JPS6058653A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6058653A JPS6058653A JP58165890A JP16589083A JPS6058653A JP S6058653 A JPS6058653 A JP S6058653A JP 58165890 A JP58165890 A JP 58165890A JP 16589083 A JP16589083 A JP 16589083A JP S6058653 A JPS6058653 A JP S6058653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- dielectric constant
- constant material
- thickness
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (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】
発明の技術分野
本発明は、容量が大きいキャパシタを必要とする半導体
装置を製造する方法の改良に関する。
装置を製造する方法の改良に関する。
従来技術と問題点
従来、半導体装置に内蔵させるキャパシタの容量を大き
なものとする為、種々の開発がなされていて、例えば、
第１図に見られるものが知られている。
なものとする為、種々の開発がなされていて、例えば、
第１図に見られるものが知られている。
図に於いて、１は半導体基板、２は酸化タンタル（Ｔａ
２０ｓ）からなる高誘電率材料膜、３は二酸化シリコン
（ＳｉＯｚ）膜、４は電極をそれぞれ示している。
２０ｓ）からなる高誘電率材料膜、３は二酸化シリコン
（ＳｉＯｚ）膜、４は電極をそれぞれ示している。
ところで、このようなキャパシタを半導体装置中に形成
するには問題がある。
するには問題がある。
即ち、半導体装置を製造するには多くの熱処理工程を経
なければならず、前記キャパシタを完成した後であって
も、例えば、燐珪酸ガラス膜を滑らかにする為の所謂ガ
ラス・フロ一工程として知られる高温の熱処理工程が必
要である。
なければならず、前記キャパシタを完成した後であって
も、例えば、燐珪酸ガラス膜を滑らかにする為の所謂ガ
ラス・フロ一工程として知られる高温の熱処理工程が必
要である。
その場合、先ず問題となるのは、電極４の耐熱性である
。
。
そこで、その面からのみ考えると、使用することができ
そうな材料としては、多結晶シリコンが挙げられる。
そうな材料としては、多結晶シリコンが挙げられる。
然し乍ら、本発明者の実験に依れば、電極４として多結
晶シリコンを用い、高温の熱処理を行なうと、高誘電率
材料膜２との間で反応を生じ、す−多電流が増加するの
で使用することはできないことが判った。
晶シリコンを用い、高温の熱処理を行なうと、高誘電率
材料膜２との間で反応を生じ、す−多電流が増加するの
で使用することはできないことが判った。
また、高誘電率材料膜２が厚い場合、高融点金属シリサ
イドも高温の熱処理に耐えることはできるが、高誘電率
材料膜２が薄くなり、キャパシタ面積が広くなると耐圧
が低下しリーク電流は大になる。
イドも高温の熱処理に耐えることはできるが、高誘電率
材料膜２が薄くなり、キャパシタ面積が広くなると耐圧
が低下しリーク電流は大になる。
発明の目的
本発明は、高誘電率材料膜を用いたキャパシタを有する
半導体装置を製造するに際し、該キャパシタに前記の如
き問題を発住することなく１０００ 〔℃〕程度の高温
熱処理を可能にしようとするものである。
半導体装置を製造するに際し、該キャパシタに前記の如
き問題を発住することなく１０００ 〔℃〕程度の高温
熱処理を可能にしようとするものである。
発明の構成
本発明の半導体装置の製造方法では、シリコン半導体基
板上に元素周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ族の酸化物から
なる高誘電率材料膜を形成し、次いで、酸化雰囲気中で
熱処理を行なって前記シリコン半導体基板と前記高誘電
率材料膜との界面に二酸化シリコン膜を形成し、次いで
、前記高誘電率材料膜上に窒素を含有する高融点金属か
らなる電極を形成する工程を採っている。
板上に元素周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ族の酸化物から
なる高誘電率材料膜を形成し、次いで、酸化雰囲気中で
熱処理を行なって前記シリコン半導体基板と前記高誘電
率材料膜との界面に二酸化シリコン膜を形成し、次いで
、前記高誘電率材料膜上に窒素を含有する高融点金属か
らなる電極を形成する工程を採っている。
前記のように窒素を含有させた電極は、約１０００（”
Ｃ）程度の高温熱処理を行なっても、前記高誘電率材料
膜と反応することがなく、極めて安定である。
Ｃ）程度の高温熱処理を行なっても、前記高誘電率材料
膜と反応することがなく、極めて安定である。
発明の実施例
第２図乃至第４図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図であり、以下
、これ等の図を参照しつつ解説する。
