JPH04367515A - 酸化タンタル薄膜の形成方法 - Google Patents
酸化タンタル薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH04367515A JPH04367515A JP3144660A JP14466091A JPH04367515A JP H04367515 A JPH04367515 A JP H04367515A JP 3144660 A JP3144660 A JP 3144660A JP 14466091 A JP14466091 A JP 14466091A JP H04367515 A JPH04367515 A JP H04367515A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- tantalum oxide
- oxide thin
- gas
- forming
- 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
Links
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体のメモリー等とし
て用いられるＤＲＡＭ（ダイナミックラム）などの容量
性絶縁膜などとして有効に利用できる酸化タンタル薄膜
の形成方法に関する。
て用いられるＤＲＡＭ（ダイナミックラム）などの容量
性絶縁膜などとして有効に利用できる酸化タンタル薄膜
の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化タンタル薄膜はいわゆるＣＶ
Ｄ法（化学気相法）などの方法によって形成することが
提案されており、ＣＶＤ法は薄膜形成の有用な手段とし
て注目されている。
Ｄ法（化学気相法）などの方法によって形成することが
提案されており、ＣＶＤ法は薄膜形成の有用な手段とし
て注目されている。
【０００３】以下、図面を参照しながら従来の酸化タン
タル薄膜の形成方法について説明する。図２は従来の酸
化タンタル薄膜形成装置の構成を示す概略図である。
タル薄膜の形成方法について説明する。図２は従来の酸
化タンタル薄膜形成装置の構成を示す概略図である。
【０００４】真空室２０は真空排気装置２３によって通
常０．５〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空に排気される。アン
プル２５内のタンタル原料であるＴａ（ＯＣ２ Ｈ５
）５ はヒータ２７によって１３０℃に温度制御され、
通常通常１００〜１０００ｓｃｃｍに流量制御されたＨ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガス２４で、アンプル２５内のＴａ
（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ をバブリングする事によってヒ
ータ２８で１５０℃に加熱されたガス導入管２６に導入
され、真空室２０内にタンタル原料を導入し、１００〜
１０００ｓｃｃｍに流量制御された酸素ガス２９も同時
に真空室２０内に導入される。真空室２０内に導入され
た原料ガスはヒータ２１によって約４５０℃に加熱され
、ポリシリコンあるいはタングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ）等の基板２２上に酸化タンタル薄膜が堆積される。 しかしながらこの方法でタンタル原料の分解や酸化を十
分行わせるために真空室２０内の温度を高くすると、気
相中で反応が生じやすく生成物が粉末状になって基板に
堆積し、緻密で均一な酸化タンタルの薄膜を得ることが
できない。
常０．５〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空に排気される。アン
プル２５内のタンタル原料であるＴａ（ＯＣ２ Ｈ５
）５ はヒータ２７によって１３０℃に温度制御され、
通常通常１００〜１０００ｓｃｃｍに流量制御されたＨ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガス２４で、アンプル２５内のＴａ
（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ をバブリングする事によってヒ
ータ２８で１５０℃に加熱されたガス導入管２６に導入
され、真空室２０内にタンタル原料を導入し、１００〜
１０００ｓｃｃｍに流量制御された酸素ガス２９も同時
に真空室２０内に導入される。真空室２０内に導入され
た原料ガスはヒータ２１によって約４５０℃に加熱され
、ポリシリコンあるいはタングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ）等の基板２２上に酸化タンタル薄膜が堆積される。 しかしながらこの方法でタンタル原料の分解や酸化を十
分行わせるために真空室２０内の温度を高くすると、気
相中で反応が生じやすく生成物が粉末状になって基板に
