を提供することを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method of manufacturing a semiconductor device which can increase the surface area of a capacitor lower electrode, is simple, has good controllability, and has a small number of steps. It is intended to be.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形
成し、上記絶縁膜上に不純物を含まないポリシリコン膜
またはアモルファスシリコン膜と不純物を含むポリシリ
コン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互に順次堆
積して積層を形成する工程と、上記積層を熱酸化して上
記積層表面に熱酸化膜を形成する工程と、上記熱酸化膜
を除去することにより、上記積層側面に凹凸を形成する
工程とを備えるようにしたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating film on a semiconductor substrate; and forming a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities on the insulating film. Forming a stack by alternately sequentially depositing a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities and an amorphous silicon film; thermally oxidizing the stack to form a thermal oxide film on the surface of the stack; And forming a concave and convex portion on the side surface of the laminate by removing the above.
【0008】この発明の請求項2に係る半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、上記絶縁膜
をエッチングして上記絶縁膜に凹部を形成する工程と、
上記凹部を含む上記絶縁膜上に不純物を含まないポリシ
リコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を含む
ポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互
に順次堆積して積層を形成する工程と、上記積層を上記
絶縁膜が露出するまでエッチングして上記凹部内に上記
積層を埋め込む工程と、上記積層を熱酸化して上記積層
上面に熱酸化膜を形成する工程と、上記熱酸化膜および
上記積層側面の上記絶縁膜を除去することにより、上記
積層上面に凹凸を形成する工程とを備えるようにしたも
のである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating film on a semiconductor substrate; etching the insulating film to form a concave portion in the insulating film;
Forming a stack by alternately and sequentially depositing a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities on the insulating film containing the concave portion; Etching the insulating film until the insulating film is exposed, embedding the laminate in the concave portion, thermally oxidizing the laminate to form a thermal oxide film on the upper surface of the laminate, and forming the thermal oxide film and the laminate side surface. Forming an unevenness on the upper surface of the stack by removing the insulating film.
【0009】この発明の請求項3に係る半導体装置の製
造方法は、CVD法において不純物を含むガスの流量を
制御することにより不純物を含まないポリシリコン膜ま
たはアモルファスシリコン膜と不純物を含むポリシリコ
ン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互に順次堆積
して積層を形成するようにしたものである。According to a third aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a polysilicon film containing no impurities or an amorphous silicon film and a polysilicon film containing impurities are controlled by controlling a flow rate of a gas containing impurities in a CVD method. Alternatively, an amorphous silicon film is alternately and sequentially deposited to form a laminate.
【0010】この発明の請求項4に係る半導体装置の製
造方法は、スパッタ法により不純物を含まないポリシリ
コン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を含むポ
リシリコン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互に
順次堆積して積層を形成するようにしたものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities are alternately deposited by sputtering. Thus, a laminate is formed.
【0011】この発明の請求項5に係る半導体装置の製
造方法は、CVD法でポリシリコン膜またはアモルファ
スシリコン膜を堆積させた後、イオン注入法により所望
の深さに不純物を打ち込むことにより不純物を含まない
ポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物
を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と
の積層を形成するようにしたものである。According to a fifth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a polysilicon film or an amorphous silicon film is deposited by a CVD method, and the impurity is implanted to a desired depth by an ion implantation method. A stacked structure of a polysilicon film or an amorphous silicon film that does not contain and a polysilicon film or an amorphous silicon film that contains impurities is formed.
【0012】この発明の請求項6に係る半導体装置の製
造方法は、不純物がリン,ヒ素,アンチモンのいずれか
であるようにしたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the impurity is any one of phosphorus, arsenic, and antimony.
【0013】この発明の請求項7に係る半導体装置の製
造方法は、凹凸を備えた積層をキャパシタ下部電極とす
るようにしたものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a laminate having unevenness is used as a capacitor lower electrode.
