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JPH0613547A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH0613547A
JPH0613547A JP5019591A JP1959193A JPH0613547A JP H0613547 A JPH0613547 A JP H0613547A JP 5019591 A JP5019591 A JP 5019591A JP 1959193 A JP1959193 A JP 1959193A JP H0613547 A JPH0613547 A JP H0613547A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
film
porous
electrode
lower electrode
Prior art date
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Application number
JP5019591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2738256B2 (en
Inventor
Toshiyuki Hirota
俊幸 廣田
Ichiro Honma
一郎 本間
Hirohito Watanabe
啓仁 渡辺
Masanobu Yoshiie
昌伸 善家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5019591A priority Critical patent/JP2738256B2/en
Publication of JPH0613547A publication Critical patent/JPH0613547A/en
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Publication of JP2738256B2 publication Critical patent/JP2738256B2/en
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Abstract

PURPOSE:To enlarge the surface area of a bottom electrode and form a capacitor element having a large capacitance without increasing the occupied area. CONSTITUTION:After forming a doped polysilicon on a silicon substrate 21 on which a field oxide film is formed, an anodization is performed in an aqueous solution consisting of mainly hydrofluoric acid, and a porous silicon 23a is formed. Next, a thermal treatment is performed at a temperature of 800 to 900 deg.C and the hole size is enlarged to several 10nm. Then, the porous silicon 23a is etched and a bottom electrode is formed. A capacitor insulating film made of CVD nitride film or thermal oxide film is formed. A top electrode made of doped polysilicon is formed. Therefore, the surface area can be enlarged due to the holes formed inside the bottom electrode and the charge storage amount can be increased to 10 to 100 times.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特
に、キャパシタをその回路素子として含む半導体装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a capacitor as its circuit element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体装置に含まれるスタックト
キャパシタは、図34(a)〜図36(b)に示された
製造工程を経て形成されていた。まず、図34(a)に
示されているように、シリコン基板1上にキャパシタ分
離用の酸化シリコン膜2を成長させる。酸化シリコン膜
2上にホトレジスト膜3を塗布し、ホトレジスト膜3は
パターン化される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a stacked capacitor included in a semiconductor device has been formed through the manufacturing steps shown in FIGS. 34 (a) to 36 (b). First, as shown in FIG. 34A, a silicon oxide film 2 for capacitor isolation is grown on a silicon substrate 1. A photoresist film 3 is applied on the silicon oxide film 2, and the photoresist film 3 is patterned.

【0003】パターン化されたホトレジスト膜3をマス
クとして、酸化シリコン膜2がドライエッチングされ、
図34(b)に示されるような孔2aが穿設される。
The silicon oxide film 2 is dry-etched using the patterned photoresist film 3 as a mask,
A hole 2a as shown in FIG. 34 (b) is formed.

【0004】パターン化されたホトレジスト膜2を除去
した後、図35(a)に示されているように、ポリシリ
コン4を堆積する。次ぎに、ホトレジストを塗布し、リ
ソグラフィ技術とエッチングとを利用して、ホトレジス
ト膜5をパターン化する。
After removing the patterned photoresist film 2, polysilicon 4 is deposited as shown in FIG. Next, a photoresist is applied, and the photoresist film 5 is patterned by using the lithography technique and etching.

【0005】パターン化されたホトレジスト5をマスク
として、ポリシリコン膜4がエッチングされ、図35
(b)に示す下部電極4aが形成される。
Using the patterned photoresist 5 as a mask, the polysilicon film 4 is etched, as shown in FIG.
The lower electrode 4a shown in (b) is formed.

【0006】下部電極4aは誘電体膜6で被われ(図3
6(a)参照)、最後に、図36(b)に示されている
ように、ポリシリコン膜7が誘電体膜6上に堆積され
る。
The lower electrode 4a is covered with a dielectric film 6 (see FIG. 3).
6 (a)), and finally, as shown in FIG. 36 (b), a polysilicon film 7 is deposited on the dielectric film 6.

【0007】かかる構成のスタックトキャパシタはダイ
ナミックランダムアクセスメモリ装置(以下、単にDR
AMという)等、集積回路装置で広く採用されている。
A stacked capacitor having such a structure is a dynamic random access memory device (hereinafter, simply referred to as DR).
It is widely used in integrated circuit devices.

【0008】しかしながら、近年、DRAMは高集積化
されており、素子の幾何学的寸法は微細化され、各素
子、例えば、キャパシタの半導体基板上で占有できる面
積は縮小されてきている。
However, in recent years, DRAMs have been highly integrated, the geometrical dimensions of elements have been miniaturized, and the area that each element, for example, a capacitor can occupy on a semiconductor substrate has been reduced.

【0009】縮小された占有面積に大容量のキャパシタ
を形成するには、その構造を3次元化しなければなら
ず、これまでにも、筒型のスタック電極やフィン型のス
タック電極、更に、溝型の下部電極が種々提案されてき
た。
In order to form a large-capacity capacitor in a reduced occupied area, its structure must be made three-dimensional, and up to now, a cylindrical stack electrode, a fin-type stack electrode, and a groove are required. Various bottom electrodes of the mold have been proposed.

【0010】図37(a)〜図38(b)は、筒型のス
タック電極の製造工程を示しており、まず、図37
(a)に示されているように、シリコン基板11上に層
間絶縁膜12を成長させ、窒化シリコン13が堆積され
る。図示していないパターン化されたホトレジスト膜を
マスクにして窒化シリコン膜13と層間絶縁膜12がエ
ッチングされ、シリコン基板を一部露出させるコンタク
ト孔が穿設される。
FIGS. 37 (a) to 38 (b) show a manufacturing process of a cylindrical stack electrode. First, FIG.
As shown in (a), an interlayer insulating film 12 is grown on a silicon substrate 11, and silicon nitride 13 is deposited. The silicon nitride film 13 and the interlayer insulating film 12 are etched by using a patterned photoresist film (not shown) as a mask, and contact holes are formed to partially expose the silicon substrate.

【0011】ポリシリコン膜と酸化シリコン膜が順次堆
積され、図示していないパターン化されたホトレジスト
膜をマスクにして、上記ポリシリコン膜と酸化シリコン
膜がエッチングされ、ポリシリコンの支持体14と酸化
シリコン膜15が形成される。ポリシリコン膜16がこ
のポリシリコンの支持体14と酸化シリコン膜15上に
堆積され、図37(a)に示す構造が得られる。
A polysilicon film and a silicon oxide film are sequentially deposited, and the polysilicon film and the silicon oxide film are etched by using a patterned photoresist film (not shown) as a mask, and the polysilicon support 14 and the oxide film are oxidized. The silicon film 15 is formed. A polysilicon film 16 is deposited on the polysilicon support 14 and the silicon oxide film 15 to obtain the structure shown in FIG.

【0012】次に、ポリシリコン膜16がマスクなしで
反応性イオンエッチングでエッチバックされ、図37
(b)に示されているように、下部電極16aがポリシ
リコンの支持体14と酸化シリコン膜15の側壁に残さ
れる。
Next, the polysilicon film 16 is etched back by reactive ion etching without a mask, as shown in FIG.
As shown in (b), the lower electrode 16a is left on the sidewalls of the polysilicon support 14 and the silicon oxide film 15.

【0013】次に、酸化シリコン膜15が弗酸系の水溶
液でエッチングされ、図38(a)に示される構造が得
られる。
Next, the silicon oxide film 15 is etched with an aqueous solution of hydrofluoric acid to obtain the structure shown in FIG.

【0014】最後に、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜
とで構成される容量絶縁膜17が下部電極を被い、更
に、ポリシリコンの上部電極18が容量絶縁膜17上に
堆積されて図38(b)に示される構造を得る。
Finally, a capacitor insulating film 17 composed of a silicon nitride film and a silicon oxide film covers the lower electrode, and an upper electrode 18 of polysilicon is further deposited on the capacitor insulating film 17 to form the capacitor shown in FIG. The structure shown in b) is obtained.

【0015】しかしながら、上述のように、キャパシタ
を3次元化するには、複雑で正確な制御を必要とし、再
現性のよいキャパシタ構造は得難かった。
However, as described above, in order to make the capacitor three-dimensional, complicated and accurate control is required, and it is difficult to obtain a capacitor structure with good reproducibility.

【0016】そこで、本願発明者は、特願平3ー272
165号(平成2年3月20日出願)にLP−CVD法
で半球形状のシリコングレインを緻密に成長させ、表面
をかかる半球形状のシリコングレインで構成されたシリ
コン膜を加工したスタックキャパシタ電極を提案した。
シリコンの凹凸を表面に形成することにより、キャパシ
タ電極の有効表面積が増加させられる。
Therefore, the inventor of the present application filed Japanese Patent Application No. 3-272.
No. 165 (filed on Mar. 20, 1990) is a stacked capacitor electrode in which a hemispherical silicon grain is densely grown by the LP-CVD method, and a silicon film formed on the surface of the hemispherical silicon grain is processed. Proposed.
By forming unevenness of silicon on the surface, the effective surface area of the capacitor electrode is increased.

【0017】しかしながら、この既に提案しているキャ
パシタ電極は半球形状のシリコングレインで構成された
シリコン膜をドライエッチングしてスタックキャパシタ
電極を個別的に分離するので、各スタック電極の側壁は
滑らかになり、凹凸が無くなってしまうという問題点が
あり、充分な表面積の増加が得られなかった。
However, since the capacitor electrodes that have already been proposed have the stack capacitor electrodes individually separated by dry etching a silicon film composed of hemispherical silicon grains, the side walls of each stack electrode are smooth. However, there was a problem that the unevenness disappeared, and a sufficient increase in surface area could not be obtained.

【0018】そこで本発明者は、特願平3ー53933
号(平成3年2月26日出願)において新たな半球形状
のグレインを形成する方法を提案した。この方法による
と、滑らかな表面の非晶質シリコンを堆積し、この非晶
質シリコン膜をリソグラフィ技術とエッチング技術とを
適用して所望の形状に加工する。しかる後、非晶質シリ
コンの表面に上記加工時に形成される酸化シリコンや炭
素を除去し、真空中或は不活性ガス等非酸化雰囲気中で
加熱処理する。その結果、非晶質シリコンの表面が結晶
化し、シリコン膜の表面が半球状のグレインとなる。こ
の提案された方法で形成された電極はその側面を凹凸で
被われる。非晶質シリコン膜を個別的なスタック電極に
分離した後に凹凸を形成するからである。
Therefore, the inventor of the present invention has filed Japanese Patent Application No. 3-53933
No. (filed on February 26, 1991), a method of forming a new hemispherical grain was proposed. According to this method, amorphous silicon having a smooth surface is deposited, and this amorphous silicon film is processed into a desired shape by applying a lithography technique and an etching technique. Thereafter, the silicon oxide and carbon formed during the above processing on the surface of the amorphous silicon are removed, and heat treatment is performed in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas. As a result, the surface of the amorphous silicon is crystallized and the surface of the silicon film becomes hemispherical grains. The electrodes formed by the proposed method are covered on their side faces with irregularities. This is because the irregularities are formed after separating the amorphous silicon film into individual stack electrodes.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特願平3ー53933号で提案したスタック電極の形成
方法は、凹凸形成前に非晶質シリコン膜を清浄化しなけ
ればならず、その後の熱処理は非晶質シリコンの酸化防
止および汚染防止の観点から不活性で清浄な雰囲気を必
要とし、かかる雰囲気の維持に多大な設備および精密な
制御を必要とする。その結果、スタック電極は長時間を
かけて形成されることになり、製造効率が甚だしく低い
という問題点を有している。しかも、かように長時間を
かけて凹凸を形成しても、表面積は平坦表面の高々2倍
程度であり、超高集積化を要求される4ギガビットDR
AMに適用することはできなかった。
However, in the method of forming the stack electrode proposed in Japanese Patent Application No. Hei 3-53933 mentioned above, the amorphous silicon film must be cleaned before the unevenness is formed, and the subsequent heat treatment. Requires an inert and clean atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation and contamination of amorphous silicon, and requires a large amount of equipment and precise control to maintain such an atmosphere. As a result, the stack electrode is formed over a long period of time, and there is a problem that the manufacturing efficiency is extremely low. Moreover, even if the unevenness is formed over such a long time, the surface area is at most about twice as large as the flat surface, and 4 Gbit DR which requires ultra-high integration is required.
It could not be applied to AM.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本願請求項1に記載され
た発明は、表面積の増加で電気的特性の向上を図れる電
気回路の構成要素を含む半導体装置に関し、その要旨
は、上記構成要素は多孔質シリコンからなる表面を有す
る多結晶シリコンで形成されたことである。
The invention described in claim 1 of the present application relates to a semiconductor device including a constituent element of an electric circuit capable of improving electric characteristics by increasing a surface area. That is, it is made of polycrystalline silicon having a surface made of porous silicon.

