DE19848444A1 - Method of forming a selective metal layer to fill contact hole in manufacture of semiconductor capacitor - Google Patents

Method of forming a selective metal layer to fill contact hole in manufacture of semiconductor capacitor

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Abstract

A method of forming selective metal layer comprises: (1) forming insulating film and conductive layer on semiconductor substrate in chamber and purging with gas; (2) forming sacrificial metal layer on the conductive layer using metal source gas; (3) replacing sacrificial metal layer with deposition metal layer using metal halide gas. A metal layer can be selectively formed at a temperature <= 500 deg C.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer selektiven Metallschicht und auf dieses verwendende Verfahren zur Herstellung eines Kondensators und zur Füllung eines Kontaktlochs. Derartige Verfahren sind Bestandteile der Herstellung von HalbleiterbauelementenThe invention relates to a method of manufacture a selective metal layer and using it Capacitor manufacturing and filling method a contact hole. Such methods are part of the Manufacture of semiconductor devices

Mit höherem Integrationsgrad und höherer Komplexität von Halbleiterbauelementen ist häufig während der Herstellung der Halbleiterbauelemente in selektiver Weise eine Metallschicht zu bilden. So wird in einem Prozeß zur Herstellung eines Kon­ densators eines Halbleiterbauelementes eine untere Elektrode häufig aus einem Metall statt aus Polysilicium gebildet, um eine hohe Kapazität zu erhalten, wodurch eine Metall- Isolator-Silizium(MIS)- oder Metall-Isolator-Metall (MIM)- Struktur erzielt wird. Ein weiteres Beispiel ist die Bildung einer ohmschen Schicht am Boden eines kleinen Kontaktlochs mit hohem Aspektverhältnis innerhalb eines Prozesses zur Fül­ lung des Kontaktlochs. Bei diesen beiden erwähnten Prozessen treten zahlreiche Schwierigkeiten auf. With a higher degree of integration and greater complexity of Semiconductor devices is common during the manufacture of the Semiconductor devices selectively a metal layer to build. So in a process for producing a Kon capacitor of a semiconductor component has a lower electrode often formed from a metal instead of polysilicon maintain a high capacity, making a metal Insulator Silicon (MIS) - or Metal Insulator Metal (MIM) - Structure is achieved. Another example is education an ohmic layer at the bottom of a small contact hole with a high aspect ratio within a process for filling the contact hole. In these two processes mentioned there are numerous difficulties.  

Beim Herstellungsprozeß für den Kondensator mit der metalli­ schen unteren Elektrode ist es sehr schwierig, eine Metall­ schicht ohne Strukturierung der Metallschicht auf einer unte­ ren Polysilicium-Elektrode mit halbkugelförmigen Körnern (HSG) selektiv abzuscheiden. Gegenwärtig ist hierfür über­ haupt keine Technologie bekannt. Zudem ist es, um für einen hoch dielektrischen Film eines Kondensators PZT, d. h. Pb(Zr, Ti)O3, oder BST, d. h. BaSrTiO3, verwenden zu können, die eine Perovskitstruktur aufweisen, bevorzugt, anstelle einer exi­ stierenden Polysilicium-Elektrode Platin (Pt) zu verwenden, das nicht oxidiert wird und ausgezeichnete Leckstromeigen­ schaften aufweist, wenn es um die Abscheidung eines dielek­ trischen Films geht. Wenn jedoch eine Metallschicht wie ein Platinfilm durch ein deckendes Verfahren und nicht durch ein selektives Verfahren abgeschieden wird, ist das Ätzen schwie­ rig. Wenn nämlich der durch das deckende Verfahren gebildete Platinfilm unter Verwendung von Chlorgas (Cl2) als Ätzmittel trocken geätzt wird, entsteht PtClx als ein Nebenprodukt des Ätzens, wobei es sich um ein nichtflüchtiges, leitendes Poly­ mer handelt. Daher muß zusätzlich ein Prozeß zum Entfernen des PtClx durch Naßätzen ausgeführt werden. In dem Naßätzpro­ zeß ist es, da ein Teil einer unteren Platin-Elektrode mitge­ ätzt wird, schwierig, einen wiederholbaren Prozeß in einem Herstellungsverfahren für einen Speicher mit wahlfreiem Zu­ griff (DRAM) auszuführen, der eine feine Strukturierung er­ fordert.In the manufacturing process for the capacitor with the metallic lower electrode's, it is very difficult to selectively deposit a metal layer without structuring the metal layer on a lower polysilicon electrode with hemispherical grains (HSG). No technology is currently known for this. In addition, in order to be able to use PZT, ie Pb (Zr, Ti) O 3 , or BST, ie BaSrTiO 3 , which have a perovskite structure for a highly dielectric film of a capacitor, platinum is preferred instead of an existing polysilicon electrode To use (Pt), which is not oxidized and has excellent leakage current properties when it comes to the deposition of a dielectric film. However, if a metal layer such as a platinum film is deposited by an opaque process and not a selective process, the etching is difficult. Namely, when the platinum film formed by the opaque process is dry etched using chlorine gas (Cl 2 ) as an etchant, PtClx is formed as a by-product of the etching, which is a non-volatile, conductive polymer. Therefore, a process for removing the PtClx by wet etching must also be carried out. In the wet etching process, since a part of a lower platinum electrode is also etched, it is difficult to perform a repeatable process in a manufacturing method for a random access memory (DRAM) which requires fine patterning.