【0014】[0014]
実施の形態1.図1〜5はこの発明のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。まず、図1に示
すように、半導体基板であるシリコンウエハ1上に絶縁
膜であるシリコン酸化膜2を堆積させる。その後、シリ
コン酸化膜2上に不純物であるリンを含まないポリシリ
コン5aと5〜8×1020atoms/cm3のリン濃
度を持つポリシリコン5bとをそれぞれ厚さ約10nm
程度で交互に堆積させる。Embodiment 1 FIG. 1 to 5 are process sectional views showing a method for forming a capacitor lower electrode according to the present invention. First, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film 2 as an insulating film is deposited on a silicon wafer 1 as a semiconductor substrate. Thereafter, a polysilicon 5a containing no phosphorus as an impurity and a polysilicon 5b having a phosphorus concentration of 5 to 8 × 10 20 atoms / cm 3 are respectively formed on the silicon oxide film 2 to a thickness of about 10 nm.
Deposit alternately to the extent.
【0015】この時、リン濃度の異なるポリシリコン5
a,5bの堆積方法としては、CVDによりポリシリコ
ンを堆積する際に、フォスフィン(PH3)の流量を制
御することによって行う方法、または、シリコン酸化膜
2上にリン濃度の異なるポリシリコンを交互にスパッタ
して行う方法、または、シリコン酸化膜2上にリンを含
まないポリシリコンを堆積させた後、イオン注入により
異なる深さにリン原子を打ち込むことによってリン濃度
が異なる層を形成する方法などがある。At this time, the polysilicon 5 having a different phosphorus concentration is used.
As a method of depositing a and 5b, a method of controlling the flow rate of phosphine (PH 3 ) when depositing polysilicon by CVD, or alternatively, alternately depositing polysilicon having different phosphorus concentrations on the silicon oxide film 2. Or a method of depositing polysilicon containing no phosphorus on the silicon oxide film 2 and then implanting phosphorus atoms at different depths by ion implantation to form layers having different phosphorus concentrations. There is.
【0016】また、図1において、キャパシタ下部電極
はシリコン酸化膜2上に形成したものについて説明した
が、シリコン酸化膜2の下にはトランジスタ等のデバイ
スが存在していても良い。In FIG. 1, the capacitor lower electrode is described as being formed on the silicon oxide film 2. However, a device such as a transistor may exist below the silicon oxide film 2.
【0017】次に、図2に示すように、写真製版および
エッチングによりポリシリコン5a,5bのパターニン
グを行う。Next, as shown in FIG. 2, the polysilicons 5a and 5b are patterned by photolithography and etching.
【0018】次に、図3に示すように、ポリシリコン5
a,5bを熱酸化し、ポリシリコン5a,5bの表面に
熱酸化膜6を形成する。このときポリシリコン5a,5
bの酸化速度はリン濃度に依存するので、熱酸化膜6は
リン濃度の高いポリシリコン5b表面上において厚く形
成されることになり、ポリシリコン5a,5bの表面は
凹凸形状となる。Next, as shown in FIG.
a, 5b are thermally oxidized to form a thermal oxide film 6 on the surfaces of the polysilicons 5a, 5b. At this time, the polysilicon 5a, 5
Since the oxidation rate of b depends on the phosphorus concentration, the thermal oxide film 6 is formed thick on the surface of the polysilicon 5b having a high phosphorus concentration, and the surfaces of the polysilicons 5a and 5b have irregularities.
【0019】このとき、ポリシリコン5a,5bの熱酸
化法は水素原子を含む酸化方法、例えばウエット酸化法
で行う。これは酸化が低温で行え、かつ、酸化膜の成長
速度におけるリン濃度依存性が水素を含まない酸化方
法、例えばドライ酸化法に比べてより大きいためであ
る。At this time, the thermal oxidation of the polysilicons 5a and 5b is performed by an oxidation method containing hydrogen atoms, for example, a wet oxidation method. This is because the oxidation can be performed at a low temperature, and the dependency of the growth rate of the oxide film on the phosphorus concentration is larger than that of an oxidation method containing no hydrogen, for example, a dry oxidation method.
【0020】次に、図4に示すように、ポリシリコン5
a,5bの表面の熱酸化膜6をフッ酸溶液により除去す
る。これにより、側壁が凹凸状となったキャパシタ下部
電極5を形成でき、キャパシタ下部電極5の表面積が増
大する。Next, as shown in FIG.
