JP2013182986A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】有底シリンダ型の下部電極の内壁及び外壁を容量として用いるキャパシタでは、下部電極上部を支えるサポート構造を形成するが、装置の微細化に伴い下部電極膜厚も薄膜化され、サポート構造により電極が拠れるという現象が発生する。
【解決手段】コア絶縁膜12よりもウェットエッチングレートの遅い第2の絶縁膜14と第1の絶縁膜13の積層構造を用い、コア絶縁膜12除去時はサポート構造として第1、第2の絶縁膜の積層構造により厚膜のサポート構造としてキャパシタ下部電極18のよれを抑制し、その後、第2の絶縁膜14を除去して、第1の絶縁膜13によるサポート構造とすることで、容量となる下部電極外壁面積の減少を抑制する。
【選択図】図5In a capacitor using the inner wall and outer wall of a bottomed cylinder type lower electrode as a capacitor, a support structure that supports the upper part of the lower electrode is formed. This causes the phenomenon that the electrode depends.
A laminated structure of a second insulating film and a first insulating film having a wet etching rate slower than that of a core insulating film is used. When the core insulating film is removed, first and second support structures are used. Capacitor lowering of the capacitor lower electrode 18 is suppressed as a thick film support structure by the laminated structure of the insulating film, and then the second insulating film 14 is removed to form a support structure by the first insulating film 13. The decrease in the outer wall area of the lower electrode is suppressed.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、詳しくは、有底シリンダ型電極を含むキャパシタを有する半導体装置における電極サポート構造の形成方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a method of forming an electrode support structure in a semiconductor device having a capacitor including a bottomed cylinder type electrode.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)等のメモリ素子を備えた半導体装置では、キャパシタに電荷を保持するが、微細化に伴い電荷保持に必要な蓄積容量Csを確保するための電極面積は、従来型のキャパシタ構造では困難になってきている。このため、キャパシタの電極構造としては、有底のシリンダ型(クラウン構造)の下部電極(ストレージノード電極)の内壁と外壁を用いる技術が提案されている。10nm程度の膜厚の下部電極を形成する際、鋳型となるコア絶縁膜にホールを形成し、下部電極導電体を形成した後、コア絶縁膜を除去して下部電極の内壁と外壁とを露出させる。このコア絶縁膜の除去は主にウェットエッチングが採用されているが、その際に下部電極が倒れてその後の容量膜の形成不良や下部電極同士の接触によりショートが発生して不良となる問題が生じる。これを防止するため、下部電極の上部に電極支持のためのサポート構造や下部電極上部の絶縁分離構造を形成する技術が知られている(特許文献1〜5)。
In a semiconductor device provided with a memory element such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a capacitor holds charges. However, the electrode area for securing a storage capacitor Cs necessary for holding charges with the miniaturization is the same as the conventional type. Capacitor structures are becoming difficult. For this reason, as a capacitor electrode structure, there has been proposed a technique using inner and outer walls of a bottomed cylinder-type (crown structure) lower electrode (storage node electrode). When forming a lower electrode having a thickness of about 10 nm, a hole is formed in the core insulating film to be a mold to form a lower electrode conductor, and then the core insulating film is removed to expose the inner wall and the outer wall of the lower electrode. Let Wet etching is mainly used to remove the core insulating film, but the lower electrode collapses at that time, and there is a problem that a short circuit occurs due to defective formation of the capacitive film or contact between the lower electrodes. Arise. In order to prevent this, a technique of forming a support structure for supporting an electrode on the upper portion of the lower electrode and an insulating separation structure on the lower electrode is known (
しかしながら、微細化がさらに進み、電極の厚みが5nm程度になると、電極上部のサポート構造だけでは、電極がよれるという現象が発生し、容量膜の形成不良から歩留まりが低下するという問題が発生している。 However, as the miniaturization further progresses and the electrode thickness becomes about 5 nm, the phenomenon that the electrode is swung occurs only with the support structure on the upper part of the electrode, and the yield is lowered due to poor formation of the capacitive film. ing.
