JPH04176167A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置の製造方法Info
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- JPH04176167A JPH04176167A JP2303443A JP30344390A JPH04176167A JP H04176167 A JPH04176167 A JP H04176167A JP 2303443 A JP2303443 A JP 2303443A JP 30344390 A JP30344390 A JP 30344390A JP H04176167 A JPH04176167 A JP H04176167A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
- H10B12/318—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor the storage electrode having multiple segments
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体記憶装置の製造方法に関し、特にスタッ
ク型のDRAMの製造方法に関する。
ク型のDRAMの製造方法に関する。
従来、DRA、Mには1トランジスタ、■キャパシタか
らなるメモリセルが多(採用されており、この構造のD
RAMの1種としてスタック型のメモリセルがある。
らなるメモリセルが多(採用されており、この構造のD
RAMの1種としてスタック型のメモリセルがある。
第3図(a、 )〜(e)は、従来のスタック型のメモ
リセルの製造方法を説明するための工程順の断面図であ
る。
リセルの製造方法を説明するための工程順の断面図であ
る。
・まず、第3図(a)に示すように、シリコン基板1に
フィールド酸化膜2.ゲート絶縁膜3.ゲート電極4.
ソース争ドレイン領域5.およびゲート電極4を覆う第
1の絶縁膜6を形成する。
フィールド酸化膜2.ゲート絶縁膜3.ゲート電極4.
ソース争ドレイン領域5.およびゲート電極4を覆う第
1の絶縁膜6を形成する。
次に、第3図(b)に示すように、CVD法を用いて全
表面に第2の絶縁膜7を形成し、容量81りとなるとこ
ろにフメトリソグラフィおよび反応性イオンエツチング
(以下、RIE法き記す)を用いてコンタクト孔8を開
孔する。
表面に第2の絶縁膜7を形成し、容量81りとなるとこ
ろにフメトリソグラフィおよび反応性イオンエツチング
(以下、RIE法き記す)を用いてコンタクト孔8を開
孔する。
次に、第3図(C)に示すように、CVI)法を用いて
表面に多結晶シリコン膜を形成し、フメトレジスト9を
マスクにしたRIE法により、多結晶シリコン膜からな
る容量蓄積電極20を形成する。
表面に多結晶シリコン膜を形成し、フメトレジスト9を
マスクにしたRIE法により、多結晶シリコン膜からな
る容量蓄積電極20を形成する。
次に、第3図(d)に示すように、表面に誘電体膜工2
を形成し、続いて多結晶シリコン膜からなる容量対向電
極13を形成する。容量対向電極13は容量蓄積電極2
0を覆うように形成され、誘電体膜12は容量対向電極
13をマスクにしてエツチングされる。
を形成し、続いて多結晶シリコン膜からなる容量対向電
極13を形成する。容量対向電極13は容量蓄積電極2
0を覆うように形成され、誘電体膜12は容量対向電極
13をマスクにしてエツチングされる。
次に、第3図(e)に示すように、層間絶縁膜としての
第3の絶縁膜14をCVD法により形成した後、ソース
・ドレイン領域5上の第3の絶縁膜14.第2の絶縁膜
7を選択的に除去し、ビット用のコンタクト孔を開孔す
る。続いて、金属配線15を形成する。
第3の絶縁膜14をCVD法により形成した後、ソース
・ドレイン領域5上の第3の絶縁膜14.第2の絶縁膜
7を選択的に除去し、ビット用のコンタクト孔を開孔す
る。続いて、金属配線15を形成する。
上述した従来のスタック型メモリセルでは、キャパシタ
の容量値を大きくするためにゲート電極4の段差を利用
し、容量蓄積電極20の表面積を増加させている。また
、容i?を蓄積電1fA20の多結晶シリコン膜の膜厚
は、段差部上でのエツチングの容易さを考慮して、でき
るだけ薄くしている。
