JPH05315566A - 半導体素子におけるキャパシタ電極の製造方法 - Google Patents

半導体素子におけるキャパシタ電極の製造方法

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JPH05315566A
JPH05315566A JP4119086A JP11908692A JPH05315566A JP H05315566 A JPH05315566 A JP H05315566A JP 4119086 A JP4119086 A JP 4119086A JP 11908692 A JP11908692 A JP 11908692A JP H05315566 A JPH05315566 A JP H05315566A
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film
polysilicon film
polysilicon
silicon nitride
capacitor electrode
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Hiroki Kuroki
弘樹 黒木
正樹 ▲吉▼丸
Masaki Yoshimaru
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Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置、特にDRAMなどに
おけるキャパシタ電極の形成方法に関するもので、その
電極の表面を凹凸形状にするに当たり、工程を短縮する
とともにばらつきの少ない凹凸形状を得ることを目的と
するものである。 【構成】 前記目的達成のため本発明は、半導体基板1
上に形成した絶縁膜2の上に、ポリシリコン膜(あるい
はアモルファスシリコン膜)3を堆積して、その処理に
おける処理装置(チャンバー)から基板を取り出すこと
なく同一処理装置内で、その上にシリコン窒化膜(シリ
コン酸窒化膜でもよい)4を形成し、引き続いてやはり
同一処理装置内でその上に表面が凹凸形状のポリシリコ
ン膜5を形成して、電極とするようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置、特にD
RAM(Dynamic RANDAM Access
Memory)などにおけるキャパシタ部の電極の形
成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子、特にキャパシタを必要とす
るDRAMなどにおいて、表面に凹凸を有する粗面ポリ
シリコン膜をキャパシタの下部電極に使用すると、従来
のポリシリコン膜を使用した時に較べ表面の面積が増
え、2.5倍もの容量(Cs )が得られる。
【0003】そのような粗面ポリシリコン膜の形成の従
来例を図2に示す。
【0004】まず、図2(a)に示すように、半導体基
板1上に形成されたワード線や絶縁膜などの上にストレ
ージ電極としての第2ポリシリコン5を形成し、そのポ
リシリコン5をCVD(化学的気相成長)法で表面を粗
面化すると図2(b)に示すようにポリシリコン5上に
微小な凹凸が形成される。しかる後、この凹凸ポリシリ
コン5をストレージ電極へとパターニングし、さらにこ
の上にキャパシタ誘電膜を形成することにより、キャパ
シタ誘電膜の面積Sが増加し、凹凸がない場合に比較し
て2倍程度のCs が得られる。
【0005】以上の製法において、ポリシリコン5を形
成したらその処理装置(チャンバー)から一旦基板を取
り出し、次にCVD装置内にその基板を入れて前述した
ようにその表面を粗面化する。つまり、デポジションを
2回行う。これを通称2段デポと称している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
述べた粗面ポリシリコン膜の2段デポにおいては、下層
のポリシリコン膜あるいはアモルファスシリコン膜成膜
後、前述したように一度その処理装置であるLPCVD
(減圧CVD)炉から取り出し、その後再度LPCVD
炉で粗面ポリシリコン膜を成膜しなければならなかっ
た。
【0007】また粗面ポリシリコン膜表面の凹凸の形状
は熱処理により変化するので、LPCVD炉から取り出
す時のバッチ内での熱処理の不均一性が凹凸の変化をも
たらし、キャパシタ容量のバラツキが大きくなると云う
問題があった。
【0008】この発明は以上述べた粗面ポリシリコン膜
の2段デポのスループットの問題点と、凹凸の不均一性
の問題点を向上させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的達成
のため、粗面ポリシリコン膜形成において、LPCVD
法にて膜としてすき間のない、アモルファスシリコン膜
あるいはポリシリコン膜を成膜し、同一チャンバー内で
前記アモルファスシリコン膜あるいはポリシリコン膜上
にシリコン窒化膜、あるいはシリコン酸窒化膜を形成
し、この膜の上に同一炉内で粗面ポリシリコン膜を成膜
するようにした。
【0010】また粗面ポリシリコン成膜後、粗面ポリシ
リコン膜上にシリコン窒化膜あるいはシリコン酸窒化膜
を形成し、その後炉の真空引き、N2 パージ、常圧復
帰、アンロードするようにしたものである。
【0011】
【作用】この発明は、前述したように、同一炉内でシリ
コン窒化膜を堆積するようにしたので、従来の粗面ポリ
シリコン膜2段デポにくらべ、一度炉から出す必要がな
くなり、約3時間のスループット向上が期待できる。ま
た下層ポリシリコン膜の膜厚を変化させることにより、
上部粗面ポリシリコン膜形成条件に依存せず所望の膜厚
の下部電極形成が可能となる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例の製造工程を図1に示し、以
下に説明する。
【0013】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板1を950℃、WetO2 雰囲気中で絶縁膜である
酸化膜2を形成する。その上にSiH4 を用いたLPC
VD法にて反応温度620℃、反応圧力0.2Torr
でポリシリコン膜3を堆積する。これはアモルファスシ
リコン膜でもかまわない。次に同一チャンバー内にSi
2 Cl2 /NH3 ガスを導入し、ポリシリコン膜3の
表面にシリコン窒化膜4を10〜20Åの厚さ形成す
る。
【0014】次に図1(b)のように、前記工程で使用
した同一チャンバー内に再びSiH4 ガスを導入し反応