Im Fall der ohmschen Schicht wird diese auf dem Boden des Kontaktlochs durch Aufbringen eines hoch leitfähigen Metalls mit hohem Schmelzpunkt, wie Titan, mittels plasmaunterstütz­ ter, chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) or Sputtern her­ gestellt. Wenn jedoch zur Herstellung der ohmschen Schicht gesputtert wird, ist die Stufenbedeckung gering. Andererseits ist das PECVD-Verfahren nicht gut zur Anwendung in einem sol­ chen tatsächlichen Prozeß geeignet, da der Leckstrom durch eine hohe Depositionstemperatur von 600° oder mehr ansteigt und sich daher die elektrischen Eigenschaften des Halbleiter­ bauelementes verschlechtern können.In the case of the ohmic layer, this is on the bottom of the Contact hole by applying a highly conductive metal with a high melting point, such as titanium, by means of plasma support chemical vapor deposition (PECVD) or sputtering posed. However, when making the ohmic layer sputtering, the step coverage is low. On the other hand the PECVD method is not good for use in a sol Chen actual process suitable because the leakage current through a high deposition temperature of 600 ° or more rises  and therefore the electrical properties of the semiconductor component can deteriorate.

Zudem kann, wenn die ohmsche Schicht, wie z. B. eine Titan (Ti)-Schicht, durch Sputtern gebildet wird und eine Barrie­ renschicht, z. B. eine Titannitrid(TiN)-Schicht, auf der ohm­ schen Schicht durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) auf­ gebracht wird, die ohmsche Schicht korrodieren, und die Grenzschicht zwischen der ohmschen Schicht und der Barrieren­ schicht kann sich ablösen. Wenn die Barrierenschicht aus TiN auf einer ohmschen Schicht aus Titan (Ti) mittels Sputtern aufgebracht wird, löst sich die Grenzschicht zwischen der ohmschen Schicht und der Barrierenschicht nicht ab. Jedoch tritt das Ablöseproblem auf, wenn eine Anschlußkontaktschicht zur Kontaktfüllung in einem anschließenden Prozeß unter Ver­ wendung von Wolfram mittels CVD gebildet wird.In addition, if the ohmic layer, such as. B. a titanium (Ti) layer, formed by sputtering and a Barrie layer, e.g. B. a titanium nitride (TiN) layer on the ohm layer by chemical vapor deposition (CVD) is brought, the ohmic layer corrode, and the Boundary layer between the ohmic layer and the barriers layer can peel off. If the barrier layer is made of TiN on an ohmic layer of titanium (Ti) by means of sputtering is applied, the boundary layer between the ohmic layer and the barrier layer. However The peeling problem occurs when a terminal contact layer for contact filling in a subsequent process under Ver tungsten using CVD.

Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zur selektiven Herstellung einer Metallschicht bei einer Temperatur von 500°C oder weniger, bei dem die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterbauelementes nicht verschlechtert werden. Ge­ genwärtig ist es jedoch sehr schwierig, eine solche Technik beim Prozeß zur Bildung der unteren Elektrode des Kondensa­ tors und bei der Bildung der ohmschen Schicht des Kontakt­ lochs zu realisieren.There is therefore a need for a selective method Production of a metal layer at a temperature of 500 ° C or less, at which the electrical properties of the semiconductor device are not deteriorated. Ge However, at present it is very difficult to use such a technique in the process of forming the lower electrode of the condenser tors and in the formation of the ohmic layer of contact to realize lochs.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel­ lung eines Verfahrens zur Herstellung einer selektiven Me­ tallschicht, das keine Temperaturen über 500°C erfordert, keine besonderen Herstellungsprozeßschwierigkeiten verursacht und zu keiner Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des betreffenden Halbleiterbauelementes führt, sowie von die­ ses Verfahren verwendenden Verfahren zur Herstellung eines Kondensators und zur Füllung eines Kontaktlochs zugrunde.The invention is the technical problem of providing development of a method for producing a selective measurement layer that does not require temperatures above 500 ° C, causes no special manufacturing process difficulties and no deterioration in electrical properties of the semiconductor component in question, and of method using this method for producing a Capacitor and for filling a contact hole.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer selektiven Metall­ schicht mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines dieses ver­ wendenden Verfahrens zur Herstellung eines Kondensators mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie eines ebenfalls das er­ stere Verfahren verwendenden Verfahrens zur Füllung eines Kontaktlochs mit den Merkmalen des Anspruchs 15.The invention solves this problem by providing it a method of making a selective metal  layer with the features of claim 1, one of these ver using the method for producing a capacitor the features of claim 8 as well as one that he process using a process for filling a Contact hole with the features of claim 15.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Opfermetallschicht selektiv auf einer zuvor gebildeten leitfähigen Schicht aufgebracht, was bei Temperaturen von 500°C oder weniger erfolgen kann. Dazu wird das betreffende Halbleitersubstrat, auf dem ein Isolati­ onsfilm und die leitfähige Schicht gebildet wurden, in die Reaktionskammer eingebracht und ein Spülgas in selbige einge­ leitet. Dann wird in die Reaktionskammer ein Opfermetall- Quellengas eingeleitet, das insbesondere Dimethylaluminiumhy­ drid (DMAH), d. h. (CH3)2AlH, oder Dimethylethylaminalan (DMEAA), d. h. (CH3)2C2H5N : AlH3, sein kann. Die Opfermetall­ schicht wird dann mittels Zuführen eines Metallhalogenidgases in die Kammer mit einer gegenüber derjenigen der Metallatome in der Opfermetallschicht kleineren Halogenbindungskraft durch eine Abscheidungsmetallschicht ersetzt.According to claim 1, a sacrificial metal layer is selectively applied to a previously formed conductive layer, which can be done at temperatures of 500 ° C or less. For this purpose, the relevant semiconductor substrate, on which an insulation film and the conductive layer have been formed, is introduced into the reaction chamber and a purge gas is introduced into the same. Then a sacrificial metal source gas is introduced into the reaction chamber, which in particular may be dimethylaluminium hydride (DMAH), ie (CH 3 ) 2 AlH, or dimethylethylaminalane (DMEAA), ie (CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 . The sacrificial metal layer is then replaced with a deposition metal layer by supplying a metal halide gas to the chamber with a lower halogen binding force than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Spülgas kontinuier­ lich zugeführt, oder es wird zuerst in einer vorgegebenen Menge zwecks Spülung und nach Bildung der Opfermetallschicht und deren Ersatz durch die Abscheidungsmetallschicht peri­ odisch in vorgegebenen Mengen zugeführt. Dabei ist bevorzugt, daß die Zufuhrdauer und die Menge an zuzuführendem Spülgas nach Ersetzung der Opfermetallschicht durch die Abscheidungs­ metallschicht größer als in anderen Schritten ist.In a further development of the invention, the purge gas becomes continuous Lich fed, or it is first in a predetermined Amount for flushing and after formation of the sacrificial metal layer and their replacement by the deposition metal layer peri supplied odically in predetermined quantities. It is preferred that the supply time and the amount of purge gas to be supplied after replacement of the sacrificial metal layer by the deposition metal layer is larger than in other steps.