サポート構造を厚膜化することで、電極のよれを防止することが考えられるが、その分、キャパシタ下部電極の容量となる外壁面積が減少するため、サポート構造の膜厚にも限度がある。 Although it is conceivable that the support structure is made thicker to prevent the electrodes from swaying, the outer wall area serving as the capacitance of the capacitor lower electrode is reduced by that amount, so that there is a limit to the thickness of the support structure.
本発明では、サポート構造として形成する第1の絶縁膜を2段以上の構造とし、その間にウェットエッチングレートがコア絶縁膜よりも遅く、サポート構造として形成する第1の絶縁膜よりも速い第2の絶縁膜を介装して電極のよれを防止し、その後第2の絶縁膜を除去することで電極面積の減少を防止する製造方法を提供する。 In the present invention, the first insulating film formed as the support structure has a structure of two or more stages, and the wet etching rate therebetween is lower than that of the core insulating film and faster than that of the first insulating film formed as the support structure. A manufacturing method is provided in which the insulating film is interposed to prevent the electrodes from swaying and then the second insulating film is removed to prevent the electrode area from decreasing.
すなわち、本発明の一実施形態によれば、基板上にコア絶縁膜を所定の厚みに形成した後、少なくとも第1の絶縁膜と第2の絶縁膜と第1の絶縁膜の積層構造を形成する工程と、
前記積層構造及び前記コア絶縁膜を貫通する孔部をドライエッチングにより複数形成する工程と、
前記孔部の底面及び側壁に導体膜を形成する工程と、
前記積層構造を貫通し、前記コア絶縁膜を露出する開口部をドライエッチングにより形成する工程と、
前記開口部を介してウェットエッチングにより前記コア絶縁膜を除去する工程、
とを有し、
前記第2の絶縁膜は、前記ウェットエッチングにおいて、前記第1の絶縁膜よりも速く、前記コア絶縁膜よりも遅いウェットエッチングレートを有し、前記ウェットエッチングにより前記第2の第2の絶縁膜も除去して前記第1の絶縁膜からなる前記導体膜のサポート構造を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供される。
That is, according to one embodiment of the present invention, after the core insulating film is formed on the substrate to a predetermined thickness, a stacked structure of at least the first insulating film, the second insulating film, and the first insulating film is formed. And a process of
Forming a plurality of holes through the laminated structure and the core insulating film by dry etching;
Forming a conductive film on the bottom and side walls of the hole;
Forming an opening through the laminated structure and exposing the core insulating film by dry etching;
Removing the core insulating film by wet etching through the opening;
And
The second insulating film has a wet etching rate faster than the first insulating film and slower than the core insulating film in the wet etching, and the second second insulating film is formed by the wet etching. And a support structure for the conductor film made of the first insulating film is formed to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
また、本発明の別の実施形態によれば、半導体基板上に形成されたトランジスタと、
前記トランジスタのソース/ドレイン拡散層の一方に電気的に接続されたキャパシタとを含むメモリセルを複数有する半導体装置であって、
前記キャパシタの下部電極は、有底のシリンダ型電極であり、その上部の外壁間を接続するサポート構造によって互いに保持されており、
前記サポート構造は、窒化シリコンに炭素をドープした絶縁体を含む、前記下部電極の高さ方向に分離された少なくとも2層の構造体を備える半導体装置、が提供される。
According to another embodiment of the present invention, a transistor formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor device having a plurality of memory cells including a capacitor electrically connected to one of the source / drain diffusion layers of the transistor,
The lower electrode of the capacitor is a bottomed cylinder-type electrode, and is held together by a support structure that connects the outer walls of the upper part,
There is provided a semiconductor device, wherein the support structure includes an insulator in which silicon nitride is doped with carbon and includes at least two layers of structures separated in a height direction of the lower electrode.