の容量値を大きくするためにゲート電極4の段差を利用
し、容量蓄積電極20の表面積を増加させている。また
、容i?を蓄積電1fA20の多結晶シリコン膜の膜厚
は、段差部上でのエツチングの容易さを考慮して、でき
るだけ薄くしている。
例えば、膜厚200nm程度の多結晶シリコン膜を初期
には用いていた。しかし、容量蓄積電極20の膜厚が薄
い場合には、容量蓄積電極20の側面積が表面積の増大
に寄与する効果は小さい。
には用いていた。しかし、容量蓄積電極20の膜厚が薄
い場合には、容量蓄積電極20の側面積が表面積の増大
に寄与する効果は小さい。
メモリセルの面積が縮小して行く場合には、容量蓄積電
極20のパターンも小さくせざるおえず、このような形
状の容量蓄積電極20の表面だけを利用しているだけで
は充分な容量の面積を確保することができないという欠
点がある。
極20のパターンも小さくせざるおえず、このような形
状の容量蓄積電極20の表面だけを利用しているだけで
は充分な容量の面積を確保することができないという欠
点がある。
本発明の第1の態様は、
1つのMOSトランジスタと、前記MOSトランジスタ
のソース令ドレイン領域の一方に接続するキャパシタと
からなるメモリセルををする半導体記憶装置のキャパシ
タ電極の形成方法において、 高濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、高濃度多結
晶シリコン膜を所定形状に形成する工程と、 前記所定形状の高濃度多結晶シリコン膜の表面を覆って
、低濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、 低濃度多結晶シリコン膜を異方性エツチングする工程と
、 を有している。
のソース令ドレイン領域の一方に接続するキャパシタと
からなるメモリセルををする半導体記憶装置のキャパシ
タ電極の形成方法において、 高濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、高濃度多結
晶シリコン膜を所定形状に形成する工程と、 前記所定形状の高濃度多結晶シリコン膜の表面を覆って
、低濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、 低濃度多結晶シリコン膜を異方性エツチングする工程と
、 を有している。
本発明の第2の態様は、
1つのMOSトランジスタと、前記MOSトランジスタ
のソース書ドレイン領域の一方に接続するキャパシタと
からなるメモリセルを有する半導体記憶装置のキャパシ
タ電極の形成方法において、 第1の導電性膜を成膜する工程と、 第1の導電性膜、−にに、堆積膜を成膜する工程と、 堆積膜、および第1の導電性膜を所定形状に形成する工
程と、 前記所定形状に形成された堆積膜、および第1の導電性
膜の表面を覆って、第2の導電性膜を成膜する工程と、 第2の導電性膜を異方性エツチングする工程と、 を有している。
のソース書ドレイン領域の一方に接続するキャパシタと
からなるメモリセルを有する半導体記憶装置のキャパシ
タ電極の形成方法において、 第1の導電性膜を成膜する工程と、 第1の導電性膜、−にに、堆積膜を成膜する工程と、 堆積膜、および第1の導電性膜を所定形状に形成する工
程と、 前記所定形状に形成された堆積膜、および第1の導電性
膜の表面を覆って、第2の導電性膜を成膜する工程と、 第2の導電性膜を異方性エツチングする工程と、 を有している。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(e)は、本発明の第1の実施例を説明
するための工程順の断面図である。
するための工程順の断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、例えばp型のシリコ
ン基板1の表面にフィールド酸化膜2を形成する。素子
領域にゲート絶縁膜3を形成した後、所定の領域に多結
晶ンリコン膜からなるゲート電極4を形成し、これをマ
スクにしたイオン注入によりn+型のソース・ドレイン
領域5を形成する。CVD法により表面にシリコン酸化
膜を成長させた後、例えばCHF4と02との混合ガス
等を用いたRIE法によるエッチバックを行ない、ゲー
ト電極4を覆う第1の絶縁膜6を形成する。更にCVD
法により全面に第2の絶縁膜7を形成した後、コンタク
ト孔8を開孔する。例えば膜厚600nmの多結晶シリ
コン膜を成長させた後、燐等の高濃度の不純物を拡散あ