Das Metall der Abscheidungsmetallschicht ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Titan, Tantal, Zirkonium, Haf­ nium, Kobalt, Molybdän, Wolfram, Nickel und Platin besteht. Bevorzugt wird, wenn das Abscheidungsmetall Titan ist, TiCi4 als das Metallhalogenidverbindungsgas benutzt. Außerdem ist es bevorzugt, daß als das Metallhalogenidverbindungsgas, wenn das Abscheidungsmetall Platin ist, ein Gas verwendet wird, das durch bösen von Platinchlorid (Cl6H6Pt) oder PtCl2 in Was­ ser (H2O) oder Alkohol und Verdampfen des Cl6H6Pt oder PtCl2 erhalten wird.The metal of the deposition metal layer is preferably selected from the group consisting of titanium, tantalum, zirconium, haf nium, cobalt, molybdenum, tungsten, nickel and platinum. Preferably, when the deposition metal is titanium, TiCi 4 is used as the metal halide compound gas. It is also preferred that, as the metal halide compound gas when the deposition metal is platinum, a gas is used which is obtained by dissolving platinum chloride (Cl 6 H 6 Pt) or PtCl 2 in water (H 2 O) or alcohol and evaporating the Cl 6 H 6 Pt or PtCl 2 is obtained.

Das Kondensatorherstellungsverfahren nach Anspruch 8 sieht die Bildung eines Kontaktlochs vor, das einen Sourcebereich eines Halbleitersubstrates freilegt, wobei auf dem Halblei­ tersubstrat ein Isolationsfilm, z. B. ein Siliciumoxidfilm (SiO2) oder ein komplexer Film, der einen Oxidfilm des Halb­ leitersubstrates beinhaltet, gebildet wird und der Isolations­ film strukturiert wird. Dann wird eine leitfähige Schicht aus störstellendotiertem Polysilicium oder einem Metall zum Füllen des Kontaktlochs und zum Bedecken des Isolationsfilms gebildet. Ein mit dem Kontaktloch verbundenes, leitfähiges Schichtmuster wird durch Strukturierung oder chemisch­ mechanisches Polieren der leitfähigen Schicht erzeugt. Das Halbleitersubstrat wird in eine Kammer eingebracht, in die ein Spülgas in Form einer Mischung aus Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4) eingeleitet wird. Eine Opfermetallschicht wird lediglich auf der leitfähigen Schicht gebildet, indem der Kammer ein Opfermetall-Quellengas zugeführt wird, das sich bezüglich des Isolationsfilms und der leitfähigen Schicht se­ lektiv abscheidet. Das Opfermetall-Quellengas ist hierbei Di­ methylaluminiumhydrid (DMAH), d. h. (CH3)2AlH, oder Dimethyl­ ethylaminalan (DMEAA), d. h. (CH3)2C2H5N : AlH3. Dann wird die Op­ fermetallschicht durch eine Abscheidungsmetallschicht er­ setzt, indem in die Kammer ein Metallhalogenidgas mit einer gegenüber derjenigen der Metallatome in der Opfermetall­ schicht kleineren Halogenbindungskraft zugeführt wird. Dann wird auf der Abscheidungsmetallschicht ein dielektrischer Film gebildet, und auf dem dielektrischen Film wird eine obe­ re Elektrode erzeugt.The capacitor manufacturing method according to claim 8 provides for the formation of a contact hole which exposes a source region of a semiconductor substrate, wherein an insulating film, for. B. a silicon oxide film (SiO 2 ) or a complex film containing an oxide film of the semiconductor substrate is formed and the insulation film is structured. A conductive layer of impurity doped polysilicon or a metal is then formed to fill the via and cover the insulation film. A conductive layer pattern connected to the contact hole is produced by structuring or chemically mechanical polishing of the conductive layer. The semiconductor substrate is introduced into a chamber into which a purge gas in the form of a mixture of hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ) is introduced. A sacrificial metal layer is only formed on the conductive layer by supplying a sacrificial metal source gas to the chamber that selectively deposits with respect to the insulation film and the conductive layer. The sacrificial metal source gas here is dimethyl aluminum hydride (DMAH), ie (CH 3 ) 2 AlH, or dimethyl ethyl aminalane (DMEAA), ie (CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 . Then, the sacrificial metal layer is replaced by a deposition metal layer by supplying a metal halide gas with a halogen binding force smaller than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer to the chamber. Then, a dielectric film is formed on the deposition metal layer, and an upper electrode is formed on the dielectric film.