本発明では、サポート構造として形成する第1の絶縁膜を2段以上の構造とし、その間にウェットエッチングレートがコア絶縁膜よりも遅く、サポート構造として形成する第1の絶縁膜よりも速い第2の絶縁膜を介装しておくことで、一旦第1の絶縁膜と第2の絶縁膜からなる厚膜化したサポート構造を形成して電極のよれを低減し、続いて、第2の絶縁膜を除去することで、容量として使用する下部電極外壁面積の減少を抑制することができる。 In the present invention, the first insulating film formed as the support structure has a structure of two or more stages, and the wet etching rate therebetween is lower than that of the core insulating film and faster than that of the first insulating film formed as the support structure. By interposing the insulating film, a thick support structure composed of the first insulating film and the second insulating film is once formed to reduce the warp of the electrode, and then the second insulating film is formed. By removing the film, it is possible to suppress a decrease in the area of the outer wall of the lower electrode used as a capacitor.
以下、図面を参照して本発明の実施形態例について説明するが、本発明はこの実施形態例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the exemplary embodiments.
実施形態例1
図1〜8を参照して、本実施形態例の半導体装置の製造方法を説明する。図1〜図7において、(a)は(b)のA−A’断面図、(b)は平面図(図2(b)のみ図2(a)のB−B’断面図)を示す。
With reference to FIGS. 1-8, the manufacturing method of the semiconductor device of the example of this embodiment is demonstrated. 1 to 7, (a) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (b), and (b) is a plan view (only FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2 (a)). .
図1において、常法に従い、素子分離領域(図示せず)によって区画された半導体基板1上にゲート絶縁膜2,ゲート電極3を含むトランジスタ等の半導体素子を形成する。トランジスタのソースドレイン4の一方は、基板コンタクトプラグ6、容量コンタクトプラグ9を介して容量コンタクトパッド10に接続され、他方は基板コンタクトプラグ6を介してビット線7に接続される。5,8は層間絶縁膜を示す。
In FIG. 1, a semiconductor element such as a transistor including a gate
容量コンタクトパッド10上にCVD法を用いてストッパー膜11として第1の窒化シリコン膜を50nm、コア絶縁膜12として酸化シリコン膜を1000nm、その上に、第1の絶縁膜13として第1の窒化シリコン膜13aを50nm、第2の絶縁膜14として第2の窒化シリコン膜14aを80nm、第3の絶縁膜15として酸化シリコン膜を20nm、第2の絶縁膜14として第2の窒化シリコン膜14bを100nm、第1の絶縁膜13として第1の窒化シリコン膜13bを50nm成膜し、さらにその上に第4の絶縁膜16として酸化シリコン膜を100nm成膜する。リソグラフィー法により、ホール径40nmのストレージノードホールパターン(図示せず)を形成し、これをマスクにストレージノードホール17を開口する。ここで、第1の窒化シリコン膜(11,13a,13b)と第2の窒化シリコン膜(14a,14b)は、シラン(SiH4)とアンモニア(NH3)とトリメチルシラン((CH3)3SiH)の混合ガスを用いてプラズマCVD法により成膜するが、図8に示すように、トリメチルシランの流量比を調整することにより、フッ酸(HF)に対するウェットエッチングレートが異なる窒化シリコン膜を形成することができる。また、これらの窒化シリコン膜はトリメチルシランの流量比に拘わらずドライエッチングレートはほぼ変化しない。図1では、第1の窒化シリコン膜をウェットエッチングレートの遅い膜とし、第2の窒化シリコン膜はウェットエッチングレートの速い膜とする。第1の窒化シリコン膜のウェットエッチングレートは、第2の窒化シリコン膜のウェットエッチングレートの3/4以下が好ましく、1/2以下がより好ましく、最適には1/5以下とする。