JPH04340270A - 半導体メモリの製造方法 - Google Patents

半導体メモリの製造方法

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JPH04340270A
JPH04340270A JP3016172A JP1617291A JPH04340270A JP H04340270 A JPH04340270 A JP H04340270A JP 3016172 A JP3016172 A JP 3016172A JP 1617291 A JP1617291 A JP 1617291A JP H04340270 A JPH04340270 A JP H04340270A
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silicon oxide
layer electrode
electrode
capacity
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Toshiyuki Ishijima
石嶋 俊之
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリおよびその
製造方法に関し、特に積層容量の下層電極形状およびそ
の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電荷の形で二進情報を貯蔵する半導体メ
モリはセル面積が小さいため、高集積、大容量、メモリ
セルとして優れている。特にメモリセルとして一つのト
ランジスタと一つの容量とからなるメモリセル(以下1
T1Cセルと略す)は、構成要素も少なく、セル面積も
小さいため高集積用メモリセルとして重要である。とこ
ろでメモリの高集積化によるメモリセルサイズの縮小に
伴い、1T1Cセル構造における容量部面積が減少して
きている。そして容量部面積の減少による記憶電荷量の
減少は、耐α粒子問題、センス増幅器の感度の劣化を引
起こす。
【0003】従来、このような問題を解決するため、メ
モリセル面積の縮小にも拘らず大きな記憶容量部を形成
する方法が知られている。たとえば1988年の国際固
体素子会議(インタナショナル・エレクトロン・デバイ
シス・ミーティング(International  
Electron  Devices  Meetin
g))の論文集,第596頁から第599頁に「ア・ニ
ュー・スタックト・キャパシタ・DRAMセル・キャラ
クタライズド・バイ・ア・ストレージ・キャパシタ・オ
ン・ア・ビット・ライン・ストラクチャ(A  New
  Stacked  Capacitor  DRA
M  Cell  Charactarisedby 
 aStorage  Capacitor  On 
 a  Bit−line  Structure)」
と題して発表された論文においては、図6に示したごと
く、1T1Cセルの容量部をビット線上に形成して容量
部平面積を最大限に活用したものが示されている。図6
では6が下層電極(電荷蓄積電極)、7が容量絶縁膜、
8が上層電極(対向電極)、14がビット線、15がワ
ード線をそれぞれ示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メモリ
セル面積の縮小に伴いこの様な従来構造では下層電極の
表面積増加にも限界があり、表面積の増加を達成するた
めには下層電極の膜厚を厚くしなければならない。下層
電極膜厚の増加は表面段差の増加をもたらす。そしてこ
の表面段差の増加はリソグラフィ技術をもちいたパター
ン形状転写時に大きな問題となっている。
【0005】本発明の目的は、この様な問題点を除去し
て、高集積化に適した半導体メモリの積層容量構造にお
ける下層電極構造およびその製造方法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリは
、側面に一定のうねりを設けた下層電極と、前記下層電
極上に設けられた厚さがほぼ一定の容量絶縁膜と、前記
容量絶縁膜上に設けられた上層電極とを含む積層容量を
備えているというものである。
【0007】又、本発明の半導体メモリの製造方法は、
半導体チップ上に第1の絶縁膜ないし第4の絶縁膜を堆
積する工程と、非選択性のエッチング方法により前記第
1の絶縁膜ないし第4の絶縁膜を貫通して下層の導電領
域に達するコンタクト孔を形成する工程と、前記第3の
絶縁膜に対して選択性のあるエッチングを行なって前記
コンタクト孔側面にうねりを設ける工程と、前記コンタ
クト孔を導体で埋める工程と、前記第3の絶縁膜および
第4の絶縁膜を除去して側面に一定のうねりのある積層
容量の下層電極を形成する工程とを含むというものであ
る。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0009】図1は本発明の一実施例を示す模式的断面
図である。
【0010】この実施例では、1T1Cメモリセルの積
層容量の下層電極6の側面に一定のうねりを設けること
により、下層電極の表面積を増加させ蓄積容量を増加さ
せることができる。1はシリコン基板、2は素子分離酸
化膜、3は高濃度n型拡散層、4は第1の絶縁膜(酸化
シリコン膜)、5は第2の絶縁膜(窒化シリコン膜)、
6は一定のうねりを有した下層電極、7は容量絶縁膜、
8は対向電極(上層電極)を各々示している。
