JPH11177056A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor device and its manufactureInfo
- Publication number
- JPH11177056A JPH11177056A JP9346372A JP34637297A JPH11177056A JP H11177056 A JPH11177056 A JP H11177056A JP 9346372 A JP9346372 A JP 9346372A JP 34637297 A JP34637297 A JP 34637297A JP H11177056 A JPH11177056 A JP H11177056A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- film
- capacitor
- forming
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 130
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 12
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 10
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法、特にメモリ装置に用いるキャパシタに関する
ものである。The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a capacitor used in a memory device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化に伴
い、最小加工寸法の微細化とともにメモリセルの微細化
も進む一方である。ところが、メモリセル面積を小さく
してもキャパシタ容量(蓄積容量:Cs)はセンス感度
やソフトエラー等の点からあまり小さくすることはでき
ない。これを解決する方法として、キャパシタを3次元
的に形成して小さなセル面積でキャパシタ表面積をでき
るだけ大きくしてキャパシタ容量を稼ぐ方法が検討され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor integrated circuits have become more highly integrated, memory cells have been miniaturized along with miniaturization of minimum processing dimensions. However, even if the memory cell area is reduced, the capacitance of the capacitor (storage capacitance: Cs) cannot be reduced too much in terms of sense sensitivity and soft error. As a method of solving this, a method of forming a capacitor three-dimensionally and increasing the capacitor surface area with a small cell area as much as possible to increase the capacitor capacity has been studied.
【0003】しかしながら、0.15ミクロン程度のデ
ザインルールの世代(1GビットDRAM世代相当)に
なってくると、複雑な3次元形状をしたストレージノー
ド電極(SN電極)の加工がしだいに難しくなってきて
いる。また、微細で複雑に加工されたSN電極上にキャ
パシタ絶縁膜、その上にプレート電極(PL電極)をコ
ンフォーマルに堆積することも困難になってきている。
また、キャパシタ絶縁膜上に電極膜を堆積する際に下地
のキャパシタ絶縁膜にダメージを与えるという問題も生
じる。さらに、これら複雑な電極やキャパシタ絶縁膜を
加工するための工程数が多くなるという問題もある。However, with the generation of design rules of about 0.15 μm (corresponding to the 1 Gbit DRAM generation), it becomes increasingly difficult to process storage node electrodes (SN electrodes) having complicated three-dimensional shapes. ing. It has also become difficult to conformally deposit a capacitor insulating film on a fine and complicatedly processed SN electrode and a plate electrode (PL electrode) thereon.
In addition, when depositing the electrode film on the capacitor insulating film, there is a problem that the underlying capacitor insulating film is damaged. Further, there is a problem that the number of steps for processing these complicated electrodes and capacitor insulating films increases.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
のキャパシタ構造では、微細で複雑に加工された電極上
にキャパシタ絶縁膜をコンフォーマルに堆積することが
困難であり、また、電極膜を堆積する際に下地のキャパ
シタ絶縁膜にダメージを与えるという問題、さらに工程
数が多くなるという問題もあった。As described above, in the above-described conventional capacitor structure, it is difficult to conformally deposit a capacitor insulating film on a fine and complicatedly processed electrode. There is also a problem that the underlying capacitor insulating film is damaged during the deposition, and that the number of steps is increased.
【0005】本発明は、上記従来の問題に対してなされ
たものであり、キャパシタ絶縁膜をコンフォーマルに堆
積する必要がなく、電極膜の堆積によるキャパシタ絶縁
膜へのダメージを回避することができ、しかも簡単な工
程でキャパシタを形成することが可能な半導体装置及び
そ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-mentioned conventional problems, and it is not necessary to conformally deposit a capacitor insulating film, and it is possible to avoid damage to the capacitor insulating film due to deposition of an electrode film. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device capable of forming a capacitor by a simple process and a method for manufacturing the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法(製造方法A)は、半導体基板の主面側にキ
ャパシタの一方の電極及び他方の電極を形成する工程
と、その後に前記キャパシタの一方の電極及び他方の電
極の側面に接するキャパシタの誘電体膜を形成する工程
とを有し、前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極
とこれらの側壁に挟まれた前記誘電体膜とによってキャ
パシタを形成することを特徴とする。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (manufacturing method A) includes a step of forming one electrode and another electrode of a capacitor on a main surface side of a semiconductor substrate, and thereafter, Forming a dielectric film of the capacitor in contact with a side surface of one electrode and the other electrode of the capacitor, the dielectric film sandwiched between the one electrode and the other electrode of the capacitor and the side walls thereof; A capacitor is formed by the method.
【0007】前記一方の電極は例えばSN電極、他方の
電極は例えばPL電極である。これらの電極の構成材料
には、例えばRu等その酸化物が導電性を有する金属等
を用いることができる。また、前記誘電体膜には、例え
ば(Ba,Sr)TiO3 膜等の高誘電体膜等を用いる
ことが好ましいが、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等
を用いることも可能である。The one electrode is, for example, an SN electrode, and the other electrode is, for example, a PL electrode. As a constituent material of these electrodes, for example, a metal such as Ru whose oxide has conductivity can be used. It is preferable to use a high dielectric film such as a (Ba, Sr) TiO 3 film as the dielectric film, but it is also possible to use a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【0008】前記発明によれば、一方の電極と他方の電
極の側壁に挟まれた領域にキャパシタ誘電体膜を形成す
るので、キャパシタ絶縁膜をコンフォーマルに堆積する
必要がない。また、一方の電極と他方の電極とを形成し
た後にキャパシタ誘電体膜を形成するので、電極膜の堆
積によるキャパシタ絶縁膜へのダメージを回避すること
ができる。また、複雑な電極加工等を行わなくてもよい
ので、キャパシタを作製する際の工程数を削減すること
が可能である。さらに、一方の電極と他方の電極の側壁
に挟まれた領域にキャパシタ誘電体膜が形成されるの
で、電極の膜厚(基板面と垂直な方向の膜厚)を厚くす
ることにより、キャパシタの容量を大きくすることがで
きる。According to the invention, since the capacitor dielectric film is formed in the region sandwiched between the one electrode and the other electrode, there is no need to conformally deposit the capacitor insulating film. Further, since the capacitor dielectric film is formed after forming one electrode and the other electrode, damage to the capacitor insulating film due to deposition of the electrode film can be avoided. Further, since it is not necessary to perform complicated electrode processing or the like, the number of steps for manufacturing a capacitor can be reduced. Furthermore, since a capacitor dielectric film is formed in a region sandwiched between the side walls of one electrode and the other electrode, increasing the thickness of the electrode (the thickness in the direction perpendicular to the substrate surface) increases The capacity can be increased.
