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JPH10214948A - Method for manufacturing capacitor - Google Patents

Method for manufacturing capacitor

Info

Publication number
JPH10214948A
JPH10214948A JP9017065A JP1706597A JPH10214948A JP H10214948 A JPH10214948 A JP H10214948A JP 9017065 A JP9017065 A JP 9017065A JP 1706597 A JP1706597 A JP 1706597A JP H10214948 A JPH10214948 A JP H10214948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
electrode
capacitor
layer
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9017065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Gocho
哲雄 牛膓
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9017065A priority Critical patent/JPH10214948A/en
Publication of JPH10214948A publication Critical patent/JPH10214948A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure sufficient capacity and prevent a reduction in an etch rate of an insulation film without heightening stepped parts by a method wherein, after a core of a porous insulation film is formed and one electrode is formed on a surface of the core and the core is removed, a counter electrode is formed via a dielectric film on a surface of one electrode. SOLUTION: After a core 22a of a porous insulation film is formed and one electrode (lower electrode) 9 is formed on a surface of the core 22a and the core 22a is removed, a counter electrode (upper electrode) 11 is formed via dielectric film on a surface of one electrode 9 to manufacture a capacitor. By forming the core 22a of the porous insulation film, it is possible to form an irregularities in the lower electrode 9 formed on a surface of the core 22a and to increase a surface area of the lower electrode 9. Therefore, it is possible to increase capacity of a capacitor 12. Further, the insulation film constituting the core 22a is formed as porous quality, whereby as an etch rate in etching the insulation film is faster, a time for a step of etching-off can be lessened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高度に微細化・集
積化された半導体装置、例えば微細化・集積化がなされ
たメモリ素子等に適用して好適な、キャパシタの製造方
法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor which is suitably applied to a highly miniaturized and integrated semiconductor device, for example, a miniaturized and integrated memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化や集積化に伴い、大
規模容量のDRAMにおいて、メモリセルのサイズは縮
小されるが、これに対してキャパシタの容量はデータの
保持特性を維持するために、ほぼ同じ値が維持される必
要がある。そのために、小さいセル面積でも容量を確保
することができるように、例えばキャパシタの下部電極
即ちいわゆるノード電極をメモリセルに対して高い位置
に形成したり、図5に示すように、円筒形(シリンダー
形)のキャパシタ42とすることで、表面積を増加させ
て容量を確保する手段が提案されている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization and integration of semiconductor elements, the size of a memory cell in a large-scale DRAM is reduced, whereas the capacity of a capacitor is required to maintain data retention characteristics. , Almost the same value needs to be maintained. For this purpose, for example, a lower electrode of a capacitor, that is, a so-called node electrode is formed at a higher position with respect to a memory cell so as to secure a capacity even with a small cell area, or as shown in FIG. Means for increasing the surface area and securing the capacity by using the capacitor 42 of the (shape) have been proposed.

【0003】図5は、シリンダー形のキャパシタ42を
形成した半導体装置の一例の断面図を示す。この半導体
装置は、半導体メモリであるDRAMに適用した例であ
り、半導体基板31の素子分離層32により分離された
領域に形成されたMOSトランジスタ30と、これに接
続された容量素子としてのキャパシタ42とによってメ
モリセルが構成される。MOSトランジスタ30は、ソ
ース及びドレインとなる拡散層33と、ゲート絶縁膜を
介して形成されたゲート電極とからなり、このゲート電
極がメモリセルのワードライン34となっている。
FIG. 5 is a sectional view of an example of a semiconductor device in which a cylindrical capacitor 42 is formed. This semiconductor device is an example applied to a DRAM which is a semiconductor memory, and includes a MOS transistor 30 formed in a region separated by an element isolation layer 32 of a semiconductor substrate 31 and a capacitor 42 connected to the MOS transistor 30 as a capacitive element. These form a memory cell. The MOS transistor 30 includes a diffusion layer 33 serving as a source and a drain, and a gate electrode formed with a gate insulating film interposed therebetween. The gate electrode serves as a word line 34 of the memory cell.

【0004】そして、MOSトランジスタ30の一方の
拡散層33が、層間絶縁層37のコンタクトホール内に
形成された例えば多結晶シリコンからなるプラグコンタ
クト層38を介してこの層間絶縁層35の上の電極層か
らなるメモリセルのビットライン36に接続され、他方
の拡散層33が、層間絶縁層35,37に形成されたコ
ンタクトホール内の例えば多結晶シリコンからなるプラ
グコンタクト層38を介してキャパシタ42の下部電極
39に接続される。
[0004] One diffusion layer 33 of the MOS transistor 30 is connected to an electrode on the interlayer insulating layer 35 via a plug contact layer 38 made of, for example, polycrystalline silicon formed in a contact hole of the interlayer insulating layer 37. The other diffusion layer 33 is connected to the bit line 36 of the memory cell made up of layers, and the other diffusion layer 33 is connected to the capacitor 42 via the plug contact layer 38 made of, for example, polycrystalline silicon in the contact hole formed in the interlayer insulating layers 35 and 37. Connected to lower electrode 39.