The thermal oxide film 6 on the surfaces a and 5b is removed with a hydrofluoric acid solution. As a result, the capacitor lower electrode 5 having an uneven side wall can be formed, and the surface area of the capacitor lower electrode 5 increases.
【0021】その後、図5に示すように、側壁が凹凸状
のキャパシタ下部電極5上に誘電体膜7およびポリシリ
コンからなる上部電極8とを成膜し、パターニングする
ことによりキャパシタを形成する。After that, as shown in FIG. 5, a dielectric film 7 and an upper electrode 8 made of polysilicon are formed on the capacitor lower electrode 5 having an uneven side wall, and a capacitor is formed by patterning.
【0022】この様に、簡単で少ない工程で制御性良く
キャパシタ下部電極5の表面を凹凸状とでき、キャパシ
タ下部電極5の表面積を増やすようにしたのでキャパシ
タ容量を十分確保することができる。As described above, the surface of the capacitor lower electrode 5 can be made uneven with good controllability in a simple and small number of steps, and the surface area of the capacitor lower electrode 5 is increased, so that the capacitor capacity can be sufficiently secured.
【0023】ここでは、ポリシリコン中に含まれる不純
物としてリンを用いた場合について説明したが、ヒ素ま
たはアンチモンを用いても良い。また、キャパシタ下部
電極5がポリシリコンの場合について説明したが、アモ
ルファスシリコンを用いても良い。また、この例に限る
こと無く、平面への凹凸の形成または表面積の拡大が必
要な装置の製造方法に広く応用することができる。Here, the case where phosphorus is used as an impurity contained in polysilicon has been described, but arsenic or antimony may be used. Although the case where the capacitor lower electrode 5 is made of polysilicon has been described, amorphous silicon may be used. Further, without being limited to this example, the present invention can be widely applied to a method of manufacturing a device that requires formation of unevenness on a plane or expansion of a surface area.
【0024】実施の形態2.上記実施の形態1ではキャ
パシタ下部電極の側壁を凹凸状とした場合について説明
したが、ここではキャパシタ下部電極の上面を凹凸状と
する場合について説明する。Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the case where the side wall of the capacitor lower electrode is made uneven is described. Here, the case where the upper surface of the capacitor lower electrode is made uneven is described.
【0025】図6〜11は実施の形態2のキャパシタ下
部電極の形成方法を示す工程断面図である。まず、図6
に示すように、シリコンウエハ1上にシリコン酸化膜2
を堆積させる。その後、シリコン酸化膜2に写真製版お
よびエッチングを施すことによりキャパシタ下部電極を
形成する部分を凹部9状にパターニングする。6 to 11 are process sectional views showing a method of forming a capacitor lower electrode according to the second embodiment. First, FIG.
As shown in FIG. 1, a silicon oxide film 2
Is deposited. Thereafter, photolithography and etching are performed on the silicon oxide film 2 to pattern a portion for forming a capacitor lower electrode into a concave portion 9 shape.
【0026】次に、図7に示すように、シリコン酸化膜
2の凹部9にリンを含まないポリシリコン5aと5〜8
×1020atoms/cm3のリン濃度を持つポリシリ
コン5bとをそれぞれ厚さ約10nm程度で交互に堆積
させる。この時、リン濃度の異なるポリシリコン5a,
5bの堆積方法としては、CVDによりポリシリコンを
堆積する際に、フォスフィン(PH3)の流量を制御す
ることによって行う方法、または、シリコン酸化膜2上
にリン濃度の異なるポリシリコンを交互にスパッタして
行う方法などを用いる。Next, as shown in FIG. 7, the recessed portions 9 of the silicon oxide film 2
Polysilicon 5b having a phosphorus concentration of × 10 20 atoms / cm 3 is alternately deposited to a thickness of about 10 nm. At this time, the polysilicons 5a having different phosphorus concentrations,
5b is deposited by controlling the flow rate of phosphine (PH 3 ) when depositing polysilicon by CVD, or alternately sputtering polysilicon having a different phosphorus concentration on the silicon oxide film 2. And the like.
【0027】次に、図8に示すように、ポリシリコン5
a,5bをエッチングしてシリコン酸化膜2の表面を露
出させることによって、凹部9内にポリシリコン5a,
5bを埋め込む。Next, as shown in FIG.