【0009】前記製造方法Aに基づく製造方法として、
以下の製造方法B及びCをあげることができる。製造方
法Bは、半導体基板の主面側にキャパシタの一方の電極
を形成する工程と、このキャパシタの一方の電極の側壁
にダミー膜を形成する工程と、このダミー膜の間隙を埋
めるようにキャパシタの他方の電極を形成する工程と、
前記ダミー膜を除去する工程と、このダミー膜が除去さ
れた領域にキャパシタの誘電体膜を形成する工程とを有
し、前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極とこれ
らの側壁に挟まれた前記誘電体膜とによってキャパシタ
を形成することを特徴とする。As a production method based on the production method A,
The following production methods B and C can be given. The manufacturing method B includes a step of forming one electrode of the capacitor on the main surface side of the semiconductor substrate, a step of forming a dummy film on a side wall of the one electrode of the capacitor, and a step of filling the gap between the dummy films. Forming the other electrode of
Removing the dummy film, and forming a dielectric film of the capacitor in a region where the dummy film has been removed, the capacitor being sandwiched between one electrode and the other electrode of the capacitor and their side walls. A capacitor is formed with the dielectric film.
【0010】前記製造方法Bによれば、一方の電極の側
壁に形成されたダミー膜が除去された領域にキャパシタ
誘電体膜を形成するので、側壁部のダミー膜の膜厚でキ
ャパシタ誘電体膜の厚さが決めらる。したがって、膜厚
の薄いキャパシタ誘電体膜を得ることが可能であり、キ
ャパシタの容量を大きくすることができる。According to the manufacturing method B, since the capacitor dielectric film is formed in the region where the dummy film formed on the side wall of the one electrode is removed, the capacitor dielectric film has the thickness of the dummy film on the side wall portion. Thickness is decided. Therefore, a capacitor dielectric film having a small thickness can be obtained, and the capacitance of the capacitor can be increased.
【0011】製造方法Cは、半導体基板の主面側にキャ
パシタの一方の電極及び他方の電極を同時に形成する工
程と、この同時に形成されたキャパシタの一方の電極及
び他方の電極の側面に接するキャパシタの誘電体膜を形
成する工程とを有し、前記キャパシタの一方の電極及び
他方の電極とこれらの側壁に挟まれた前記誘電体膜とに
よってキャパシタを形成することを特徴とする。In the manufacturing method C, one electrode and the other electrode of the capacitor are simultaneously formed on the main surface side of the semiconductor substrate, and the capacitor in contact with the side surface of the one electrode and the other electrode of the capacitor formed at the same time. Forming a dielectric film, wherein one electrode and the other electrode of the capacitor and the dielectric film sandwiched between these side walls form a capacitor.
【0012】前記製造方法Cによれば、キャパシタの一
方の電極及び他方の電極を同時に形成するので、キャパ
シタを作製する際の工程数をより少なくすることが可能
となる。According to the manufacturing method C, since the one electrode and the other electrode of the capacitor are formed simultaneously, the number of steps for manufacturing the capacitor can be further reduced.
【0013】また、前記製造方法Cにおいて、前記キャ
パシタの一方の電極及び他方の電極を同時に形成する工
程は、キャパシタの一方の電極及び他方の電極となる導
電体膜を形成する工程と、この導電体膜上に第1のマス
ク膜を形成する工程と、この第1のマスク膜の側壁に第
2のマスク膜を形成する工程と、前記第1及び第2のマ
スク膜をマスクとして前記導電体膜を除去する工程とか
らなることが効果的である。In the manufacturing method C, the step of simultaneously forming one electrode and the other electrode of the capacitor includes the step of forming a conductor film to be one electrode and the other electrode of the capacitor, Forming a first mask film on the body film, forming a second mask film on a side wall of the first mask film, and using the first and second mask films as a mask to form the conductor It is effective to include a step of removing the film.
【0014】この方法によれば、第1のマスク膜の側壁
に第2のマスク膜を形成するので、リソグラフィで決ま
る寸法よりも第1のマスク膜の側壁に形成された第2の
マスク膜の膜厚の2倍分だけ一方の電極及び他方の電極
の間隙を狭くすることができる。したがって、膜厚の薄
いキャパシタ誘電体膜を形成することが可能であり、キ
ャパシタの容量を大きくすることができる。According to this method, since the second mask film is formed on the side wall of the first mask film, the size of the second mask film formed on the side wall of the first mask film is smaller than the dimension determined by lithography. The gap between one electrode and the other electrode can be reduced by twice the film thickness. Therefore, it is possible to form a capacitor dielectric film having a small thickness, and it is possible to increase the capacitance of the capacitor.
【0015】また、前記製造方法A〜Cにおいて、前記
キャパシタの一方の電極を互いに離間させて複数形成す
るとともに、前記キャパシタの他方の電極を前記複数の
一方の電極を囲むように形成することが好ましい。Further, in the above-mentioned manufacturing methods A to C, a plurality of one electrodes of the capacitor may be formed apart from each other, and the other electrode of the capacitor may be formed so as to surround the plurality of one electrodes. preferable.
【0016】このようにすれば、一方の電極とその側壁
の周囲を取り囲む他方の電極とによってキャパシタ誘電
体膜が挟まれるため、キャパシタの面積を大きくとるこ
とができ、キャパシタの容量を増大させることができ
る。According to this structure, since the capacitor dielectric film is sandwiched between one electrode and the other electrode surrounding the periphery of the side wall, the area of the capacitor can be increased, and the capacitance of the capacitor can be increased. Can be.
【0017】なお、一方の電極の形状は四角柱等の多角
柱でもよいが、円柱や楕円柱等のようにコーナー部がな
い形状或いはコーナー部を丸める形状とすることによ
り、コーナー部での電界集中によるキャパシタ絶縁膜の
耐圧の劣化を防止することができる。The shape of one of the electrodes may be a polygonal prism such as a quadrangular prism, or the like. Deterioration of the withstand voltage of the capacitor insulating film due to concentration can be prevented.
【0018】本発明に係る半導体装置は、半導体基板の
主面側にほぼ一様な厚さで形成されたキャパシタの一方
の電極及び他方の電極と、前記キャパシタの一方の電極
及び他方の電極の側面に接するキャパシタの誘電体膜と
を有し、前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極と
これらの側壁に挟まれた前記誘電体膜とによってキャパ
シタが構成されていることを特徴とする。According to the semiconductor device of the present invention, one electrode and the other electrode of a capacitor formed on the main surface side of the semiconductor substrate with substantially uniform thickness, and one electrode and the other electrode of the capacitor are provided. It has a dielectric film of a capacitor in contact with a side surface, and the capacitor is constituted by one electrode and the other electrode of the capacitor and the dielectric film sandwiched between these side walls.