In Weiterbildung dieses Verfahrens kann nach der Erzeugung des leitfähigen Schichtmusters ein Schritt zur Bildung halb­ kugelförmiger Körner auf der Oberfläche des leitfähigen Schichtmusters vorgesehen sein. In further development of this method, after generation of the conductive layer pattern is a step to formation half spherical grains on the surface of the conductive Layer pattern may be provided.  

Vorzugsweise wird ein Spülgas kontinuierlich oder zwecks Spü­ lung zuerst in einer vorgegebenen Menge und nach Bildung der Opfermetallschicht und Ersatz durch die Abscheidungsmetall­ schicht periodisch in vorgegebenen Mengen zugeführt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Spülgas nach dem Ersatz der Op­ fermetallschicht durch die Abscheidungsmetallschicht länger und in größerer Menge zugeführt wird als in anderen Schrit­ ten.A purge gas is preferably used continuously or for the purpose of purging first in a predetermined amount and after formation of the Sacrificial metal layer and replacement by the deposition metal layer supplied periodically in predetermined quantities. Here it is useful if the purge gas after replacing the Op fermetallschicht through the deposition metal layer longer and is supplied in a larger amount than in other steps ten.

In weiterer Ausgestaltung dieses Verfahrens kann nach dem Schritt der Bildung der Abscheidungsmetallschicht ein Schritt zur Silicidierung der Abscheidungsmetallschicht vorgesehen sein.In a further embodiment of this method, according to Step of forming the deposition metal layer one step provided for siliciding the deposition metal layer be.

Beim Verfahren zur Füllung eines Kontaktlochs gemäß Anspruch 15 sind insbesondere folgende Maßnahmen vorgesehen. Auf dem Halbleitersubstrat wird ein Isolationsfilm, wie ein Siliciu­ moxidfilm (SiO2) oder ein komplexer Film, der einen Oxidfilm enthält, aufgebracht. Dann wird durch Strukturierung des Iso­ lationsfilms ein Kontaktloch erzeugt, das einen unteren Film aus störstellendotiertem Polysiliciumfilm oder aus einem Me­ tall, wie TiN, freilegt. Das mit dem Kontaktloch versehene Halbleitersubstrat wird in eine Reaktionskammer eingebracht, und in die Kammer wird ein Spülgas eingeleitet, z. B. eine Mi­ schung von Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4). Durch Einleiten eines Opfermetall-Quellengases in die Kammer, das sich selek­ tiv bezüglich des Isolationsfilms und des unteren Films ab­ scheidet, wird eine Opfermetallschicht, z. B. aus Aluminium (Al), lediglich auf dem unteren Film gebildet. Das Opferme­ tall-Quellengas ist dabei z. B. Dimethylaluminiumhydrid (DMAH), d. h. (CH3)2AlH, oder Dimethylethylaminalan (DMEAA), d. h. (CH3)2C2H5N : AlH3. Dann wird die Opfermetallschicht durch Zuführen eines Metallhalogenidgases mit einer gegenüber der­ jenigen der Metallatome in der Opfermetallschicht geringeren Halogenbindungskraft in die Kammer durch eine Abscheidungsme­ tallschicht ersetzt. Abschließend wird eine das Kontaktloch füllende, leitfähige Schicht aufgebracht. In the method for filling a contact hole according to claim 15, the following measures are provided in particular. An insulating film such as a silicon oxide film (SiO 2 ) or a complex film containing an oxide film is applied to the semiconductor substrate. Then, by patterning the insulation film, a contact hole is created that exposes a bottom film of impurity-doped polysilicon film or a metal such as TiN. The semiconductor substrate provided with the contact hole is introduced into a reaction chamber, and a purge gas is introduced into the chamber, e.g. B. a mixture of hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ). By introducing a sacrificial metal source gas into the chamber, which separates selectively with respect to the insulation film and the lower film, a sacrificial metal layer, e.g. B. made of aluminum (Al), only on the lower film. The sacrificial tall gas source is z. B. dimethyl aluminum hydride (DMAH), ie (CH 3 ) 2 AlH, or dimethylethyl aminalane (DMEAA), ie (CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 . Then, the sacrificial metal layer is replaced by supplying a metal halide gas into the chamber with a lower halogen binding force than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer by a deposition metal layer. Finally, a conductive layer filling the contact hole is applied.