By exposing the surface of the silicon oxide film 2 by etching the polysilicon 5a, 5b,
5b is embedded.
【0028】次に、図9に示すように、凹部9内に埋め
込まれたポリシリコン5a,5bを熱酸化し、ポリシリ
コン5a,5bの表面に熱酸化膜6を形成する。このと
き、ポリシリコン5a,5bの酸化速度はリン濃度に依
存するので、熱酸化膜6はリン濃度の高いポリシリコン
5b表面上において厚く形成されることになり、ポリシ
リコン5a,5bの表面は凹凸形状となる。Next, as shown in FIG. 9, the polysilicons 5a and 5b embedded in the recess 9 are thermally oxidized to form a thermal oxide film 6 on the surfaces of the polysilicons 5a and 5b. At this time, since the oxidation rate of the polysilicons 5a and 5b depends on the phosphorus concentration, the thermal oxide film 6 is formed thick on the surface of the polysilicon 5b having a high phosphorus concentration, and the surfaces of the polysilicons 5a and 5b are The shape becomes uneven.
【0029】このとき、ポリシリコン5a,5bの熱酸
化法は水素原子を含む酸化方法、例えばウエット酸化法
で行う。これは酸化が低温で行え、かつ、酸化膜の成長
速度におけるリン濃度依存性が水素を含まない酸化方
法、例えばドライ酸化法に比べてより大きいためであ
る。At this time, the thermal oxidation of the polysilicons 5a and 5b is performed by an oxidation method containing hydrogen atoms, for example, a wet oxidation method. This is because the oxidation can be performed at a low temperature, and the dependency of the growth rate of the oxide film on the phosphorus concentration is larger than that of an oxidation method containing no hydrogen, for example, a dry oxidation method.
【0030】次に、図10に示すように、ポリシリコン
5a,5bの熱酸化膜6およびポリシリコン5a,5b
側面の酸化膜2を異方性エッチングを施すことにより除
去する。これにより、上面が凹凸状となったキャパシタ
下部電極10が形成でき、キャパシタ下部電極の表面積
を増大できる。Next, as shown in FIG. 10, a thermal oxide film 6 of polysilicon 5a, 5b and polysilicon 5a, 5b
The oxide film 2 on the side surface is removed by performing anisotropic etching. As a result, the capacitor lower electrode 10 having an uneven upper surface can be formed, and the surface area of the capacitor lower electrode can be increased.
【0031】その後、図11に示すように、上面が凹凸
状のキャパシタ下部電極10上に誘電体膜7およびポリ
シリコンからなる上部電極8を成膜し、パターニングす
ることによりキャパシタを形成する。Thereafter, as shown in FIG. 11, a dielectric film 7 and an upper electrode 8 made of polysilicon are formed on a capacitor lower electrode 10 having an uneven upper surface, and a capacitor is formed by patterning.
【0032】この様に、簡単で少ない工程で制御性良く
キャパシタ下部電極10の表面を凹凸状とし、キャパシ
タ下部電極10の表面積を増やすようにしたのでキャパ
シタ容量を十分確保することができる。As described above, the surface of the capacitor lower electrode 10 is made uneven in a simple and small number of steps with good controllability and the surface area of the capacitor lower electrode 10 is increased, so that a sufficient capacitance of the capacitor can be ensured.
【0033】ここでは、ポリシリコン中に含まれる不純
物としてリンを用いた場合について説明したが、ヒ素ま
たはアンチモンを用いても良い。また、キャパシタ下部
電極10がポリシリコンの場合について説明したが、ア
モルファスシリコンを用いても良い。Although the case where phosphorus is used as an impurity contained in polysilicon has been described, arsenic or antimony may be used. Although the case where the capacitor lower electrode 10 is made of polysilicon has been described, amorphous silicon may be used.
【0034】実施の形態3.上記実施の形態1に示した
キャパシタは3次元構造を有するキャパシタにおいても
形成することができる。図12〜14は実施の形態3の
円筒構造のキャパシタ下部電極の形成方法を示す図であ
る。Embodiment 3 The capacitor described in the first embodiment can be formed also in a capacitor having a three-dimensional structure. 12 to 14 are views showing a method of forming a capacitor lower electrode having a cylindrical structure according to the third embodiment.