【0019】前記発明によれば、キャパシタの一方の電
極及び他方の電極に無用な凹凸が形成されていないた
め、凹凸が形成されている場合に比べて電極の面積を小
さくすることができ、半導体装置のチップ全体の面積を
低減することができる。According to the invention, since the useless unevenness is not formed on one electrode and the other electrode of the capacitor, the area of the electrode can be reduced as compared with the case where the unevenness is formed, and The area of the entire chip of the device can be reduced.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る
DRAMのメモリセルの概略構成を示した図であり、同
図(a)はその平面図、同図(b)は同図(a)のA−
A´断面図である。また、図2は図1に示したメモリセ
ルを複数配列したとき(ここでは4ビット分配列してい
る)の概略構成を示す平面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a memory cell of a DRAM according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG.
It is A 'sectional drawing. FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration when a plurality of memory cells shown in FIG. 1 are arranged (here, arranged for 4 bits).
【0021】図1において、p型シリコン基板11(又
はn型シリコン基板でもよい)上には、トレンチ型の素
子分離12が形成されており、ゲート絶縁膜13、ワー
ド線となるゲート電極(例えば、ポリSi膜14及びW
Si2 膜15からなるポリサイド構造)、ゲートキャッ
プ膜16、シリコン窒化膜からなるゲート側壁膜17及
びソース・ドレイン拡散層18によってMOSトランジ
スタが形成されている。また、層間絶縁膜19、21、
22及びエッチングのストッパー膜24に対して形成さ
れた開口部内には、ソース・ドレイン拡散層18に接続
されるn+ 多結晶シリコン膜20及びタングステン膜
(W膜)23が形成されている。In FIG. 1, a trench-type element isolation 12 is formed on a p-type silicon substrate 11 (or an n-type silicon substrate), and a gate insulating film 13 and a gate electrode (for example, a word line) are formed. , Poly-Si film 14 and W
A MOS transistor is formed by the polycide structure composed of the Si 2 film 15, the gate cap film 16, the gate side wall film 17 composed of the silicon nitride film, and the source / drain diffusion layers. Further, interlayer insulating films 19, 21,
An n + polycrystalline silicon film 20 and a tungsten film (W film) 23 connected to the source / drain diffusion layers 18 are formed in openings formed in the stopper film 22 and the etching stopper film 24.
【0022】タングステン膜23にはキャパシタの一方
の電極となるストレージノード電極(SN電極)25
(例えばルテニウム膜(Ru膜)を用いる)が接続さ
れ、このSN電極25を囲むようにキャパシタの他方の
電極となるプレート電極(PL電極)27(例えばルテ
ニウム膜(Ru膜)を用いる)が形成されており、SN
電極25及びPL電極27の側壁に挟まれた領域並びに
SN電極25上及びPL電極27上にはキャパシタ絶縁
膜28(例えば(Ba,Sr)TiO3 膜を用いる)が
形成されている(図1(a)では、便宜上、SN電極2
5及びPL電極27の側壁に挟まれた領域のみキャパシ
タ絶縁膜28のハッチングをしている。)。なお、キャ
パシタ絶縁膜28は、SN電極25及びPL電極27の
側壁に挟まれた領域に形成されていればよく、SN電極
25上及びPL電極27上には必ずしも形成されていな
くてもよい。DRAMのメモリセルの構成要素となるキ
ャパシタは、SN電極25、PL電極27及びこれらの
側壁に挟まれた領域に形成されたキャパシタ絶縁膜28
によって構成されることになる。A storage node electrode (SN electrode) 25 serving as one electrode of a capacitor is formed on the tungsten film 23.
(For example, a ruthenium film (Ru film) is connected), and a plate electrode (PL electrode) 27 (for example, a ruthenium film (Ru film) is used), which is the other electrode of the capacitor, is formed so as to surround the SN electrode 25. And SN
A capacitor insulating film 28 (for example, using a (Ba, Sr) TiO 3 film) is formed on a region sandwiched between the side walls of the electrode 25 and the PL electrode 27, and on the SN electrode 25 and the PL electrode 27 (FIG. 1). (A), for convenience, the SN electrode 2
Only the region between the side walls of the fifth and PL electrodes 27 is hatched in the capacitor insulating film 28. ). Note that the capacitor insulating film 28 only needs to be formed in a region sandwiched between the sidewalls of the SN electrode 25 and the PL electrode 27, and does not necessarily need to be formed on the SN electrode 25 and the PL electrode 27. A capacitor which is a component of a DRAM memory cell includes an SN electrode 25, a PL electrode 27, and a capacitor insulating film 28 formed in a region sandwiched between these side walls.
Will be composed by
【0023】次に、図1及び図2に示した半導体装置を
作製するための第1の製造方法例について説明する。ま
ず、図3(a)に示すように、不純物濃度5×1015c
m-3程度のp型シリコン基板11(又はn型シリコン基
板でもよい)の(100)面にnチャネルトランジスタ
領域にはpウエル(pチャネルトランジスタ領域にはn
ウエル)を形成する(図示せず)。続いて、例えば反応
性イオンエッチング(RIE)法を用いてSi基板11
に溝を掘り、この溝に絶縁膜を埋め込んでいわゆるトレ
ンチ型の素子分離12(トレンチ深さ約0.2μm程
度)を形成する。Next, a first example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, as shown in FIG. 3A, the impurity concentration is 5 × 10 15 c
On the (100) plane of the p-type silicon substrate 11 (or n-type silicon substrate) of about m −3 , a p-well (n is
(Well) (not shown). Subsequently, the Si substrate 11 is formed using, for example, a reactive ion etching (RIE) method.
A so-called trench type element isolation 12 (trench depth of about 0.2 μm) is formed by burying an insulating film in this groove.
【0024】次に、厚さ6nm程度のゲート絶縁膜13
を形成し、このゲート絶縁膜上にゲート電極(ワード
線)を形成する。本例では、抵抗を小さくするために、
いわゆるポリサイド構造(例えば、それぞれ膜厚50n
m程度のポリSi膜14及びWSi2 膜15で形成)の
多層膜を採用している。まず、ポリSi膜14及びWS
i2 膜15を成膜した後、WSi2 膜15上に後工程の
自己整合工程時のゲート電極へのエッチングストッパー
として、シリコン窒化膜(Si3 N4 膜)からなるゲー
トキャップ膜16を形成する。その後、このゲートキャ
ップ膜16上にレジストパターン(図示せず)を形成
し、続いてこのレジストパターンをマスクに用いてゲー
トキャップ膜16を加工し、さらに加工されたゲートキ
ャップ膜16をマスクとして、ポリSi膜14及びWS
i2 膜15を加工することにより、ゲート電極を形成す
る。その後、ゲート電極と低濃度の不純物拡散層18
(後の工程で形成される)との耐圧を向上させるため
に、例えば1050℃の酸素雰囲気で100秒程度のR
TOによる熱酸化を行ない、いわゆる後酸化膜(図示せ
ず)を形成する。Next, a gate insulating film 13 having a thickness of about 6 nm
Is formed, and a gate electrode (word line) is formed on the gate insulating film. In this example, to reduce the resistance,
A so-called polycide structure (for example, each having a film thickness of 50 n
m of a poly-Si film 14 and a WSi 2 film 15). First, the poly-Si film 14 and the WS
After the i 2 film 15 is formed, a gate cap film 16 made of a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) is formed on the WSi 2 film 15 as an etching stopper for a gate electrode in a later self-alignment process. I do. Thereafter, a resist pattern (not shown) is formed on the gate cap film 16, the gate cap film 16 is processed using the resist pattern as a mask, and the processed gate cap film 16 is used as a mask. Poly Si film 14 and WS
The gate electrode is formed by processing the i 2 film 15. Thereafter, the gate electrode and the low concentration impurity diffusion layer 18 are formed.