なお、酸化シリコン膜に対して第2の窒化シリコン膜は十分に遅いウェットエッチングレートを有しており、後述するように、ウェットエッチング工程においては酸化シリコン膜が全て除去された段階においても第2の窒化シリコン膜の一部は残存する。ここで、第1の窒化シリコン膜は、窒化シリコンに炭素ドープした絶縁膜(炭窒化シリコン膜)として形成され、第2の窒化シリコン膜は、第1の窒化シリコン膜よりも炭素ドープ量の少ない窒化シリコン膜(炭窒化シリコン膜)或いは炭素非ドープの窒化シリコン膜として形成される。第1の窒化シリコン膜及び第2の窒化シリコン膜は、上記原料ガスを用いたプラズマCVD法のみに限定されず、シリコン源、炭素源、窒素源を有する原料を用いて炭素導入量を調整して、他のCVD法やALD法で形成することもできる。炭素導入量の調整は、上記のように流量を調整するほか、炭素含有率の異なる炭素源を用いることによっても可能となる。なお、炭素源はシリコン源或いは窒素源を兼ねていてもよい。例えば、上記トリメチルシランは炭素源とシリコン源を兼ねており、有機アミン類を用いれば、炭素源と窒素源を兼ねることができる。
A first silicon nitride film as a
サポート構造としての絶縁膜は、薄い膜であるほど、容量として使用する下部電極外壁面の面積減少を抑えることができるが、薄くなるほどウェットエッチング時にクラックが発生し易くなる。特に制限されるものではないが、成膜時の第1の絶縁膜の膜厚は、好ましくは70nm以下であり、より好ましくは60nm以下である。また、30nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがより好ましい。また、ウェットエッチング後に20nm以上の膜厚が残っていることが好ましい。 The thinner the insulating film as the support structure, the smaller the area of the outer wall surface of the lower electrode used as a capacitor can be suppressed. However, the thinner the insulating film, the easier it is for cracks to occur during wet etching. Although not particularly limited, the thickness of the first insulating film at the time of film formation is preferably 70 nm or less, and more preferably 60 nm or less. Moreover, it is preferable that it is 30 nm or more, and it is more preferable that it is 40 nm or more. Further, it is preferable that a film thickness of 20 nm or more remains after wet etching.
次に、図2に示すように、キャパシタ下部電極となる導体膜(窒化チタン膜)18をCVD法を用いて約10nm厚に成膜する。 Next, as shown in FIG. 2, a conductor film (titanium nitride film) 18 to be a capacitor lower electrode is formed to a thickness of about 10 nm using a CVD method.
次に、図3に示すように、保護膜19として酸化シリコン膜を20nm成膜し、その上にスピン塗布法により反射防止膜及びフォトレジスト20を塗布する。リソグラフィー法により、開口幅40nmのスリットパターン20Aをフォトレジストに形成する。保護膜19としての酸化シリコン膜はこの例では下部電極(窒化チタン膜18)の底部にまで形成する例を示しているが、カバレッジの悪い成膜方法で成膜して、下部電極の上部側のみを閉塞するようにしてもよい。スリットパターン20Aは、メモリセル領域と周辺回路領域との境界が延在する方向となるY方向(第1方向)に延在する長方形として複数形成される。一つのスリットパターン20Aは、スリットパターン20Aを構成する二つの長辺上に、平面視において円形となる下部電極の一部が重なるように、複数の下部電極が配置されて形成される。図3(b)では、二つのスリットパターン20Aの長軸の中心がY方向に垂直となるX方向(第2方向)の直線上に位置するように形成された例を示しているが、これに限るものではなく、長軸の中心がX方向にずれた千鳥状に形成されても良い。各々のスリットパターン20Aの長辺の長さが異なっていても良い。また、複数のスリットパターン20Aは、X方向に延在する長方形としても良い。さらに、複数のスリットパターン20Aは、Y方向およびX方向に傾斜した第3方向に延在する長方形としても良い。
Next, as shown in FIG. 3, a 20 nm thick silicon oxide film is formed as the