【0005】キャパシタ42は、例えば多結晶シリコン
からなるシリンダー形状の下部電極(いわゆるノード電
極)39とこれを覆って誘電体膜40を介して、例えば
多結晶シリコンからなる上部電極(いわゆるプレート電
極)41が形成されて構成されている。このシリンダー
形状のキャパシタ42は、層間絶縁層43aに覆われ、
これの上にアルミ等からなる上層配線44が形成され
る。43bはさらに上層配線44を覆う層間絶縁膜であ
る。
The capacitor 42 has a cylindrical lower electrode (so-called node electrode) 39 made of, for example, polycrystalline silicon and an upper electrode (so-called plate electrode) made of, for example, polycrystalline silicon via a dielectric film 40 covering the lower electrode 39. 41 are formed. The cylindrical capacitor 42 is covered with an interlayer insulating layer 43a,
An upper wiring 44 made of aluminum or the like is formed thereon. An interlayer insulating film 43b further covers the upper wiring 44.

【0006】このように構成されたメモリセルが多数、
例えばマトリックス状に形成されて、メモリ領域51を
構成する。一方、メモリ領域51の周辺には、例えばM
OSトランジスタからなるロジック領域(即ち周辺回
路)52が形成され、メモリセルの制御等を行う。即
ち、ロジック領域52では、半導体基板31内にソース
及びドレインとなる拡散層45が形成されると共に、ゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極47が形成されてMOS
トランジスタが構成され、拡散層45と上層配線44と
がプラグコンタクト層46により接続される。
[0006] A large number of memory cells are
For example, the memory area 51 is formed in a matrix. On the other hand, around the memory area 51, for example, M
A logic region (that is, a peripheral circuit) 52 including an OS transistor is formed, and controls a memory cell and the like. That is, in the logic region 52, a diffusion layer 45 serving as a source and a drain is formed in the semiconductor substrate 31, and a gate electrode 47 is formed via a gate insulating film to form a MOS transistor.
A transistor is formed, and diffusion layer 45 and upper wiring 44 are connected by plug contact layer 46.

【0007】このシリンダー形のキャパシタ42は、例
えば次のような方法により製造される。まず、例えばシ
リコンからなる半導体基板31上に、図5に示したよう
な構成、即ち素子分離層32と、メモリセルのMOSト
ランジスタ30を構成するソース及びドレインとなる拡
散層33と、ゲート絶縁膜とゲート電極によるワードラ
イン34と、ワードライン34とビットライン36との
間の層間絶縁層35と、電極層によるビットライン36
と、ビットライン36上を覆う層間絶縁層37とを形成
する。
The cylindrical capacitor 42 is manufactured, for example, by the following method. First, on a semiconductor substrate 31 made of, for example, silicon, a structure as shown in FIG. 5, that is, an element isolation layer 32, a diffusion layer 33 serving as a source and a drain constituting the MOS transistor 30 of the memory cell, and a gate insulating film And a gate electrode, a word line 34; an interlayer insulating layer 35 between the word line 34 and the bit line 36;
And an interlayer insulating layer 37 covering the bit line 36 is formed.

【0008】そして、ビットライン36上の層間絶縁層
37上にレジストを形成し、コンタクトホールを開口す
るためのフォトレジストのパターニングを行い、層間絶
縁膜35,37にMOSトランジスタ30の他方の拡散
層33とキャパシタ42とを接続するためのコンタクト
ホールを開口する。続いて、図示しないがコンタクトホ
ール内及び表面を覆って、多結晶シリコン層を堆積す
る。
Then, a resist is formed on the interlayer insulating layer 37 on the bit line 36, and a photoresist is patterned to open a contact hole, and the other diffusion layer of the MOS transistor 30 is formed in the interlayer insulating films 35 and 37. A contact hole for connecting the capacitor 33 and the capacitor 42 is opened. Subsequently, although not shown, a polycrystalline silicon layer is deposited so as to cover the inside and the surface of the contact hole.

【0009】次に、図6Aに示すように、多結晶シリコ
ン層をエッチバックし、多結晶シリコンからなるプラグ
コンタクト層38を形成する。さらに、図6Bに示すよ
うに、表面を覆って多結晶シリコン層61を堆積する。
Next, as shown in FIG. 6A, the polysilicon layer is etched back to form a plug contact layer 38 made of polysilicon. Further, as shown in FIG. 6B, a polycrystalline silicon layer 61 is deposited so as to cover the surface.

【0010】次に、図6Cに示すように、シリンダー形
のキャパシタのコアとなる例えばシリコン酸化膜からな
るコア絶縁膜62を成膜する。
Next, as shown in FIG. 6C, a core insulating film 62 made of, for example, a silicon oxide film to be a core of the cylindrical capacitor is formed.

【0011】次に、コア絶縁膜62上に形成したフォト
レジスト63にパターニングを行った後、このフォトレ
ジスト63をマスクとしてコア絶縁膜62をエッチング
して、図7Dに示すようにコア62aを形成する。
Next, after patterning the photoresist 63 formed on the core insulating film 62, the core insulating film 62 is etched using the photoresist 63 as a mask to form a core 62a as shown in FIG. 7D. I do.

【0012】次に、図7Eに示すように、フォトレジス
ト63を除去した後、コア62aの表面及び側面を覆っ
て第2の多結晶シリコン層64を堆積する。
Next, as shown in FIG. 7E, after removing the photoresist 63, a second polycrystalline silicon layer 64 is deposited to cover the surface and side surfaces of the core 62a.