Vorzugsweise ist dabei wiederum eine kontinuierliche Zufüh­ rung des Spülgases oder eine erste Zuführung desselben in ei­ ner vorgegebenen Menge und dann eine periodische Zuführung in vorgegebenen Mengen nach Bildung der Opfermetallschicht und Ersatz derselben mit der Abscheidungsmetallschicht vorgese­ hen. Zweckmäßigerweise werden hierbei nach Ersetzen der Op­ fermetallschicht durch die Abscheidungsmetallschicht eine längere Zufuhrdauer und eine größere Zufuhrmenge an Spülgas gewählt als in anderen Verfahrensschritten.A continuous feed is again preferred tion of the purge gas or a first supply of the same in egg ner predetermined amount and then a periodic supply in predetermined amounts after formation of the sacrificial metal layer and Replacement of the same with the deposition metal layer hen. Appropriately after replacing the Op fermetallschicht through the deposition metal layer longer feed time and a larger amount of purge gas chosen than in other procedural steps.

Vorzugsweise beinhaltet dieses Verfahren des weiteren einen Schritt zur Bildung einer Barrierenschicht, z. B. einer TiN-Schicht, auf der Abscheidungsmetallschicht nach dem Schritt der Ersetzung der Opfermetallschicht durch die Abscheidungs­ metallschicht.This method preferably further includes one Step to form a barrier layer, e.g. B. one TiN layer, on the deposition metal layer after the step the replacement of the sacrificial metal layer by the deposition metal layer.

Erfindungsgemäß wird somit in einem Prozeß zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ein spezifisches Metall selektiv bei einer Temperatur von 500°C oder weniger aufgebracht, und diese Vorgehensweise kann bei der Bildung einer unteren Elek­ trode eines Kondensators verwendet werden, so daß eine metal­ lische untere Kondensatorelektrode ohne ernsthafte Prozeß­ schwierigkeiten erzeugt werden kann. Außerdem ist die Vorge­ hensweise dazu verwendbar, eine ohmsche Schicht auf der Bo­ denfläche eines Kontaktlochs zu erzeugen, was eine Ver­ schlechterung der Eigenschaften des Kontaktes oder ein Ablö­ sen eines dünnen Films aufgrund von Korrosion verhindern kann, während gleichzeitig die Stufenbedeckung verbessert ist.According to the invention is thus in a manufacturing process of semiconductor devices selectively select a specific metal applied at a temperature of 500 ° C or less, and this procedure can be used when forming a lower elec trode of a capacitor can be used so that a metal Lische lower capacitor electrode without serious process difficulties can be generated. In addition, the Vorge can be used for this purpose, an ohmic layer on the Bo to generate the area of a contact hole, which is a ver deterioration in the properties of the contact or detachment Prevent thin film due to corrosion can while improving the step coverage is.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:Advantageous embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described below. Here show:

Fig. 1 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung ei­ ner selektiven Metallschicht, Fig. 1 is a flowchart of a method for producing egg ner selective metal layer,

Fig. 2A und 2B Gasfluß-Zeitsteuerungsdiagramme für das Ver­ fahren nach Fig. 1, Figs. 2A and 2B gas flow timing diagrams for the Ver drive to Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfah­ rens zur Kondensatorherstellung unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, Fig. 3 is a flowchart showing a procedural proceedings for capacitor production using the method according to claim 1,

Fig. 4A bis 4F Querschnittsansichten zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Herstellungsstufen einer ersten Realisierung des Kondensatorherstellungsverfahrens nach Fig. 3, FIGS. 4A-4F are cross sectional views of successive stages of manufacture for illustrating a first implementation of the capacitor manufacturing method according to Fig. 3,

Fig. 5A bis 5F Querschnittsansichten zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Herstellungsstufen einer zweiten Realisierung des Kondensatorherstellungsverfahrens nach Fig. 3, Fig. 5A to 5F are cross-sectional views of successive stages of manufacture to illustrate a second implementation of the capacitor manufacturing method according to Fig. 3,

Fig. 6A bis 6C Querschnittsansichten zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Herstellungsstufen einer dritten Realisierung des Kondensatorherstellungsverfahrens nach Fig. 31 FIGS. 6A to 6C are cross sectional views of successive stages of manufacture for illustrating a third implementation of the capacitor manufacturing method according to Fig. 31

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfah­ rens zur Füllung eines Kontaktlochs unter Verwendung des Verfahrens nach Fig. 1 und Fig. 7 is a flow chart illustrating a method for filling a via hole using the method of FIGS . 1 and

Fig. 8A bis 8E Querschnittsansichten zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Herstellungsstufen des Verfah­ rens nach Fig. 7. FIGS. 8A to 8E are cross sectional views showing successive manufacturing steps of the procedure according to Fig. 7.