【0035】まず、図12に示すように、図1と同様に
して、円筒の側壁部分においてリンを含まないポリシリ
コン5aと5〜8×1020atoms/cm3のリン濃
度を持つポリシリコン5bとをそれぞれ厚さ約10nm
程度で交互に堆積させる。First, as shown in FIG. 12, similarly to FIG. 1, the polysilicon 5a containing no phosphorus and the polysilicon 5b having a phosphorus concentration of 5 to 8 × 10 20 atoms / cm 3 are formed on the side wall of the cylinder. And each have a thickness of about 10 nm
Deposit alternately to the extent.
【0036】この時、リン濃度の異なるポリシリコン5
a,5bの堆積方法としては、CVDによりポリシリコ
ンを堆積する際に、フォスフィン(PH3)の流量を制
御することによって行う方法、または、リン濃度の異な
るポリシリコンを交互にスパッタして行う方法、また
は、リンを含まないポリシリコンを堆積させた後、イオ
ン注入により異なる深さにリン原子を打ち込むことによ
ってリン濃度が異なる層を形成する方法などがある。At this time, the polysilicon 5 having a different phosphorus concentration is used.
As a method of depositing a and 5b, a method of controlling the flow rate of phosphine (PH 3 ) when depositing polysilicon by CVD, or a method of alternately sputtering polysilicon having different phosphorus concentrations. Alternatively, there is a method of depositing polysilicon containing no phosphorus and then implanting phosphorus atoms to different depths by ion implantation to form layers having different phosphorus concentrations.
【0037】次に、図13に示すように、ポリシリコン
5a,5bを熱酸化し、ポリシリコン5a,5bの表面
に熱酸化膜を形成する。このとき、ポリシリコン5a,
5bの酸化速度はリン濃度に依存するので、熱酸化膜は
リン濃度の高いポリシリコン5b表面上において厚く形
成されることになり、ポリシリコン5a,5bの表面は
凹凸形状となる。その後、ポリシリコン5a,5bの表
面の熱酸化膜をフッ酸溶液により除去する。これによ
り、側壁が凹凸状となった円筒形キャパシタ下部電極1
1が形成でき、キャパシタ下部電極11の表面積を増大
できる。Next, as shown in FIG. 13, the polysilicons 5a and 5b are thermally oxidized to form a thermal oxide film on the surfaces of the polysilicons 5a and 5b. At this time, the polysilicon 5a,
Since the oxidation rate of 5b depends on the phosphorus concentration, the thermal oxide film is formed thick on the surface of the polysilicon 5b having a high phosphorus concentration, and the surfaces of the polysilicons 5a and 5b have irregularities. Thereafter, the thermal oxide film on the surfaces of the polysilicons 5a and 5b is removed with a hydrofluoric acid solution. As a result, the cylindrical capacitor lower electrode 1 having an uneven side wall
1 can be formed, and the surface area of the capacitor lower electrode 11 can be increased.
【0038】次に、図14に示すように、通常の円筒形
キャパシタ製造工程と同様にして、側壁が凹凸状の円筒
形キャパシタ下部電極11上に誘電体膜7およびポリシ
リコンからなる上部電極8とを成膜し、パターニングす
ることにより凹凸形状の円筒形キャパシタを形成する。
したがって、簡単で少ない工程で制御性良くキャパシタ
下部電極11の表面を凹凸状とし、キャパシタ下部電極
11の表面積を増やすようにしたのでキャパシタ容量を
十分確保することができる。Next, as shown in FIG. 14, a dielectric film 7 and an upper electrode 8 made of polysilicon are formed on a cylindrical capacitor lower electrode 11 having an uneven side wall in the same manner as in a normal cylindrical capacitor manufacturing process. Are formed and patterned to form a concave-convex cylindrical capacitor.
Therefore, the surface of the capacitor lower electrode 11 is made uneven in a simple and few steps with good controllability and the surface area of the capacitor lower electrode 11 is increased, so that the capacitor capacity can be sufficiently secured.
