JPS63293967A - 半導体メモリの製造方法 - Google Patents

半導体メモリの製造方法

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JPS63293967A
JPS63293967A JP62128297A JP12829787A JPS63293967A JP S63293967 A JPS63293967 A JP S63293967A JP 62128297 A JP62128297 A JP 62128297A JP 12829787 A JP12829787 A JP 12829787A JP S63293967 A JPS63293967 A JP S63293967A
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polycrystalline silicon
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輝明 木須
Takashi Takahama
高 高濱
Shinichiro Kimura
紳一郎 木村
Hideo Sunami
英夫 角南
Kazuhiro Oga
大賀 一弘
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Hitachi Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
    • H10B12/318DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments

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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、 D RA M (Dynamic l(a
ndom AccessMemo r y )用電荷蓄
績キャバ7夕の製造方法に係り。
特にOIL細ながら容量の大きなキャパシタの製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
DRAMは3年で4倍という果槓度の同上を実現し、既
に256KからIMへと移行している。
この高果槓化は、いわゆるスフ−リング則と工ばnる素
子寸法の微細化によって達成ちれてきた。
しかし、微細化に伴う蓄積容量の減少のために、S/N
比の低下やα線による信号反転(いわゆるソフトエラー
)等の弊害が顯在化し、信頼性の土で大きな問題となっ
ている。
このため、蓄槓谷itを増加させる目的で、谷量部を慎
み上げ方式にした積み上げ型キャパシタセル(スタック
ド・キャパシタセル)などが従来の平面型キャパシタに
代わるものとして期待さnるようになってきた。なお、
この種の装置として関連するものとしてVよ、 ?!l
えば、 l(oyanagi、dunami 。
1(ashimotoおよびAshikawaらによっ
て1ノベル ハイデンシティ、スタックド キャパシタ
モス  ラム(Novel highdensity 
、 3tackedCapac1tor Mud LO
AM ) ”としてアイ・イーΦイーeイー・インター
ナショナル・エレクトロン・デ1バイシイス・ミーティ
ング(IEnE  Int。
Electron IJevices Meeting
 )のpp348〜p351(1978)において論じ
られている。
第2図は、従来の積み上げ型キャパシタを有するDRA
Mの析面図を示した。図中、 (24Jがワーード線、
(29)がビット森である。ところでDRAMの′電荷
蓄積キャパシタは、図中の多結晶シリコン(26)およ
び(28)で形成されているが、下部゛1極(2B)は
その表面しか利用していない。
〔発明が解決しLうとする問題点」 上記従来技術では、%荷蓄槓千ヤバシタの平面部しか利
用しておらず、特に微細化し罠セルにおいては必ずしも
十分な谷型が得らnているわけではなかった。
本発明の目的は、従来の績み上げ型1)RAMセルと聞
損的には等しいながら、従来のものよりはるかに大きな
蓄積容量を確保できるDRAMRAM用電荷蓄積キャパ
シタ方法を提供することにある。
L問題点全解決するための手段」 上記目的は、L)RAM用電荷蓄積キャパシタの一方の
電極となる多結晶シリコン上に凹部凸部を設けることに
より達成される。
し作用〕 電荷蓄積キャパシタの一方の電極となる多結晶シリコン
上に凹部凸部を設けることにより、より大きな蓄槓容t
が得ら几る。
〔実施例〕
以下、第1図に示した本発明の一実施例を第3図を用い
て説明する。なお、説明を簡潔にするためにi)RAM
のスイッチングトランジスタであるMOSFET (M