るいはイオン注入する。このn+型の多結晶シリコン膜
の表面に、所定形状のパターンを有するフm、 l−レ
ジスト9を形成し、これをマスクにしてtE法等により
多結晶シリコン膜をエツチングすることにより、n+型
の多結晶シリコン膜よりなる第1の容量蓄積電極10を
形成する。
ン基板1の表面にフィールド酸化膜2を形成する。素子
領域にゲート絶縁膜3を形成した後、所定の領域に多結
晶ンリコン膜からなるゲート電極4を形成し、これをマ
スクにしたイオン注入によりn+型のソース・ドレイン
領域5を形成する。CVD法により表面にシリコン酸化
膜を成長させた後、例えばCHF4と02との混合ガス
等を用いたRIE法によるエッチバックを行ない、ゲー
ト電極4を覆う第1の絶縁膜6を形成する。更にCVD
法により全面に第2の絶縁膜7を形成した後、コンタク
ト孔8を開孔する。例えば膜厚600nmの多結晶シリ
コン膜を成長させた後、燐等の高濃度の不純物を拡散あ
るいはイオン注入する。このn+型の多結晶シリコン膜
の表面に、所定形状のパターンを有するフm、 l−レ
ジスト9を形成し、これをマスクにしてtE法等により
多結晶シリコン膜をエツチングすることにより、n+型
の多結晶シリコン膜よりなる第1の容量蓄積電極10を
形成する。
次に、第1図(b)に示すように、フォトレジスト9を
剥離し、表面に多結晶シリコン膜を例えば1100nの
厚さに成長させ、燐等の低濃度の不純物を拡散あるいは
イオン注入してn型の第2の容量蓄積電極11を形成す
る。ただし、ここでの不純物導入は第1の容量蓄積電極
10の場合より少なめに行ない、RIE法等によるドラ
イエツチング速度が第1の容量蓄積電極10に比べて低
いようにしておくことが必要である。
剥離し、表面に多結晶シリコン膜を例えば1100nの
厚さに成長させ、燐等の低濃度の不純物を拡散あるいは
イオン注入してn型の第2の容量蓄積電極11を形成す
る。ただし、ここでの不純物導入は第1の容量蓄積電極
10の場合より少なめに行ない、RIE法等によるドラ
イエツチング速度が第1の容量蓄積電極10に比べて低
いようにしておくことが必要である。
次に、第1図(C)に示すように、第1の容量蓄積電極
10の」二表面に形成されている第2の容量蓄積電極1
1が完全に除去される時間より長い時間の異方性エツチ
ングをRIE法等で行なう。
10の」二表面に形成されている第2の容量蓄積電極1
1が完全に除去される時間より長い時間の異方性エツチ
ングをRIE法等で行なう。
この結果、第1の容量蓄積電極10の上表面に形成され
ている第2の容量蓄積電極11が完全に除去された後、
第1の容量蓄積電極10のエツチングがより速く進行し
、第1の容量蓄積電極10は第1の容量蓄積電極10a
の部分のみを残すことになる。一方、第2の容量蓄積電
極11においては、第1の容量蓄積電極10の側面に形
成されていた第2の容量蓄積電極11aのみが残ること
になる。容量蓄積電極は第1の容量蓄積電極10aと第
2の容量蓄積電極11aとから構成され、第1の容量蓄
積電極10aは容量蓄積電極の底の部分となり、第2の
容量蓄積電極11aは容量蓄積電極の筒状の部分となる
。
ている第2の容量蓄積電極11が完全に除去された後、
第1の容量蓄積電極10のエツチングがより速く進行し
、第1の容量蓄積電極10は第1の容量蓄積電極10a
の部分のみを残すことになる。一方、第2の容量蓄積電
極11においては、第1の容量蓄積電極10の側面に形
成されていた第2の容量蓄積電極11aのみが残ること
になる。容量蓄積電極は第1の容量蓄積電極10aと第
2の容量蓄積電極11aとから構成され、第1の容量蓄
積電極10aは容量蓄積電極の底の部分となり、第2の
容量蓄積電極11aは容量蓄積電極の筒状の部分となる
。
次に、第1図(d)に示すように、誘電体膜12、およ
び多結晶シリコン膜からなる容■対向電極13を所定形
状に形成する。
び多結晶シリコン膜からなる容■対向電極13を所定形
状に形成する。
次に、第1図(e)に示すように、第3の絶縁膜14を
堆積後、ソース働ドレイン領域5に至るビット用のコン
タクト孔を開孔し、アルミニウム等による金属配線15
を形成する。
堆積後、ソース働ドレイン領域5に至るビット用のコン
タクト孔を開孔し、アルミニウム等による金属配線15
を形成する。
第2図(a)〜(C)は、本発明の第2の実施例を説明
するための工程順の断面図である。
するための工程順の断面図である。