【0039】さらに、実施の形態2と同様にして、円筒
形キャパシタ下部電極11の底面部の上面を凹凸状に形
成すればさらにキャパシタ下部電極11の表面積を増大
させることができる。Further, in the same manner as in the second embodiment, if the upper surface of the bottom portion of the cylindrical capacitor lower electrode 11 is formed in an uneven shape, the surface area of the capacitor lower electrode 11 can be further increased.
【0040】ここでは、ポリシリコン中に含まれる不純
物としてリンを用いた場合について説明したが、ヒ素ま
たはアンチモンを用いても良い。また、キャパシタ下部
電極11がポリシリコンの場合について説明したが、ア
モルファスシリコンを用いても良い。Here, a case where phosphorus is used as an impurity contained in polysilicon has been described, but arsenic or antimony may be used. Although the case where the capacitor lower electrode 11 is made of polysilicon has been described, amorphous silicon may be used.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、半導体
基板上に絶縁膜を形成し、上記絶縁膜上に不純物を含ま
ないポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不
純物を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン
膜とを交互に順次堆積して積層を形成する工程と、上記
積層を熱酸化して上記積層表面に熱酸化膜を形成する工
程と、上記熱酸化膜を除去することにより、上記積層側
面に凹凸を形成する工程とを備えるようにしたので、簡
単で少ない工程で制御性良くポリシリコン膜またはアモ
ルファスシリコン膜の積層の表面を凹凸状とでき、表面
積の増大を図ることができる。As described above, according to the present invention, an insulating film is formed on a semiconductor substrate, and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous film containing impurities are formed on the insulating film. Forming a stack by alternately sequentially depositing a silicon film and forming a stack; forming a thermal oxide film on the stack surface by thermally oxidizing the stack; and removing the thermal oxide film to form the stack side surface. And the step of forming irregularities on the surface of the polysilicon film or the amorphous silicon film can be made uneven with simple and small steps with good controllability, and the surface area can be increased.
【0042】また、半導体基板上に絶縁膜を形成し、上
記絶縁膜をエッチングして上記絶縁膜に凹部を形成する
工程と、上記凹部を含む上記絶縁膜上に不純物を含まな
いポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純
物を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜
とを交互に順次堆積して積層を形成する工程と、上記積
層を上記絶縁膜が露出するまでエッチングして上記凹部
内に上記積層を埋め込む工程と、上記積層を熱酸化して
上記積層上面に熱酸化膜を形成する工程と、上記熱酸化
膜および上記積層側面の上記絶縁膜を除去することによ
り、上記積層上面に凹凸を形成する工程とを備えるよう
にしたので、簡単で少ない工程で制御性良くポリシリコ
ン膜またはアモルファスシリコン膜の積層の表面を凹凸
状とでき、表面積の増大を図ることができる。A step of forming an insulating film on the semiconductor substrate and etching the insulating film to form a recess in the insulating film; and forming a polysilicon film containing no impurities on the insulating film including the recess. Forming a stack by alternately sequentially depositing an amorphous silicon film and a polysilicon film containing impurities or an amorphous silicon film, and embedding the stack in the recess by etching the stack until the insulating film is exposed. Forming a thermal oxide film on the upper surface of the stack by thermally oxidizing the stack, and forming irregularities on the upper surface of the stack by removing the thermal oxide film and the insulating film on the side surfaces of the stack. The surface of the laminated polysilicon film or amorphous silicon film can be made uneven with good controllability in simple and few steps, and the surface area can be reduced. It is possible to increase.
【0043】また、CVD法において不純物を含むガス
の流量を制御することにより不純物を含まないポリシリ
コン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を含むポ
リシリコン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互に
順次堆積して積層を形成するようにしたので、簡単な工
程で制御性良く積層を形成することができる。Also, by controlling the flow rate of the gas containing impurities in the CVD method, a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities are alternately sequentially deposited and laminated. Is formed, a stack can be formed with a simple process with good controllability.
【0044】また、スパッタ法により不純物を含まない
ポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物
を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と
を交互に順次堆積して積層を形成するようにしたので、
簡単な工程で制御性良く積層を形成することができる。Further, since a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities are alternately and sequentially deposited by sputtering to form a laminate,
A laminate can be formed with a simple process with good controllability.