堆積し、緻密で均一な酸化タンタルの薄膜を得ることが
できない。
【０００５】従って、通常は気相中での反応を抑制する
ために約４５０℃以下の低めの加熱温度で反応が行われ
ている。この様に従来法では温度を十分上げることがで
きないために、Ｔａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ が十分分解
されない。そのため膜内にＣ，Ｈなどの不純物が多量に
混入し、またタンタルが十分酸化されず、従って得られ
た薄膜のリーク電流も高く、薄膜形成後に高温での熱処
理や酸化処理が必要になる。
ために約４５０℃以下の低めの加熱温度で反応が行われ
ている。この様に従来法では温度を十分上げることがで
きないために、Ｔａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ が十分分解
されない。そのため膜内にＣ，Ｈなどの不純物が多量に
混入し、またタンタルが十分酸化されず、従って得られ
た薄膜のリーク電流も高く、薄膜形成後に高温での熱処
理や酸化処理が必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決し、気相中での反応を抑制し、且つ十分酸化された良
質の酸化タンタル薄膜の形成方法を提供することを目的
とする。
決し、気相中での反応を抑制し、且つ十分酸化された良
質の酸化タンタル薄膜の形成方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の酸化タンタル薄膜の形成方法は、真空装置内
に原料ガスを導入し、電界を印加し原料ガスをプラズマ
分解することによって基板上に薄膜を形成する薄膜形成
方法において原料ガスとしてＴａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５
と、Ｏ２ およびＮ２ Ｏから選ばれた少なくとも１
種のガスを用いることを特徴とする。
、本発明の酸化タンタル薄膜の形成方法は、真空装置内
に原料ガスを導入し、電界を印加し原料ガスをプラズマ
分解することによって基板上に薄膜を形成する薄膜形成
方法において原料ガスとしてＴａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５
と、Ｏ２ およびＮ２ Ｏから選ばれた少なくとも１
種のガスを用いることを特徴とする。
【０００８】また、前記酸化タンタル薄膜の形成方法に
おいては、基板温度が４５０℃以下、電界の電力密度が
１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下である事が好ましい。
おいては、基板温度が４５０℃以下、電界の電力密度が
１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下である事が好ましい。
【０００９】
【作用】本発明の酸化タンタル薄膜の形成方法は、真空
装置内に原料ガスを導入し、電界を印加し原料ガスをプ
ラズマ分解することによって基板上に薄膜を形成する薄
膜形成方法において原料ガスとしてＴａ（ＯＣ２ Ｈ５
）５ と、Ｏ２ およびＮ２ Ｏから選ばれた少なく
とも１種のガスを用いるので、原料ガスがプラズマによ
り十分分解されることによって、低い温度で原料ガスを
分解でき、気相中での反応を抑制し、Ｃ，Ｈの混入が少
なく、良質の酸化タンタル薄膜を堆積する事ができる。
装置内に原料ガスを導入し、電界を印加し原料ガスをプ
ラズマ分解することによって基板上に薄膜を形成する薄
膜形成方法において原料ガスとしてＴａ（ＯＣ２ Ｈ５
）５ と、Ｏ２ およびＮ２ Ｏから選ばれた少なく
とも１種のガスを用いるので、原料ガスがプラズマによ
り十分分解されることによって、低い温度で原料ガスを
分解でき、気相中での反応を抑制し、Ｃ，Ｈの混入が少
なく、良質の酸化タンタル薄膜を堆積する事ができる。
【００１０】また、前記酸化タンタル薄膜の形成方法に
おいては、基板温度を４５０℃以下、電界の電力密度が
１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下とすることにより、例えば半導
体薄膜の上に酸化タンタル膜を形成する場合など他の加
工品の上に酸化タンタルを形成する場合に、当該加工品
が熱により劣化したり、酸化タンタルが当該加工品中に
拡散したりするなどの恐れを少なくすることができ、ま
た、電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下なので生成した
薄膜中に混入するＣ、Ｈなどの不純物もより少なくなり
好ましい。
おいては、基板温度を４５０℃以下、電界の電力密度が
１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下とすることにより、例えば半導
体薄膜の上に酸化タンタル膜を形成する場合など他の加
工品の上に酸化タンタルを形成する場合に、当該加工品