(Formed in a later step) to improve the breakdown voltage in an oxygen atmosphere at 1050 ° C. for about 100 seconds, for example.
Thermal oxidation by TO is performed to form a so-called post-oxide film (not shown).
【0025】次に、LDD構造を形成するために、シリ
コン窒化膜(例えば10nm程度の膜厚)を成膜した
後、RIE法を用いた全面エッチングによる側壁残し法
によりゲート側壁膜17を形成する。続いて、レジスト
パターン(図示せず)、ゲートキャップ膜16及びゲー
ト側壁膜17をマスクとして、ソース・ドレインとなる
n- 拡散層18をSi基板11の表面領域にイオン注入
法によって形成する。Next, in order to form an LDD structure, after forming a silicon nitride film (for example, a film thickness of about 10 nm), a gate side wall film 17 is formed by a side wall leaving method by etching the entire surface using RIE. . Subsequently, using a resist pattern (not shown), the gate cap film 16 and the gate side wall film 17 as a mask, an n − diffusion layer 18 serving as a source / drain is formed in the surface region of the Si substrate 11 by ion implantation.
【0026】次に、全面に層間絶縁膜19として例えば
BPSG膜をCVD法で約500nm堆積した後、その
表面を例えばCMP(ケミカル・メカニカル・ポリッシ
ュ)法を用いてゲートキャップ膜16上の層間絶縁膜1
9の膜厚が100nm程度になるように研磨して平坦化
する。Next, a BPSG film, for example, having a thickness of about 500 nm is deposited as an interlayer insulating film 19 on the entire surface by a CVD method, and the surface thereof is subjected to an interlayer insulating film on the gate cap film 16 by, for example, a CMP (chemical mechanical polishing) method. Membrane 1
9 is polished and flattened to a thickness of about 100 nm.
【0027】次に、n- 型不純物拡散層18とビット線
及びSN電極部とのコンタクトを取るためのコンタクト
ホールを層間絶縁膜19に開孔し、n+ 型のポリSi膜
20をこのコンタクトホール内に完全に埋め込む。この
埋め込みには、例えばCMP法を用いる。また、このコ
ンタクトホールのエッチングには、層間絶縁膜19に用
いたBPSG膜とゲートキャップ膜16のシリコン窒化
膜の間でエッチングレートが10以上異なるような、高
選択比RIE法(BPSG膜のエッチングレートがSi
3 N4 膜に比べて10倍以上速い)を用いて自己整合的
に行なう。このようにすることによって、ゲート電極と
ビット線コンタクト部のn+ 型ポリSi膜のショートを
防ぐことができ、製品の歩留まりを向上させることがで
きる。Next, a contact hole for making contact between the n − -type impurity diffusion layer 18 and the bit line and the SN electrode portion is opened in the interlayer insulating film 19, and an n + -type poly-Si film 20 is formed on the contact hole. Embed completely in the hall. For this embedding, for example, a CMP method is used. The contact hole is etched by a high selectivity RIE method (etching of the BPSG film) such that the etching rate differs between the BPSG film used as the interlayer insulating film 19 and the silicon nitride film of the gate cap film 16 by 10 or more. Rate is Si
( 10 times or more faster than 3 N 4 film). By doing so, it is possible to prevent a short circuit between the n + -type poly-Si film at the gate electrode and the bit line contact portion, and to improve the product yield.
【0028】次に、層間絶縁膜21を全面に例えばCV
D法により堆積し、ビット線コンタクト(図示せず)を
ポリSi膜に達するように形成した後、ポリSi膜と電
気的に接続するビット線(例えばタングステン膜を使
用、図示せず)を層間絶縁膜21を介して埋め込み形成
する(いわゆる、CMP法を用いたデュアル・ダマシン
(dual damascene)工程)。その後、全面に層間絶縁膜
22を形成してその表面を平坦化し、さらに、キャパシ
タ形成時に必要となるエッチングストッパー膜として、
シリコン窒化膜24を堆積する。Next, an interlayer insulating film 21 is formed on the entire surface by, for example, CV.
A bit line contact (not shown) is formed so as to reach the poly-Si film by a method D, and a bit line (for example, using a tungsten film, not shown) electrically connected to the poly-Si film is formed between the layers. A buried formation is performed via the insulating film 21 (a so-called dual damascene process using a CMP method). After that, an interlayer insulating film 22 is formed on the entire surface to planarize the surface, and further, as an etching stopper film required when forming a capacitor,
A silicon nitride film 24 is deposited.
【0029】次に、シリコン窒化膜24、層間絶縁膜2
2及び21を順次RIE法などの方法を用いてエッチン
グし、ポリSi膜20に達するコンタクトホールを開孔
する。続いて、タングステン膜23を全面に堆積した
後、CPM法などによりシリコン窒化膜24上のタング
ステン膜を除去して、コンタクトホール内にのみタング
ステン膜23を埋め込む。なお、ここではタングステン
膜を採用したが、ポリSiを用いることも可能である。Next, the silicon nitride film 24 and the interlayer insulating film 2
2 and 21 are sequentially etched using a method such as the RIE method, and a contact hole reaching the poly-Si film 20 is opened. Subsequently, after a tungsten film 23 is deposited on the entire surface, the tungsten film on the silicon nitride film 24 is removed by a CPM method or the like, and the tungsten film 23 is buried only in the contact hole. Although a tungsten film is used here, poly Si can be used.
【0030】次に、図3(b)に示すように、SN電極
として例えばRu膜25を全面に例えばスパッター法で
形成する。次に、図3(c)に示すように、Ru膜25
をRIE法などの方法を用いてエッチングしSN電極の
形状にする。Next, as shown in FIG. 3B, for example, a Ru film 25 is formed as an SN electrode on the entire surface by, for example, a sputtering method. Next, as shown in FIG.
Is etched using a method such as the RIE method to form an SN electrode.