温度570℃、反応圧力0.2Torrでアモルファス
シリコン膜(粗面ポリシリコン膜5とするため)を堆積
する。この時シリコン窒化膜4が存在するので堆積した
アモルファスシリコン膜は下地のポリシリコン膜3ある
いはアモルファスシリコン膜の結晶性の影響を受けるこ
とはない。
【0015】次に同一炉内で熱処理を5〜80分行うこ
とにより、アモルファスシリコン膜表面に結晶粒が形成
され、凹凸をもった粗面ポリシリコン膜5となる。次に
前記炉内にSiH2 Cl2 /NH3 ガスを導入し、粗面
ポリシリコン膜5表面にシリコン窒化膜6を10〜10
0Å形成する。
【0016】次に図1(c)のように、真空引き、N2
パージ、大気圧復帰を行いチャンバーから取り出す。粗
面ポリシリコン膜5表面のシリコン窒化膜6をチャンバ
ーから取り出した後HF処理で除去する。次にn型不純
物を導入、拡散し、導電性をもたせキャパシタ下部電極
とする。
【0017】ここでシリコン窒化膜4は10〜20Åと
薄いので、キャパシタ電極の抵抗および容量に影響を及
ぼすことはない。
【0018】上記において、SiH2 Cl2 /NH3
スの代りに、Si2 2 Cl2 /NH3 /N2 Oを用
い、4および6の部分をシリコン酸窒化膜で形成しても
同等の結果が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
同一炉内でシリコン窒化膜を堆積するようにしたので、
従来の粗面ポリシリコン膜2段デポにくらべ、一度炉か
ら出す必要がなくなり、約3時間のスループット向上が
期待できる。また下層ポリシリコン膜の膜厚を変化させ
ることにより、上部粗面ポリシリコン膜形成条件に依存
せず所望の膜厚の下部電極形成が可能となる。
【0020】また、アモルファスシリコン堆積、熱処理
による粗面ポリシリコン形成後、同一炉内で膜表面にシ
リコン窒化膜を形成するようにしたので、粗面ポリシリ
コン膜における表面からの結晶化が安定し(ストップす
る)、後工程での熱処理の影響がなく、特にチャンバー
から取り出す時の影響がなくなり、ウェハー間で均一性
のすぐれた粗面ポリシリコン膜形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例
【図2】従来例
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 酸化膜 3 ポリシリコン膜あるいはアモルファスシリコン膜 4、6 シリコン窒化膜 5 粗面ポリシリコン膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)半導体基板上に絶縁膜を形成し、
    その上にポリシリコン膜あるいはアモルファスシリコン
    膜からなる第1の膜を形成する工程、 (b)前記工程の処理装置から前記第1の膜が形成され
    た半導体基板を取り出すことなく、同一処理装置内にて
    前記第1の膜上にシリコン窒化膜からなる第2の膜を形
    成する工程、 (c)さらに前記工程に引き続き同一処理装置内で前記
    第2の膜の上に、アモルファスシリコン膜からなる第3
    の膜を堆積して熱処理を行なうことにより、該第3の膜
    をその表面が凹凸形状となるポリシリコン膜にする工
    程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体素子における
    キャパシタ電極の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2の膜として、シリコン窒化膜の
    代わりにシリコン酸窒化膜を形成することを特徴とする
    請求項1記載の半導体素子におけるキャパシタ電極の製
    造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5763286A (en) * 1994-09-14 1998-06-09 Micron Semiconductor, Inc. Process for manufacturing a DRAM capacitor having an annularly-grooved, cup-shaped storage-node plate which stores charge on inner and outer surfaces
US6482689B2 (en) 2000-11-09 2002-11-19 Micron Technology, Inc. Stacked local interconnect structure and method of fabricating same
US6524927B1 (en) 1998-09-04 2003-02-25 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same

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US6498088B1 (en) 2000-11-09 2002-12-24 Micron Technology, Inc. Stacked local interconnect structure and method of fabricating same
US6544881B2 (en) 2000-11-09 2003-04-08 Micron Technology, Inc. Stacked local interconnect structure and method of fabricating same
US6555478B2 (en) 2000-11-09 2003-04-29 Micron Technology, Inc. Stacked local interconnect structure and method of fabricating same
US6831001B2 (en) 2000-11-09 2004-12-14 Micron Technology, Inc. Method of fabricating a stacked local interconnect structure
US7314822B2 (en) 2000-11-09 2008-01-01 Micron Technology, Inc. Method of fabricating stacked local interconnect structure

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