【0013】次に、図7Fに示すように、第2の多結晶
シリコン層64をコア62aの上面及び下地の層間絶縁
層37が露出するまでエッチバックし、コア62aの側
壁に多結晶シリコンからなるサイドウォール65を形成
する。
Next, as shown in FIG. 7F, the second polycrystalline silicon layer 64 is etched back until the upper surface of the core 62a and the underlying interlayer insulating layer 37 are exposed, and polycrystalline silicon is formed on the side wall of the core 62a. Is formed.

【0014】次に、図8Gに示すように、ウエットエッ
チングによってコア62aをエッチオフすることによ
り、多結晶シリコンからなるサイドウォール65及び第
1の多結晶シリコン層61から構成されるシリンダー状
の下部電極39が形成される。続いて、図8Hに示すよ
うに、下部電極39を覆って例えば窒化膜−酸化膜(い
わゆるNO膜)等により構成される誘電体膜40を形成
する。
Next, as shown in FIG. 8G, the core 62a is etched off by wet etching to form a cylindrical lower portion composed of the sidewall 65 made of polycrystalline silicon and the first polycrystalline silicon layer 61. An electrode 39 is formed. Subsequently, as shown in FIG. 8H, a dielectric film 40 composed of, for example, a nitride film-oxide film (a so-called NO film) is formed so as to cover the lower electrode 39.

【0015】次に、図8Iに示すように、誘電体膜40
を覆って、キャパシタの上部電極となる第3の多結晶シ
リコン層を堆積した後、第3の多結晶シリコン層をパタ
ーニングすることにより上部電極41を形成して、図5
に示した構造のキャパシタ42を製造することができ
る。
Next, as shown in FIG. 8I, the dielectric film 40
Then, a third polycrystalline silicon layer serving as an upper electrode of the capacitor is deposited, and then the upper electrode 41 is formed by patterning the third polycrystalline silicon layer.
Can be manufactured.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシリンダー形のキャパシタ42を形成した場合で
も、所望の容量を確保するためにはシリンダー形のキャ
パシタ42を高い位置に形成しなければならず、段差が
大きいと後に上層に形成するアルミ等からなる上層配線
44の段切れの問題が発生する。
However, even when such a cylindrical capacitor 42 is formed, the cylindrical capacitor 42 must be formed at a high position in order to secure a desired capacitance. If the step is large, a problem of disconnection of the upper wiring 44 made of aluminum or the like to be formed later in the upper layer occurs.

【0017】また、段差が大きいと上層配線44と半導
体基板31内の拡散層33とのコンタクトホールが深く
なり、コンタクトホールのアスペクト比が大きくなる。
これにより、コンタクトホールをエッチングにより形成
する際にエッチレートが低下してしまう、いわゆるマイ
クロローディング効果が発生しやすくなる。
If the step is large, the contact hole between the upper wiring 44 and the diffusion layer 33 in the semiconductor substrate 31 becomes deep, and the aspect ratio of the contact hole becomes large.
As a result, when the contact hole is formed by etching, the so-called microloading effect, which lowers the etch rate, is likely to occur.

【0018】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、段差を高くしなくても、充分な容量を確保する
ことができ、かつキャパシタを形成する半導体装置の小
型化を図ることができるキャパシタの製造方法を提供す
るものである。
In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a sufficient capacity can be ensured and the size of a semiconductor device forming a capacitor can be reduced without increasing the level difference. A method for manufacturing a capacitor is provided.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明のキャパシタの製
造方法は、多孔質絶縁膜によるコアを形成し、コアの表
面に一方の電極を形成し、コアを除去した後、一方の電
極の表面に誘電体膜を介して対向電極を形成するもので
ある。
According to a method of manufacturing a capacitor of the present invention, a core made of a porous insulating film is formed, one electrode is formed on the surface of the core, and after removing the core, the surface of one electrode is formed. A counter electrode is formed via a dielectric film.

【0020】上述の本発明製法によれば、多孔質絶縁膜
によりコアを形成することにより、コアの表面に形成す
る一方の電極に凹凸を形成することができ、この電極の
表面積を大きくできることから、キャパシタの容量を大
きくすることができる。また、コアを構成する絶縁膜を
多孔質とすることにより、多孔質でない絶縁膜によりコ
アを形成した場合よりも、コアを構成する絶縁膜のエッ
チングの際のエッチレートが速くなるので、コア自体を
エッチングする工程の時間短縮をすることができる。
According to the manufacturing method of the present invention described above, by forming the core with the porous insulating film, it is possible to form irregularities on one electrode formed on the surface of the core and to increase the surface area of this electrode. Thus, the capacitance of the capacitor can be increased. Further, since the insulating film constituting the core is made porous, the etching rate at the time of etching the insulating film constituting the core becomes faster than in the case where the core is formed of a non-porous insulating film. Can be shortened in the step of etching the substrate.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明は、多孔質絶縁膜によるコ
アを形成し、コアの表面に一方の電極を形成し、コアを
除去した後、一方の電極の表面に誘電体膜を介して対向
電極を形成するキャパシタの製造方法である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, a core made of a porous insulating film is formed, one electrode is formed on the surface of the core, and after the core is removed, a surface of one electrode is interposed with a dielectric film. This is a method for manufacturing a capacitor for forming a counter electrode.

【0022】以下、図面を参照して本発明のキャパシタ
の製造方法の実施例を説明する。図1は、本発明のキャ
パシタの製造方法を適用する半導体装置、この例では半
導体メモリであるDRAMの概略構成図を示す。
An embodiment of the method for manufacturing a capacitor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor device to which a method of manufacturing a capacitor according to the present invention is applied, in this example, a DRAM which is a semiconductor memory.