【0031】その後、図4(d)に示すように、TEO
S膜などのダミー絶縁膜26を全面に堆積する。次に、
図4(e)に示すように、ダミー絶縁膜26をRIE法
などの方法を用いてエッチングし、SN電極となるRu
膜25の側壁にのみ残す。Thereafter, as shown in FIG.
A dummy insulating film 26 such as an S film is deposited on the entire surface. next,
As shown in FIG. 4E, the dummy insulating film 26 is etched using a method such as the RIE method, and Ru serving as an SN electrode is formed.
It is left only on the side wall of the film 25.
【0032】次に、図4(f)に示すように、PL電極
として例えばRu膜27を全面に例えばスパッター法で
堆積する。その後、図5(g)に示すように、CMP法
などの方法を用いてRu膜25、27及びダミー絶縁膜
26をエッチバックして平坦化を行う。これにより、S
N電極25の周囲にダミー絶縁膜26を介してPL電極
27が形成される。なお、SN電極及びPL電極となる
膜の成膜には、スパッター法の代わりにCVD法を用い
てもよい。Next, as shown in FIG. 4F, for example, a Ru film 27 is deposited on the entire surface as a PL electrode by, for example, a sputtering method. Thereafter, as shown in FIG. 5G, the Ru films 25 and 27 and the dummy insulating film 26 are etched back using a method such as a CMP method to planarize the Ru films. Thereby, S
A PL electrode 27 is formed around the N electrode 25 with a dummy insulating film 26 interposed therebetween. Note that a CVD method may be used instead of the sputtering method for forming the films to be the SN electrode and the PL electrode.
【0033】次に、図5(h)に示すように、TEOS
膜などのダミー絶縁膜26を例えばNH4 F液等のエッ
チング溶液を用いて選択的に除去する。この時、シリコ
ン窒化膜24がエッチングのストッパーとして機能す
る。なお、ダミー絶縁膜26の選択除去にはRIE法な
どを用いてもよい。Next, as shown in FIG.
The dummy insulating film 26 such as a film is selectively removed using an etching solution such as an NH 4 F solution. At this time, the silicon nitride film 24 functions as an etching stopper. Note that the dummy insulating film 26 may be selectively removed using an RIE method or the like.
【0034】次に、図5(i)に示すように、キャパシ
タ絶縁膜28として例えば(Ba,Sr)TiO3 膜
を、例えばCVD法を用いて全面に堆積する。(Ba,
Sr)TiO3 膜28は、SN電極25及びPL電極2
7の側壁に挟まれた領域並びにSN電極25上及びPL
電極27上に形成されることになる。なお、(Ba,S
r)TiO3 膜28の堆積には、CVD法の代わりにス
パッター法を用いてもよい。この後、(Ba,Sr)T
iO3 膜28を例えばCMP法などを用いてエッチバッ
クして平坦化してもよい。Next, as shown in FIG. 5I, for example, a (Ba, Sr) TiO 3 film is deposited on the entire surface as a capacitor insulating film 28 by using, for example, a CVD method. (Ba,
The Sr) TiO 3 film 28 includes the SN electrode 25 and the PL electrode 2
7 and on the SN electrode 25 and PL
It will be formed on the electrode 27. Note that (Ba, S
r) The TiO 3 film 28 may be deposited by a sputtering method instead of the CVD method. After this, (Ba, Sr) T
The iO 3 film 28 may be etched back using, for example, a CMP method to flatten it.
【0035】以上のようにして、SN電極25、PL電
極27及びこれらの側壁に挟まれた領域に形成されたキ
ャパシタ絶縁膜28によってDRAMのキャパシタが形
成される。As described above, a capacitor of the DRAM is formed by the SN electrode 25, the PL electrode 27, and the capacitor insulating film 28 formed in the region sandwiched between these side walls.
【0036】なお、以上のような製造方法で作製された
複数のメモリセルを配列したときの概略構成を示した平
面図は図2の様になり(SN電極25、PL電極27及
びキャパシタ絶縁膜28のみ示した。キャパシタ絶縁膜
28については、SN電極25及びPL電極27の側壁
に挟まれた領域のみハッチングをしている。)、PL電
極27はウエハ上の全てのキャパシタの共通電極にな
る。FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration when a plurality of memory cells manufactured by the above-described manufacturing method are arranged (the SN electrode 25, the PL electrode 27, and the capacitor insulating film). Only the capacitor insulating film 28 is shown. In the capacitor insulating film 28, only the region sandwiched between the side walls of the SN electrode 25 and the PL electrode 27 is hatched.), And the PL electrode 27 becomes a common electrode of all capacitors on the wafer. .
【0037】なお、上記製造方法ではダミー絶縁膜26
としてTEOS膜を用いたが、これ以外にも、エッチン
グストッパー膜24(本例ではシリコン窒化膜)とSN
電極25(本例ではRu膜)及びPL電極27(本例で
はRu膜)に対して選択的にエッチング除去することが
可能であれば、他の材料を用いてもよい。例えば、BP
SG膜やSOG膜等を採用することが可能である。In the above manufacturing method, the dummy insulating film 26
Although a TEOS film was used as an etching stopper film, the etching stopper film 24 (in this example, a silicon nitride film) and SN
Other materials may be used as long as they can be selectively etched away from the electrode 25 (Ru film in this example) and the PL electrode 27 (Ru film in this example). For example, BP
An SG film, an SOG film, or the like can be used.
【0038】以上述べたように、上記製造方法によれ
ば、SN電極及びPL電極を形成した後にこれらの電極
の側壁に挟まれた領域にキャパシタ絶縁膜を形成する。
従って、複雑で困難なSN電極の加工や複雑な構造を持
つSN電極上へのキャパシタ絶縁膜の堆積などをするこ
となくキャパシタを形成することができるとともに、工
程数の削減を行うことも可能である。また、キャパシタ
の面積は、SN電極、PL電極及びキャパシタ絶縁膜の
膜厚で決定されることから、これらの膜厚をシリコンウ
エハの垂直方向に厚くしていくことで大きくすることが
できる。As described above, according to the above manufacturing method, after the formation of the SN electrode and the PL electrode, the capacitor insulating film is formed in the region sandwiched between the side walls of these electrodes.
Therefore, a capacitor can be formed without performing complicated and difficult processing of an SN electrode or depositing a capacitor insulating film on an SN electrode having a complicated structure, and the number of steps can be reduced. is there. Further, since the area of the capacitor is determined by the film thickness of the SN electrode, the PL electrode, and the capacitor insulating film, the area can be increased by increasing the film thickness in the vertical direction of the silicon wafer.