【0021】本願請求項2に記載された発明は、第1電
極と、該第1電極に誘電体を介して対向する第2電極と
を有する容量素子を含む集積回路の形成された半導体装
置に関し、その要旨は、上記第1電極は、上記第2電極
と対向する表面の少なくとも一部を多孔質シリコンとし
た多結晶シリコンで形成したことである。
The invention described in claim 2 of the present application relates to a semiconductor device in which an integrated circuit is formed, which includes a capacitive element having a first electrode and a second electrode facing the first electrode via a dielectric. The gist of the invention is that the first electrode is made of polycrystalline silicon in which at least a part of the surface facing the second electrode is porous silicon.

【0023】本願請求項3に記載された発明は、下部電
極を形成する工程と、該下部電極を被う誘電体を形成す
る工程と、該誘電体を介して下部電極に対向する上部電
極を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法に関
し、その要旨は、上記下部電極を形成する工程は表面を
多孔質シリコンとする工程を含み、上記誘電体を形成す
る工程では上記誘電体を上記多孔質シリコンの孔を画成
する表面に接して形成することである。
According to a third aspect of the present invention, a step of forming a lower electrode, a step of forming a dielectric covering the lower electrode, and an upper electrode facing the lower electrode through the dielectric are provided. And a step of forming the lower electrode, wherein the step of forming the lower electrode includes the step of forming the surface of the substrate with porous silicon, and the step of forming the dielectric includes forming the dielectric with the porous layer. Forming in contact with the surface defining the pores of the high quality silicon.

【0024】[0024]

【発明の作用】本願発明にかかる半導体装置は、電気回
路の構成要素の表面積、あるいは、容量素子の電極の表
面積を増加させることができる。事実、多孔質シリコン
は表面積を数倍〜十数倍増加させることができ、電気的
特性または容量値を向上させることができる。
The semiconductor device according to the present invention can increase the surface area of the constituent elements of the electric circuit or the surface area of the electrodes of the capacitive element. In fact, porous silicon can increase the surface area by several times to a dozen times, and can improve the electrical characteristics or the capacitance value.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本願発明の第1実施例となる製造工程
を図1(a)〜図2(b)を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A manufacturing process as a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 (a) to 2 (b).

【0026】第1実施例の製造工程は、まず、シリコン
基板21にLOCOS選択酸化法でフィールド酸化膜2
2を成長させ、次に、ポリシリコンが減圧CVDで堆積
させられる。不純物がポリシリコンに導入された後、陽
極化成法がポリシリコンに適用される。その結果、ポリ
シリコンは少なくともその表面の一部が多孔質シリコン
膜23aとなり、図1(a)に示される構造が得られ
る。
In the manufacturing process of the first embodiment, first, the field oxide film 2 is formed on the silicon substrate 21 by the LOCOS selective oxidation method.
2 is grown and then polysilicon is deposited by low pressure CVD. After the impurities have been introduced into the polysilicon, anodization is applied to the polysilicon. As a result, at least a part of the surface of the polysilicon becomes the porous silicon film 23a, and the structure shown in FIG. 1A is obtained.

【0027】上記陽極化成法は上記ポリシリコンを陽極
とし、白金(Pt)の陰極が5〜40パーセントの弗酸
を主成分とする水溶液中で上記ポリシリコンに対向させ
られる。陽極と陰極との間に、数〜百ミリアンペア/平
方センチメートルの直流電流が流されると、ポリシリコ
ン中に多数の微小孔が形成され、多孔質シリコン膜23
aとなる。この多孔質化中、可視光〜紫外光が照射され
ると、正孔キャリアが発生し、反応が促進される。
In the anodization method, the polysilicon is used as an anode, and a platinum (Pt) cathode is made to face the polysilicon in an aqueous solution containing 5 to 40% of hydrofluoric acid as a main component. When a direct current of several to hundred milliamps / square centimeter is applied between the anode and the cathode, a large number of micropores are formed in the polysilicon, and the porous silicon film 23 is formed.
a. When visible light to ultraviolet light is irradiated during this porosification, hole carriers are generated and the reaction is accelerated.

【0028】なお、ポリシリコンは、レジストで形成さ
れたマスクを利用して選択的にドライエッチングして
も、多孔質化される。
The polysilicon is made porous even if it is selectively dry-etched using a mask made of resist.

【0029】上述のように、陽極化成法で形成された多
孔質シリコン膜23aは、2〜10ナノメートルの微小
孔を多数有しており、多孔質シリコン膜の体積密度はバ
ルク密度の20〜80パーセントである。もし、微小孔
が2ナノメートル未満になると、後述する容量絶縁膜や
上部電極が多孔質シリコン膜23の表面に沿って充分に
被着できなくなる。
As described above, the porous silicon film 23a formed by the anodization method has a large number of micropores of 2 to 10 nm, and the volume density of the porous silicon film is 20 to the bulk density. 80 percent. If the micropores are less than 2 nanometers, the capacitive insulating film and the upper electrode described later cannot be sufficiently deposited along the surface of the porous silicon film 23.

【0030】微小孔を拡大させるためには、多孔質シリ
コン膜23aを摂氏800〜900度で熱処理する。か
かる熱処理は図1(b)に示されているように微小孔を
数十ナノメートル程度に拡張する。しかしながら、熱処
理中に、酸素が存在すると、多孔質シリコン膜23aの
表面が酸化膜で被われ、シリコン原子の移動が妨げられ
る。このような理由で、熱処理中の酸素分圧は10のマ
イナス6乗Torr以下に抑えなければならない。熱処
理は陽極化成中に発生する内部応力による歪を緩和する
上でも有効である。
In order to enlarge the micropores, the porous silicon film 23a is heat treated at 800 to 900 degrees Celsius. Such heat treatment expands the micropores to about several tens of nanometers as shown in FIG. However, if oxygen is present during the heat treatment, the surface of the porous silicon film 23a is covered with an oxide film, and movement of silicon atoms is hindered. For this reason, the oxygen partial pressure during the heat treatment must be suppressed to 10 −6 Torr or less. The heat treatment is also effective in alleviating strain due to internal stress generated during anodization.

【0031】次に、多孔質シリコン膜23a上にレジス
トでマスク(不図示)を形成し、多孔質シリコン膜23
aはエッチングで下部電極23bとなる。
Next, a mask (not shown) is formed on the porous silicon film 23a with a resist, and the porous silicon film 23 is formed.
A is etched to become the lower electrode 23b.

【0032】次に、下部電極23bは容量絶縁膜24で
被われる。まず、窒化シリコン膜が減圧CVD法で厚さ
8〜15ナノメートルに堆積される。この減圧CVDは
SiH2Cl2ガスとNH3ガスの混合ガスを圧力0.2
〜0.4Torrに調整して摂氏600度〜700度で
実施する。かかる低温で窒化シリコンの堆積を実施する
のは、成膜速度を反応律速とし、表面反応を主にするた
めである。かかる表面反応の結果、微小孔の内壁は窒化
シリコンで充分に被覆される。次に、窒化シリコンは摂
氏850度のスチーム雰囲気中で10分間酸化され、酸
化シリコンが成長される。その結果、下部電極23bは
SiO2膜とSi34膜で構成される容量絶縁膜24で
被われる。
Next, the lower electrode 23b is covered with the capacitive insulating film 24. First, a silicon nitride film is deposited to a thickness of 8 to 15 nanometers by the low pressure CVD method. This low pressure CVD uses a mixed gas of SiH 2 Cl 2 gas and NH 3 gas at a pressure of 0.2.
Adjust to ~ 0.4 Torr and perform at 600-700 degrees Celsius. The reason why the deposition of silicon nitride is carried out at such a low temperature is that the film formation rate is set as a reaction rate-determining and the surface reaction is mainly made. As a result of such surface reaction, the inner walls of the micropores are well covered with silicon nitride. Next, the silicon nitride is oxidized in a steam atmosphere at 850 degrees Celsius for 10 minutes to grow silicon oxide. As a result, the lower electrode 23b is covered with the capacitive insulating film 24 composed of the SiO 2 film and the Si 3 N 4 film.

【0033】上記スチーム中での酸化は酸化シリコンで
被われていない多孔質シリコン膜上、ピンホール中およ
びウイークスポット上に厚い酸化シリコンを成長させる
ので、下部電極23bをこの後形成する上部電極から確
実に電気的に分離する上で有効である。
Oxidation in the steam causes thick silicon oxide to grow on the porous silicon film not covered with silicon oxide, in the pinholes and on the weak spots. It is effective for sure electrical separation.

【0034】次に、ポリシリコン膜25が減圧CVD法
で全面に堆積され、図2(a)に示されている構造が得
られる。
Next, a polysilicon film 25 is deposited on the entire surface by a low pressure CVD method, and the structure shown in FIG. 2A is obtained.

【0035】レジストのマスク(不図示)がポリシリコ
ン膜25上に形成され、露出しているポリシリコン膜2
5がエッチングで選択的に除去される。その結果、図2
(b)に示されているように、上部電極25aが形成さ
れる。
A resist mask (not shown) is formed on the polysilicon film 25 and is exposed.
5 is selectively removed by etching. As a result,
As shown in (b), the upper electrode 25a is formed.

【0036】以下、本願発明の第2実施例にかかる製造
工程を図3(a)〜図4(b)を参照して説明する。
The manufacturing process according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 (a) to 4 (b).

【0037】まず、図3(a)に示されているように、
シリコン基板31上にレジストのマスク32が形成され
る。シリコン基板31は陽極酸化され、マスク32から
露出しているシリコン基板31は内部に向かって多孔質
化される。その結果、シリコン基板31は一部多孔質シ
リコンとなる。
First, as shown in FIG.
A resist mask 32 is formed on the silicon substrate 31. The silicon substrate 31 is anodized, and the silicon substrate 31 exposed from the mask 32 is made porous toward the inside. As a result, the silicon substrate 31 becomes partly porous silicon.

【0038】次に、マスク32が除去され、第1実施例
と同様に多孔質シリコン33の微小孔が図1(b)に示
されているように熱処理で拡張される。その結果、容量
絶縁膜が微小孔の内壁に密着し易くなる。
Next, the mask 32 is removed, and the micropores of the porous silicon 33 are expanded by heat treatment as shown in FIG. 1B, as in the first embodiment. As a result, the capacitive insulating film easily adheres to the inner walls of the micro holes.