次に、図4に示すように、ドライエッチング法を用いて、フォトレジストをマスクとして、保護膜19及び導体膜18をエッチングして開口部19Aを形成する。さらに、図5に示すように、導体膜18をマスクとして、ドライエッチング法により酸化シリコン膜(16、15)、第1の窒化シリコン膜(13b,13a),第2の窒化シリコン膜(14b,14a)を順次エッチングし、下層のコア絶縁膜12を露出させる。これにより、上から順に、酸化シリコン膜16(第4の絶縁膜)、第1の窒化シリコン膜13b(第1の絶縁膜)、第2の窒化シリコン膜14b(第2の絶縁膜)、酸化シリコン膜15(第3の絶縁膜)、第2の窒化シリコン膜14a(第2の絶縁膜)、第1の窒化シリコン膜13a(第1の絶縁膜)を貫通するスリットパターン20Aが形成される。
Next, as shown in FIG. 4, by using a dry etching method, the
次に、フッ酸(HF)を用いたウェットエッチング法により、コア絶縁膜12を除去する。この時、最初に酸化シリコン膜(16,15,12)がエッチングされ、次に第2の窒化シリコン膜(14a,14b)がエッチングされ、キャパシタ下部電極の上部と中間部に第1の窒化シリコン膜(13a,13b)からなるサポート構造を残すことができる。また、ストッパー膜11として形成する第1の窒化シリコン膜も残っているため、下層の層間絶縁膜へのエッチング液の浸透を防止することができる。また、第2の窒化シリコン膜間(14a,14b)に酸化シリコン膜15を挟んでいるため、酸化シリコン膜15が除去された面からも第2の窒化シリコン膜(14a,14b)のエッチングが進み、第2の窒化シリコン膜(14a,14b)の除去を効率的に行うことができる。図6では、第2の窒化シリコン膜(14a,14b)のエッチング除去の途中の状態を示している。
Next, the
その後、図7に示すように、CVD法を用いて容量膜21及び上部電極22を形成し、さらにCVD法によりタングステン等の金属膜でプレート電極23を形成する。なお、上部電極22は単層膜である必要は無く、窒化チタン膜上にポリシリコンを埋め込んで、段差を低減するようにすることが好ましい。その後は、プレート電極23を覆う層間絶縁膜、プレート電極に接続する上層配線などを形成することでメモリセル領域が完成する。また、メモリセル領域の周辺に周辺回路領域の配線等を形成することで半導体装置が完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the
このように、本発明によれば、酸化シリコン膜を除去した段階では、厚い窒化シリコン膜が残り、段階的にその膜厚を減少しているため、下部電極膜厚を薄膜化しても電極がサポート構造によって拠れるという現象を防止することができる。また、比較的薄い第1の窒化シリコン膜(13a,13b)を用いて下部電極の上部と中間部の2カ所でサポート構造を形成することができ、容量として使用する下部電極外壁面積の減少を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, when the silicon oxide film is removed, the thick silicon nitride film remains, and the film thickness is decreased step by step. The phenomenon of depending on the support structure can be prevented. In addition, a support structure can be formed at two locations, the upper portion and the middle portion of the lower electrode, using the relatively thin first silicon nitride film (13a, 13b), thereby reducing the area of the outer wall of the lower electrode used as a capacitor. Can be suppressed.
実施形態例2
上記の実施形態例1では、サポート構造としての第1の絶縁膜(第1の窒化シリコン膜)は、上部と中間部の2カ所としているが、これに限定されず、3カ所以上、すなわち、第1の絶縁膜を3層以上形成してもよい。但し、サポート箇所を増加すると下部電極外壁面積が小さくなるため、サポート構造として残す第1の絶縁膜はより薄くする必要がある。
In the first embodiment, the first insulating film (first silicon nitride film) as the support structure has two places, the upper part and the middle part, but is not limited to this, and there are three or more places, that is, Three or more first insulating films may be formed. However, since the area of the outer wall of the lower electrode is reduced when the number of support portions is increased, it is necessary to make the first insulating film left as a support structure thinner.