【0039】次に、図1及び図2に示した半導体装置を
作製するための第2の製造方法例について、図6を参照
して説明する。なお、MOSトランジスタや層間絶縁膜
等の形成については第1の製造方法例の工程(a)と同
様であるため、これらの工程については図3(a)及び
その対応する説明を参照することとし、ここでは詳細な
説明は省略する。Next, a second example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. Note that the formation of the MOS transistor, the interlayer insulating film, and the like is the same as the step (a) of the first manufacturing method example, and thus these steps will be described with reference to FIG. Here, detailed description is omitted.
【0040】図3(a)の工程を終了した後、図6
(a)に示すように、キャパシタのSN電極及びPL電
極としてRu膜31を全面に堆積する。その後、図6
(b)に示すように、例えばリソグラフィ法によってパ
ターニングしたレジスト(図示せず)をマスクとして用
い、RIE法などによってRu膜31をエッチング加工
し、SN電極31a及びPL電極31bを同一工程によ
って同時に形成する。After the step of FIG. 3A is completed, FIG.
As shown in (a), a Ru film 31 is deposited on the entire surface as an SN electrode and a PL electrode of a capacitor. Then, FIG.
As shown in (b), for example, using a resist (not shown) patterned by lithography as a mask, the Ru film 31 is etched by RIE or the like, and an SN electrode 31a and a PL electrode 31b are simultaneously formed in the same step. I do.
【0041】次に、図6(c)に示すように、キャパシ
タ絶縁膜として(Ba,Sr)TiO3 膜32をCVD
法又はスパッター法を用いて堆積する。(Ba,Sr)
TiO3 膜32は、SN電極31a及びPL電極31b
の側壁に挟まれた領域並びにSN電極31a上及びPL
電極31b上に形成されることになる。なお、この後、
(Ba,Sr)TiO3 膜32を、例えばCMP法など
を用いてエッチングし平坦化してもよい。Next, as shown in FIG. 6C, a (Ba, Sr) TiO 3 film 32 is formed as a capacitor insulating film by CVD.
It deposits using the method or the sputtering method. (Ba, Sr)
The TiO 3 film 32 includes an SN electrode 31a and a PL electrode 31b.
Sandwiched between the side walls and on the SN electrode 31a and PL
It will be formed on the electrode 31b. After this,
The (Ba, Sr) TiO 3 film 32 may be etched and flattened using, for example, a CMP method.
【0042】以上のようにして、SN電極31a、PL
電極31b及びこれらの側壁に挟まれた領域に形成され
たキャパシタ絶縁膜32によってDRAMのキャパシタ
が形成される。As described above, the SN electrodes 31a, PL
The capacitor of the DRAM is formed by the electrode 31b and the capacitor insulating film 32 formed in the region sandwiched between these side walls.
【0043】本製造方法例でも第1の製造方法例と同様
の効果を得ることができ、また第1の製造方法例に比べ
て工程数を減らすことができる。次に、図1及び図2に
示した半導体装置を作製するための第3の製造方法例に
ついて、図7を参照して説明する。In this manufacturing method example, the same effect as in the first manufacturing method example can be obtained, and the number of steps can be reduced as compared with the first manufacturing method example. Next, a third example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
【0044】本例は、図6に示した第2の製造方法例の
変更例であり、特に第2の製造方法例の工程(b)に関
係するものである。従って、その他の工程については図
6に示した第2の製造方法例を参照することとし、詳細
な説明は省略する。This example is a modification of the second example of the manufacturing method shown in FIG. 6, and particularly relates to the step (b) of the second example of the manufacturing method. Therefore, the other steps are referred to the example of the second manufacturing method shown in FIG. 6, and the detailed description is omitted.
【0045】図6(a)の工程でSN電極及びPL電極
となるRu膜31を全面に堆積した後、図7(a)に示
すように、Ru膜31上に第1のマスクとして絶縁膜3
3(例えばSiO2 膜)を堆積し、リソグラフィー法と
RIE法を用いて絶縁膜33をエッチング加工する。After a Ru film 31 serving as an SN electrode and a PL electrode is deposited on the entire surface in the step of FIG. 6A, an insulating film is formed on the Ru film 31 as a first mask as shown in FIG. 3
3 (for example, a SiO 2 film) is deposited, and the insulating film 33 is etched using lithography and RIE.
【0046】次に、図7(b)に示すように、第2のマ
スクとして絶縁膜34(例えばSiO2 膜)を例えばC
VD法を用いて全面に堆積した後、RIE法を用いて第
1のマスクとなる絶縁膜34の側壁のみに残す。Next, as shown in FIG. 7B, an insulating film 34 (for example, SiO 2 film) is
After the entire surface is deposited by using the VD method, it is left only on the side wall of the insulating film 34 serving as a first mask by using the RIE method.
【0047】次に、図7(c)に示すように、第1のマ
スク33及び第2のマスク34をマスクとして、RIE
法などを用いてRu膜31をエッチング加工し、SN電
極31a及びPL電極31bを形成する。その後、第1
のマスク33及び第2のマスク34を除去し、続いて図
6(c)のようにして、キャパシタ絶縁膜32の形成等
を行えばよい。Next, as shown in FIG. 7C, RIE is performed using the first mask 33 and the second mask 34 as masks.
The Ru film 31 is etched using a method or the like to form an SN electrode 31a and a PL electrode 31b. Then the first
Then, the mask 33 and the second mask 34 are removed, and then the formation of the capacitor insulating film 32 and the like may be performed as shown in FIG.
【0048】本製造方法例によれば、SN電極とPL電
極との間隙を狭くする、すなわちSN電極とPL電極と
に挟まれたキャパシタ絶縁膜の膜厚を薄くすることがで
き、キャパシタ絶縁膜の容量を増大させることが可能で
ある。すなわち、第1のマスク33どうしの距離(距離
aとする)はリソグラフィーの限界で決まるエッチング
の限界幅であるが、第2のマスク34を第1のマスク3
3の側壁に形成することにより(第1のマスク33の側
壁部における第2のマスク34の膜厚をbとする)、リ
ソグラフィー法で決まるエッチング限界幅aよりも第2
のマスク34の膜厚bの2倍だけ(すなわち、a−2b
の幅)、SN電極とPL電極との間隙を狭く加工するこ
とができる。According to this manufacturing method, the gap between the SN electrode and the PL electrode can be narrowed, that is, the thickness of the capacitor insulating film sandwiched between the SN electrode and the PL electrode can be reduced. Can be increased. That is, the distance between the first masks 33 (the distance a) is the limit width of the etching determined by the limit of the lithography.
3 (the thickness of the second mask 34 at the side wall of the first mask 33 is assumed to be b), the second etching width a is smaller than the etching limit width a determined by the lithography method.
Only twice the film thickness b of the mask 34 (that is, a-2b
And the gap between the SN electrode and the PL electrode can be narrowed.
