JPH0629219A - 気相核生成を利用したポリシリコンのテクスチヤ化方法 - Google Patents

気相核生成を利用したポリシリコンのテクスチヤ化方法

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JPH0629219A
JPH0629219A JP4116697A JP11669792A JPH0629219A JP H0629219 A JPH0629219 A JP H0629219A JP 4116697 A JP4116697 A JP 4116697A JP 11669792 A JP11669792 A JP 11669792A JP H0629219 A JPH0629219 A JP H0629219A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】半導体デバイスにおけるキャパシタのストーレ
ジノードセルプレートとして、用いる多結晶シリコンを
テクスチャ化する方法の提供。 【構成】不均一的核成長を起こさせる物質の注入による
か、または成長温度もしくは成長圧を高めてシリコン源
自体の均一的核成長を起こさせるか、のいずれかによる
気相核生成を利用した工程から成る、多結晶シリコン層
３１のテクスチヤ化方法であり、不均一的または均一的
気相核生成を利用すれば、成長ポリシリコン中に、安定
した大きなテクスチヤ１５が成長し、このものは公知技
術によりドーピングできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体技術に関し、さ
らに詳しくは気相核生成を利用した多結晶シリコン層に
テクスチヤ化面を付与する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多結晶シリコン（以下、“ポリシリコ
ン”または単に“ポリ”と呼称することがある）をテク
スチヤ化する方法は M.Yoshimaruらが "Rugged Surface
Poly-SiElectrode and Low Temperature Deposited Si
3N4 for 64 Md and Beyond STCDRAM Cell"と題して沖電
気工業株式会社発行、VLSI R&D Laboratory 誌、第５５
０−１頁に発表し論議されている。この発表記事中で
は、５７０℃のポリ成長温度を用いて、ポリ層面にテク
スチヤ化を行なっている。発表者らは該方法をデイーラ
ム（ＤＲＡＭ）のストーレジスタックキャパシタのスト
ーレジノードセルプレート形成に応用すれば該セルプレ
ート表面積をスタンダードスタックキャパシタセル（Ｓ
ＴＣ）の２．５倍まで増加できると主張している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この方法には次の二つ
の欠点がある。１）テクスチヤ化ポリ面を形成させる成
長工程中に温度を５７０℃±３℃以内に厳密に制御する
必要があり、かつ２）次工程で該テクスチヤ化ポリを５
７０℃以上の温度で処理すると、テクスチヤ化面が平坦
化する。
【０００４】本発明によれば、安定で均一なテクスチヤ
化面が形成され、該テクスチヤ面は通常のＤＲＡＭ製造
工程の実施期間中を通じて維持される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明はメモリデバイ
ス、特にデイーラム（ＤＲＡＭｓ）のような半導体デバ
イスにおけるキャパシタのストーレジノードセルプレー
トとして用いる多結晶シリコン（ポリシリコンまたはポ
リ）をテクスチヤ化するための方法を提供する。以下の
記載は公知のスタックキャパシタＤＲＡＭ製造工程に本
発明を適用した場合について専ら論議したが、本発明の
技術はポリシリコンを使用し、かつテクスチヤ化面を有
するポリシリコンが望まれるような各種の半導体デバイ
スにもまた適用可能であることは当業者にとり明瞭なは
ずである。
【０００６】ＤＲＡＭアレイにおけるキャパシタのスト
ーレジノードセルプレートとして用いるポリ層を成長さ
せるに先立ってシリコンウエハーを作る。この例では、
埋め込みデイジットラインコンタクトオープニングを作
っておき、続いてポリシリコンを成長させてアクセスデ
バイスの活性領域に接触させ、後刻パターン化およびド
ーピングを行なってスタックキャパシタのストーレジノ
ードセルプレートとする。
【０００７】このポリのテクスチヤ化は酸素，水蒸気，
Ｎ2 Ｏまたはメタンのようなポリシリコンを気相におい
て不均一的に核生成させるような物質の注入による気相
核生成法を利用して実施する。別法として、外部からは
物質の注入なしに、例えばシラン，ジシラン，ジクロル
シラン，トリクロルシラン，テトラクロルシランのよう
なシリコン源自体の分解を、成長条件を変えて実施して
ポリシリコンの均一気相核生成を起こさせて実施するこ
ともできる。均一気相核生成の場合、成長したポリシリ
コン中に大きな安定したテクスチヤが生じ、このテクス
チヤはその場でのドーピングまたは引き続くドーピング
工程において公知の製造技術によりドーピングができ
る。
【０００８】本発明の方法によりテクスチヤ化したポリ
シリコンは、各種の用途、特にＤＲＡＭセルキャパシタ
ンスの増加に用いられる。
【０００９】
【実施例】ＤＲＡＭメモリ・アレイを用いた場合のテク
スチヤ化方法の好ましい一態様には、図１乃至図３に示
す工程が包含される。
【００１０】図１について説明する。シリコンウエハー
１０を、メモリ・アレイのポリストレジノードセルプレ
ートの形成を行なうことができる状態にまで仕上げてお
く。スタンダードスタックキャパシタセルを形成させる
ための通常の製造方法により、シリコン基板１０からデ
イジットライン１３を隔離するフイールド酸化膜１２を
形成させておく。デイジットライン１３は垂直絶縁体ス
ペーサ１４およびコンフオーマル絶縁体層１５および１
８により隔離する。埋め込みコンタクト部位１６を設
け、次工程で形成するストレージノードキャパシタセル
プレートのための活性領域１７への通路を形成させる。
【００１１】図２について説明する。核生成ポリ２１が
絶縁体１５および１８、垂直スペーサ１４、および活性
領域１７の露出面を被覆し始める。ポリノジュール２１
は化学蒸着により成長し、成長圧を１０トル乃至３００