Gemäß der in Fig. 1 illustrierten Vorgehensweise wird in ei­ nem ersten Schritt 100 ein Halbleitersubstrat, auf dem ein Isolationsfilm und eine leitfähige Schicht gebildet sind, in eine Reaktionskammer einer Einrichtung zur Halbleiterbauele­ mentherstellung eingebracht. Der Isolationsfilm ist hierbei ein Oxidfilm aus SiO2, der kein Metall absorbiert, welches zur Bildung einer selektiven Metallschicht abgeschieden wird, oder ein komplexer Film aus dem Oxidfilm. Die leitfähige Schicht ist aus einem Metall wie Titannitrid (TiN) oder aus störstellendotiertem Polysilicium mit endständigen Wasser­ stoffradikalen gebildet, auf der Aluminium (Al) leicht und selektiv abgeschieden werden kann. In einem nächsten Schritt 110 wird ein Spülgas, das Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4) enthält, in die Kammer eingeleitet, um das Innere der Kammer zu spülen. Das Spülgas kann dabei durch die beiden folgenden Techniken zugeführt werden. Bei der ersten Technik wird das Spülgas von Anfang an kontinuierlich in einer vorgegebenen Menge, d. h. mit einem vorgegebenen Fluß, zugeführt. Nach ei­ ner zweiten Technik wird das Spülgas nach Zuführung eines Op­ fermetall-Quellengases oder eines Metallhalogenidgases in die Kammer eingeleitet, um die Kammer zu spülen, und nach der Ab­ scheidung eines Opfermetalls und dem Ersatz der Opfermetall­ schicht durch eine Abscheidungsmetallschicht kann eine vorge­ gebene Menge an Spülgas periodisch zugeführt werden.According to the procedure illustrated in FIG. 1, in a first step 100, a semiconductor substrate, on which an insulation film and a conductive layer are formed, is introduced into a reaction chamber of a device for semiconductor component production. The insulation film here is an oxide film made of SiO 2 , which does not absorb any metal which is deposited to form a selective metal layer, or a complex film made of the oxide film. The conductive layer is formed from a metal such as titanium nitride (TiN) or from impurity-doped polysilicon with terminal hydrogen radicals on which aluminum (Al) can be easily and selectively deposited. In a next step 110 , a purge gas containing hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ) is introduced into the chamber to purge the interior of the chamber. The purge gas can be supplied by the following two techniques. In the first technique, the purge gas is supplied continuously from the beginning in a predetermined amount, ie with a predetermined flow. According to a second technique, the purge gas is introduced into the chamber after purging a sacrificial metal source gas or a metal halide gas to purge the chamber, and after depositing a sacrificial metal and replacing the sacrificial metal layer with a deposition metal layer, a predetermined amount may be given periodically be supplied to purge gas.

In einem anschließenden Schritt 120 wird auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht durch Einleiten von Dimethylalumini­ umhydrid (DMAH), d. h. (CH3)2AlH, oder Dimethylethylaminalan (DMEAA), d. h. (CH3)2C2H5N : AlH3, als ein Opfermetall-Quellengas eine Opfermetallschicht aus Aluminium (Al) gebildet. Hierbei liegt der Grund dafür, warum die Opfermetallschicht aus Alu­ minium besteht, darin, daß Aluminium ein Element aus der Ha­ logenfamilie, wie Cl, Br, F oder I, und die höchste Gibbs'sche freie Energie hat und daß bereits verschiedene Vorläufer für Aluminium entwickelt worden sind. Vorläufer für die Abscheidung von Aluminium umfassen Di-i-butyl­ aluminiumhydrid ((C4H9)2AlH), Tri-i-butylaluminium ((C4H9)3Al), Triethylaluminium ((C2H5)2Al), Trimethylaluminium ((CH3)3Al), Trimethylamin (AlH3N(CH3)3), Dimethylaluminiumhydrid ((CH3)2AlH) und Dimethylethylaminalan ((CH3)2C2H5N : AlH3). Das Dimethylaluminiumhydrid ((CH3)2AlH), nachstehend DMAH be­ zeichnet, und das Dimethylethylaminalan ((CH3)2C2H5N : AlH3), nachstehend DMEAA bezeichnet, scheiden sich nicht auf einem Isolationsfilm, wie dem SiO2-Oxidfilm, sondern selektiv nur auf einem Metall wie TiN oder Silicium ab, das mit Störstel­ len mit endständigen Sauerstoffradikalen dotiert ist. Dies bedeutet, daß sich das DMAH und DMEAA in der Reaktionskammer nicht auf dem Isolationsfilm des Halbleitersubstrates, son­ dern selektiv nur auf der leitfähigen Schicht abscheidet.In a subsequent step 120 , dimethylaluminum hydride (DMAH), ie (CH 3 ) 2 AlH, or dimethylethylaminalane (DMEAA), ie (CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 , is introduced onto the surface of the conductive layer. as a sacrificial metal source gas, an aluminum (Al) sacrificial metal layer is formed. The reason why the sacrificial metal layer is made of aluminum is that aluminum is an element from the halogen family, such as Cl, Br, F or I, and has the highest Gibbs free energy and that various precursors to aluminum already exist have been developed. Precursor for the deposition of aluminum include di-i-butyl aluminum hydride ((C 4 H 9) 2 AlH), tri-i-butylaluminum ((C 4 H 9) 3 Al), triethylaluminum ((C 2 H 5) 2 Al ), Trimethylaluminium ((CH 3 ) 3 Al), trimethylamine (AlH 3 N (CH 3 ) 3 ), dimethylaluminum hydride ((CH 3 ) 2 AlH) and dimethylethylaminalane ((CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 ) . The dimethylaluminum hydride ((CH 3 ) 2 AlH), hereinafter referred to as DMAH, and the dimethylethylaminalane ((CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 ), hereinafter referred to as DMEAA, do not separate on an insulating film, such as the SiO 2 -Oxide film, but selectively only on a metal such as TiN or silicon, which is doped with impurities with terminal oxygen radicals. This means that the DMAH and DMEAA in the reaction chamber do not deposit on the insulating film of the semiconductor substrate, but selectively only on the conductive layer.