が熱により劣化したり、酸化タンタルが当該加工品中に
拡散したりするなどの恐れを少なくすることができ、ま
た、電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下なので生成した
薄膜中に混入するＣ、Ｈなどの不純物もより少なくなり
好ましい。
【００１１】
【実施例】図１は本実験で使用する酸化タンタル薄膜形
成装置の概略図である。１が真空室で真空排気装置２に
より０．８Ｔｏｒｒの真空に排気される。３は基板であ
り、本実施例ではポリシリコンを使用した。下部電極４
はヒータ用電源１４に接続されたヒータ５によって加熱
され、同時に基板３も加熱されて４００℃に保持される
。 アンプル６内のＴａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ はヒータ７
によって約１３０℃に加熱される。加熱されたＴａ（Ｏ
Ｃ２ Ｈ５ ）５ は流量制御装置８によって５００ｓ
ｃｃｍに流量制御されたボンベ内の不活性ガス９（本実
施例ではＡｒガスを用いた。）によってバブリングされ
、ヒータ１０によって１５０℃に加熱されたガス導入管
１１を通って真空室１内に導入される。流量制御装置１
３によって流量制御されたボンベ内のＯ２ 、Ｎ２ Ｏ
等の反応ガス１２はヒータ１６によって１５０℃に加熱
されたガス導入管１５を通って真空室１内にヒータ１９
によって１５０℃に加熱された上部電極１８を通して導
入される。高周波電源１７によって上部電極１８と下部
電極４の間に高周波電圧（本実施例では１３．５６ＭＨ
ｚ、電力密度０．５Ｗ／ｃｍ２ とした）が印加されプ
ラズマが発生し、原料ガスが分解、反応して、基板３上
に酸化タンタル薄膜が堆積する。
成装置の概略図である。１が真空室で真空排気装置２に
より０．８Ｔｏｒｒの真空に排気される。３は基板であ
り、本実施例ではポリシリコンを使用した。下部電極４
はヒータ用電源１４に接続されたヒータ５によって加熱
され、同時に基板３も加熱されて４００℃に保持される
。 アンプル６内のＴａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ はヒータ７
によって約１３０℃に加熱される。加熱されたＴａ（Ｏ
Ｃ２ Ｈ５ ）５ は流量制御装置８によって５００ｓ
ｃｃｍに流量制御されたボンベ内の不活性ガス９（本実
施例ではＡｒガスを用いた。）によってバブリングされ
、ヒータ１０によって１５０℃に加熱されたガス導入管
１１を通って真空室１内に導入される。流量制御装置１
３によって流量制御されたボンベ内のＯ２ 、Ｎ２ Ｏ
等の反応ガス１２はヒータ１６によって１５０℃に加熱
されたガス導入管１５を通って真空室１内にヒータ１９
によって１５０℃に加熱された上部電極１８を通して導
入される。高周波電源１７によって上部電極１８と下部
電極４の間に高周波電圧（本実施例では１３．５６ＭＨ
ｚ、電力密度０．５Ｗ／ｃｍ２ とした）が印加されプ
ラズマが発生し、原料ガスが分解、反応して、基板３上
に酸化タンタル薄膜が堆積する。
【００１２】図３は前述した図１で示した装置を用いて
前述の条件下で形成した酸化タンタル薄膜、図４は前述
した従来例の図２で示した装置を用いて前述の条件下で
形成した酸化タンタル薄膜の各元素Ｔａ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉ
の濃度の深さ方向分布を示したものである。すなわち得
られた薄膜をポリシリコン基板と共に薄膜の表面からア
ルゴンを用いてイオンビームスパッタして生じた元素を
分析したものである。従って時間が長くなるに従って深
さが深い部分を分析していることになり、図３、図４で
は約１０分で基板のポリシリコンに到達したことになる
。
前述の条件下で形成した酸化タンタル薄膜、図４は前述
した従来例の図２で示した装置を用いて前述の条件下で
形成した酸化タンタル薄膜の各元素Ｔａ、Ｏ、Ｃ、Ｓｉ
の濃度の深さ方向分布を示したものである。すなわち得
られた薄膜をポリシリコン基板と共に薄膜の表面からア
ルゴンを用いてイオンビームスパッタして生じた元素を
分析したものである。従って時間が長くなるに従って深
さが深い部分を分析していることになり、図３、図４で
は約１０分で基板のポリシリコンに到達したことになる
。
【００１３】図３と図４の比較から明らかなように、従
来法よるものは図４のごとくＣが膜内に大量に混入して
いるが、本発明方法によるものは図３から明らかなよう
に不純物であるＣがほとんど検出されていない事がわか
る。また、従来法では本発明方法に比べてＯの割合が少
なく、酸化が不十分であることがわかる。
来法よるものは図４のごとくＣが膜内に大量に混入して
いるが、本発明方法によるものは図３から明らかなよう
に不純物であるＣがほとんど検出されていない事がわか
る。また、従来法では本発明方法に比べてＯの割合が少
なく、酸化が不十分であることがわかる。
【００１４】図５は図１で示した装置で形成した酸化タ
ンタル薄膜の電力密度に対するリーク電流の変化を示し