まず、第2図(a)に示すように、例えばp型のシリコ
ン基板1の表面にフィールド酸化膜2を形成する。素子
領域にゲート絶縁膜3を形成した後、所定の領域に多結
晶シリコン膜からなるゲート電極4を形成し、これをマ
スクにしたイオン注入によりn+型のソース・ドレイン
領域5を形成する。CVD法により表面にシリコン酸化
膜を成長させた後、例えばCHF4と02との混合ガス
等を用いたRIE法によるエッチ/<・ツクを行ない、
ゲート電極4を覆う第1の絶縁膜6を形成する。更にC
VD法により全面に第2の絶縁膜7を形成した後、コン
タクト孔8を開孔する。
ン基板1の表面にフィールド酸化膜2を形成する。素子
領域にゲート絶縁膜3を形成した後、所定の領域に多結
晶シリコン膜からなるゲート電極4を形成し、これをマ
スクにしたイオン注入によりn+型のソース・ドレイン
領域5を形成する。CVD法により表面にシリコン酸化
膜を成長させた後、例えばCHF4と02との混合ガス
等を用いたRIE法によるエッチ/<・ツクを行ない、
ゲート電極4を覆う第1の絶縁膜6を形成する。更にC
VD法により全面に第2の絶縁膜7を形成した後、コン
タクト孔8を開孔する。
その後、タングステン膜を成膜し、続いて例えば多結晶
シリコン膜等からなる堆積膜21を所定の厚さ成長させ
る。この表面に所定の、N6ターンを有するフォトレジ
スト9を塗布、形成し、RIE法等で堆積膜21.タン
グステン膜を工・ソチングし、タングステン膜からなる
第1の容量蓄積電極10aを形成する。
シリコン膜等からなる堆積膜21を所定の厚さ成長させ
る。この表面に所定の、N6ターンを有するフォトレジ
スト9を塗布、形成し、RIE法等で堆積膜21.タン
グステン膜を工・ソチングし、タングステン膜からなる
第1の容量蓄積電極10aを形成する。
次に、第2図(1))に示すように、フ第1・レジスト
9を剥離した後、表面に例えば厚さ1000mのタング
ステン膜を成長させ、第2の容量蓄積電極11を形成す
る。
9を剥離した後、表面に例えば厚さ1000mのタング
ステン膜を成長させ、第2の容量蓄積電極11を形成す
る。
次に、第2図(C)に示すように、弗素を含む混合ガス
を用いたRIE法等の異方性上・ソチングを行ない、積
層膜21の除去、第2の容量蓄積電極11aの形成を行
なう。これにより容量蓄積電極は第1の容量蓄積電極1
0aと第2の容量蓄積電極11aとから構成され、第1
の容量蓄積電極10aは容量蓄積電極の底の部分となり
、第2の容量蓄積電極11aは容量蓄積電極の筒状の部
分となる。このエツチングでは゛、多結晶シリコン膜の
エツチング速度がタングステン膜のそれより高いため、
堆積膜21」二の第2の容量蓄積電極11が除去される
と堆積膜21のエツチングが急速に進む。堆積膜21の
エツチングのストッパーとして第1の容量蓄積電極10
aが機能することにな″る。このため、本実施例の方法
は本発明の第1の実施例の方法より容易に所定形状の容
量蓄積電極を形成することができる。
を用いたRIE法等の異方性上・ソチングを行ない、積
層膜21の除去、第2の容量蓄積電極11aの形成を行
なう。これにより容量蓄積電極は第1の容量蓄積電極1
0aと第2の容量蓄積電極11aとから構成され、第1
の容量蓄積電極10aは容量蓄積電極の底の部分となり
、第2の容量蓄積電極11aは容量蓄積電極の筒状の部
分となる。このエツチングでは゛、多結晶シリコン膜の
エツチング速度がタングステン膜のそれより高いため、
堆積膜21」二の第2の容量蓄積電極11が除去される
と堆積膜21のエツチングが急速に進む。堆積膜21の
エツチングのストッパーとして第1の容量蓄積電極10
aが機能することにな″る。このため、本実施例の方法
は本発明の第1の実施例の方法より容易に所定形状の容
量蓄積電極を形成することができる。
なお、本実施例では、第1.第2の容量蓄積電極の構成
材料としてタングステンを用いたが、例えばモリブデン
、チタン等の他の高融点金属材料を用いてもよい。また
、第1.第2の容重、蓄積電極の構成材料を同一にせず
、これらの組み合せでもよい。また、堆積膜として多結
晶シリコンを用いたが、堆積膜としては第1.第2の容
量蓄積電極の構成材料よりエツチング速度の速い材料で
あればよい。
材料としてタングステンを用いたが、例えばモリブデン
、チタン等の他の高融点金属材料を用いてもよい。また
、第1.第2の容重、蓄積電極の構成材料を同一にせず
、これらの組み合せでもよい。また、堆積膜として多結