【0039】窒化シリコン膜が減圧CVD法で微小孔の
内壁に密着するように被着され、酸化シリコン膜がスチ
ーム酸化で成長させられる。その結果、SiO2膜とS
34膜からなる容量絶縁膜34が図4(a)に示され
ているように形成される。
A silicon nitride film is deposited by a low pressure CVD method so as to be in close contact with the inner walls of the micropores, and a silicon oxide film is grown by steam oxidation. As a result, the SiO 2 film and S
The capacitive insulating film 34 made of the i 3 N 4 film is formed as shown in FIG.

【0040】ポリシリコン膜が減圧CVD法で容量絶縁
膜34上に成長され、不純物がポリシリコン中に導入さ
れる。レジストのマスク(不図示)がポリシリコン上に
形成され、ポリシリコン膜は図4(b)に示されている
ようにエッチングにより上部電極35となる。
A polysilicon film is grown on the capacitor insulating film 34 by the low pressure CVD method, and impurities are introduced into the polysilicon. A resist mask (not shown) is formed on the polysilicon, and the polysilicon film becomes the upper electrode 35 by etching as shown in FIG. 4B.

【0041】第2実施例はシリコン基板31中に下部電
極を形成するので、シリコン基板31の主面に凹凸が少
なくなり、シリコン基板31の主面上に構成される配線
領域の平坦化が容易になるという利点を有している。
In the second embodiment, since the lower electrode is formed in the silicon substrate 31, unevenness is reduced on the main surface of the silicon substrate 31, and the wiring area formed on the main surface of the silicon substrate 31 can be easily flattened. It has the advantage that

【0042】上述の第1実施例と第2実施例の工程で製
造される容量素子以外にも、図5(a)〜図6(c)に
示される構造の容量素子が本願発明を特徴付ける多孔質
シリコンを利用して構成される。図5(a)は単純な柱
状の下部電極41を示しており、その表面は多孔質シリ
コン41aで被われ、下部電極41の表面積を増加させ
ている。図5(b)はシリンダー状の下部電極42を示
しており、その外面と内面は多孔質シリコン42aで被
われている。図6(a)はフィン状の下部電極43aを
示しており、この下部電極43は支柱部、フィン部とも
多孔質シリコン43aで被われている。次に、図6
(b)はスタックトトレンチキャパシタの下部電極44
を示しており、下部電極44の表面は多孔質シリコン4
4aで被われている。更に、図6(c)はトレンチキャ
パシタの下部電極45を示しており、この下部電極45
も多孔質シリコン45aで被われている。したがって、
本願発明は電極の形状を問わずに適用可能である。
In addition to the capacitive elements manufactured in the steps of the first and second embodiments described above, the capacitive elements having the structures shown in FIGS. 5 (a) to 6 (c) characterize the present invention. It is composed of high quality silicon. FIG. 5A shows a simple columnar lower electrode 41, the surface of which is covered with porous silicon 41 a to increase the surface area of the lower electrode 41. FIG. 5B shows a cylindrical lower electrode 42, the outer surface and inner surface of which are covered with porous silicon 42a. FIG. 6 (a) shows a fin-shaped lower electrode 43a, and the lower electrode 43 is covered with porous silicon 43a in both the column portion and the fin portion. Next, FIG.
(B) is the lower electrode 44 of the stacked trench capacitor
And the surface of the lower electrode 44 is porous silicon 4
It is covered with 4a. Further, FIG. 6C shows the lower electrode 45 of the trench capacitor.
Is also covered with porous silicon 45a. Therefore,
The present invention can be applied regardless of the shape of the electrode.

【0043】以下、本発明の第3実施例にかかる製造方
法を図7(a)〜図9(b)を参照して説明する。
The manufacturing method according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7 (a) to 9 (b).

【0044】第3実施例にかかる製造方法によると、ま
ず、シリコン基板51上に素子分離用の酸化シリコン膜
52が成長され、この酸化シリコン膜52は、図7
(a)に示すようにレジストをパターン化したマスク5
3で選択的に露出されている。
According to the manufacturing method of the third embodiment, first, the silicon oxide film 52 for element isolation is grown on the silicon substrate 51, and this silicon oxide film 52 is formed as shown in FIG.
A mask 5 in which a resist is patterned as shown in FIG.
It is exposed selectively in 3.

【0045】酸化シリコン膜52には、ドライエッチン
グでコンタクト孔52aが穿設され、図7(b)に示さ
れた構造が得られる。
Contact holes 52a are formed in the silicon oxide film 52 by dry etching, and the structure shown in FIG. 7B is obtained.

【0046】続いて、ポリシリコン膜54aが摂氏60
0度の減圧CVD(LPCVD)法で堆積され、燐がポ
リシリコン膜54a中にPOCl3ガスから摂氏800
度で30分間導入される。レジストのマスク55がポリ
シリコン膜54a上に形成され、図8(a)に示された
構造が得られる。
Subsequently, the polysilicon film 54a has a temperature of 60 degrees Celsius.
It is deposited by a low pressure CVD (LPCVD) method at 0 ° C., and phosphorus is contained in the polysilicon film 54a from POCl 3 gas at 800 ° C.
It is introduced for 30 minutes. A resist mask 55 is formed on the polysilicon film 54a, and the structure shown in FIG. 8A is obtained.

【0047】ポリシリコン膜54aは反応性イオンエッ
チングでその露出部を除去され、図8(b)に示されて
いるように下部電極54bとなる。図10はこの時点に
おける下部電極54bの表面形状を示す走査型電子顕微
鏡写真であり、その倍率は6万倍である。
The exposed portion of the polysilicon film 54a is removed by reactive ion etching to form a lower electrode 54b as shown in FIG. 8 (b). FIG. 10 is a scanning electron micrograph showing the surface shape of the lower electrode 54b at this time, and the magnification is 60,000 times.

【0048】次に、図9(a)に示すように、下部電極
54bの表面を多孔質化して、多孔質シリコン膜56を
形成する。本実施例では、下部電極54bを加熱された
燐酸溶液(H3PO4)に浸し、その表面を多孔質化す
る。
Next, as shown in FIG. 9A, the surface of the lower electrode 54b is made porous to form a porous silicon film 56. In this embodiment, the lower electrode 54b is immersed in a heated phosphoric acid solution (H 3 PO 4 ) to make its surface porous.

【0049】上記多孔質化の工程を詳述すると、燐酸溶
液を摂氏140度に加熱し、下部電極54bはこの加熱
した燐酸溶液中に90分浸される。加熱された燐酸はポ
リシリコンの粒界や転移面に偏析した不純物を選択的に
エッチングし、ポリシリコンの表面に多数の微小孔を開
口させる。図11は燐酸溶液で処理したのちの下部電極
54bの表面形状を示す走査型電子顕微鏡写真であり、
その倍率は6万倍である。図12(a)〜(c)は下部
電極54bを異なる倍率で撮影した走査型電子顕微鏡写
真であり、それぞれ10万倍、20万倍、45万倍で撮
影されている。これらの走査型電子顕微鏡写真はポリシ
リコンが多孔質化され、その表面に数ナノメートル〜数
十ナノメートルの微小孔が多数形成されていることを示
している。
To explain in more detail the above-mentioned porosification step, the phosphoric acid solution is heated to 140 ° C., and the lower electrode 54b is immersed in this heated phosphoric acid solution for 90 minutes. The heated phosphoric acid selectively etches the impurities segregated on the grain boundaries and transition planes of the polysilicon, and opens a large number of micropores on the surface of the polysilicon. FIG. 11 is a scanning electron micrograph showing the surface shape of the lower electrode 54b after the treatment with the phosphoric acid solution.
The magnification is 60,000 times. 12A to 12C are scanning electron micrographs of the lower electrode 54b taken at different magnifications, which are taken at 100,000 times, 200,000 times, and 450,000 times, respectively. These scanning electron micrographs show that polysilicon is made porous and a large number of micropores of several nanometers to tens of nanometers are formed on the surface thereof.

【0050】上述のように、加熱した燐酸溶液は偏析し
た不純物を選択的にエッチングするので、不純物の導入
されていないポリシリコンは多孔質化されない。図13
(a)〜(c)は不純物無添加のポリシリコンを燐酸溶
液にそれぞれ10分、30分、90分浸したときの表面
形状を走査型電子顕微鏡で撮影したものであり、表面形
状はほとんど変化していない。
As described above, since the heated phosphoric acid solution selectively etches the segregated impurities, the polysilicon into which the impurities are not introduced is not made porous. FIG.
(A) to (c) are scanning electron microscope images of the surface shapes of polysilicon containing no impurities when immersed in a phosphoric acid solution for 10 minutes, 30 minutes, and 90 minutes, respectively. I haven't.

【0051】図14(a)〜(c)はPOCl3ガスを
拡散源として摂氏800度で燐を30分熱拡散させたポ
リシリコンを摂氏140度のH3PO4に10分、30
分、90分それぞれ浸した後の表面形状を撮影した走査
型電子顕微鏡写真であり、エッチングが表面から燐の濃
度の高い転移面や積層欠陥、粒界と進行してゆき、ポリ
シリコン膜を凹凸により多孔質化してゆく状態を表して
いる。かようにして得られる多孔質構造の大きさや形態
は、ポリシリコン膜の成膜条件、不純物の添加方法、そ
の後の熱処理条件、H3PO4溶液の濃度、温度、時間で
制御可能であり、安定して再現することができる。な
お、本実施例では、燐酸の水溶液を使用したが、燐酸の
水溶液を加熱して蒸気とし、ポリシリコン膜の表面に吹
き付けてもよい。
FIGS. 14 (a) to 14 (c) show that POCl 3 gas was used as a diffusion source and phosphorus was thermally diffused for 30 minutes at 800 ° C. in H 3 PO 4 at 140 ° C. for 10 minutes, 30 minutes.
2 is a scanning electron microscope photograph of the surface shape after dipping for 90 minutes and 90 minutes respectively, and etching progresses from the surface to a transition surface with a high phosphorus concentration, stacking faults, and grain boundaries, and the polysilicon film is roughened. Represents the state of becoming porous. The size and morphology of the porous structure thus obtained can be controlled by the film formation conditions of the polysilicon film, the method of adding impurities, the subsequent heat treatment conditions, the concentration of the H 3 PO 4 solution, the temperature, and the time, It can be reproduced stably. Although an aqueous solution of phosphoric acid is used in this embodiment, the aqueous solution of phosphoric acid may be heated to form vapor and sprayed on the surface of the polysilicon film.

【0052】燐酸を使用してポリシリコンを多孔質化す
る場合、多孔質層の膜厚は燐酸水溶液で処理する時間を
制御して調整することができる。しかしながら、多孔質
層の膜厚を正確に制御したい場合には、ポリシリコン膜
中に予め極薄の酸化シリコン膜を介在させておき、この
酸化シリコン膜をエッチングストッパーとして膜厚の制
御に利用する。かかるポリシリコン膜は複数の層で構成
されるが、電極の機能を損なうことのないように酸化シ
リコンを介在させなければならない。
When the phosphoric acid is used to make the polysilicon porous, the thickness of the porous layer can be adjusted by controlling the treatment time with the phosphoric acid aqueous solution. However, in order to accurately control the thickness of the porous layer, an extremely thin silicon oxide film is intervened in the polysilicon film in advance, and this silicon oxide film is used as an etching stopper for controlling the film thickness. . Although this polysilicon film is composed of a plurality of layers, silicon oxide must be interposed so as not to impair the function of the electrode.