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図であり、以下
、これ等の図を参照しつつ解説する。
第２図参照
■ 例えば高周波スパッタ法を適用し、シリコン半導体
基板ｌ上に厚さ例えば１３０〔人〕程度のタンタル（Ｔ
ａ）膜を形成する。
基板ｌ上に厚さ例えば１３０〔人〕程度のタンタル（Ｔ
ａ）膜を形成する。
高周波スパッタの条件としては、加速電圧を２．３ （
ＫＶ）とし、雰囲気を圧力が４Ｘ１０−２（’ｌ” ｏ
ｒ ｒ）程度であるアルゴン（Ａｒ）として良い。
ＫＶ）とし、雰囲気を圧力が４Ｘ１０−２（’ｌ” ｏ
ｒ ｒ）程度であるアルゴン（Ａｒ）として良い。
■ 陽極酸化法或いは熱酸化法を適用し、前記Ｔａ膜を
酸化して厚さ例えば３００ 〔人〕程度のＴａ２０５膜
２とする。
酸化して厚さ例えば３００ 〔人〕程度のＴａ２０５膜
２とする。
第３図参照
■ 湿性酸化雰囲気中で温度８００（’Ｃ）、時間ｌＯ
〜３０（分〕程度の熱処理を行ない、シリコン半導体基
板１とＴａ ２０５１＊２との界面に厚さ例えば８０〔
人〕程度の５ｉ０２膜３を形成する。
〜３０（分〕程度の熱処理を行ない、シリコン半導体基
板１とＴａ ２０５１＊２との界面に厚さ例えば８０〔
人〕程度の５ｉ０２膜３を形成する。
第４図参照
■ Ａｒ及びＮ２混合ガス中でＤＣマグネトロン・スパ
ッタ法を通用し、厚さ約２０００ （人〕程度の窒素含
有モリブデン（Ｍｏ）膜４′を形成する。
ッタ法を通用し、厚さ約２０００ （人〕程度の窒素含
有モリブデン（Ｍｏ）膜４′を形成する。
ＤＣマグネトロン・スパッタ法を実施する条件としては
、Ａｒ及びＮ２混合ガスの圧力を３×１０−３（Ｔｏ
ｒ ｒ）として良い。Ｎ２の割合を大きくすると、耐熱
性は向上するが、電極としての抵抗が大になるので、１
０００（”Ｃ）の熱処理に耐えるようにする為、６０
〔％〕とした。
、Ａｒ及びＮ２混合ガスの圧力を３×１０−３（Ｔｏ
ｒ ｒ）として良い。Ｎ２の割合を大きくすると、耐熱
性は向上するが、電極としての抵抗が大になるので、１
０００（”Ｃ）の熱処理に耐えるようにする為、６０
〔％〕とした。
■ この後、窒素含有Ｍｏ膜４′をバターニングするな
ど必要な工程を実施して完成する。
ど必要な工程を実施して完成する。
第５図は、前記実施例に於けるＡｒ及びＮ２混合ガスの
Ｎ２の割合を変化させて電極を形成し、耐圧の関係を測
定した結果を表わす線図である。
Ｎ２の割合を変化させて電極を形成し、耐圧の関係を測
定した結果を表わす線図である。
図では縦軸に平均耐圧を、横軸にＡｒ及びＮ２混合ガス
中のＮ２０割合をそれぞれ採っである。
中のＮ２０割合をそれぞれ採っである。
このデータを得た半導体装置の電極面積Ｓは広く採って
あり、３．１ｘｔｏ−ｚ （ｃｍ２） （直径にして２
〔龍〕φ）程度である。
あり、３．１ｘｔｏ−ｚ （ｃｍ２） （直径にして２
〔龍〕φ）程度である。
図に於いて、Ｏに基づく特性線Ａは熱処理前、・に基づ
く特性線Ｂは熱処理後のそれぞれのデータを示し、熱処
理は１０００ （”ｃ） 、６０ （分〕の条件である
。
く特性線Ｂは熱処理後のそれぞれのデータを示し、熱処
理は１０００ （”ｃ） 、６０ （分〕の条件である
。
図から判るように、Ｎ２がＯ〔％〕であると、ＤＣマグ
ネトロン・スパッタでＭＯを被着した段階で既に耐圧は
低いことが示され、２０〔％〕以上にすると熱処理前で
は通常の使用に耐える程度に高くなり、６０〔％〕以上
にすると温度１０００〔℃〕の熱処理を行なった後であ
っても充分に高い耐圧を示すことが理解される。
ネトロン・スパッタでＭＯを被着した段階で既に耐圧は
低いことが示され、２０〔％〕以上にすると熱処理前で
は通常の使用に耐える程度に高くなり、６０〔％〕以上
にすると温度１０００〔℃〕の熱処理を行なった後であ
っても充分に高い耐圧を示すことが理解される。
この現象は、前記ＭＯのみならず、他の高融点金属、例
えばタングステン（Ｗ）などに於いても同様である。従
って 好ましくは、高融点金属膜の形成時に於ける雰囲
気中に６０〔％〕以上の窒素を混入させると良い。
えばタングステン（Ｗ）などに於いても同様である。従
って 好ましくは、高融点金属膜の形成時に於ける雰囲
気中に６０〔％〕以上の窒素を混入させると良い。
また、前記実施例では、高誘電率材料膜としてＴ ａ
２０５を用いているが、これは、元素周期律表の３Ａ、
４Ａ、５Ａ族の酸化物を適用することができる。
２０５を用いているが、これは、元素周期律表の３Ａ、
４Ａ、５Ａ族の酸化物を適用することができる。
発明の効果
本発明の半導体装置の製造方法では、シリコン半導体基
板上に元素周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ族の酸化物から
なる高誘電率材料膜を形成・し、次いで、酸化雰囲気中
で熱処理を行なって前記シリコン半導体基板と前記高誘
電率材料膜との界面に５ｉ０２膜を形成し、次いで、前
記高誘電率材料膜上に窒素を含有する高融点金属からな
る電極を形成するようにしているので、その後、半導体
装置の製造工程で高温の熱処理を加えられることがあっ
ても、前記高誘電率材料膜と前記窒素含有高融点金属電
極との関係は安定であり、耐圧が低下したり、リーク電