【0045】また、CVD法でポリシリコン膜またはア
モルファスシリコン膜を堆積させた後、イオン注入法に
より所望の深さに不純物を打ち込むことにより不純物を
含まないポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜
と不純物を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリ
コン膜との積層を形成するようにしたので、簡単な工程
で制御性良く積層を形成することができる。After a polysilicon film or an amorphous silicon film is deposited by the CVD method, an impurity is implanted to a desired depth by an ion implantation method, so that a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and an impurity are contained. Since a stack with a polysilicon film or an amorphous silicon film is formed, a stack can be formed with a simple process with good controllability.
【0046】また、不純物がリン,ヒ素,アンチモンの
いずれかであるようにしたので、ポリシリコンまたはア
モルファスシリコン表面に熱酸化膜を形成する際の酸化
速度が不純物濃度に依存し、形成される酸化膜厚が異な
るのでポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜表
面に凹凸形状を形成でき、表面積の増大を図ることがで
きる。Further, since the impurity is any one of phosphorus, arsenic and antimony, the oxidation rate when forming a thermal oxide film on the surface of polysilicon or amorphous silicon depends on the impurity concentration, and Since the film thickness is different, an uneven shape can be formed on the surface of the polysilicon film or the amorphous silicon film, and the surface area can be increased.
【0047】また、凹凸を備えた積層をキャパシタ下部
電極とするようにしたので、キャパシタ下部電極の表面
積を増大でき、素子が微細化されてもキャパシタ容量を
十分確保することができる。Further, since the laminated structure having the irregularities is used as the capacitor lower electrode, the surface area of the capacitor lower electrode can be increased, and the capacitor capacity can be sufficiently secured even if the element is miniaturized.
【図1】 この発明の実施の形態1のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for forming a capacitor lower electrode according to Embodiment 1 of the present invention;
【図2】 この発明の実施の形態1のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a method for forming a capacitor lower electrode according to the first embodiment of the present invention;
【図3】 この発明の実施の形態1のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the first embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態1のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the first embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態1のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the first embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 6 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 7 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図8】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 8 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図9】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部電
極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 9 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図10】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部
電極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 10 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図11】 この発明の実施の形態2のキャパシタ下部
電極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 11 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the second embodiment of the present invention.
【図12】 この発明の実施の形態3のキャパシタ下部
電極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 12 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the third embodiment of the present invention.
【図13】 この発明の実施の形態3のキャパシタ下部
電極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 13 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the third embodiment of the present invention.
【図14】 この発明の実施の形態3のキャパシタ下部
電極の形成方法を示す工程断面図である。FIG. 14 is a process sectional view illustrating the method of forming the capacitor lower electrode according to the third embodiment of the present invention.
【図15】 従来のキャパシタ下部電極の粗面化方法を
示す工程断面図である。FIG. 15 is a process sectional view showing a conventional method for roughening the capacitor lower electrode.
【図16】 従来のキャパシタ下部電極の粗面化方法を
示す工程断面図である。FIG. 16 is a process cross-sectional view showing a conventional method for roughening a capacitor lower electrode.
【図17】 従来のキャパシタ下部電極の粗面化方法を
示す工程断面図である。FIG. 17 is a process sectional view showing a conventional method of roughening the capacitor lower electrode.
1 シリコンウエハ、2 シリコン酸化膜、5a リン
を含まないポリシリコン、5b リンを含むポリシリコ
ン、6 熱酸化膜、9 凹部、5,10,11 キャパ
シタ下部電極。Reference Signs List 1 silicon wafer, 2 silicon oxide film, 5a phosphorus-free polysilicon, 5b phosphorus-containing polysilicon, 6 thermal oxide film, 9 concave portion, 5, 10, 11 capacitor lower electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大津 良孝 兵庫県伊丹市瑞原四丁目1番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 林 朋彦 兵庫県伊丹市瑞原四丁目1番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshitaka Otsu 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Ryoden Semiconductor System Engineering Co., Ltd. (72) Tomohiko Hayashi 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Ryoden Semiconductor System Engineering Co., Ltd.