【0053】例えば、ポリシリコンを合計300ナノメ
ートルの厚さに堆積する途中で2ナノメートル程度の酸
化シリコン膜を2層介在させ、燐をポリシリコンに摂氏
800度のPOCl3ガス中で30分熱拡散させ、その
後、摂氏140度の燐酸溶液中に60分浸すと、図15
の走査型電子顕微鏡写真で示されているように、最上層
のポリシリコンのみ多孔質化し、最初の酸化シリコン膜
がエッチングを停止させたことを理解できる。このよう
な複数のポリシリコン膜で構成されたポリシリコン層
は、結晶粒を膜厚方向に分割でき、粒径を制御すること
ができる。上述のように、エッチングは粒界に沿って進
行するので、ポリシリコン層を複数の膜で構成するな
ら、側壁の面積増加に寄与する。
For example, while depositing polysilicon to a total thickness of 300 nanometers, two layers of a silicon oxide film of about 2 nanometers are interposed, and phosphorus is added to the polysilicon for 30 minutes in POCl 3 gas at 800 ° C. After thermal diffusion and subsequent immersion in a phosphoric acid solution at 140 degrees Celsius for 60 minutes, FIG.
As can be seen from the scanning electron micrograph of the above, only the uppermost polysilicon layer was made porous, and the first silicon oxide film stopped the etching. In the polysilicon layer composed of such a plurality of polysilicon films, crystal grains can be divided in the film thickness direction, and the grain size can be controlled. As described above, the etching proceeds along the grain boundaries, so that if the polysilicon layer is composed of a plurality of films, it contributes to an increase in the area of the side wall.

【0054】以上のようにして多孔質シリコンで下部電
極54bを形成した後に、誘電体膜56が下部電極54
bの表面に接するように形成される。誘電体膜56とし
ては、厚さ5〜10ナノメートルの減圧CVD法で堆積
された窒化シリコンとこの窒化シリコンの表面を酸化し
て得られる酸化シリコンで構成される多層構造体が使用
される。また、Ta25のような高誘電体膜や強誘電体
膜を利用することもできる。
After forming the lower electrode 54b of porous silicon as described above, the dielectric film 56 is formed on the lower electrode 54b.
It is formed so as to contact the surface of b. As the dielectric film 56, a multi-layer structure composed of silicon nitride having a thickness of 5 to 10 nanometers deposited by a low pressure CVD method and silicon oxide obtained by oxidizing the surface of this silicon nitride is used. Also, a high dielectric film such as Ta 2 O 5 or a ferroelectric film can be used.

【0055】この後、燐を添加したポリシリコン膜が誘
電体膜56に密着するように形成され、リソグラフィ技
術と反応性イオンエッチングで上部電極57に加工され
る。図9(b)はこの段階を示している。
Thereafter, a phosphorus-added polysilicon film is formed so as to be in close contact with the dielectric film 56, and processed into the upper electrode 57 by the lithography technique and reactive ion etching. FIG. 9B shows this stage.

【0056】上記第3実施例では、ポリシリコンを下部
電極54bの形状に加工した後に、多孔質化している
が、ポリシリコンを多孔質化した後に、下部電極54b
に加工してもよい。また、上部電極57はポリシリコン
に限らず、他の半導体あるいは金属でもよい。
In the third embodiment, the polysilicon is processed into the shape of the lower electrode 54b and then made porous. However, after the polysilicon is made porous, the lower electrode 54b is made.
It may be processed into. Further, the upper electrode 57 is not limited to polysilicon and may be another semiconductor or metal.

【0057】本発明にかかる第4実施例の製造方法で
は、多孔質化する以前のシリコンへイオン注入で不純物
を導入する。燐を注入する不純物とする場合は、加速エ
ネルギーを70eVとし、ドーズ量を1×1016cmー2
とする。その後、シリコン膜は摂氏900度の窒素雰囲
気中で30分間アニールされ、摂氏140度の燐酸溶液
中で多孔質化される。図16(a)〜(c)は燐酸溶液
中の処理時間を10分、20分、60分としたときの走
査電子顕微鏡写真であり、シリコン粒中に5ナノメート
ル程度の微細な凹凸が観察される。
In the manufacturing method of the fourth embodiment according to the present invention, impurities are introduced by ion implantation into silicon before being made porous. When phosphorus is used as an impurity for implantation, the acceleration energy is 70 eV and the dose is 1 × 10 16 cm −2.
And Then, the silicon film is annealed in a nitrogen atmosphere at 900 degrees Celsius for 30 minutes and made porous in a phosphoric acid solution at 140 degrees Celsius. 16A to 16C are scanning electron micrographs when the treatment time in the phosphoric acid solution was 10, 20, and 60 minutes, and fine irregularities of about 5 nm were observed in the silicon particles. To be done.

【0058】第4実施例では、シリコン膜に注入される
不純物を燐にしたが、不純物は粒界や転移面に偏析する
なら燐でなくてもよく。ボロン、ひ素、アンチモンでも
よい。
In the fourth embodiment, phosphorus is used as the impurity implanted into the silicon film, but the impurity need not be phosphorus as long as it is segregated at the grain boundaries and transition planes. Boron, arsenic or antimony may be used.

【0059】本発明の第5実施例にかかる製造方法で
は、シリコン膜への不純物導入を成膜時に実施する。例
えば、減圧CVD法でSiH4とPH3とを含むガスを
0.6Torr、摂氏630度に調整し、かかる雰囲気
中で成膜されたポリシリコンは摂氏140度の燐酸溶液
中で多孔質化される。
In the manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention, impurities are introduced into the silicon film during film formation. For example, the gas containing SiH 4 and PH 3 is adjusted to 0.6 Torr and 630 ° C. by the low pressure CVD method, and the polysilicon formed in such an atmosphere is made porous in a phosphoric acid solution at 140 ° C. It

【0060】第5実施例の製造工程で温度を摂氏550
度とすると、シリコン膜は非晶質になり、この非晶質シ
リコンを摂氏900度の高温雰囲気中で30分アニール
すると、結晶化して比較的大きな結晶粒が成長する。こ
のシリコン膜を燐酸溶液中で処理すると、燐の偏析した
高濃度部分が選択的にエッチングされ、粒径を反映した
比較的大きな孔からなる多孔質構造が得られる。図17
は上述の方法で膜厚400ナノメートルの試料を燐酸溶
液中で90分浸したのち撮影した走査電子顕微鏡写真で
ある。
In the manufacturing process of the fifth embodiment, the temperature is set to 550 degrees Celsius.
Degree, the silicon film becomes amorphous. When this amorphous silicon is annealed in a high temperature atmosphere of 900 degrees Celsius for 30 minutes, it is crystallized and relatively large crystal grains grow. When this silicon film is treated in a phosphoric acid solution, a high concentration portion where phosphorus is segregated is selectively etched, and a porous structure composed of relatively large pores reflecting the grain size is obtained. FIG. 17
Is a scanning electron microscope photograph taken by immersing a sample having a film thickness of 400 nm in the phosphoric acid solution for 90 minutes by the above method.

【0061】本発明の第6実施例にかかる製造方法は多
孔質化にNH3水溶液を使用する。この他にも、不純物
濃度の差でエッチングレートの異なるエッチング剤であ
れば利用できる。第6実施例にかかる製造方法は、摂氏
60度のNH3水溶液を使用しており、シリコン膜は毎
分5ナノメートルの割合でエッチングされる。エッチン
グ後のシリコン膜表面は、5ナノメートル程度の微小な
凹凸と粒界に沿った深い凹部が観察される。図18は走
査型電子顕微鏡で撮影された第6実施例の製造方法で形
成されたシリコン膜の表面である。この試料は表面の微
細な凹凸で黒色となった。なお、NH3の水溶液だけで
なく、これを加熱してNH3蒸気を発生させてエッチン
グしてもよい。
The manufacturing method according to the sixth embodiment of the present invention uses an aqueous NH 3 solution for porosification. In addition to this, any etching agent having a different etching rate due to the difference in impurity concentration can be used. The manufacturing method according to the sixth embodiment uses an NH 3 aqueous solution at 60 degrees Celsius, and the silicon film is etched at a rate of 5 nanometers per minute. On the surface of the silicon film after etching, minute concaves and convexes of about 5 nm and deep concaves along the grain boundaries are observed. FIG. 18 shows the surface of the silicon film formed by the manufacturing method of the sixth embodiment, which is photographed by a scanning electron microscope. This sample turned black due to fine irregularities on the surface. In addition to the NH 3 aqueous solution, this may be heated to generate NH 3 vapor for etching.

【0062】なお、不純物濃度の差でエッチングレート
が異なるエッチング剤としては、HFとHNO3を含む
溶液やHFとH22を含む溶液がある。また、シリコン
に導入される不純物は燐、ひ素、ボロン、アンチモンで
もよく、その導入方法は問わない。
As an etchant having a different etching rate depending on the difference in impurity concentration, there are a solution containing HF and HNO 3 and a solution containing HF and H 2 O 2 . The impurities introduced into silicon may be phosphorus, arsenic, boron or antimony, and the method of introducing them is not limited.

【0063】本発明の第7実施例にかかる製造方法は、
シリコン電極側面の面積増加を図ることを目的としてい
る。すなわち、シリコン膜を多孔質化する際にH3PO4
を用いてもNH3を用いても、電極側面は電極上面に比
べ、面積の増加が少ない。この原因は、多結晶シリコン
膜を通常の減圧CVD法で形成した場合には柱状構造を
有するために電極表面に現れるグレインバウンダリ−の
密度が異なるためである。これを解決するためには、前
述したように、シリコン膜を複数の層に分ける方法があ
るが、以下に述べる方法によっても解決できる。
The manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention is
The purpose is to increase the area of the side surface of the silicon electrode. That is, when the silicon film is made porous, H 3 PO 4 is used.
The area of the side surface of the electrode is less increased than that of the upper surface of the electrode regardless of whether it is used or NH 3 . This is because, when the polycrystalline silicon film is formed by a normal low pressure CVD method, it has a columnar structure and therefore the density of grain boundaries appearing on the electrode surface is different. In order to solve this, there is a method of dividing the silicon film into a plurality of layers as described above, but it can also be solved by the method described below.

【0064】まず図19(a)に示すようにシリコン基
板61上に酸化シリコン膜62を形成し、その上にレジ
スト63を塗布してパタ−ニングし、ドライエッチング
で酸化シリコン膜62をエッチングする(図19
(b))。
First, as shown in FIG. 19A, a silicon oxide film 62 is formed on a silicon substrate 61, a resist 63 is applied on the silicon oxide film 62 for patterning, and the silicon oxide film 62 is etched by dry etching. (Fig. 19
(B)).

【0065】その後、図20(a)に示すようにポリシ
リコン膜64を堆積し、リンやヒ素等の不純物を添加す
る。ポリシリコン膜64は減圧CVD法で堆積した。堆
積条件は温度600℃、使用ガスSiH4とHeとの混
合ガス(SiH4:20%,He:80%)、圧力1T
orrである。
Thereafter, as shown in FIG. 20A, a polysilicon film 64 is deposited and impurities such as phosphorus and arsenic are added. The polysilicon film 64 was deposited by the low pressure CVD method. The deposition conditions are a temperature of 600 ° C., a mixed gas of SiH 4 and He used gas (SiH 4 : 20%, He: 80%), pressure 1T.
orr.

【0066】このポリシリコン64上にレジスト65を
塗布してパタ−ニングし(図20(a))、これをマス
クにしてポリシリコン膜64をドライエッチングする
(図20(b))。
A resist 65 is applied on the polysilicon 64 and patterned (FIG. 20A), and the polysilicon film 64 is dry-etched using this as a mask (FIG. 20B).