図9、図10は、本実施形態例に係る半導体装置の製造方法を説明する工程断面図である。図9は、図1と同様にストレージノードホール17を形成した状態を、図10は、ウェットエッチング後の状態を示している。なお、これらの図においてストッパー膜11下の構造は省略している。
9 and 10 are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment. 9 shows a state in which the
図9に示すように、本実施形態例では、コア絶縁膜12上に、はじめに第2の窒化シリコン膜14aを50nm、第1の窒化シリコン膜13aを30nm、第2の窒化シリコン膜14bを50nm、酸化シリコン膜15aを20nm、第2の窒化シリコン膜14cを50nm、第1の窒化シリコン膜13bを30nm、第2の窒化シリコン膜14dを50nm、酸化シリコン膜15bを20nm、第2の窒化シリコン膜14eを50nm、第1の窒化シリコン膜13cを30nm、第2の窒化シリコン膜14fを50nm成膜し、さらにその上に第4の絶縁膜16として酸化シリコン膜を100nm成膜している。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, on the
その後、実施形態例1と同様に、下部電極となる導体膜18を形成し、図10に示すように、酸化シリコン膜除去及び第2の窒化膜を除去することで、下部電極の高さ方向の3カ所でサポートする構造を形成することができる。
Thereafter, as in the first embodiment, the
このように第1の絶縁膜の上下両面に第2の絶縁膜を形成することで、ウェットエッチングに際して第1の絶縁膜は主に側面からのエッチングに曝されるのみで、上下両面のエッチングに曝される時間が少なくなる。この結果、第1の絶縁膜の膜厚を薄くしても、膜厚の減少量が少なくなり、ウェットエッチング後もサポート構造として必要な膜厚を確保することができる。このように、3カ所でサポートする構造とすることで、電極のよれをより効果的に防止できるとともに、サポート箇所が増えても下部電極外壁面積の減少を抑制することができる。 Thus, by forming the second insulating film on both the upper and lower surfaces of the first insulating film, the first insulating film is mainly exposed to the etching from the side surface during the wet etching, and can be used for the upper and lower surface etching. Less time to be exposed. As a result, even if the thickness of the first insulating film is reduced, the amount of decrease in the thickness is reduced, and a necessary thickness as a support structure can be secured even after wet etching. As described above, by supporting the structure at three locations, it is possible to prevent the deflection of the electrodes more effectively and to suppress a decrease in the area of the outer wall of the lower electrode even if the number of support locations is increased.
第1の絶縁膜の上下両面に第2の絶縁膜を形成する構成は、実施形態例1のように2カ所でサポートする構造にも適用できる。 The configuration in which the second insulating film is formed on both the upper and lower surfaces of the first insulating film can also be applied to a structure that supports two places as in the first embodiment.
上記例では、第2の絶縁膜(第2の窒化シリコン膜)14間に第3の絶縁膜(酸化シリコン膜)15を介装している例を示したが、第1の絶縁膜13と第2の絶縁膜14との間で十分なエッチングレート比が得られる場合には、間に第3の絶縁膜15を介装することなく、単層の第2の絶縁膜14としてもよい。第2の絶縁膜のエッチング時間短縮及び、第1の絶縁膜のエッチング量を少なくするという観点から第2の絶縁膜間に第2の絶縁膜よりもエッチングレートの速い第3の絶縁膜15を介装して2層に分離することが好ましい。
In the above example, the third insulating film (silicon oxide film) 15 is interposed between the second insulating film (second silicon nitride film) 14. When a sufficient etching rate ratio is obtained with the second insulating
また、ストッパー膜11を第1の窒化シリコン膜で形成しているが、ストッパー膜11は第2の窒化シリコン膜がエッチング除去される間、下層へのエッチング液の浸透を防止できるように、第2の窒化シリコン膜よりもウェットエッチングレートの遅い膜であればよいが、キャパシタ下部電極を底部で支える底部保持部材としても機能させるためには、第1の窒化シリコン膜と同等かそれ以下のウェットエッチングレートを有していることが好ましい。
The
さらに、上層の第4の絶縁膜16は省略しても良い。加えて、第4の絶縁膜16上の導体膜18をマスクに、第1の絶縁膜13と第2の絶縁膜14をドライエッチングして開口部を形成しているが、第4の絶縁膜16上の導体膜18を予めエッチバックにより除去した後、フォトマスクを用いて第1の絶縁膜13と第2の絶縁膜14をドライエッチングして開口部を形成してもよい。導体膜18を予めエッチバックして個々のキャパシタ下部電極に分離する場合、ストレージノードホール17内壁及び底部の導体膜18がエッチングに曝されることを抑制するため、保護膜19を形成するが、酸化シリコン膜以外に有機塗布膜(レジスト等)を用いてもよい。
Further, the upper fourth insulating
半導体装置のメモリセルを構成するトランジスタとして、プレーナ型トランジスタを例に挙げているがこれに限定されず、リセスゲート構造、埋め込みゲート構造のトランジスタや、縦型トランジスタを用いることが微細化に有利である。また、容量コンタクトパッドは必須ではなく、容量コンタクトプラグと下部電極とが接続される構造であってもよい。 As a transistor constituting a memory cell of a semiconductor device, a planar type transistor is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and it is advantageous for miniaturization to use a transistor having a recessed gate structure, a buried gate structure, or a vertical transistor. . Further, the capacitor contact pad is not essential, and a structure in which the capacitor contact plug and the lower electrode are connected may be employed.