【0023】このDRAMは、前述と同様に、半導体基
板1の素子分離層2により分離された領域に形成された
MOSトランジスタ27と、これに接続された容量素子
としてのキャパシタ12とによってメモリセルが構成さ
れる。MOSトランジスタ27は、ソース及びドレイン
となる拡散層3と、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲ
ート電極とからなり、このゲート電極がメモリセルのワ
ードライン4となっている。
In this DRAM, as described above, a memory cell is formed by a MOS transistor 27 formed in a region separated by an element isolation layer 2 of a semiconductor substrate 1 and a capacitor 12 as a capacitive element connected thereto. Be composed. The MOS transistor 27 includes a diffusion layer 3 serving as a source and a drain, and a gate electrode formed via a gate insulating film. The gate electrode serves as a word line 4 of the memory cell.

【0024】そして、MOSトランジスタ27の一方の
拡散層3が、層間絶縁層5aのコンタクトホール内に形
成された例えば多結晶シリコンからなるプラグコンタク
ト層8を介してこの層間絶縁層5aの上の電極層からな
るメモリセルのビットライン6に接続され、他方の拡散
層3が、層間絶縁層5(5a,5b)に形成されたコン
タクトホール内の例えば多結晶シリコンからなるプラグ
コンタクト層8を介してキャパシタ12の下部電極9に
接続される。
Then, one diffusion layer 3 of MOS transistor 27 is connected to an electrode on interlayer insulating layer 5a via plug contact layer 8 made of, for example, polycrystalline silicon formed in a contact hole of interlayer insulating layer 5a. The other diffusion layer 3 is connected to a bit line 6 of a memory cell made of a layer, and a plug contact layer 8 made of, for example, polysilicon in a contact hole formed in an interlayer insulating layer 5 (5a, 5b). Connected to lower electrode 9 of capacitor 12.

【0025】本例においては、凹凸が形成された例えば
多結晶シリコンからなるシリンダー形状の下部電極(い
わゆるノード電極)9とこれを覆って誘電体膜10を介
して、例えば多結晶シリコンからなる上部電極(いわゆ
るプレート電極)11が形成されて、シリンダー形状の
キャパシタ12が構成される。このシリンダー形状のキ
ャパシタ12は、層間絶縁層13aに覆われ、これの上
にアルミ等からなる上層配線14が形成される。13b
はさらに上層配線14を覆う層間絶縁膜である。
In this embodiment, a cylindrical lower electrode (so-called node electrode) 9 made of, for example, polycrystalline silicon having irregularities and an upper part made of, for example, polycrystalline silicon, An electrode (a so-called plate electrode) 11 is formed to form a cylindrical capacitor 12. The cylindrical capacitor 12 is covered with an interlayer insulating layer 13a, on which an upper wiring 14 made of aluminum or the like is formed. 13b
Is an interlayer insulating film that further covers the upper wiring 14.

【0026】このように構成されたメモリセルが多数、
例えばマトリックス状に形成されて、メモリ領域18を
構成する。
A large number of memory cells configured as described above,
For example, the memory area 18 is formed in a matrix.

【0027】一方、メモリ領域18の周辺には、例えば
MOSトランジスタからなるロジック領域(即ち周辺回
路)19が形成され、メモリセルの制御等を行う。即
ち、ロジック領域19では、半導体基板1内にソース及
びドレインとなる拡散層15が形成されると共に、ゲー
ト絶縁膜を介してゲート電極17が形成されてMOSト
ランジスタが構成され、拡散層15と上層配線14とが
プラグコンタクト層16により接続される。
On the other hand, a logic area (peripheral circuit) 19 composed of, for example, a MOS transistor is formed around the memory area 18 to control a memory cell. That is, in the logic region 19, a diffusion layer 15 serving as a source and a drain is formed in the semiconductor substrate 1, and a gate electrode 17 is formed via a gate insulating film to form a MOS transistor. The wiring 14 is connected by the plug contact layer 16.

【0028】そして、本発明においては、後述するよう
に、図7Dで用いた通常の絶縁膜の代わりに多孔質絶縁
膜によりコア絶縁膜を構成してキャパシタ12の製造を
行う。多孔質絶縁膜の形成方法としては、例えばTEO
Sと高濃度オゾンを原料ガスとして熱CVD法にて多孔
質のシリコン酸化膜を形成する方法(文献セミコンダク
タワールド1992年1月号p140〜153参照)等
がある。
In the present invention, as will be described later, the capacitor 12 is manufactured by forming a core insulating film with a porous insulating film instead of the normal insulating film used in FIG. 7D. As a method for forming the porous insulating film, for example, TEO
There is a method of forming a porous silicon oxide film by a thermal CVD method using S and high-concentration ozone as a source gas (refer to literature Semiconductor World, January 1992, pages 140 to 153).

【0029】また、特に多結晶シリコンからなる下地層
上にTEOSと酸素を原料にしてプラズマCVDにより
シリコン酸化膜を薄く形成したり、多結晶シリコンから
なる下地層の表面を熱酸化してシリコン酸化膜を薄く形
成すると、より多孔質のシリコン酸化膜を形成しやすく
なる。
In particular, a thin silicon oxide film is formed on the underlying layer made of polycrystalline silicon by plasma CVD using TEOS and oxygen as raw materials, or the surface of the underlying layer made of polycrystalline silicon is thermally oxidized to form silicon oxide. When the film is formed thin, it becomes easier to form a more porous silicon oxide film.