Claims (7)
縁膜上に不純物を含まないポリシリコン膜またはアモル
ファスシリコン膜と不純物を含むポリシリコン膜または
アモルファスシリコン膜とを交互に順次堆積して積層を
形成する工程と、上記積層を熱酸化して上記積層表面に
熱酸化膜を形成する工程と、上記熱酸化膜を除去するこ
とにより、上記積層側面に凹凸を形成する工程とを備え
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。An insulating film is formed on a semiconductor substrate, and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities are alternately deposited on the insulating film. Forming a laminate, thermally oxidizing the laminate to form a thermal oxide film on the laminate surface, and removing the thermal oxide film to form irregularities on the laminate side surfaces. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
縁膜をエッチングして上記絶縁膜に凹部を形成する工程
と、上記凹部を含む上記絶縁膜上に不純物を含まないポ
リシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を
含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜とを
交互に順次堆積して積層を形成する工程と、上記積層を
上記絶縁膜が露出するまでエッチングして上記凹部内に
上記積層を埋め込む工程と、上記積層を熱酸化して上記
積層上面に熱酸化膜を形成する工程と、上記熱酸化膜お
よび上記積層側面の上記絶縁膜を除去することにより、
上記積層上面に凹凸を形成する工程とを備えたことを特
徴とする半導体装置の製造方法。A step of forming an insulating film on the semiconductor substrate and etching the insulating film to form a recess in the insulating film; and forming a polysilicon film containing no impurities on the insulating film including the recess. Forming a stack by alternately sequentially depositing an amorphous silicon film and a polysilicon film containing impurities or an amorphous silicon film, and embedding the stack in the recess by etching the stack until the insulating film is exposed. And forming a thermal oxide film on the upper surface of the stack by thermally oxidizing the stack, by removing the thermal oxide film and the insulating film on the side surface of the stack,
Forming a concavo-convex pattern on the upper surface of the layered structure.
量を制御することにより不純物を含まないポリシリコン
膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を含むポリシ
リコン膜またはアモルファスシリコン膜とを交互に順次
堆積して積層を形成するようにしたことを特徴とする請
求項1ないし2のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。3. A polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurity and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing an impurity are alternately sequentially deposited and stacked by controlling a flow rate of a gas containing an impurity in a CVD method. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed.
シリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不純物を含
むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜とを交
互に順次堆積して積層を形成するようにしたことを特徴
とする請求項1ないし2のいずれかに記載の半導体装置
の製造方法。4. A stacked structure is formed by alternately sequentially depositing a polysilicon film or an amorphous silicon film containing no impurities and a polysilicon film or an amorphous silicon film containing impurities by a sputtering method. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
ファスシリコン膜を堆積させた後、イオン注入法により
所望の深さに不純物を打ち込むことにより不純物を含ま
ないポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜と不
純物を含むポリシリコン膜またはアモルファスシリコン
膜との積層を形成するようにしたことを特徴とする請求
項1記載の半導体装置の製造方法。5. After depositing a polysilicon film or an amorphous silicon film by a CVD method, an impurity is implanted to a desired depth by an ion implantation method, and the polysilicon film or the amorphous silicon film containing no impurities and the impurities are contained. 2. The method according to claim 1, wherein a lamination with a polysilicon film or an amorphous silicon film is formed.
れかであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
かに記載の半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity is any one of phosphorus, arsenic, and antimony.
とする請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体装置
の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a layer having irregularities is used as a capacitor lower electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16582397A JPH1117109A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16582397A JPH1117109A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1117109A true JPH1117109A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=15819686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16582397A Pending JPH1117109A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1117109A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100507865B1 (en) * | 2000-08-31 | 2005-08-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for manufacturing capacitor in semiconductor device |
WO2012033305A2 (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 주식회사 유진테크 | Method for manufacturing a semiconductor device |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16582397A patent/JPH1117109A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100507865B1 (en) * | 2000-08-31 | 2005-08-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for manufacturing capacitor in semiconductor device |
WO2012033305A2 (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-15 | 주식회사 유진테크 | Method for manufacturing a semiconductor device |
WO2012033305A3 (en) * | 2010-09-06 | 2012-06-28 | 주식회사 유진테크 | Method for manufacturing a semiconductor device |
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