【0067】レジスト65を除去した後、ポリシリコン
膜68を減圧CVD法で150ナノメ−トル堆積した
(図21(a))。堆積条件はポリシリコン膜64と同
条件である。
After removing the resist 65, a polysilicon film 68 was deposited in a thickness of 150 nanometers by a low pressure CVD method (FIG. 21A). The deposition conditions are the same as for the polysilicon film 64.

【0068】その後、ポリシリコン膜68に、800℃
において30分間POCl3ガスを用いてリンの熱拡散
を行った。この後に、反応性イオンエッチングによりエ
ッチバックを行い電極を形成する。(図21(b))。
Then, the polysilicon film 68 is formed at 800.degree.
Thermal diffusion of phosphorus was performed using POCl 3 gas for 30 minutes. After that, etching back is performed by reactive ion etching to form an electrode. (FIG.21 (b)).

【0069】その後、塩酸と過酸化水素の混合液で洗浄
を行う。こうして形成した電極を140℃に加熱された
3PO4の水溶液に60分間浸した。この処理により、
電極表面に多孔質シリコン層69が形成される。(図2
2(a))。
After that, cleaning is performed with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. The electrode thus formed was immersed in an aqueous solution of H 3 PO 4 heated to 140 ° C. for 60 minutes. By this process,
A porous silicon layer 69 is formed on the electrode surface. (Fig. 2
2 (a)).

【0070】この後、誘電体膜66および上部電極(リ
ンド−プポリシリコン)67を形成する(図22
(b))。
Thereafter, a dielectric film 66 and an upper electrode (lind polysilicon) 67 are formed (FIG. 22).
(B)).

【0071】この様にして形成したキャパシタの表面積
増加率は、600℃で堆積したシリコン膜の2倍程度と
非常に大きい。また、このキャパシタのリ−ク電流特性
は、多孔質シリコン層を形成していないキャパシタとほ
ぼ同等であり(図26,図27参照)、耐圧分布も良好
である(図28)。
The surface area increase rate of the capacitor thus formed is about twice as large as that of the silicon film deposited at 600 ° C. Further, the leak current characteristic of this capacitor is almost the same as that of the capacitor in which the porous silicon layer is not formed (see FIGS. 26 and 27), and the breakdown voltage distribution is also good (FIG. 28).

【0072】本発明の第8実施例に係わる製造方法は、
シリコン電極をハロゲンを有するガスにさらしても多孔
質化する。すなわち、ポリシリコン膜を200ナノメ−
トル堆積した後に、800℃において30分間POCl
3ガスを用いてリンの熱拡散を行った。この後に1To
rrのCl2ガスで満たしたチャンパ−内で、低圧水銀
ランプで発生した紫外光照射によって生成した塩素ラジ
カルで5分間エッチングする。この方法を用いると、グ
レインバウンダリ−や転移面等のリンが高濃度に偏析し
ている部分のエッチレ−トがリンが偏析していない部分
の50−100倍となり、この結果、ポリシリコン表面
に多孔質層および微細な凹凸が生じる。表面部分の走査
型電子顕微鏡による観察結果を図23に示す。
The manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention is
Even when the silicon electrode is exposed to a gas containing halogen, it becomes porous. That is, the polysilicon film is formed into 200 nm.
30 min POCl at 800 ° C after torr deposition
Thermal diffusion of phosphorus was performed using 3 gases. After this 1To
In a chamfer filled with Cl 2 gas of rr, etching is performed for 5 minutes with chlorine radicals generated by irradiation with ultraviolet light generated by a low pressure mercury lamp. When this method is used, the etching rate of the portion where phosphorus is segregated at a high concentration such as the grain boundary and the transition surface is 50 to 100 times that of the portion where phosphorus is not segregated. A porous layer and fine irregularities are formed. FIG. 23 shows the result of observation of the surface portion with a scanning electron microscope.

【0073】本実施例では多孔質層の形成および表面の
微細な凹凸を塩素ラジカルを用いて形成しているが、B
r(ブロム)やI(ヨウ素)ラジカルでも実施できる。
また、ラジカルの生成には低圧水銀ランプからの紫外光
を用いているが、他の方法を用いた光励起でもよいし、
マイクロ波や高周波または電子銃を用いてプラズマを生
成してもラジカルを発生することができ実施できる。
In this embodiment, the formation of the porous layer and the fine irregularities on the surface are formed by using chlorine radicals.
It can also be carried out with r (bromine) or I (iodine) radicals.
Further, although ultraviolet light from a low-pressure mercury lamp is used to generate radicals, photoexcitation using another method may be used,
Even if plasma is generated using microwaves, high frequencies, or an electron gun, radicals can be generated and can be implemented.

【0074】本発明の第9実施例に係わる製造方法は、
スタック電極の形成と多孔質化を同時に実施する。すな
わち、ポリシリコン膜を200ナノメ−トル堆積した後
に、800℃において30分間POCl3ガスを用いて
リンの熱拡散を行った。つづいてスタックトキャパシタ
のレジストパタ−ンをリソグラフィ−技術を用いて形成
する。この後に、平行平板反応性イオンエッチング装置
を用いて、圧力を20Pa(0.15Torr)として
Cl2でポリシリコンのエッチングを行う。この結果、
レジストマスクの無い部分は塩素イオンが照射されるた
め異方的なエッチングが行われるが、レジストパタ−ン
下のポリシリコン中のグレインバンダリ−や転移面など
リンが高密度に偏析している部分が塩素ラジカルによっ
て選択的にエッチングされる。そのため、エッチング形
状は異方形状となり、一方、多孔質層が等方的に生じ
る。エッチング断面を走査型電子顕微鏡で観察した写真
を図24に示す。
The manufacturing method according to the ninth embodiment of the present invention is
The formation of the stack electrode and the porosification are performed at the same time. That is, after depositing a polysilicon film at 200 nanometers, thermal diffusion of phosphorus was performed using POCl 3 gas at 800 ° C. for 30 minutes. Subsequently, a resist pattern of a stacked capacitor is formed by using a lithography technique. Thereafter, the parallel plate reactive ion etching apparatus is used to etch the polysilicon with Cl 2 at a pressure of 20 Pa (0.15 Torr). As a result,
The part without the resist mask is anisotropically etched because it is irradiated with chlorine ions, but the part where the phosphorus is segregated at a high density, such as the grain boundary and the transition surface in the polysilicon under the resist pattern, is present. It is selectively etched by chlorine radicals. Therefore, the etching shape becomes anisotropic, while the porous layer isotropically occurs. FIG. 24 shows a photograph of an etched cross section observed with a scanning electron microscope.

【0075】この方法を用いることによって、スタック
電極の形成と多孔質化を同時に行うことができる。本実
施例ではポリシリコンのエッチングに平行平板反応性イ
オンエッチング(RIE)装置を用いているがECRや
マグネトロンRIEまたはヘリコンエッチング装置等で
も実施できる。さらに、実施例ではエッチングガスにC
2を用いているが、F(フッソ素)、Br(ブロ
ム)、I(ヨウ素)等でも実施できる。
By using this method, it is possible to simultaneously form the stack electrode and make it porous. In this embodiment, a parallel plate reactive ion etching (RIE) apparatus is used for etching polysilicon, but ECR, magnetron RIE, or helicon etching apparatus can also be used. Further, in the embodiment, the etching gas is C
Although I 2 is used, F (fluorine), Br (bromine), I (iodine) and the like can be used.

【0076】本発明の第10実施例に係わる製造方法は
弗化水素の水溶液中で陽極化成して多孔質化するもので
ある。すなわち、下部電極に、多孔質化シリコンを形成
するには、シリコン電極を弗化水素を主成分とする水溶
液中で陽極化成しても実施できる。以下、本実施例を工
程順に説明する。
The manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention is anodization in an aqueous solution of hydrogen fluoride to make it porous. That is, to form porous silicon on the lower electrode, the silicon electrode can be anodized in an aqueous solution containing hydrogen fluoride as a main component. Hereinafter, this example will be described in the order of steps.

【0077】シリコン基板71に素子分離用の酸化シリ
コン膜を形成し、次に、この酸化シリコン膜72を弗酸
から保護するために、窒化シリコン膜73を減圧CVD
法により形成する。その後シリコン基板71とのコンタ
クトをとるために、リソグラフィ−技術とエッチング技
術によって、パタ−ニングを行う。(図30(a),
(b))。
A silicon oxide film for element isolation is formed on a silicon substrate 71, and then, in order to protect the silicon oxide film 72 from hydrofluoric acid, the silicon nitride film 73 is subjected to low pressure CVD.
It is formed by the method. Thereafter, in order to make contact with the silicon substrate 71, patterning is performed by the lithography technique and the etching technique. (Fig. 30 (a),
(B)).

【0078】次に、減圧CVD法によりSiH4、PH3
を含むガス系から圧力0.6Torr、温度550℃で
非晶質シリコン膜を成膜し、これを800℃で120分
アニ−ルして結晶化させ、ポリシリコン膜74aとす
る、続いてリソグラフィ−技術でレジスト65をつく
り、エッチング技術によって、パタ−ニングを行い、下
部電極64bとする(図31(a),(b))。
Then, SiH 4 and PH 3 are formed by the low pressure CVD method.
An amorphous silicon film is formed from a gas system containing P at a pressure of 0.6 Torr and a temperature of 550 ° C., and is annealed at 800 ° C. for 120 minutes to be crystallized to form a polysilicon film 74a, followed by lithography. -The resist 65 is formed by the technique and patterned by the etching technique to form the lower electrode 64b (FIGS. 31A and 31B).

【0079】形成した下部電極64bを陽極として、5
−40%のHF(弗酸)を主成分とする水溶液中でPt
(白金)を対向電極とし、数百mA/cm2の直流電流
を流して微小孔を形成する。このとき反応を促進させる
ため、可視−紫外線を照射してキャリアを励起させても
よい。微小孔の大きさは、2−数十ナノメ−トルで多孔
質層の体積密度はバルク密度の20−80%に制御す
る。この方法では下部電極64bの側壁も多孔質膜79
で被われるところが特徴的である。(図32(a))。
Using the formed lower electrode 64b as an anode, 5
-40% Pt in an aqueous solution containing HF (hydrofluoric acid) as a main component
(Platinum) is used as a counter electrode, and a direct current of several hundred mA / cm 2 is applied to form micropores. At this time, in order to accelerate the reaction, the carrier may be excited by irradiation with visible-ultraviolet rays. The size of the micropores is 2 to several tens of nanometers, and the volume density of the porous layer is controlled to 20-80% of the bulk density. In this method, the side wall of the lower electrode 64b also covers the porous film 79.
It is characterized by being covered with. (FIG. 32 (a)).

【0080】このとき、形成された微小孔の大きさが数
ナノメ−トル以下である場合は、誘電体膜が孔の内部ま
で充分に被覆されず、短絡の原因となったり、あるいは
開孔部を完全に埋めてしまい上部電極の表面積が増え
ず、蓄積電荷量を効果的に増加させることが難しくな
る。これを防ぐため、既に説明した方法で孔を拡大する
(図32(b))。
At this time, when the size of the formed micropores is several nanometers or less, the dielectric film is not sufficiently covered up to the inside of the pores, which may cause a short circuit or open pores. Is completely filled up, the surface area of the upper electrode does not increase, and it becomes difficult to effectively increase the accumulated charge amount. In order to prevent this, the hole is enlarged by the method already described (FIG. 32 (b)).

【0081】次に、誘電体膜76を形成し(図33
(a))、さらに上部電極77として不純物を添加した
ポリシリコンを堆積する(図33(b))。
Next, a dielectric film 76 is formed (see FIG. 33).
(A)), and impurity-added polysilicon is further deposited as the upper electrode 77 (FIG. 33 (b)).