【0030】次に、図面を参照して本発明製法による図
1に示したキャパシタ12の製造方法を説明する。ま
ず、例えばシリコンからなる半導体基板1上に、図1に
示したような構成、即ち素子分離層2と、メモリセルの
MOSトランジスタ27を構成するソース及びドレイン
となる拡散層3と、ゲート絶縁膜とゲート電極によるワ
ードライン4と、ワードライン4とビットライン6との
間の層間絶縁層5aと、電極層によるビットライン6
と、ビットライン6上を覆う層間絶縁層5bとを形成す
る。
Next, a method of manufacturing the capacitor 12 shown in FIG. 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, on a semiconductor substrate 1 made of, for example, silicon, a structure as shown in FIG. 1, that is, an element isolation layer 2, a diffusion layer 3 serving as a source and a drain constituting a MOS transistor 27 of a memory cell, and a gate insulating film And a gate electrode, a word line 4, an interlayer insulating layer 5a between the word line 4 and the bit line 6, and a bit line 6 formed by an electrode layer.
And an interlayer insulating layer 5b covering the bit line 6 is formed.

【0031】そして、層間絶縁層5b上にレジストを形
成し、コンタクトホールを開口するためのフォトレジス
トのパターニングを行い、以下のエッチング条件によっ
て、層間絶縁膜5(5a,5b)にMOSトランジスタ
27の他方の拡散層3とキャパシタ12とを接続するた
めのコンタクトホールを開口する。
Then, a resist is formed on the interlayer insulating layer 5b, a photoresist is patterned for opening a contact hole, and the MOS transistor 27 is formed on the interlayer insulating film 5 (5a, 5b) under the following etching conditions. A contact hole for connecting the other diffusion layer 3 and the capacitor 12 is opened.

【0032】装置:枚様式マグネトロンRIE装置 ガス:C4 8 =8sccm,CO=60sccm,A
r=200sccm 圧力:5.3Pa サセプタ温度:20℃
Apparatus: Magnetron RIE apparatus of the sheet type Gas: C 4 F 8 = 8 sccm, CO = 60 sccm, A
r = 200 sccm Pressure: 5.3 Pa Susceptor temperature: 20 ° C.

【0033】続いて、図示しないが、コンタクトホール
内及び表面を覆って、多結晶シリコン層を以下の条件で
堆積する。 装置:減圧CVD装置 ガス:SiH4 /He/N2 /PH3 =100/400
/200/50sccm 圧力:70Pa 温度:550℃
Subsequently, although not shown, a polycrystalline silicon layer is deposited under the following conditions so as to cover the inside and the surface of the contact hole. Apparatus: Low pressure CVD apparatus Gas: SiH 4 / He / N 2 / PH 3 = 100/400
/ 200 / 50sccm Pressure: 70Pa Temperature: 550 ° C

【0034】次に、図2Aに示すように、多結晶シリコ
ン層を以下の条件でエッチバックし、多結晶シリコンか
らなるプラグコンタクト層8を形成する。 装置:ECRエッチャー ガス:C2 Cl3 3 /SF6 =60/10sccm 圧力:1.3Pa マイクロ波:850W RF出力:100W サセプタ温度:20℃
Next, as shown in FIG. 2A, the polysilicon layer is etched back under the following conditions to form a plug contact layer 8 made of polysilicon. Apparatus: ECR etcher Gas: C 2 Cl 3 F 3 / SF 6 = 60/10 sccm Pressure: 1.3 Pa Microwave: 850 W RF output: 100 W Susceptor temperature: 20 ° C.

【0035】次に、図2Bに示すように、表面を覆って
多結晶シリコン層21を堆積する。このときの成膜条件
は、プラグコンタクト層8を構成する多結晶シリコン層
の成膜条件と同じでよい。
Next, as shown in FIG. 2B, a polycrystalline silicon layer 21 is deposited so as to cover the surface. The film forming conditions at this time may be the same as the film forming conditions for the polycrystalline silicon layer forming the plug contact layer 8.

【0036】次に、図2Cに示すように、シリンダー形
のキャパシタのコアとなる多孔質シリコン酸化膜からな
る多孔質絶縁膜22を、以下の条件で成膜する。 装置:常圧CVD装置 ガス:TEOS=100sccm,O3 /O2 =100
0sccm(酸素中のオゾン濃度8%) 温度:350℃
Next, as shown in FIG. 2C, a porous insulating film 22 made of a porous silicon oxide film serving as a core of a cylindrical capacitor is formed under the following conditions. Apparatus: Normal pressure CVD apparatus Gas: TEOS = 100 sccm, O 3 / O 2 = 100
0 sccm (ozone concentration in oxygen 8%) Temperature: 350 ° C

【0037】好ましくは、図示しないがこの多孔質絶縁
膜22を形成する前に、プラズマTEOS酸化膜を以下
の条件で薄く形成するか、又は多結晶シリコン層21の
表面を850℃・20分の条件で酸素により薄く酸化す
ると、より多孔質のシリコン酸化膜からなる多孔質絶縁
膜22が形成しやすくなる。 装置:並行平板プラズマCVD装置 ガス:TEOS/O2 =800/600sccm 圧力:1133.2Pa RF出力:1133.2PaW 温度:400℃
Preferably, although not shown, before forming the porous insulating film 22, a thin plasma TEOS oxide film is formed under the following conditions, or the surface of the polycrystalline silicon layer 21 is kept at 850 ° C. for 20 minutes. When the thin film is oxidized with oxygen under the conditions, a porous insulating film 22 made of a more porous silicon oxide film is easily formed. Apparatus: Parallel plate plasma CVD apparatus Gas: TEOS / O 2 = 800/600 sccm Pressure: 1133.2 Pa RF output: 1133.2 PaW Temperature: 400 ° C.