また、本発明に係るサポート構造は、メモリセルのキャパシタ下部電極と同形状に形成される補償容量の下部電極に対しても適用することができる。 The support structure according to the present invention can also be applied to the lower electrode of the compensation capacitor formed in the same shape as the capacitor lower electrode of the memory cell.
1 半導体基板
2 ゲート絶縁膜
3 ゲート電極
4 ソース/ドレイン
5 層間絶縁膜
6 基板コンタクトプラグ
7 ビット線
8 層間絶縁膜
9 容量コンタクトプラグ
10容量コンタクトパッド
11 ストッパー膜(第1の窒化シリコン膜)
12 コア絶縁膜(酸化シリコン膜)
13 第1の絶縁膜(第1の窒化シリコン膜)
14 第2の絶縁膜(第2の窒化シリコン膜)
15 第3の絶縁膜(酸化シリコン膜)
16 第4の絶縁膜(酸化シリコン膜)
17 ストレージノードホール
18 導体膜(窒化チタン膜)
19 保護膜(酸化シリコン膜)
20 フォトレジスト
21 容量膜
22 上部電極
23 プレート電極
DESCRIPTION OF
12 Core insulation film (silicon oxide film)
13 First insulating film (first silicon nitride film)
14 Second insulating film (second silicon nitride film)
15 Third insulating film (silicon oxide film)
16 Fourth insulating film (silicon oxide film)
17
19 Protective film (silicon oxide film)
20
Claims (17)
前記積層構造及び前記コア絶縁膜を貫通する孔部をドライエッチングにより複数形成する工程と、
前記孔部の底面及び側壁に導体膜を形成する工程と、
前記積層構造を貫通し、前記コア絶縁膜を露出する開口部をドライエッチングにより形成する工程と、
前記開口部を介してウェットエッチングにより前記コア絶縁膜を除去する工程、
とを有し、
前記第2の絶縁膜は、前記ウェットエッチングにおいて、前記第1の絶縁膜よりも速く、前記コア絶縁膜よりも遅いウェットエッチングレートを有し、前記ウェットエッチングにより前記第2の絶縁膜も除去して前記第1の絶縁膜からなる前記導体膜のサポート構造を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a laminated structure of at least a first insulating film, a second insulating film, and a first insulating film after forming a core insulating film on the substrate to a predetermined thickness;
Forming a plurality of holes through the laminated structure and the core insulating film by dry etching;
Forming a conductive film on the bottom and side walls of the hole;
Forming an opening through the laminated structure and exposing the core insulating film by dry etching;
Removing the core insulating film by wet etching through the opening;
And
The second insulating film has a wet etching rate faster than the first insulating film and slower than the core insulating film in the wet etching, and the second insulating film is also removed by the wet etching. And forming a support structure for the conductor film made of the first insulating film.
前記トランジスタのソース/ドレイン拡散層の一方に電気的に接続されたキャパシタとを含むメモリセルを複数有する半導体装置であって、
前記キャパシタの下部電極は、有底のシリンダ型電極であり、その上部の外壁間を接続するサポート構造によって互いに保持されており、
前記サポート構造は、窒化シリコンに炭素をドープした絶縁体を含む、前記下部電極の高さ方向に分離された少なくとも2層の構造体を備える半導体装置。 A transistor formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor device having a plurality of memory cells including a capacitor electrically connected to one of the source / drain diffusion layers of the transistor,
The lower electrode of the capacitor is a bottomed cylinder-type electrode, and is held together by a support structure that connects the outer walls of the upper part,
The said support structure is a semiconductor device provided with the structure of the at least 2 layer isolate | separated in the height direction of the said lower electrode containing the insulator which doped the carbon to silicon nitride.
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