【0082】なお、この実施例では窒化シリコン膜を残
したまま誘電体膜を形成しているが、H3PO4溶液によ
って、窒化シリコン膜を除去してから誘電体膜を形成し
てもよい。
Although the dielectric film is formed while leaving the silicon nitride film in this embodiment, the dielectric film may be formed after removing the silicon nitride film with the H 3 PO 4 solution. .

【0083】以上説明した第9実施例の製造方法を用い
たとき、蓄積電荷量は従来の十数倍にまで達することが
出来る。陽極化成によってシリコンが多孔質化する現象
自体は古くから知られており、この方法で形成された多
孔質シリコンが非常に反応性に富むことから、低温での
素子分離酸化シリコン膜の形成や、SOI(Siric
on−on−insulator)構造の形成、あるい
は配線用のシリサイドの形成等に用いられている。最近
では、間接遷移型のシリコンでは従来不可能とされてい
た可視発光現象が確認され発光デバイスへの応用が検討
されている。本発明の半導体装置の製造方法は、下部電
極表面に多孔質層を形成する方法として陽極化成を適用
し、蓄積電荷容量の増加という本発明に固有の効果を得
ている。
When the manufacturing method of the ninth embodiment described above is used, the accumulated charge amount can reach up to ten times that of the conventional one. The phenomenon itself that silicon becomes porous by anodization has been known for a long time, and since porous silicon formed by this method is very reactive, formation of element isolation silicon oxide film at low temperature, SOI (Siric
It is used for forming an on-on-insulator structure, forming a silicide for wiring, and the like. Recently, a visible light emission phenomenon, which was hitherto impossible with indirect transition type silicon, has been confirmed, and its application to a light emitting device has been studied. In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, anodization is applied as a method of forming a porous layer on the surface of a lower electrode, and an effect unique to the present invention of increasing the accumulated charge capacity is obtained.

【0084】本発明の第11実施例に係わる製造方法
は、誘電体膜を下部電極の多孔質層表面に形成する際、
多孔質層の孔部(凹部)の大きさが十数ナノメ−トル以
下になると誘電体膜が孔の内面を十分に被覆することが
できなかったり、あるいは完全に孔部を埋め込んでしま
うことに鑑み、上部電極の表面積を増加し、蓄積容量の
増加を図るものである。
In the manufacturing method according to the eleventh embodiment of the present invention, when the dielectric film is formed on the surface of the porous layer of the lower electrode,
If the size of the pores (recesses) of the porous layer is less than ten nanometers, the dielectric film may not be able to sufficiently cover the inner surface of the pores or may completely fill the pores. In view of this, the surface area of the upper electrode is increased to increase the storage capacity.

【0085】そこで必要に応じて、誘電体膜を形成する
前に孔部の大きさを広げる工程を追加する。例えば、多
孔質シリコン形成後、多孔質シリコン表面を700℃、
1Torrの減圧酸素雰囲気中で、20−30ナノメ−
トル酸化した後、形成された酸化シリコン膜を弗酸等で
除去することで、孔部を広げることができる。
Therefore, if necessary, a step of expanding the size of the hole is added before forming the dielectric film. For example, after forming the porous silicon, the surface of the porous silicon is 700 ° C.,
20-30 nm in a reduced pressure oxygen atmosphere of 1 Torr
After the tolu-oxidation, the formed silicon oxide film is removed with hydrofluoric acid or the like, whereby the hole can be widened.

【0086】あるいは、急速熱酸化法により短時間の酸
化を行い、表面に形成された酸化シリコン膜を除去して
もよい。
Alternatively, the silicon oxide film formed on the surface may be removed by performing oxidation for a short time by the rapid thermal oxidation method.

【0087】さらに、1−2ナノメ−トルのオ−ダで孔
部を広げたい場合はH22(過酸化水素)または、HN
3(硝酸)を含む水溶液に浸して酸化シリコン膜を形
成し、これを弗酸等で除去する工程を任意の回数繰り返
すことで実施できる。
Further, if it is desired to widen the pores with an order of 1-2 nanometers, H 2 O 2 (hydrogen peroxide) or HN is used.
This can be carried out by repeating a step of immersing the silicon oxide film in an aqueous solution containing O 3 (nitric acid) to form a silicon oxide film and removing the silicon oxide film with hydrofluoric acid or the like any number of times.

【0088】本発明の第12実施例に係わる製造方法
は、多孔質シリコンの表面を熱窒化した後、多孔質シリ
コン表面に形成された窒化シリコン膜を除去することに
よって孔を拡張する。
In the manufacturing method according to the twelfth embodiment of the present invention, the surface of porous silicon is thermally nitrided, and then the silicon nitride film formed on the surface of the porous silicon is removed to expand the pores.

【0089】例えば、多孔質シリコン形成後、NH
3(アンモニア)雰囲気中で800℃、60秒の急速熱
窒化を行うと1.5−2ナノメ−トルの窒化シリコン膜
が多孔質シリコン表面に形成される。これをH3PO4
含む溶液等によってエッチング、除去する工程を任意の
回数繰り返すことで実施できる。
For example, after forming porous silicon, NH
A rapid thermal nitridation at 800 ° C. for 60 seconds in a 3 (ammonia) atmosphere forms a 1.5-2 nanometer silicon nitride film on the surface of the porous silicon. This can be carried out by repeating the steps of etching and removing with a solution containing H 3 PO 4 etc. any number of times.

【0090】本発明の第13実施例に係わる製造方法
は、多孔質シリコンのシリコンの存在する部分の幅が数
ナノメ−トル程度しか無いような非常に細かい多孔質構
造の場合、第10実施例や第11実施例の方法は、たち
まち多孔質層全体を酸化シリコン膜や、窒化シリコン膜
に変えてしまう場合があること、また多孔質層が電極と
して機能するには、シリコンの存在する部分の幅が空乏
層幅の2倍よりも厚くなければならないことに鑑み、多
孔質シリコンを高真空中あるいは、非酸化雰囲気中ある
いは、還元雰囲気中でアニ−ル処理し、多孔質シリコン
を再結晶化させて、より大きな多孔質構造に変える。
The manufacturing method according to the thirteenth embodiment of the present invention is the same as that of the tenth embodiment when the width of the silicon-containing portion of the porous silicon is only a few nanometers. In the method of the eleventh embodiment, the entire porous layer may be instantly changed to a silicon oxide film or a silicon nitride film, and in order for the porous layer to function as an electrode, a portion where silicon exists is used. In view of the fact that the width must be thicker than twice the width of the depletion layer, the porous silicon is annealed in a high vacuum, in a non-oxidizing atmosphere, or in a reducing atmosphere to recrystallize the porous silicon. And change to a larger porous structure.

【0091】例えば、数ナノメ−トルの構造をもつ多孔
質シリコンをH2(水素)雰囲気中で1000℃、5分
間熱処理を行うと再結晶化がおこり、数ナノメ−トルの
構造をもつ多孔質シリコンへと変化する。この現象自体
はやはり古くから知られており、例えばJ.Elect
rochem.Soc.:SOLID−STATESC
IENCE AND TECHNOLOGY Augu
st 1978 Vol.125,No.8 P13
39 ”Structure of PorousSi
licon Layer and Heat−Trea
tment Effect ” Takashi Un
agami and MasahiroSeki に詳
しい。
For example, when porous silicon having a structure of several nanometers is heat-treated at 1000 ° C. for 5 minutes in an H 2 (hydrogen) atmosphere, recrystallization occurs, and porous silicon having a structure of several nanometers is obtained. Change to silicon. This phenomenon itself has been known for a long time. Elect
rochem. Soc. : SOLID-STATESC
IENCE AND TECHNOLOGY Augu
st 1978 Vol. 125, No. 8 P13
39 "Structure of PorousSi
licon Layer and Heat-Trea
“ment effect Effect” Takashi Un
Learn more about agami and MasahiroSeki.

【0092】本発明の第14実施例に係わる製造方法
は、従来技術で述べた、シリコンの半球状グレインを下
部電極表面に形成する方法と組み合わせて実施する。
The manufacturing method according to the fourteenth embodiment of the present invention is carried out in combination with the method of forming the hemispherical grain of silicon on the surface of the lower electrode described in the prior art.

【0093】例えば、減圧CVD法を用いて成長温度5
00℃で非晶質シリコン膜を200ナノメ−トル堆積し
た後に、リソグラフィ−技術とドライエッチング技術を
用いて下部電極形状を形成する。その後、特願平3−5
3933号(平成3年2月26日出願)において提案さ
れた半球状のシリコングレインを、高真空中で基板温度
750℃のアニ−ル処理を行うことによって前記下部電
極表面に形成する。
For example, the growth temperature is set to 5 by using the low pressure CVD method.
After depositing an amorphous silicon film of 200 nanometers at 00 ° C., a lower electrode shape is formed by using a lithography technique and a dry etching technique. After that, Japanese Patent Application 3-5
Hemispherical silicon grains proposed in No. 3933 (filed on February 26, 1991) are formed on the surface of the lower electrode by annealing in a high vacuum at a substrate temperature of 750 ° C.

【0094】つづいて、800℃において30分間PO
Cl3ガスを用いてリンの熱拡散を行った。この後に、
140℃に加熱されたH3PO4溶液に60分間浸した。
この処理を行うことにより、電極表面に多孔質シリコン
層および半球状シリコングレインより微細な凹凸が形成
される。
Subsequently, PO at 800 ° C. for 30 minutes
Thermal diffusion of phosphorus was performed using Cl 3 gas. After this,
It was immersed in a H 3 PO 4 solution heated to 140 ° C. for 60 minutes.
By performing this treatment, finer irregularities than the porous silicon layer and the hemispherical silicon grains are formed on the electrode surface.

【0095】この後、容量絶縁膜と上部電極を形成して
キャパシタを作成する。このキャパシタの蓄積電荷容量
は半球状シリコングレイを下部電極に形成したキャパシ
タの約2倍、半球状キャパシタを適用していない通常キ
ャパシタの約4倍と非常に大きい(図25)。
After that, a capacitor insulating film and an upper electrode are formed to form a capacitor. The accumulated charge capacity of this capacitor is about twice as large as that of a capacitor in which hemispherical silicon gray is formed on the lower electrode and about four times as much as that of a normal capacitor to which a hemispherical capacitor is not applied (FIG. 25).

【0096】本実施例では非晶質シリコン電極に半球状
グレインシリコンを形成した後、リン拡散によって不純
物を導入した電極を多孔質化しているが、リンの導入方
法は熱拡散法に限らずイオン注水法を用いてもリンを導
入しても、さらに非晶質シリコン成長時にリンを導入す
るリンド−プ非晶質シリコンを用いても実施できる。ま
た、多孔質シリコン層は加熱したH3PO4溶液に浸すこ
とにより形成しているが、多孔質シリコン層及び微細な
凹凸が電極表面に形成されればこの方法に限らず実施で
きる。また、不純物としてリンを用いているがAs(ヒ
ソ)等の不純物でも実施できる。以上のように、半球状
シリコングレイと多孔質シリコンを組み合わせることに
よって、蓄積電荷容量の増加に著しい効果が得られる。
In this embodiment, after the hemispherical grain silicon is formed on the amorphous silicon electrode, the electrode introduced with impurities by phosphorus diffusion is made porous. However, the phosphorus introduction method is not limited to the thermal diffusion method, and the ion diffusion method is not limited to the ion diffusion method. It can be carried out by using the water injection method, by introducing phosphorus, or by using phosphorus-doped amorphous silicon in which phosphorus is introduced during the growth of amorphous silicon. The porous silicon layer is formed by immersing it in a heated H 3 PO 4 solution, but the method is not limited to this method as long as the porous silicon layer and fine irregularities are formed on the electrode surface. Further, although phosphorus is used as an impurity, it can be carried out with an impurity such as As (or the like). As described above, by combining the hemispherical silicon gray and the porous silicon, a remarkable effect can be obtained in increasing the accumulated charge capacity.