【0038】次に、多孔質絶縁膜22上に形成したフォ
トレジスト23にパターニングを行った後、このフォト
レジスト23をマスクとしてコア絶縁膜22を以下の条
件でエッチングして、図3Dに示すようにコア22aを
形成する。 装置:並行平板エッチャー ガス:C4 8 =50sccm 圧力:2Pa RF出力:1200W サセプタ温度:0℃
Next, after patterning the photoresist 23 formed on the porous insulating film 22, the core insulating film 22 is etched using the photoresist 23 as a mask under the following conditions, as shown in FIG. 3D. The core 22a is formed on the substrate. Apparatus: Parallel plate etcher Gas: C 4 F 8 = 50 sccm Pressure: 2 Pa RF output: 1200 W Susceptor temperature: 0 ° C.

【0039】次に、図3Eに示すように、フォトレジス
ト23を除去した後、コア22aの表面及び側面を覆っ
て第2の多結晶シリコン層24を以下の条件で堆積す
る。 装置:減圧CVD装置 ガス:SiH4 /He/N2 /PH3 =100/400
/200/50sccm 圧力:70Pa 温度:550℃ このとき、コア22aが多孔質絶縁膜により形成されて
いるため、第2の多結晶シリコン層24が表面に凹凸を
有して形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, after removing the photoresist 23, a second polysilicon layer 24 is deposited under the following conditions so as to cover the surface and side surfaces of the core 22a. Apparatus: Low pressure CVD apparatus Gas: SiH 4 / He / N 2 / PH 3 = 100/400
/ 200/50 sccm Pressure: 70 Pa Temperature: 550 ° C. At this time, since the core 22 a is formed of the porous insulating film, the second polycrystalline silicon layer 24 is formed with irregularities on the surface.

【0040】次に、図3Fに示すように、第2の多結晶
シリコン層24をコア22aの上面及び下地の層間絶縁
層5が露出するまで、以下の条件にてエッチバックし、
コア22aの側壁に多結晶シリコンからなり表面に凹凸
を有するサイドウォール25を形成する。 装置:ECRエッチャー ガス:CCl2 /O2 =75/2sccm 圧力:0.4Pa マイクロ波:850W RF出力:70W サセプタ温度:20℃
Next, as shown in FIG. 3F, the second polycrystalline silicon layer 24 is etched back under the following conditions until the upper surface of the core 22a and the underlying interlayer insulating layer 5 are exposed.
A side wall 25 made of polycrystalline silicon and having an uneven surface is formed on the side wall of the core 22a. Apparatus: ECR etcher Gas: CCl 2 / O 2 = 75/2 sccm Pressure: 0.4 Pa Microwave: 850 W RF output: 70 W Susceptor temperature: 20 ° C.

【0041】次に、フッ酸によりコア22aの多孔質絶
縁膜をエッチオフする。これにより、図4Gに示すよう
に、多結晶シリコンからなり表面に凹凸を有するサイド
ウォール25及び第1の多結晶シリコン層21から構成
されるシリンダー状の下部電極9が形成される。本例に
おいては、コア22aが多孔質絶縁膜により構成されて
いるので、コア22aのエッチレートが大きく、コア2
2aのエッチオフ工程が、図8Gに示した従来製法の場
合に比較して、大幅に短い時間で終了する。
Next, the porous insulating film of the core 22a is etched off with hydrofluoric acid. Thereby, as shown in FIG. 4G, a cylindrical lower electrode 9 composed of the sidewall 25 made of polycrystalline silicon and having irregularities on the surface and the first polycrystalline silicon layer 21 is formed. In this example, since the core 22a is made of a porous insulating film, the etch rate of the core 22a is large,
The etch-off step 2a is completed in a much shorter time than in the case of the conventional manufacturing method shown in FIG. 8G.

【0042】続いて、図示しないがNH3 雰囲気で85
0℃の熱処理を施して多結晶シリコンからなる下部電極
9の表面を薄く窒化し、その後以下の条件で薄い窒化シ
リコン膜を形成する。 装置:減圧CVD装置 ガス:SiH2 Cl2 /NH3 /N2 =50/200/
200sccm 圧力:70Pa 温度:700℃
Subsequently, although not shown, 85 in an NH 3 atmosphere.
The surface of the lower electrode 9 made of polycrystalline silicon is thinly nitrided by performing a heat treatment at 0 ° C., and then a thin silicon nitride film is formed under the following conditions. Apparatus: Low pressure CVD apparatus Gas: SiH 2 Cl 2 / NH 3 / N 2 = 50/200 /
200 sccm Pressure: 70 Pa Temperature: 700 ° C

【0043】次に、酸素雰囲気で850℃の熱処理を施
し窒化シリコン膜を薄く酸化する異により、図4Hに示
すように、下部電極9の表面に窒化膜−酸化膜(いわゆ
るNO膜)により構成される誘電体膜10を形成する。
Next, as shown in FIG. 4H, the surface of the lower electrode 9 is composed of a nitride film and an oxide film (a so-called NO film) due to the fact that the silicon nitride film is thinly oxidized by heat treatment at 850 ° C. in an oxygen atmosphere. The dielectric film 10 to be formed is formed.