etal Qxide Sem1conductor、
Field Effect Transistor)は
従来の方法によって作成されているものとし、電荷蓄積
用キャバ7タ部の製造方法のみを詳述する。
まず、第3図(a)に示したように、公知の方法を用い
てMO8F’ETt−作成し友。ここで、 (301)
播は半導体基板、(302)は素子間分離用酸化シリコ
ン膜% (303)はゲート酸化シリコン膜、(304
)はゲート1極、  (305)μ層間絶縁用酸化シリ
コン膜。
(306)は高濃度不純物拡散層でろる0次に、第3図
(b)のように、全面に公知の方法によp、rR化シリ
コン膜(307) 、および窒化シリコン膜(308)
、および多結晶シリコン(309)、およびば化シリコ
ン膜(310)を連続的に堆積した。
次に、第3図(C)のように、公知のホトリソグラフィ
技術およびドライ加工技術を用い、高濃度不純物拡散m
 (306)上の酸化シリコン膜(310)、多結晶シ
リコン(309)、 窒化シリコン膜(308)、 [
化シリコン膜(3tJ7)の一部を順次装置し、高濃度
不純物拡散層(306)の一部を露出さぞた。この状態
で、再度多結晶シリコン(311)’r堆積嘔せ、高濃
度不純物拡散層(306)と導通嘔ぜた。この導通が良
好なオーミック接触となるために、高濃度不純物拡散層
(306)および多結晶シリコン(309) 。
(311)の導電型は一致させである。
次に、第3図(d)の工うに、電荷蓄積キャパシタの一
方の電極を形成するために、公知のホトリソグラフィ技
術2よびドライ加工技術によって、多結晶シリコン(3
11)、酸化シリコン膜(310)、多結晶シリコン(
309)の一部を順次除去した。
次に、第3図(e)のように、弗酸水溶液を用いたウェ
ットエツチングにより酸化シリコン腺(310)を除去
した。この時、下地には窒化シリコン膜(308)があ
るため、電荷蓄積キャパシタ電極の下部にあるMOSF
ETには、加工上の影響は何ら与えていない。
この弗酸水浴液によるウェットエツチングにより多結晶
シリコン電極は、(2)の圃の形になった。
次に、第3図(f)のように、キャパシタ絶縁膜(31
2)を形成後、多結晶シリコy (313)k堆積し。
公知のホトリソグラフィ技術およびドライ加工技術によ
り上部を極(グレート電極)を形成した。
今回キャパシタ絶縁膜(312)として、よく知られた
熱酸化シリコン膜を用いたが、誘電率の大きい窒化シリ
コン膜または酸化メンタル膜(Ta20S)1あるいは
これらのOL付膜を用いても良ツなお前述のように多結
晶シリコン(309J 、 (311)で形成された下
部電極が(2)の鱒の形になっておシ、キャパシタ絶縁
膜(312)は多結晶シリコン(311)の下部(裏面
)にも形成場れている。最後に眉間絶縁膜として酸化シ
リコン膜(314)’i堆積し、ビット婦コンタクト部
の加工を行ないアルミニタム(315)を堆積した。
次に、第4図に示した本発明の一実施例を第5図を用い
て説明する。なお、説明を簡潔にするためにDRAMの
スイッチングトランジスタであるMOS F E’f’
  (metal   0xide  demicon
ductor1’1eld Effect ’、pra
nsjstor)は、従米の方法によって作成されてい
るものとし、1荷#償用キャパシタ部の製造方法のみを
詳述する。
まず、第5図(a)に示したように、従来の方法を用い
てMO8i?ETk作成した。ここで、 (301)は
半纏体基板、  (302)は素子間分離用酸化7リコ
ン換、  (303)はゲート酸化シリコン膜、  (
304)はゲート電極、  (305)は層間絶縁用酸
化シリコン膜、(306)は高濃度不純物拡散層である
次に、第5図(b)のように、全面に公知の方法により
、酸化シリコン膜(307J 、および窒化シリコン膜
(308)i連続的に堆積した。
次に、第5図(C)のように公知のホトリソグラフィ技
術およびドライ加工技術を用い、高濃度不純物拡散/i
!(306)上の窒化シリコン膜(308)、酸化シリ
コン膜(307)の一部を順次除去し、高濃度不純物層
(306)の一部を露出させた。なお(309)は上記
ドライ加工のマスクとして使用した、ホトレジストであ
る。
次に、第5図(d)のように、ウェットエツチング技術
により窒化シリコン膜(308)の一部金除去した。今
回窒化シリコン膜(308)の床置には、熱り/酸を用
いた。佇回使用したホトレジスト(3(19)および酸
化シリコン(307)は熱りンばに対し耐性があるため
に、窒化シリコンM4(aos)のみが選択的にエツチ
ングできた。
なお、今回は、工程wI11@化のためにホトリソグラ
フィ技術を1回の使用で、熱リン酸のウェットエツチン
グにより窒化シリコンg (308)k選択的に除去し
たが、窒化シリコン膜(3083および酸化シリコン膜