た図である。電力密度以外の条件は前記本発明の実施例
と同一である。電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下の場
合に不純物の混入が少なく、従ってリーク電流のより小
さい薄膜を得ることができ好ましい。
ンタル薄膜の電力密度に対するリーク電流の変化を示し
た図である。電力密度以外の条件は前記本発明の実施例
と同一である。電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下の場
合に不純物の混入が少なく、従ってリーク電流のより小
さい薄膜を得ることができ好ましい。
【００１５】尚、本発明においては、特に限定するもの
ではないが、基板としてはポリシリコンやタングステン
シリサイド（ＷＳｉ）等が好ましく用いられ、真空室内
の圧力は例えば０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度が好ましく、
Ｏ２ および／またはＮ２ Ｏガスの流量ならびにＡｒ
やＨｅ等の不活性ガスの流量は通常５０〜１０００ｓｃ
ｃｍ程度が好ましく、電界としては例えば５０ｋＨｚ〜
２．５４ＧＨｚの高周波電界などが好ましく、電力密度
は１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下でプラズマ放電が生ずる範囲
内が好ましく、基板温度は１５０〜４００℃が好ましい
。
ではないが、基板としてはポリシリコンやタングステン
シリサイド（ＷＳｉ）等が好ましく用いられ、真空室内
の圧力は例えば０．１〜１０Ｔｏｒｒ程度が好ましく、
Ｏ２ および／またはＮ２ Ｏガスの流量ならびにＡｒ
やＨｅ等の不活性ガスの流量は通常５０〜１０００ｓｃ
ｃｍ程度が好ましく、電界としては例えば５０ｋＨｚ〜
２．５４ＧＨｚの高周波電界などが好ましく、電力密度
は１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下でプラズマ放電が生ずる範囲
内が好ましく、基板温度は１５０〜４００℃が好ましい
。
【００１６】
【発明の効果】本発明の酸化タンタル薄膜の形成方法は
、低い温度で原料ガスを分解でき、気相中での反応を抑
制し、Ｃ，Ｈの混入が少なく、良質の酸化タンタル薄膜
を形成する事ができる。
、低い温度で原料ガスを分解でき、気相中での反応を抑
制し、Ｃ，Ｈの混入が少なく、良質の酸化タンタル薄膜
を形成する事ができる。
【００１７】また、本発明の酸化タンタル薄膜の形成方
法において、基板温度を４５０℃以下、電界の電力密度
が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下とすることにより、他の加工
品の上に酸化タンタルを形成する場合に、当該加工品が
熱により劣化したりするなどの恐れを少なくすることが
でき、また、形成される酸化タンタル膜中に混入するＣ
、Ｈなどの不純物もより少なくなり好ましい。
法において、基板温度を４５０℃以下、電界の電力密度
が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下とすることにより、他の加工
品の上に酸化タンタルを形成する場合に、当該加工品が
熱により劣化したりするなどの恐れを少なくすることが
でき、また、形成される酸化タンタル膜中に混入するＣ
、Ｈなどの不純物もより少なくなり好ましい。
【図１】本発明の一実施例における酸化タンタル薄膜の
形成装置の構成を示す概略図である。
形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来の酸化タンタル薄膜形成装置の構成を示す
概略図である。
概略図である。
【図３】本発明の一実施例において形成した酸化タンタ
ル薄膜のＴａ，Ｏ，Ｃの濃度の深さ方向分布を示すグラ
フである。
ル薄膜のＴａ，Ｏ，Ｃの濃度の深さ方向分布を示すグラ
フである。
【図４】従来例による酸化タンタル薄膜のＴａ，Ｏ，Ｃ
の濃度の深さ方向分布を示すグラフである。
の濃度の深さ方向分布を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例において形成した酸化タンタ
ル薄膜の電力密度に対するリーク電流の変化を示すグラ
フである。
ル薄膜の電力密度に対するリーク電流の変化を示すグラ
フである。
１ 真空室
２ 真空排気装置
３ 基板
４ 下部電極
５ ヒータ
６ アンプル
７ ヒータ
８ 流量制御装置
９ 不活性ガス
１０ ヒータ
１１ ガス導入管
１２ 反応ガス
１３ 流量制御装置
１４ ヒータ用電源
１５ ガス導入管
１６ ヒータ
１７ 高周波電源
１８ 上部電極
１９ ヒータ
２０ 真空室
２１ ヒータ
２２ 基板
２３ 真空排気装置
２４ 不活性ガス
２５ アンプル
２６ ガス導入管
２７ ヒータ
２８ ヒータ
２９ 酸素ガス
３０ 流量制御装置
３１ 流量制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】 真空装置内に原料ガスを導入し、電界