【0097】本発明の第15実施例に係わる製造方法
は、下部電極に多孔質シリコンを形成するとき、高濃度
に不純物を添加した非晶質シリコンをH3PO4溶液処理
しても実施する。
The manufacturing method according to the fifteenth embodiment of the present invention is carried out even when amorphous silicon doped with a high concentration of H 3 PO 4 solution is treated when porous silicon is formed on the lower electrode. .

【0098】例えば、減圧CVD法を用いてin−si
tuリンド−プ非晶質シリコン膜を200ナノメ−トル
堆積する。このリンド−プ非晶質シリコン膜はリンが過
飽和状態(1×1021cm-3)に導入されている。つづ
いて、リソグラフィ−技術とドライエッチング技術を用
いて下部電極形状を形成する。つづいて、140℃に加
熱されたH3PO4溶液に60分間浸した。この処理を行
うことにより電極表面に多孔質シリコン層及び微細な表
面凹凸が形成される(図29)。
For example, using the low pressure CVD method, in-si
A tu Lind amorphous silicon film is deposited at 200 nanometers. In this phosphorus-doped amorphous silicon film, phosphorus is introduced in a supersaturated state (1 × 10 21 cm −3 ). Subsequently, the lower electrode shape is formed by using the lithography technique and the dry etching technique. Then, it was immersed in a H 3 PO 4 solution heated to 140 ° C. for 60 minutes. By performing this treatment, a porous silicon layer and fine surface irregularities are formed on the electrode surface (FIG. 29).

【0099】この後、容量絶縁膜と上部電極を形成して
キャパシタを作成する。このキャパシタの蓄積電荷容量
はリンド−プ非晶質シリコンで下部電極を形成したキャ
パシタの2倍程度と非常に大きくなる。本実施例では、
減圧CVD法を用いたin−situリンド−プ非晶質
シリコン電極を多孔質化しているが、リンがド−ピング
されていなくとも実施できる。また、非晶質シリコンを
減圧CVD法を用いて形成しているが、リン拡散を行っ
たポリシリコンにイオン注入法を用いてシリコンを注入
しても、非晶質シリコンは形成できるので実施できる。
また、多孔質シリコン層の形成は加熱したH3PO4溶液
に浸すことにより形成しているが、多孔質層及び微細な
凹凸が電極表面に形成されればこの方法に限らず実施で
きる。
Then, a capacitor insulating film and an upper electrode are formed to form a capacitor. The stored charge capacity of this capacitor is about twice as large as that of a capacitor in which a lower electrode is made of Lind-doped amorphous silicon. In this embodiment,
Although the in-situ rind amorphous silicon electrode using the low pressure CVD method is made porous, it can be carried out even if phosphorus is not doped. Further, although amorphous silicon is formed by using the low pressure CVD method, amorphous silicon can be formed by implanting silicon into the phosphorus-diffused polysilicon by using the ion implantation method. .
The porous silicon layer is formed by immersing it in a heated H 3 PO 4 solution, but the method is not limited to this method as long as the porous layer and fine irregularities are formed on the electrode surface.

【0100】本発明の第16実施例に係わる製造方法は
下部電極に多孔質シリコンを形成するとき、スパッタ法
で非晶質シリコンを堆積して実施する。
The manufacturing method according to the sixteenth embodiment of the present invention is carried out by depositing amorphous silicon by sputtering when forming porous silicon on the lower electrode.

【0101】例えば、スパッタ時のAr(アルゴン)圧
が6×10-2Torr、基板温度100℃、厚さ300
ナノメ−トルに堆積されたシリコン膜は、斜影効果によ
って、柱状の多孔質構造を有しており、柱と柱のあいだ
は、空隙が存在する。この後、800℃において20分
間POCl3ガスを用いてリンの熱拡散を行うととも
に、結晶化を行い、つづいてリンの熱拡散により形成さ
れた酸化シリコン膜を弗酸によって除去することで多孔
質層を有する下部電極が形成できる。
For example, the Ar (argon) pressure during sputtering is 6 × 10 -2 Torr, the substrate temperature is 100 ° C., and the thickness is 300.
The silicon film deposited on the nanometer has a columnar porous structure due to the bevel effect, and voids exist between the columns. Then, phosphorus is thermally diffused using POCl 3 gas at 800 ° C. for 20 minutes, crystallization is performed, and then the silicon oxide film formed by thermal diffusion of phosphorus is removed by hydrofluoric acid to form a porous film. A bottom electrode having a layer can be formed.

【0102】あるいは、リンまたは、ボロン等の不純物
を含むシリコンをスパッタのタ−ゲットに用い、多孔質
の非晶質シリコンを堆積した後、アニ−ルによって結晶
化しても実施できる。
Alternatively, silicon containing impurities such as phosphorus or boron may be used as a sputtering target to deposit porous amorphous silicon and then crystallize by annealing.

【0103】更に、PH3またはB26のような不純物
のソ−スガスを含む雰囲気中で、シリコンをタ−ゲット
に反応性スパッタを行った後、アニ−ルによって結晶化
しても実施できる。
Further, it is also possible to perform reactive sputtering of silicon on the target in an atmosphere containing a source gas of impurities such as PH 3 or B 2 H 6 and then crystallize by annealing. .

【0104】スパッタ法による非晶質シリコンについて
は、高橋清,小長井誠偏、最新アモルファスSiハンド
ブック、サイエンスフォ−ラム、鈴木正国、(198
3)に詳しい。
Regarding amorphous silicon by the sputtering method, Kiyoshi Takahashi, Makoto Konagai, Latest Amorphous Si Handbook, Science Forum, Masakuni Suzuki, (198
Detailed in 3).

【0105】本発明の第17実施例に係わる製造方法
は、下部電極に、多孔質シリコンを形成するとき、シリ
コン膜にリソグラフィ−技術を用いずに、100ナノメ
−トル以下の微細なマスクを自己組織的に形成し、異方
性エッチングを行ってする。
In the seventeenth embodiment of the present invention, when the porous silicon is formed on the lower electrode, a fine mask of 100 nanometers or less is self-deposited on the silicon film without using the lithography technique. It is formed systematically and anisotropically etched.

【0106】例えば不純物を添加したポリシリコンを5
00ナノメ−トル堆積した後、Ar(アルゴン)とO2
(酸素)を含む雰囲気中で酸化シリコンをタ−ゲットに
してスパッタを行う。スパッタ時の圧力は6×10-2
orrで行う。
For example, polysilicon containing impurities is added to
00 nanometer deposition followed by Ar (argon) and O 2
Sputtering is performed using silicon oxide as a target in an atmosphere containing (oxygen). The pressure during sputtering is 6 × 10 -2 T
orr

【0107】このようにしてシリコン膜上に厚さ50ナ
ノメ−トルに堆積された酸化シリコンは幅数十ナノメ−
トルの柱上の多孔質構造を有している。これを数%の希
弗酸で処理し孔部を20ナノメ−トル程度まで広げてか
ら、平行平板RIE装置を用いて、圧力を20Paとし
てCl2を含むガス中でポリシリコンのエッチングを行
う。
The silicon oxide thus deposited on the silicon film to a thickness of 50 nanometers has a width of several tens nanometers.
It has a porous structure on the pillar of the tor. This is treated with dilute hydrofluoric acid of several% to widen the hole to about 20 nanometers, and then polysilicon is etched in a gas containing Cl 2 at a pressure of 20 Pa using a parallel plate RIE apparatus.

【0108】この結果、酸化シリコンの無い部分は塩素
イオンが照射されるため異方的なエッチングが行われる
が、酸化シリコンの柱の下のポリシリコンはエッチング
されないため、ポリシリコン表面に幅数十ナノメ−トル
の柱状の多孔質シリコン層が形成される。また、スパッ
タ条件や時間を変えることで、島状や網目状のマスクも
形成可能であり、これを用いて異方的なエッチングを行
っても実施できる。また、マスク材は、酸化シリコンに
限らず、異方的性エッチングにおいて充分な選択比がと
れるものであればよい。
As a result, the portions without silicon oxide are anisotropically etched because they are irradiated with chlorine ions, but the polysilicon under the pillars of silicon oxide is not etched, so that the surface of the polysilicon has a width of several tens. A nanometer columnar porous silicon layer is formed. In addition, an island-shaped or mesh-shaped mask can be formed by changing the sputtering conditions and time, and anisotropic etching can be performed using this mask. Further, the mask material is not limited to silicon oxide, and may be any material as long as it has a sufficient selection ratio in anisotropic etching.

【0109】本実施例ではポリシリコンのエッチングに
平行平板RIE装置を用いているがECRやマグネトロ
ンRIEまたはヘリコンエッチング装置等でも実施でき
る。さらに、実施例ではエッチングガスにCl2を用い
ているが、F(フッソ素)、Br(ブロム)、I(ヨウ
素)等でも実施できる。
In this embodiment, a parallel plate RIE device is used for etching polysilicon, but ECR, magnetron RIE, or helicon etching device may be used. Furthermore, although Cl 2 is used as the etching gas in the examples, F (fluorine), Br (bromine), I (iodine) or the like can be used.

【0110】更にスパッタ法に限らず、CVD法、蒸着
法等の成膜方法で行なっても良い。
Further, not only the sputtering method but also a film forming method such as a CVD method or a vapor deposition method may be used.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、多孔質シリコンで形成された電極はその表面積をポ
リシリコン等で形成された平坦な電極の表面積に比べる
と10〜100倍に増加させることができ、電気回路の
構成要素の電気的特性、例えば容量素子の電荷蓄積量を
飛躍的に増加させることができる。その結果、半導体集
積回路の集積度は、従来例と同一の半導体基板を使用し
ても大幅に向上し、充分な電荷蓄積量がホールド不良、
ソフトエラーを防止する。する。また、本発明により多
孔質化された電極は、従来の円筒型スタック容量電極や
スタックトレンチ容量電極、HSG−Siを用いた容量
電極と同程度に蓄積電荷容量を増加させられる。例え
ば、燐酸水溶液で多孔化処理をする実施例の場合、僅か
1工程の追加で、標準的なスタック電極の1.6倍の電
荷蓄積容量を得られる。これと同程度の電荷蓄積容量を
円筒型スタック電極で実現しようとすると、7工程以上
を必要としており、製造方法が極めて複雑になる。ま
た、本発明にかかる容量素子は、巨視的に平滑な表面形
状であり、その上方に配線等を敷設しても、断線等の発
生する虞は小さい。
As described above, according to the present invention, the surface area of an electrode made of porous silicon is 10 to 100 times that of a flat electrode made of polysilicon or the like. The electrical characteristics of the constituent elements of the electric circuit, for example, the charge storage amount of the capacitor can be dramatically increased. As a result, the degree of integration of the semiconductor integrated circuit is significantly improved even when the same semiconductor substrate as that of the conventional example is used, and a sufficient charge storage amount causes a hold failure.
Prevent soft errors. To do. Further, the electrode made porous according to the present invention can increase the accumulated charge capacity to the same extent as the conventional cylindrical stack capacitance electrode, stack trench capacitance electrode, or capacitance electrode using HSG-Si. For example, in the case of the embodiment in which the phosphoric acid aqueous solution is used for the porosity treatment, the charge storage capacity 1.6 times that of the standard stack electrode can be obtained by adding only one step. If it is attempted to realize the same level of charge storage capacity with a cylindrical stack electrode, seven or more steps are required, which makes the manufacturing method extremely complicated. Further, the capacitive element according to the present invention has a macroscopically smooth surface shape, and even if a wiring or the like is laid above the capacitive element, there is little risk of disconnection or the like.