流が増加する等の問題は発生せず、信頼性が高いキャパ
シタが得られる。
板上に元素周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ族の酸化物から
なる高誘電率材料膜を形成・し、次いで、酸化雰囲気中
で熱処理を行なって前記シリコン半導体基板と前記高誘
電率材料膜との界面に５ｉ０２膜を形成し、次いで、前
記高誘電率材料膜上に窒素を含有する高融点金属からな
る電極を形成するようにしているので、その後、半導体
装置の製造工程で高温の熱処理を加えられることがあっ
ても、前記高誘電率材料膜と前記窒素含有高融点金属電
極との関係は安定であり、耐圧が低下したり、リーク電
流が増加する等の問題は発生せず、信頼性が高いキャパ
シタが得られる。
第１図は従来例の要部切断側面図、第２図乃至第４図は
本発明一実施例を説明する為の工程要所に於ける半導体
装置の要部切断側面図、第５図は耐圧とＡｒ及びＮ２中
のＮ２との関係を説明する為の線図をそれぞれ示してい
る。 図に於いて、■はシリコン半導体基板、２はＴａ２０５
からなる高誘電率材料膜、３はＳ ｉ Ｏ２膜、４′は
窒素を含有した高融点金属膜である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第１図 ム 第２図 第３図 第４ｔ２２Ｉ Ｌ′ 第５図 駁 降
本発明一実施例を説明する為の工程要所に於ける半導体
装置の要部切断側面図、第５図は耐圧とＡｒ及びＮ２中
のＮ２との関係を説明する為の線図をそれぞれ示してい
る。 図に於いて、■はシリコン半導体基板、２はＴａ２０５
からなる高誘電率材料膜、３はＳ ｉ Ｏ２膜、４′は
窒素を含有した高融点金属膜である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第１図 ム 第２図 第３図 第４ｔ２２Ｉ Ｌ′ 第５図 駁 降
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン半導体基板上に元素周期律表の３Ａ。 ４Ａ、５Ａ族の酸化物からなる高誘電率材料膜を形成し
、次いで、酸化雰囲気中で熱処理を行なって前記シリコ
ン半導体基板と前記高誘電率材料膜との界面に二酸化シ
リコン膜を形成し、次いで、前記高誘電率材料膜上に窒
素を含有する高融点金属からなる電極を形成する工程が
含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165890A JPS6058653A (ja) | 1983-09-10 | 1983-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165890A JPS6058653A (ja) | 1983-09-10 | 1983-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058653A true JPS6058653A (ja) | 1985-04-04 |
| JPH0522392B2 JPH0522392B2 (ja) | 1993-03-29 |
Family
ID=15820914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165890A Granted JPS6058653A (ja) | 1983-09-10 | 1983-09-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058653A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128167A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Hitachi Ltd | キャパシタの製造方法 |
| JPS62234360A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-10-14 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH01128530A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5290358A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-01 | International Business Machines Corporation | Apparatus for directional low pressure chemical vapor deposition (DLPCVD) |
| JPH08279601A (ja) * | 1996-02-14 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| KR100799048B1 (ko) * | 2000-06-28 | 2008-01-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 커패시터 제조 방법 |
-
1983