In einem nächsten Schritt 130 wird ein Spülgas in die Reakti­ onskammer eingeleitet, in der sich das Halbleitersubstrat mit der darauf selektiv gebildeten Opfermetallschicht befindet, um das Opfermetall-Quellengas aus der Kammer auszutreiben.In a next step 130 , a purge gas is introduced into the reaction chamber, in which the semiconductor substrate with the sacrificial metal layer selectively formed thereon is located in order to drive the sacrificial metal source gas out of the chamber.

Als nächstes wird in einem Schritt 140 TiCl4 in AlClx geän­ dert, und das Aluminium der Opfermetallschicht wird durch ei­ ne aus Titan bestehende Abscheidungsmetallschicht ersetzt, indem das Halbleitersubstrat mit TiCl4 reagiert wird, das als ein Metallhalogenidgas, welches ein Metall zur Abscheidung enthält, in die Kammer eingeleitet wird. Das Metall in dem Metallhalogenidgas besitzt eine schwächere Halogenbindungs­ kraft als die Metallatome der Opfermetallschicht, so daß die Metallatome der Opfermetallschicht mit dem Metallhalogenidgas reagieren. Genauer gesagt beträgt die Gibbs'sche freie Ener­ gie von TiCl4 678,3 kJ/mol bei 427°C, d. h. 700K, was einen hö­ heren Wert als für die meisten Metallhalogenide darstellt, während die Gibbs'sche freie Energie von AlCl6 1121,9 kJ/mol beträgt und damit größer als diejenige von TiCl4 ist, so daß die Metallatome der Opfermetallschicht mit dem Metallhaloge­ nidgas reagieren. Die Aluminiumatome der Opfermetallschicht werden daher von der Oberfläche der leitfähigen Schicht ent­ fernt und reagieren mit einem Chlorgas mit höherer Bindungs­ kraft, d. h. es bildet sich AlClx in einem gasförmigen Zu­ stand. Außerdem scheidet sich das aus dem TiCl4 erhaltene Ti­ tan (Ti) an den freien Plätzen ab, an denen die Aluminiumato­ me von der Oberfläche der leitfähigen Schicht entfernt worden sind. Wenn das Metallhalogenidgas, das eine kleinere Gibbs'sche freie Energie, d. h. Bindungskraft zwischen einem Opfermetall und dem Halogenatom, besitzt, in die Kammer ein­ geleitet wird, in der sich das Halbleitersubstrat mit dem darauf gebildeten Opfermetall befindet, kann die Metall­ schicht selektiv aufgebracht werden. Die wie oben beschrieben gebildete Abscheidungsmetallschicht kann Titan, Tantal, Zir­ konium, Hafnium, Kobalt, Molybdän, Wolfram, Nickel oder Pla­ tin verwenden.Next, in a step 140, TiCl 4 is changed to AlCl x , and the aluminum of the sacrificial metal layer is replaced with a titanium deposition metal layer by reacting the semiconductor substrate with TiCl 4 , which is a metal halide gas containing a metal for deposition , is introduced into the chamber. The metal in the metal halide gas has a weaker halogen binding force than the metal atoms of the sacrificial metal layer, so that the metal atoms of the sacrificial metal layer react with the metal halide gas. More specifically, the Gibbs free energy of TiCl is 4 678.3 kJ / mol at 427 ° C, ie 700K, which is a higher value than for most metal halides, while the Gibbs free energy of AlCl 6 is 1121 , 9 kJ / mol and is therefore larger than that of TiCl 4 , so that the metal atoms of the sacrificial metal layer react with the metal halide gas. The aluminum atoms of the sacrificial metal layer are therefore removed from the surface of the conductive layer and react with a chlorine gas with a higher binding force, ie AlCl x is formed in a gaseous state. In addition, the titanium (Ti) obtained from the TiCl 4 is deposited in the free places where the aluminum atoms have been removed from the surface of the conductive layer. When the metal halide gas having a smaller Gibbs free energy, that is, binding force between a sacrificial metal and the halogen atom, is introduced into the chamber in which the semiconductor substrate with the sacrificial metal formed thereon is located, the metal layer can be selectively applied . The deposition metal layer formed as described above can use titanium, tantalum, zirconium, hafnium, cobalt, molybdenum, tungsten, nickel or platinum.