【0049】なお、以上説明した実施形態ではSN電極
の形状を四角柱としているが、図8に示すように、SN
電極の形状を円柱或いは楕円柱にしてもよい。このよう
にすれば、SN電極25及びPL電極27とキャパシタ
絶縁膜28との接する面に電界集中が生じるようなコー
ナー部がなくなるので、電界集中によるキャパシタ絶縁
膜の耐圧の劣化を防ぐことができる。In the embodiment described above, the shape of the SN electrode is a square pole, but as shown in FIG.
The shape of the electrode may be cylindrical or elliptical. This eliminates a corner where an electric field is concentrated on the surface where the SN electrode 25 and the PL electrode 27 and the capacitor insulating film 28 are in contact with each other, so that deterioration of the withstand voltage of the capacitor insulating film due to the electric field concentration can be prevented. .
【0050】また、図9に示すように、SN電極のコー
ナー部を丸めるようにしても、SN電極25及びPL電
極27とキャパシタ絶縁膜28との接する面に電界集中
が生じるようなコーナー部をなくすことができる。この
場合、図9に示すように、SN電極の上面の短径をa、
長径をbとし、コーナー部の丸みを曲率半径rで表した
場合、“b≧a”の条件に対し、rが“a/4≦r≦3
a/4”の範囲内にあるようにすることが好ましい。As shown in FIG. 9, even if the corner of the SN electrode is rounded, the corner where the electric field is concentrated on the surface where the SN electrode 25 and the PL electrode 27 are in contact with the capacitor insulating film 28 is formed. Can be eliminated. In this case, as shown in FIG.
When the major axis is b and the roundness of the corner is represented by the radius of curvature r, r is “a / 4 ≦ r ≦ 3” for the condition “b ≧ a”.
It is preferable to be within the range of a / 4 ".
【0051】また、キャパシタ絶縁膜としては、(B
a,Sr)TiO3 膜以外にもTa2O5 膜などの高誘
電体膜や(Pb,Zn)TiO3 膜などの強誘電体膜、
さらにSiの酸化物や窒化物などを用いるようにしても
よい。As the capacitor insulating film, (B
a, Sr) In addition to a TiO 3 film, a high dielectric film such as a Ta 2 O 5 film, a ferroelectric film such as a (Pb, Zn) TiO 3 film,
Further, an oxide or nitride of Si may be used.
【0052】また、SN電極及びPL電極には、Ru膜
以外にもPt膜、Re膜、Ir膜、Os膜、Pd膜、R
h膜、Au膜、或いはこれらの酸化物導電体等(例えば
Ru膜が酸化されたRuO2 膜は導電性である)の貴金
属類導電膜を用いることが可能であり、例えばRuO2
膜/Ru膜等の積層構造を用いることも可能である。ま
た、SN電極とPL電極とで異なる材料を用いることも
可能である。In addition to the Ru film, the SN electrode and the PL electrode include a Pt film, a Re film, an Ir film, an Os film, a Pd film, and a R film.
It is possible to use a noble metal conductive film such as an h film, an Au film, or an oxide conductor thereof (for example, a RuO 2 film obtained by oxidizing a Ru film is conductive), for example, RuO 2
It is also possible to use a laminated structure such as a film / Ru film. Further, different materials can be used for the SN electrode and the PL electrode.
【0053】さらに、以上説明した実施形態は、本発明
をDRAMに適用した例であったが、DRAMと同様に
電荷を蓄積して記憶するような半導体記憶素子、例えば
FRAM等に本発明を適用することも可能である。その
他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々
変形して実施可能である。Further, the above-described embodiment is an example in which the present invention is applied to a DRAM. However, the present invention is applied to a semiconductor memory element which accumulates and stores electric charges, for example, an FRAM or the like, like the DRAM. It is also possible. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明によれば、一方の電極と他方の電
極の側壁に挟まれた領域にキャパシタ誘電体膜を形成す
るので、キャパシタ絶縁膜をコンフォーマルに堆積する
必要がない。また、一方の電極と他方の電極とを形成し
た後にキャパシタ誘電体膜を形成するので、電極膜の堆
積によるキャパシタ絶縁膜へのダメージを回避すること
ができる。また、複雑な電極加工等を行わなくてもよい
ので、キャパシタを作製する際の工程数を削減すること
が可能である。さらに、一方の電極と他方の電極の側壁
に挟まれた領域にキャパシタ誘電体膜が形成されるの
で、電極の膜厚を厚くすることにより、キャパシタの容
量を大きくすることができる。According to the present invention, since a capacitor dielectric film is formed in a region sandwiched between a side wall of one electrode and the other electrode, there is no need to conformally deposit a capacitor insulating film. Further, since the capacitor dielectric film is formed after forming one electrode and the other electrode, damage to the capacitor insulating film due to deposition of the electrode film can be avoided. Further, since it is not necessary to perform complicated electrode processing or the like, the number of steps for manufacturing a capacitor can be reduced. Further, since the capacitor dielectric film is formed in a region sandwiched between the one electrode and the other electrode, the capacitance of the capacitor can be increased by increasing the thickness of the electrode.
【図1】本発明の実施形態に係るDRAMのメモリセル
の概略構成を示した図で、(a)はその平面図、(b)
は(a)のA−A´断面図。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a memory cell of a DRAM according to an embodiment of the present invention, FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【図2】図1に示したメモリセルを複数配列したときの
概略構成を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration when a plurality of memory cells shown in FIG. 1 are arranged.
【図3】図1及び図2に示した半導体装置を作製するた
めの第1の製造方法例の一部を示した工程断面図。FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a part of a first example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2;
【図4】図1及び図2に示した半導体装置を作製するた
めの第1の製造方法例の一部を示した工程断面図。FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a part of a first example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2;
【図5】図1及び図2に示した半導体装置を作製するた
めの第1の製造方法例の一部を示した工程断面図。FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a part of a first example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2;
【図6】図1及び図2に示した半導体装置を作製するた
めの第2の製造方法例における主要な工程を示した工程
断面図。FIG. 6 is a process sectional view showing main processes in a second example of the manufacturing method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2;
【図7】図1及び図2に示した半導体装置を作製するた
めの第3の製造方法例における主要な工程を示した工程
断面図。FIG. 7 is a process cross-sectional view showing main processes in a third manufacturing method example for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2;
【図8】本発明の実施形態に係るSN電極の他の形状の
例を示した図。FIG. 8 is a view showing an example of another shape of the SN electrode according to the embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施形態に係るSN電極の他の形状の
例を示した図。FIG. 9 is a diagram showing an example of another shape of the SN electrode according to the embodiment of the present invention.