を印加し原料ガスをプラズマ分解することによって基板
上に薄膜を形成する薄膜形成方法において原料ガスとし
てＴａ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ と、Ｏ２ およびＮ２
Ｏから選ばれた少なくとも１種のガスを用いることを特
徴とする酸化タンタル薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 基板温度が４５０℃以下、電界の電力
密度が１．５Ｗ／ｃｍ２ 以下である請求項１記載の酸
化タンタル薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144660A JPH04367515A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144660A JPH04367515A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367515A true JPH04367515A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15367262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3144660A Pending JPH04367515A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04367515A (ja) |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3144660A patent/JPH04367515A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0536664B1 (en) | A method for forming a thin film | |
| US6124158A (en) | Method of reducing carbon contamination of a thin dielectric film by using gaseous organic precursors, inert gas, and ozone to react with carbon contaminants | |
| CN101971298A (zh) | 表面处理设备和表面处理方法 | |
| JPH07109576A (ja) | プラズマｃｖｄによる成膜方法 | |
| JPH02281734A (ja) | プラズマ表面処理法 | |
| KR100980528B1 (ko) | 금속계막의 탈탄소 처리 방법, 성막 방법 및 반도체 장치의제조 방법 | |
| JPH05221644A (ja) | 酸化タンタル薄膜の製造方法 | |
| US8586430B2 (en) | Method of forming dielectric film and capacitor manufacturing method using the same | |
| JPS5884111A (ja) | ケイ素の改良されたプラズマ析出法 | |
| JP3293912B2 (ja) | 酸化物薄膜の形成方法 | |
| KR100376111B1 (ko) | 반도체장치의제조방법및티탄막의형성방법 | |
| JP3529466B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP4319269B2 (ja) | プラズマｃｖｄによる薄膜形成方法 | |
| JPH0657432A (ja) | 酸化タンタル薄膜の形成方法 | |
| JP3718297B2 (ja) | 薄膜作製方法および薄膜作製装置 | |
| JPH05211134A (ja) | 薄膜の形成方法及び薄膜形成装置 | |
| JPS61221376A (ja) | 金属薄膜形成方法 | |
| JP2518406B2 (ja) | 容量絶縁膜の形成方法 | |
| JP4059792B2 (ja) | 半導体製造方法 | |
| US20020197828A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing a semiconductor device and processing a substrate | |
| JP4312291B2 (ja) | プラズマｃｖｄによる成膜方法 | |
| JPH05102422A (ja) | 酸化タンタル薄膜の形成方法 | |
| JP3534676B2 (ja) | Ｃｕ又はＣｕ含有膜の形成方法、及び装置 | |
| JPH04367516A (ja) | 酸化タンタル薄膜の形成方法 | |
| JPH0249386B2 (ja) | Purazumacvdsochi |