【0044】次に、図4Iに示すように、誘電体膜10
を覆って、キャパシタの上部電極となる第3の多結晶シ
リコン層26を以下の条件で堆積する。 装置:減圧CVD装置 ガス:SiH4 /He/N2 /PH3 =100/400
/200/50sccm 圧力:70Pa 温度:550℃
Next, as shown in FIG.
And a third polycrystalline silicon layer 26 serving as an upper electrode of the capacitor is deposited under the following conditions. Apparatus: Low pressure CVD apparatus Gas: SiH 4 / He / N 2 / PH 3 = 100/400
/ 200 / 50sccm Pressure: 70Pa Temperature: 550 ° C

【0045】この後は、図示しないが第3の多結晶シリ
コン層26をパターニングして、上部電極11を形成し
て、図1に示した構造のキャパシタ12を製造すること
ができる。
Thereafter, although not shown, the third polycrystalline silicon layer 26 is patterned to form the upper electrode 11, and the capacitor 12 having the structure shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0046】上述のキャパシタの製造方法によれば、多
孔質絶縁膜によりコア22aを形成することにより、コ
ア22aの表面に形成する下部電極9に凹凸を形成する
ことができ、下部電極9の表面積を大きくできることか
ら、キャパシタ12の容量を大きくすることができる。
また、コア22aを構成する絶縁膜22を多孔質とする
ことにより、多孔質でない絶縁膜によりコアを形成した
場合よりも、コア22aを構成する絶縁膜22のエッチ
ングの際のエッチレートが速くなるので、コア22aを
エッチオフする工程の時間を短縮することができる。
According to the above-described method for manufacturing a capacitor, by forming the core 22a with the porous insulating film, it is possible to form irregularities on the lower electrode 9 formed on the surface of the core 22a. Can be increased, so that the capacitance of the capacitor 12 can be increased.
Further, by making the insulating film 22 forming the core 22a porous, the etch rate at the time of etching the insulating film 22 forming the core 22a becomes faster than when the core is formed of a non-porous insulating film. Therefore, the time of the step of etching off the core 22a can be reduced.

【0047】ここで、図1に示した凹凸を有する下部電
極9を形成したシリンダー形のキャパシタ12を製造す
る方法としては、次のような方法が提案されている。例
えば図9Aに示すように、従来製法として示した図8G
と同様に、パターニングした多結晶シリコン層61及び
多結晶シリコンからなるサイドウォール65を形成す
る。その後、陽極化成等の方法により、サイドウォール
65の多結晶シリコンを多孔質化して、多孔質サイドウ
ォール66を形成し、これと多孔質シリコン層61とに
より、表面積が大きい下部電極9を形成するものであ
る。
Here, the following method has been proposed as a method of manufacturing the cylindrical capacitor 12 in which the lower electrode 9 having the unevenness shown in FIG. 1 is formed. For example, as shown in FIG. 9A, FIG.
Similarly to the above, a patterned polycrystalline silicon layer 61 and a side wall 65 made of polycrystalline silicon are formed. Then, the polycrystalline silicon of the side wall 65 is made porous by a method such as anodization to form a porous side wall 66, and the lower electrode 9 having a large surface area is formed by this and the porous silicon layer 61. Things.

【0048】上述の本実施例のキャパシタの製造方法に
よれば、このような従来製法と比較して、コアの形成工
程及び一方の電極即ち下部電極を形成する工程におい
て、下部電極の多孔質のサイドウォールを一工程少ない
工程数で形成することができ、製造工程の簡略化が図ら
れる。また、上述のキャパシタの製造方法によれば、こ
のような従来製法と比較しても、コアが多孔質であるた
めに、コアをエッチオフする工程における所要時間が大
幅に短縮される。
According to the above-described method of manufacturing a capacitor of the present embodiment, in comparison with such a conventional manufacturing method, in the step of forming the core and the step of forming one of the electrodes, ie, the lower electrode, the porous material of the lower electrode is formed. The sidewalls can be formed in one fewer process steps, and the manufacturing process can be simplified. Further, according to the above-described method for manufacturing a capacitor, the time required in the step of etching off the core is significantly reduced because the core is porous as compared with such a conventional manufacturing method.

【0049】本発明のキャパシタの製造方法は、上述の
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲でその他様々な構成が取り得る。
The method of manufacturing the capacitor of the present invention is not limited to the above-described example, and may take various other configurations without departing from the gist of the present invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】上述の本発明によるキャパシタの製造方
法によれば、多孔質絶縁膜によりコアを形成することに
より、コアの表面に形成する一方の電極に凹凸を形成す
ることができ、この電極の表面積を大きくできることか
ら、キャパシタの容量を大きくすることができる。ま
た、コアを構成する絶縁膜を多孔質とすることにより、
多孔質でない絶縁膜によりコアを形成した場合よりも、
コアを構成する絶縁膜のエッチングの際のエッチレート
が速くなるので、コア自体をエッチングする工程を短縮
することができる。
According to the above-described method of manufacturing a capacitor according to the present invention, by forming a core with a porous insulating film, it is possible to form irregularities on one of the electrodes formed on the surface of the core. Since the surface area of the capacitor can be increased, the capacitance of the capacitor can be increased. Also, by making the insulating film constituting the core porous,
Rather than forming a core with a non-porous insulating film,
Since the etching rate at the time of etching the insulating film constituting the core is increased, the step of etching the core itself can be shortened.