【符号の説明】 11…シリコン基板 12…素子分離領域 13…ゲート絶縁膜 14…ポリSi膜(ゲート電極) 15…WSi2 膜(ゲート電極) 16…ゲートキャップ膜 17…ゲート側壁膜 18…ソース・ドレイン拡散層 19、21、22…層間絶縁膜 20…n+ 多結晶シリコン膜 23…タングステン膜 24…エッチングのストッパー膜 25…SN電極 26…ダミー絶縁膜 27…PL電極 28…キャパシタ絶縁膜 31a…SN電極 31b…PL電極 32…キャパシタ絶縁膜 33…第1のマスク 34…第2のマスク[Description of Signs] 11 silicon substrate 12 element isolation region 13 gate insulating film 14 poly Si film (gate electrode) 15 WSi 2 film (gate electrode) 16 gate cap film 17 gate side wall film 18 source Drain diffusion layers 19, 21, 22 ... interlayer insulating film 20 ... n + polycrystalline silicon film 23 ... tungsten film 24 ... stopper film for etching 25 ... SN electrode 26 ... dummy insulating film 27 ... PL electrode 28 ... capacitor insulating film 31a ... SN electrode 31b ... PL electrode 32 ... Capacitor insulating film 33 ... First mask 34 ... Second mask
Claims (6)
の電極及び他方の電極を形成する工程と、その後に前記
キャパシタの一方の電極及び他方の電極の側面に接する
キャパシタの誘電体膜を形成する工程とを有し、前記キ
ャパシタの一方の電極及び他方の電極とこれらの側壁に
挟まれた前記誘電体膜とによってキャパシタを形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A step of forming one electrode and the other electrode of a capacitor on a main surface side of a semiconductor substrate, and thereafter, forming a dielectric film of the capacitor in contact with a side surface of the one electrode and the other electrode of the capacitor. And forming a capacitor by using one electrode and the other electrode of the capacitor and the dielectric film sandwiched between these side walls.
の電極を形成する工程と、このキャパシタの一方の電極
の側壁にダミー膜を形成する工程と、このダミー膜の間
隙を埋めるようにキャパシタの他方の電極を形成する工
程と、前記ダミー膜を除去する工程と、このダミー膜が
除去された領域にキャパシタの誘電体膜を形成する工程
とを有し、前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極
とこれらの側壁に挟まれた前記誘電体膜とによってキャ
パシタを形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。A step of forming one electrode of the capacitor on the main surface side of the semiconductor substrate, a step of forming a dummy film on a side wall of the one electrode of the capacitor, and a step of filling the gap between the dummy films. Forming the other electrode of the capacitor, removing the dummy film, and forming a dielectric film of the capacitor in a region where the dummy film has been removed. Forming a capacitor with the electrodes and the dielectric film sandwiched between these side walls.
の電極及び他方の電極を同時に形成する工程と、この同
時に形成されたキャパシタの一方の電極及び他方の電極
の側面に接するキャパシタの誘電体膜を形成する工程と
を有し、前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極と
これらの側壁に挟まれた前記誘電体膜とによってキャパ
シタを形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。3. The step of simultaneously forming one electrode and the other electrode of the capacitor on the main surface side of the semiconductor substrate, and the step of forming the dielectric of the capacitor in contact with the side surfaces of the one electrode and the other electrode of the simultaneously formed capacitor. Forming a capacitor, wherein the capacitor is formed by one electrode and the other electrode of the capacitor and the dielectric film sandwiched between these side walls.
電極を同時に形成する工程は、キャパシタの一方の電極
及び他方の電極となる導電体膜を形成する工程と、この
導電体膜上に第1のマスク膜を形成する工程と、この第
1のマスク膜の側壁に第2のマスク膜を形成する工程
と、前記第1及び第2のマスク膜をマスクとして前記導
電体膜を除去する工程とからなることを特徴とする請求
項3に記載の半導体装置の製造方法。4. The step of simultaneously forming one electrode and the other electrode of the capacitor includes forming a conductor film to be one electrode and the other electrode of the capacitor, and forming a first film on the conductor film. Forming a mask film, forming a second mask film on a side wall of the first mask film, and removing the conductive film using the first and second mask films as a mask. 4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, comprising:
間させて複数形成するとともに、前記キャパシタの他方
の電極を前記複数の一方の電極を囲むように形成するこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein a plurality of one electrodes of the capacitor are formed apart from each other, and the other electrode of the capacitor is formed so as to surround the plurality of one electrodes. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
形成されたキャパシタの一方の電極及び他方の電極と、
前記キャパシタの一方の電極及び他方の電極の側面に接
するキャパシタの誘電体膜とを有し、前記キャパシタの
一方の電極及び他方の電極とこれらの側壁に挟まれた前
記誘電体膜とによってキャパシタが構成されていること
を特徴とする半導体装置。6. One electrode and the other electrode of a capacitor formed on the main surface side of the semiconductor substrate with a substantially uniform thickness;
A capacitor dielectric film that is in contact with the side surfaces of the one electrode and the other electrode of the capacitor; and the capacitor is formed by the one electrode and the other electrode of the capacitor and the dielectric film sandwiched between these side walls. A semiconductor device characterized by being constituted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9346372A JPH11177056A (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Semiconductor device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9346372A JPH11177056A (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11177056A true JPH11177056A (en) | 1999-07-02 |
Family
ID=18382980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9346372A Pending JPH11177056A (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Semiconductor device and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11177056A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007201435A (en) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing therefor |
JP2008305819A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Sanken Electric Co Ltd | Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method |
US7897415B2 (en) | 2005-07-28 | 2011-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ferroelectric recording medium and method of manufacturing the same |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP9346372A patent/JPH11177056A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7897415B2 (en) | 2005-07-28 | 2011-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ferroelectric recording medium and method of manufacturing the same |
JP2007201435A (en) * | 2005-12-27 | 2007-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing therefor |
JP2008305819A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Sanken Electric Co Ltd | Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3466851B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3510923B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2001339054A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US6448134B2 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JP2000196038A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
US20050121713A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JPH1140765A (en) | Semiconductor storage device and its manufacture | |
JP2002324851A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US6281073B1 (en) | Method for fabricating dynamic random access memory cell | |
JPH1050956A (en) | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device | |
JPH10163452A (en) | Semiconductor storage device and its manufacture | |
JPH09162369A (en) | Manufacture of semiconductor memory device | |
JP4053702B2 (en) | Semiconductor memory device and manufacturing method thereof | |
KR100195214B1 (en) | Semiconductor device and its fabrication method | |
KR20030002864A (en) | Method of forming memory device | |
JPH0823079A (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof | |
US6964899B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH10209394A (en) | Semiconductor storage device and its manufacture | |
KR20030037215A (en) | Method of fabricating semiconductor device | |
JPH09232542A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JP3871618B2 (en) | Semiconductor memory device and manufacturing method thereof | |
JPH11177056A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
JP2000260957A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
US20040191929A1 (en) | Integrated circuit devices including an intaglio pattern and methods for fabricating the same | |
JP2001345434A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040409 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070313 |