晶シリコンを用いたが、堆積膜としては第1.第2の容
量蓄積電極の構成材料よりエツチング速度の速い材料で
あればよい。
以上説明したように本発明の半導体記憶装置の製造方法
は、スタック型のメモリセルにおける底部を有する筒状
の容量蓄積電極を容易に形成することができるため、筒
状の部分の高さを増大させることによりキャパシタの対
向面積を簡単に増加させることが可能となる。
は、スタック型のメモリセルにおける底部を有する筒状
の容量蓄積電極を容易に形成することができるため、筒
状の部分の高さを増大させることによりキャパシタの対
向面積を簡単に増加させることが可能となる。
第1図(a)〜(e)は本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順の断面図、第2図(a)〜(c)は本発
明の第2の実施例を説明するための工程順の断面図、第
3図(a、 )〜(e)は従来の半導体記憶装置の製造
方法を説明するための工程順の断面図である。 1・・・シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・・ゲート絶縁膜、4・・・ゲート電極、5・・・ソ
ース・ドレイン領域、6・・・第1の絶縁膜、7・・・
第2の絶i[,8・・・コンタクト孔、9・・・フォト
レジスト、10.10a・・・第1の容量蓄積電極、I
LIIa・・・第2の容量蓄積電極、12・・・誘電体
膜、13・・・容量対向電極、14・・・第3の絶縁膜
、15・・・金属配線、20・・・容量蓄積電極、21
・・・堆積膜。
るための工程順の断面図、第2図(a)〜(c)は本発
明の第2の実施例を説明するための工程順の断面図、第
3図(a、 )〜(e)は従来の半導体記憶装置の製造
方法を説明するための工程順の断面図である。 1・・・シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・・ゲート絶縁膜、4・・・ゲート電極、5・・・ソ
ース・ドレイン領域、6・・・第1の絶縁膜、7・・・
第2の絶i[,8・・・コンタクト孔、9・・・フォト
レジスト、10.10a・・・第1の容量蓄積電極、I
LIIa・・・第2の容量蓄積電極、12・・・誘電体
膜、13・・・容量対向電極、14・・・第3の絶縁膜
、15・・・金属配線、20・・・容量蓄積電極、21
・・・堆積膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、1つのMOSトランジスタと、前記MOSトランジ
スタのソース・ドレイン領域の一方に接続するキャパシ
タとからなるメモリセルを有する半導体記憶装置のキャ
パシタ電極の形成方法において、 高濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、前記高濃度
多結晶シリコン膜を所定形状に形成する工程と、 前記所定形状の前記高濃度多結晶シリコン膜の表面を覆
って、低濃度多結晶シリコン膜を成膜する工程と、 前記低濃度多結晶シリコン膜を異方性エッチングする工
程と、 を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 2、1つのMOSトランジスタと、前記MOSトランジ
スタのソース・ドレイン領域の一方に接続するキャパシ
タとからなるメモリセルを有する半導体記憶装置のキャ
パシタ電極の形成方法において、 第1の導電性膜を成膜する工程と、 前記第1の導電性膜上に、堆積膜を成膜する工程と、 前記堆積膜、および前記第1の導電性膜を所定形状に形
成する工程と、 前記所定形状に形成された前記堆積膜、および前記第1
の導電性膜の表面を覆って、第2の導電性膜を成膜する
工程と、 前記第2の導電性膜を異方性エッチングする工程と、 を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 3、前記第1、および前記第2の導電性膜が、タングス
テン膜、モリブデン膜、あるいはチタン膜であることを
特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置の製造方法。 4、前記第1の導電性膜と前記第2の導電性膜とが、異
なる高融点金属材料からなることを特徴とする請求項2
記載の半導体記憶装置の製造方法。
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