【0011】又、容量絶縁膜7は厚さがほぼ均一で下層
電極の表面のうねりに沿って設けられている。
【0012】図2〜図5は本発明の半導体メモリ製造方
法を説明するため工程順に示した断面図である。
【0013】まず、図2に示すように、p型単結晶のシ
リコン1上の素子分離領域に酸化シリコン膜2を設け、
n型ソース・ドレイン領域3を設けた後、全面に第1の
絶縁膜4として酸化シリコン膜、第2の絶縁膜5として
窒化シリコン膜を堆積し、その後第3の絶縁膜としてリ
ンドープ酸化シリコン膜9−1,9−2,9−3と第4
の絶縁膜としてノンドープ酸化膜10−1,10−2,
10−3をそれぞれ厚さ10〜100nmずつ交互に堆
積する。
【0014】次に、図3に示すように、n型ソース・ド
レイン領域3上の一部を除いて全面を覆うレジスト膜1
1を形成した後、このレジスト膜11をエッチングマス
クとし反応性スパッタエッチング技術を用いて第4の絶
縁膜ないし第1の絶縁膜および酸化シリコン膜2をエッ
チング除去しコンタクト孔12を開孔する。
【0015】次に、図4に示すように、レジスト膜11
を除去した後希フッ酸を用いてコンタクト内をエッチン
グし、さらにリンドープポリシリコンなどの導体13を
コンタクト内に埋める。希フッ酸を用いてコンタクト孔
内をエッチングすると、リンドープ酸化シリコン膜9−
1,9−2,9−3とノンドープ酸化シリコン膜10−
1,10−2,10−3のエッチングレートが異なるた
め、コンタクト孔内の側壁に凹凸ができる。リンドープ
酸化シリコン膜厚とノンドープ酸化シリコン膜厚との比
および希フッ酸によるエッチング時間によりコンタクト
内の側壁のうねりの大きさを制御することができる。例
えば4〜5モル%のリンを含有するリンドープ酸化シリ
コン膜の場合0.5%の希フッ酸を用いることにより1
0〜100nm程度の凹凸をつけることができる。
【0016】次に、図4に示すように、導体13を反応
性スパッタエッチング技術を用いてエッチバックしコン
タクト孔内にのみ導体13aとして残した後、窒化シリ
コン膜(5)をエッチングマスクとしてリンドープ酸化
シリコン膜9−1〜9−3およびノンドープ酸化シリコ
ン膜10−1〜10−3をエッチング除去する。
【0017】次に、図1に示すように、熱酸化又はCV
D法により酸化シリコンなどの容量絶縁膜7および上層
配線8(対向電極)を形成して積層容量部を形成する。 容量絶縁膜7の厚さは酸化シリコン膜換算で4〜6nm
にする。
【0018】以上の説明から明らかなように、下層電極
はコンタクト孔と自己整合的に形成されるので、高集積
化に有利である。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、下層電極の側面に一定
のうねりを設けることにより下層電極の表面積を大きく
確保することが可能となり、微細な下層電極においても
大きな蓄積容量を容易に得ることができる。従って半導
体メモリの高集積化に寄与する効果がある。
【0020】
【図面な簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体メモリセルの積層容
量を示す断面図である。
【0021】
【図2】本発明の一実施例の製造方法を説明するための
断面図である。
【0022】
【図3】本発明の一実施例の製造方法を説明するための
断面図である。
【0023】
【図4】本発明の一実施例の製造方法を説明するための
断面図である。
【0024】
【図5】本発明の一実施例の製造方法を説明するための
断面図である。
【0025】
【図6】従来の半導体メモリセルの積層容量を示す断面
図である。
【0026】
【符号の説明】
1    p型のシリコン基板 2    酸化シリコン膜 3    n型ソース・ドレイン領域 4    酸化シリコン膜(第1の絶縁膜)5    
窒化シリコン膜(第2の絶縁膜)6    下層電極 7    容量絶縁膜 8    上層電極 9−1,9−2,9−3    リンドープ酸化シリコ
ン膜(第3の絶縁膜) 10−1,10−2,10−3    ノンドープ酸化
シリコン膜(第4の絶縁膜) 11    レジスト膜 12    コンタクト孔 13,13a    導体 14    ビット線 15    ワード線 16,17    酸化シリコン膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  側面に一定のうねりを設けた下層電極
    と、前記下層電極上に設けられた厚さがほぼ一定の容量
    絶縁膜と、前記容量絶縁膜上に設けられた上層電極とを
    含む積層容量を備えていることを特徴とする半導体メモ
    リ。
  2. 【請求項2】  半導体チップ上に第1の絶縁膜ないし
    第4の絶縁膜を堆積する工程と、非選択性のエッチング
    方法により前記第1の絶縁膜ないし第4の絶縁膜を貫通
    して下層の導電領域に達するコンタクト孔を形成する工
    程と、前記第3の絶縁膜に対して選択性のあるエッチン
    グを行なって前記コンタクト孔側面にうねりを設ける工
    程と、前記コンタクト孔を導体で埋める工程と、前記第
    3の絶縁膜および第4の絶縁膜を除去して側面に一定の
    うねりのある積層容量の下層電極を形成する工程とを含
    むことを特徴とする半導体メモリの製造方法。
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