ミリトルの範囲内に増加させるか、または成長温度を６
００乃至８００℃の範囲内に増加させることにより気相
中での均一な核生成が起こる。別法として、従来の成長
圧および成長温度を採用し、水蒸気，酸素，Ｎ2 Ｏ，ま
たはメタンのような物質を導入すると、ポリの不均一な
気相核生成が起こる。これらの物質の所要濃度は１００
乃至１０００ｐｐｍ程度の少量でよい。一旦ポリノジュ
ールが形成された後には、正規の成長範囲である５５０
乃至６５０℃および１００乃至３００ミリトルに戻して
ポリシリコン源の均一核生成を中止させることができ
る。一定圧力下では、高温程気相核生成は増加する。一
定温度下では、高圧程気相核生成は増加する。これを利
用すると特殊な表面テクスチヤの形成が可能になる。不
均一気相核生成を採用する場合、ポリノジュールの大き
さおよび密度が所望の程度に到達したら、成長工程中で
導入する物質の供給は簡単に遮断できる。
【００１２】図３を説明する。ポリシリコン３１の成長
が続く間は、ポリノジュール２１の被覆が繰り返され、
ポリ３１のテクスチヤ化面が形成される。
【００１３】この時点以降は、このスタックキャパシタ
はＤＲＡＭｓ用の通常のスタックキャパシタ製造技術を
用いて完成させる。
【００１４】ここに記載の実施例では、公知のスタック
キャパシタＤＲＡＭ製造方法を例にとり本発明の方法を
適用する場合について専ら記載したが、本発明の技術は
ポリシリコンを使用し、かつポリシリコンにテクスチヤ
化面が所望されるような場合の各種の半導体製造用プロ
セスにも適用できることは当業者にとり自明のことであ
る。各種の変更，修正も発明の趣旨および請求の範囲を
逸脱しない範囲において可能であることも自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＲＡＭアレイ用のポリストーレジノードセル
プレートの形成に先立つ段階まで形成させたシリコンウ
エハーの一断面を示す説明図である。
【図２】成長期間中にポリシリコンを核生成させる初期
段階後の図１のシリコンウエハーの一断面を示す説明図
である。
【図３】コンフオーマルポリシリコンの成長が完成した
後の図２のシリコンウエハーの一断面を示す説明図であ
る。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコンウエハー面（１０）にテクスチ
    ヤ化多結晶シリコン層（１５）を形成させる方法であっ
    て、ａ）ポリシリコン源ガスを用いた化学蒸着法により
    最初の多結晶シリコンを成 長させ、この際に成長条件の組合わせの変更により該初
    期多結晶シリコンの気相核生成を生起させ、これにより
    ポリノジュール（２１）を形成させる工程、およびｂ）
    該ウエハー面の上方にコンフオーマル多結晶シリコン層
    を引き続いて成長させ、これにより該ポリノジュール
    （２１）を被覆すると同時にテクスチヤ化多結晶シリコ
    ン層（３１）を形成させる工程から成る方法。
  2. 【請求項２】 シリコンウエハー（１０）上に形成させ
    た半導体メモリ集積回路におけるテクスチヤ化ポリシリ
    コンストーレジノードキャパシタセルプレート（３１）
    を形成させる方法であって、 ａ）ポリシリコン源ガスを用いた化学蒸着法により最初
    の多結晶シリコンを成長させ、この際に成長条件の組合
    わせの変更により該初期多結晶シリコンの気相核生成を
    生起させ、これによりポリノジュール（１５）を形成さ
    せる工程、およびｂ）該ウエハー面の上方にコンフオー
    マル多結晶シリコン層を引き続いて成長させ、これによ
    り該ポリノジュールを被覆すると同時にテクスチヤ化ポ
    リシリコンストーレジノードキャパシタセルプレート
    （３１）を形成させる工程から成る方法。
  3. 【請求項３】 シリコンウエハー（１０）上に形成させ
    たＤＲＡＭにおけるテクスチヤ化ポリシリコンストーレ
    ジノードキャパシタセルプレート（３１）の形成方法で
    あって、 ａ）ポリシリコン源ガスを用いた化学蒸着法により最初
    の多結晶シリコンを成長させこの際に成長条件の組合わ
    せの変更により該初期多結晶シリコンの気相核生成を生
    起させ、これによりポリノジュール（１５）を形成させ
    る工程、およびｂ）該ウエハー面の上方にコンフオーマ
    ル多結晶シリコン層を引き続いて成長させ、これにより
    該ポリノジュールを被覆すると同時にテクスチヤ化ポリ
    シリコンストーレジノードキャパシタセルプレート（３
    １）を形成させる工程から成る方法。
  4. 【請求項４】 成長条件の該組合わせを、成長温度を６
    ００乃至８００℃の範囲内に増加させること、および成
    長圧を１０トル乃至３００ミリトルの範囲内に増加させ
    ることから成る群から実質的に選択することにより該気
    相核生成を均一成長させることから成る請求項１，２お
    よび３のいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 シラン，ジクロルシラン，トリクロルシ
    ラン，テトラクロルシランおよびジシランから実質的に
    成る群から該ポリシリコン源ガスを選択して成る請求項
    １，２および３のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 成長条件の該組合わせが、該気相核生成
    を不均一成長させる物質の注入から成る請求項１，２お
    よび３のいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 該物質が酸素，水蒸気，Ｎ2 Ｏおよびメ
    タンから実質的に成る群から選択されて成る請求項６に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 該メモリ集積回路がＤＲＡＭから成る請
    求項２に記載の方法。
JP4116697A 1991-04-10 1992-04-10 気相核生成を利用したポリシリコンのテクスチヤ化方法 Pending JPH0629219A (ja)

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