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

【図1】本発明の第1実施例にかかる製造方法を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例にかかる製造方法の他の工程を示す
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another step of the manufacturing method according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施例にかかる製造方法を示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図4】第2実施例にかかる製造方法の他の工程を示す
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another step of the manufacturing method according to the second embodiment.

【図5】本発明の適用される種々の容量素子の電極構造
を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing electrode structures of various capacitive elements to which the present invention is applied.

【図6】本発明の適用される種々の容量素子の電極構造
を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing electrode structures of various capacitive elements to which the present invention is applied.

【図7】本発明の第3実施例にかかる製造方法の初期段
階を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an initial stage of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例に係る製造方法の中期段階
を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the middle stage of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例にかかる製造方法の後期段
階を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a latter stage of the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以前における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 10 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention before it is made porous.

【図11】本発明の第3実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 11 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.

【図12】本発明の第3実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を異なる倍率
(10万倍、20万倍、45万倍)で示した走査型電子
顕微鏡写真である。
FIG. 12 is a scanning electron showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention after being made porous at different magnifications (100,000 times, 200,000 times, 450,000 times). It is a micrograph.

【図13】不純物の導入されていないポリシリコンを燐
酸処理した後の表面組織を異なる処理時間(10分、3
0分、90分)毎に撮影した走査型電子顕微鏡写真であ
る。
FIG. 13 shows different surface treatment times (10 minutes, 3 minutes) for the surface texture of the unintroduced polysilicon after phosphoric acid treatment.
It is a scanning electron microscope photograph taken every 0 minutes, 90 minutes).

【図14】不純物を導入したポリシリコンを燐酸処理し
た後の表面組織を異なる処理時間(10分、30分、9
0分)毎に撮影した走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 14 shows different surface treatment times (10 minutes, 30 minutes, 9 minutes) for the surface texture after the impurity-doped polysilicon is treated with phosphoric acid.
It is a scanning electron micrograph taken every 0 minutes.

【図15】本発明の第3実施例の変形例で形成された下
部電極の多孔質化以後における断面組織を示した走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 15 is a scanning electron micrograph showing a cross-sectional structure of a lower electrode formed in a modification of the third embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.

【図16】本発明の第4実施例の製造方法で形成された
下部電極の燐酸処理中の異なる時間(10分、20分、
60分)毎の表面組織を示した走査型電子顕微鏡写真で
ある。
FIG. 16 shows different times (10 minutes, 20 minutes,) during phosphoric acid treatment of the lower electrode formed by the manufacturing method of the fourth embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing the surface texture every 60 minutes.

【図17】本発明の第5実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 17 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the fifth embodiment of the present invention after making it porous.

【図18】本発明の第6実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 18 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the sixth embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.

【図19】本発明の第7実施例にかかる製造方法の初期
段階を示す断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing an initial stage of the manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第7実施例にかかる製造方法の第1
中期段階を示す断面図である。
FIG. 20 is a first manufacturing method according to a seventh embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a middle stage.

【図21】本発明の第7実施例にかかる製造方法の第2
中期段階を示す断面図である。
FIG. 21 is a second manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a middle stage.

【図22】本発明の第7実施例にかかる製造方法の後期
段階を示す断面図である。
FIG. 22 is a sectional view showing a latter stage of the manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第8実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 23 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the eighth embodiment of the present invention after making it porous.

【図24】本発明の第9実施例の製造方法で形成された
下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査型
電子顕微鏡写真である。
FIG. 24 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the ninth embodiment of the present invention after making it porous.

【図25】スタック電極の表面を種々の結晶で構成した
時の容量値を示すグラフである。
FIG. 25 is a graph showing capacitance values when the surface of the stack electrode is made of various crystals.

【図26】電極の表面を多孔質シリコンで構成したキャ
パシタの電流特性を示すグラフである。
FIG. 26 is a graph showing current characteristics of a capacitor in which the surface of an electrode is made of porous silicon.

【図27】電極の表面をポリシリコンで構成したキャパ
シタの電流特性を示すグラフである。
FIG. 27 is a graph showing current characteristics of a capacitor in which an electrode surface is made of polysilicon.

【図28】耐圧分布特性を示すグラフである。FIG. 28 is a graph showing breakdown voltage distribution characteristics.

【図29】本発明の第15実施例の製造方法で形成され
た下部電極の多孔質化以後における表面組織を示す走査
型電子顕微鏡写真である。
FIG. 29 is a scanning electron micrograph showing the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the fifteenth embodiment of the present invention after making it porous.

【図30】本発明の第10実施例にかかる製造方法の初
期段階を示す断面図である。
FIG. 30 is a sectional view showing an initial stage of the manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第10実施例にかかる製造方法の第
1中期段階を示す断面図である。
FIG. 31 is a sectional view showing a first middle stage of the manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention.

【図32】本発明の第10実施例にかかる製造方法の第
2中期段階を示す断面図である。
FIG. 32 is a sectional view showing a second middle stage of the manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention.

【図33】本発明の第10実施例にかかる製造方法の後
期段階を示す断面図である。
FIG. 33 is a sectional view showing a latter stage of the manufacturing method according to the tenth embodiment of the present invention.

【図34】従来例にかかる製造方法の初期段階を示す断
面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing the initial stage of the manufacturing method according to the conventional example.

【図35】従来例にかかる製造方法の中期段階を示す断
面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view showing the middle stage of the manufacturing method according to the conventional example.

【図36】従来例にかかる製造方法の後期段階を示す断
面図である。
FIG. 36 is a sectional view showing a latter stage of the manufacturing method according to the conventional example.

【図37】他の従来例にかかる製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 37 is a sectional view showing a manufacturing method according to another conventional example.

【図38】他の従来例にかかる製造方法の他の工程を示
す断面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view showing another step of the manufacturing method according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,31,51,61 シリコン基板 23a,41a,42a,43a,44a,45a,6
9,79 多孔質シリコン 23b,41,42,43,44,45,54b,6
4,74b 下部電極 24,34,58,66,
76 誘電体 25a,35,57,67,77 上部電極
21, 31, 51, 61 Silicon substrate 23a, 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 6
9,79 Porous silicon 23b, 41, 42, 43, 44, 45, 54b, 6
4, 74b lower electrode 24, 34, 58, 66,
76 Dielectric 25a, 35, 57, 67, 77 Upper electrode

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年6月8日[Submission date] June 8, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図10】 本発明の第3実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以前における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 10 is a grain structure of the surface texture before the lower electrode is made porous by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図11】 本発明の第3実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 11 is a grain structure of the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図12[Name of item to be corrected] Fig. 12

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図12】 本発明の第3実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を異なる倍率(10万倍,20万倍,45万倍)で示
した走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 12 is a grain structure of the surface texture after the lower electrode is made porous by the manufacturing method of the third embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing the structure at different magnifications (100,000, 200,000, and 450,000 times).

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図13[Name of item to be corrected] Fig. 13

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図13】 不純物の導入されていないポリシリコン
を燐酸処理した後の表面組織の粒子構造を異なる処理時
間(10分,30分,90分)毎に撮影した走査型電子
顕微鏡写真である。
FIG. 13 is a scanning electron microscope photograph taken at different treatment times (10 minutes, 30 minutes, 90 minutes) of the grain structure of the surface texture of the unintroduced polysilicon after phosphoric acid treatment.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図14[Name of item to be corrected] Fig. 14

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図14】 不純物を導入したポリシリコンを燐酸処
理した後の表面組織の粒子構造を異なる処理時間(10
分,30分,90分)毎に撮影した走査型電子顕微鏡写
真である。
FIG. 14 shows that the grain structure of the surface texture of the impurity-doped polysilicon after phosphoric acid treatment is different for different treatment times (10
Min, 30 min, 90 min) is a scanning electron micrograph.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図15[Correction target item name] Figure 15

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図15】 本発明の第3実施例の変形例で形成され
た下部電極の多孔質化以降における断面組織の粒子構造
を示した走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 15 is a scanning electron micrograph showing a particle structure of a cross-sectional structure of a lower electrode formed in a modification of the third embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図16[Correction target item name] Fig. 16

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図16】 本発明の第4実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の燐酸処理中の異なる時間(10分,20
分,60分)毎の表面組織の粒子構造を示した走査型電
子顕微鏡写真である。
FIG. 16 shows different times (10 minutes, 20 minutes) during the phosphoric acid treatment of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
Is a scanning electron micrograph showing the particle structure of the surface texture every 60 minutes).

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図17[Name of item to be corrected] Fig. 17

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図17】 本発明の第5実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 17 is a grain structure of the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図18[Name of item to be corrected] Fig. 18

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図18】 本発明の第6実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 18 is a grain structure of the surface texture after the lower electrode is made porous by the manufacturing method of the sixth embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図23[Correction target item name] Fig. 23

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図23】 本発明の第8実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 23 is a grain structure of the surface texture of the lower electrode formed by the manufacturing method according to the eighth embodiment of the present invention after the lower electrode is made porous.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図24[Name of item to be corrected] Fig. 24

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図24】 本発明の第9実施例の製造方法で形成さ
れた下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子構
を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 24 is a grain structure of the surface texture after the lower electrode is made porous by the manufacturing method of the ninth embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing the structure .

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図29[Name of item to be corrected] Fig. 29

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図29】 本発明の第15実施例の製造方法で形成
された下部電極の多孔質化以降における表面組織の粒子
構造を示す走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 29 is a particle of the surface texture after the lower electrode is made porous by the manufacturing method of the fifteenth embodiment of the present invention.
It is a scanning electron micrograph showing a structure .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 善家 昌伸 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masanobu Yoshiya 5-7-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面積の増加で電気的特性の向上を図れ
る電気回路の構成要素を含む半導体装置において、上記
構成要素は多孔質シリコンからなる表面を有する多結晶
シリコンで形成されたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device including a constituent element of an electric circuit capable of improving electric characteristics by increasing a surface area, wherein the constituent element is formed of polycrystalline silicon having a surface made of porous silicon. Semiconductor device.
【請求項2】 第1電極と、該第1電極に誘電体を介し
て対向する第2電極とを有する容量素子を含む集積回路
の形成された半導体装置において、上記第1電極は、上
記第2電極と対向する表面の少なくとも一部を多孔質シ
リコンとした多結晶シリコンで形成したことを特徴とす
る半導体装置。
2. A semiconductor device in which an integrated circuit is formed, which includes a capacitive element having a first electrode and a second electrode facing the first electrode via a dielectric, wherein the first electrode is the first electrode. A semiconductor device, wherein at least a part of a surface facing the two electrodes is made of polycrystalline silicon having porous silicon.
【請求項3】 下部電極を形成する工程と、該下部電極
を被う誘電体を形成する工程と、該誘電体を介して下部
電極に対向する上部電極を形成する工程とを有する半導
体装置の製造方法において、上記下部電極を形成する工
程は表面を多孔質シリコンとする工程を含み、上記誘電
体を形成する工程では上記誘電体を上記多孔質シリコン
の孔を画成する表面に接して形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
3. A semiconductor device comprising: a step of forming a lower electrode; a step of forming a dielectric covering the lower electrode; and a step of forming an upper electrode facing the lower electrode via the dielectric. In the manufacturing method, the step of forming the lower electrode includes the step of making the surface porous silicon, and in the step of forming the dielectric, the dielectric is formed in contact with the surface defining the pores of the porous silicon. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
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