(307)’にそれぞれ別のホトリソグラフィおよび加
工技術により加工し、所望の形状を得ることも、もちろ
ん可能である。
次に、第5図(e)のように、まずホトレジスト(30
9) i除去し、多結晶シリコ7 (310)を堆積し
、高濃度不純物拡散層(306)と導通させた。この導
通が良好なオーミック接触となるために、高濃度不純物
層(306)および多結晶7リコ7 (310)の導電
型は一致させである。とこうで、第5図(d)にて説明
した。窒化シリコン膜(308)の選択エツチングによ
り、堆積した多結晶シリコン(310)にはかなりの凹
部凸部が形成場れた。多結晶シリコン(31υ)全公知
技術により加工後、キャパシタ絶縁膜(311)を形成
した。今回キャパシタ絶縁膜(31υとして、よく知ら
nfC熱散化シリコン膜を用いたが、誘電率の大きい窒
化シリコン膜または酸化タンタル膜(TazlJs)、
めるいはこれらの複合膜を用いても艮い。
最後に、eK5図(f)のように、多結晶シリコン(3
12)を堆積し、上部電極(プv−)*極)を形成した
。その後、ノー間絶縁膜として酸化シリコン(313)
を堆積後、ヒツト線コンタクト部全行ないアルミニウム
(314)を堆積しfc。
〔発明の効果〕
本発明に工れば、DRAMセルにおける電荷蓄積キャパ
シタの占有面積は同じであっても、従来の積み上げ型キ
ャパシタに比べて、3倍以上の蓄槓谷量が得られた。こ
のため、微細なりRAMであっても、S/N比が大さく
、α線によるソフトエラーの強い、信頼性に秀れた半導
体メモリが実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のDRAMメモリセルの縦断
面図、第2図は従来のDRAMメモリセルの縦断面図、
第3図(a)〜(f)は本発明の一実施例を工程1娯に
示した断面図、第4図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第5図(a)〜(りは本発明の他の実施例を工程順
に示した断面図である。 11・・・半導体基板、12・・・素子間分離用酸化シ
リコン膜、13・・・ゲート酸化シリコン膜、14・・
・ゲート電極(ワード線)、15・・・高濃度不純物拡
散層、16・・・多結晶シリコン、17・・・キャパシ
タ絶縁膜、18・・・多結晶シリコン(プレート電極)
。 箪3図 第3図 第4図 第50

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、DRAM用電荷蓄積キャパシタの製造方法において
    、 半導体基板上に第1絶縁膜、および第2絶縁膜、および
    一方の電極の一部となる第1導電層、および第3絶縁膜
    を連続的に堆積させる工程、該第3絶縁膜、および該第
    1導電層、および該第2絶縁膜、および該第1絶縁膜の
    不必要な部分を一括して除去する工程、 該第3絶縁膜上に、一方の電極となる第2導電層を堆積
    させる工程、 該第2導電層、および該第3絶縁膜、および該第1導電
    層の不必要な部分を除去する工程、該第3絶縁膜のみを
    除去する工程、 一方の電極となる該第1導電層および該第2導電層、の
    表面に第4絶縁膜としてキャパシタ絶縁膜を形成する工
    程、 該第4絶縁膜上に他方の電極となる第3導電層を形成す
    る工程、 を有することを特徴とするDRAM用電荷蓄積キャパシ
    タの製造方法。 2、前記該第1絶縁膜および該第3絶縁膜が酸化シリコ
    ン膜、該第2絶縁膜が窒化シリコン膜、該第1導電層お
    よび該第2導電層および該第3導電層が多結晶シリコン
    、 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項のDRA
    M用電荷蓄積キャパシタの製造方法。 3、DRAM用電荷蓄積キャパシタの製造方法において
    、 半導体基板上に第1絶縁膜、および第2絶縁膜を連続的
    に堆積させる工程、 該第2絶縁膜の不必要な部分を選択的に除去する工程、 該第1絶縁膜、および該第2絶縁膜上に、一方の電極と
    なる第1導電層を堆積させる工程、該第2導電層の表面
    に、第3絶縁膜としてキャパシタ絶縁膜を形成する工程
    、 該第3絶縁膜上に他方の電極となる第2導電層を形成す
    る工程、 を有することを特徴とするDRAM用電荷蓄積キャパシ
    タの製造方法。 4、前記該第1絶縁膜が酸化シリコン膜、該第2絶縁膜
    が窒化シリコン膜、該第1導電層および該第2導電層が
    多結晶シリコン、 であることを特徴とする特許請求の範囲第3項のDRA
    M用電荷蓄積キャパシタの製造方法。
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