【0051】また、本発明製法によれば、一方の電極を
一旦形成した後にこの電極に凹凸を形成する従来の製法
と比較して、少ない工程で一方の電極に凹凸を形成して
キャパシタを製造することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, as compared with the conventional manufacturing method in which one electrode is formed once and the unevenness is formed on this electrode, the unevenness is formed on one electrode in a smaller number of steps to manufacture a capacitor. can do.

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

【図1】本発明のキャパシタの製造方法を適用する半導
体装置の一例の概略構成図(断面図)である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of an example of a semiconductor device to which a method for manufacturing a capacitor according to the present invention is applied.

【図2】A〜C 本発明製法によるキャパシタの形成工
程の工程図である。
2A to 2C are process diagrams of a process for forming a capacitor according to the method of the present invention.

【図3】D〜F 本発明製法によるキャパシタの形成工
程の工程図である。
3A to 3F are process diagrams of a capacitor forming process according to the method of the present invention.

【図4】G〜I 本発明製法によるキャパシタの形成工
程の工程図である。
FIG. 4 is a process diagram of a process of forming a capacitor according to the present invention.

【図5】従来のキャパシタを有する半導体装置の概略構
成図(断面図)である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a semiconductor device having a conventional capacitor.

【図6】A〜C 従来製法によるキャパシタの形成工程
の工程図である。
6A to 6C are process diagrams of a capacitor forming process according to a conventional manufacturing method.

【図7】D〜F 従来製法によるキャパシタの形成工程
の工程図である。
7A to 7F are process diagrams of a capacitor forming process according to a conventional manufacturing method.

【図8】G〜I 従来製法によるキャパシタの形成工程
の工程図である。
8A to 8G are process diagrams of a capacitor forming process according to a conventional manufacturing method.

【図9】A、B 他の従来製法によるキャパシタの形成
工程の工程図である。
FIGS. 9A and 9B are process diagrams of a capacitor forming process according to another conventional manufacturing method.

【符号の説明】 1 半導体基板、2 素子分離層、3,15 拡散層、
4 ワードライン、5,5a,5b,13a,13b
層間絶縁層、6 ビットライン、8,16 プラグコン
タクト層、9 下部電極、10 誘電体膜、11 上部
電極、12 キャパシタ、14 上層配線、17 ゲー
ト電極、18 メモリ領域、19 ロジック領域(周辺
回路)、21 多結晶シリコン層、22 多孔質絶縁
膜、22aコア、23 フォトレジスト、24 第2の
多結晶シリコン層、25 サイドウォール、26 第3
の多結晶シリコン層、27,30 MOSトランジス
タ、31 半導体基板、32 素子分離層、33,45
拡散層、34 ワードライン、35,37,43a,
43b 層間絶縁層、36 ビットライン、38,46
プラグコンタクト層、39 下部電極、40 誘電体
膜、41 上部電極、42 キャパシタ、44 上層配
線、47 ゲート電極、51 メモリ領域、52ロジッ
ク領域(周辺回路)、61 多結晶シリコン層、62
コア絶縁膜、62a コア、63 フォトレジスト、6
4 第2の多結晶シリコン層、65 サイドウォール、
66 多孔質サイドウォール
[Description of Signs] 1 semiconductor substrate, 2 element isolation layer, 3,15 diffusion layer,
4 word lines, 5, 5a, 5b, 13a, 13b
Interlayer insulating layer, 6 bit line, 8, 16 plug contact layer, 9 lower electrode, 10 dielectric film, 11 upper electrode, 12 capacitor, 14 upper layer wiring, 17 gate electrode, 18 memory area, 19 logic area (peripheral circuit) , 21 polycrystalline silicon layer, 22 porous insulating film, 22a core, 23 photoresist, 24 second polycrystalline silicon layer, 25 side wall, 26 third
Polycrystalline silicon layer, 27, 30 MOS transistor, 31 semiconductor substrate, 32 element isolation layer, 33, 45
Diffusion layer, 34 word lines, 35, 37, 43a,
43b interlayer insulating layer, 36 bit lines, 38, 46
Plug contact layer, 39 lower electrode, 40 dielectric film, 41 upper electrode, 42 capacitor, 44 upper layer wiring, 47 gate electrode, 51 memory area, 52 logic area (peripheral circuit), 61 polycrystalline silicon layer, 62
Core insulating film, 62a core, 63 photoresist, 6
4 second polycrystalline silicon layer, 65 sidewalls,
66 Porous sidewall

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質絶縁膜によるコアを形成し、 上記コアの表面に一方の電極を形成し、 上記コアを除去した後、 上記一方の電極の表面に誘電体膜を介して対向電極を形
成することを特徴とするキャパシタの製造方法。
1. A core made of a porous insulating film is formed, one electrode is formed on the surface of the core, and after removing the core, a counter electrode is formed on the surface of the one electrode via a dielectric film. Forming a capacitor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001036044A (en) * 1999-06-30 2001-02-09 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Method for manufacturing capacitor of semiconductor device

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JP2001036044A (en) * 1999-06-30 2001-02-09 Hyundai Electronics Ind Co Ltd Method for manufacturing capacitor of semiconductor device

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