- 1983-09-10 JP JP58165890A patent/JPS6058653A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62128167A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-10 | Hitachi Ltd | キャパシタの製造方法 |
| JPS62234360A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-10-14 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH01128530A (ja) * | 1987-11-13 | 1989-05-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US5290358A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-01 | International Business Machines Corporation | Apparatus for directional low pressure chemical vapor deposition (DLPCVD) |
| JPH08279601A (ja) * | 1996-02-14 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| KR100799048B1 (ko) * | 2000-06-28 | 2008-01-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 커패시터 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0522392B2 (ja) | 1993-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4432035A (en) | Method of making high dielectric constant insulators and capacitors using same | |
| US4464701A (en) | Process for making high dielectric constant nitride based materials and devices using the same | |
| US5837593A (en) | Methods of fabricating microelectronic capacitors having tantalum pentoxide dielectrics | |
| US6075691A (en) | Thin film capacitors and process for making them | |
| JPH04279053A (ja) | 高値タンタル酸化物コンデンサ | |
| JP2000208744A (ja) | 五酸化タンタル層を用いた集積回路用コンデンサを製造するための方法 | |
| JPS6058653A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0311635A (ja) | 化合物半導体装置の製造方法 | |
| JPH0864763A (ja) | キャパシタ及びその製造方法 | |
| JP2002064093A (ja) | 半導体基板表面の酸化膜形成方法および半導体装置の製造方法 | |
| JPH02135759A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH11126728A (ja) | 薄膜コンデンサ及びそれらを製造するプロセス | |
| JPS63244626A (ja) | ＩｎＳｂ素子の製造方法 | |
| JP3106620B2 (ja) | 誘電体薄膜の製造方法及び容量素子の製造方法 | |
| JPH04171975A (ja) | 容量素子及びその製造方法 | |
| JPS59215764A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPS6028259A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPH07142470A (ja) | 絶縁膜形成方法 | |
| JPH0587164B2 (ja) | ||
| JPH0367346B2 (ja) | ||
| JPS58112360A (ja) | 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 | |
| JPS59188957A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPH0433129B2 (ja) | ||
| JPS6058659A (ja) | 半導体記憶装置の製造方法 | |
| JP2732480B2 (ja) | コンデンサの製造方法 |