Wenn das abgeschiedene Metall Titan ist, wird TiCl4 als das Metallhalogenidgas verwendet, und wenn das abgeschiedene Me­ tall Platin ist, wird als Metallhalogenidgas ein Gas verwen­ det, das durch Schmelzen und Verdampfen von Platinchlorid (Cl6H6Pt) oder PtCl2 in Wasser (H2O) oder Alkohol erhalten wird. Außerdem wird, wenn das abgeschiedene Metall Kobalt ist, entweder Kobaltchlorid CoCl2, Kobaltfluorid CoF2 oder Kobalt-iodid CoI2 als das Metallhalogenidgas verwendet. Da Platinchlorid (Cl6H6Pt) oder PtCl2, welches ein platinhaltiges Metallhalogenid ist, fest ist, muß es hierbei nach Schmelzen in einem Lösungsmittel und Verdampfen verwendet werden. Da Platin verglichen mit anderen Metallen inert ist, besitzt es eine niedrigere Bindungskraft mit dem Halogenatom. Dement­ sprechend kann es leicht abgeschieden werden, wenn das Platin mit der Opfermetallschicht, wie Aluminium, reagiert.When the deposited metal is titanium, TiCl 4 is used as the metal halide gas, and when the deposited metal is platinum, a gas is used as the metal halide gas by melting and evaporating platinum chloride (Cl 6 H 6 Pt) or PtCl 2 in Water (H 2 O) or alcohol is obtained. In addition, when the deposited metal is cobalt, either cobalt chloride CoCl 2 , cobalt fluoride CoF 2 or cobalt iodide CoI 2 is used as the metal halide gas. Since platinum chloride (Cl 6 H 6 Pt) or PtCl 2 , which is a platinum-containing metal halide, is solid, it must be used here after melting in a solvent and evaporation. Since platinum is inert compared to other metals, it has a lower binding force with the halogen atom. Accordingly, it can be easily deposited when the platinum reacts with the sacrificial metal layer, such as aluminum.

Wenn das abgeschiedene Metall Molybdän ist, wird als das Me­ tallhalogenidgas entweder Bis(cyclopentadienyl)molybdän­ dichlorid (C5H5)2Mocl2, Cyclopentadienylmolybdäntetrachlorid C5H5MoCl4, Molybdänfluorid MoF6, Molybdänchlorid MoCl3/MoCl5 oder Molybdäniodid MoI2 verwendet. Wenn das abgeschiedene Me­ tall Nickel ist, wird als das Metallhalogenidgas entweder [(C6H5)2PCH2CH2CH2P(C6H5)2]NiCl2, d. h. 1,2-Bis(diphenylphosphin)- propannickel, [(C6H5)5C5]2NiBr2, d. h. Bis(triphenylphosphin)- nickelbromid, [(C6H5)3P]2NiCl2, d. h. Bis(triphenylphosphin)- nickelchlorid, [Ni(NH3)6]Cl2, d. h. Hexaaminnickelchlorid, [Ni(NH3)6]I2, d. h. Hexaaminiodid, NiBr/NiBr2, d. h. Nickelbro­ mid, NiCl2, d. h. Nickelchlorid, NiF2, d. h. Nickelfluorid, oder NiI2, d. h. Nickeliodid, verwendet. Wenn das abgeschiede­ ne Metall Wolfram ist, wird als das Metallhalogenidgas entwe­ der Bis(cyclopentadienyl)wolframdichlorid (C5H5)2WCl2, Wolf­ rambromid WB/W2B/W2B5, Wolframchiorid WCl4/WCl6 oder Wolfram­ fluorid WF6 verwendet.When the deposited metal is molybdenum, the metal halide gas is either bis (cyclopentadienyl) molybdenum dichloride (C 5 H 5 ) 2 Mocl 2 , cyclopentadienylmolybdenum tetrachloride C 5 H 5 MoCl 4 , molybdenum fluoride MoF 6 , molybdenum chloride MoCl 3 / MoCliod 5 or Molybdenum 2 used. When the deposited metal is nickel, the metal halide gas is either [(C 6 H 5 ) 2 PCH 2 CH 2 CH 2 P (C 6 H 5 ) 2 ] NiCl 2 , ie 1,2-bis (diphenylphosphine) propane nickel , [(C 6 H 5 ) 5 C 5 ] 2 NiBr 2 , ie bis (triphenylphosphine) - nickel bromide, [(C 6 H 5 ) 3 P] 2 NiCl 2 , ie bis (triphenylphosphine) - nickel chloride, [Ni (NH 3 ) 6 ] Cl 2 , ie hexaamine nickel chloride, [Ni (NH 3 ) 6 ] I 2 , ie hexaamine iodide, NiBr / NiBr 2 , ie nickel bromide, NiCl 2 , ie nickel chloride, NiF 2 , ie nickel fluoride, or NiI 2 , ie Nickel iodide. If the deposited metal is tungsten, the bis (cyclopentadienyl) tungsten dichloride (C 5 H 5 ) 2 WCl 2 , wolf rambromide WB / W 2 B / W 2 B 5 , tungsten chloride WCl 4 / WCl 6 or tungsten is used as the metal halide gas fluoride WF 6 used.

Nachstehend sind in den Tabellen 1 bis 5 die Gibbs'schen freien Energien zahlreicher Metallhalogenidgase bei einer Ab­ soluttemperatur von 700K, d. h. 427°C, angegeben.Below are Tables 1 to 5 of Gibbs free energies of numerous metal halide gases with an Ab solute temperature of 700K, d. H. 427 ° C.

Tabelle 1 Table 1

Gibbs'sche freie Energien verschiedener gasförmiger, Cl-haltiger Verbindungen bei 427°C Gibbs free energies of various gaseous, Cl-containing compounds at 427 ° C

Tabelle 2 Table 2

Gibbs'sche freie Energien einiger gasförmiger, jodhaltiger Verbindungen bei 427°C Gibbs free energies of some gaseous, iodine-containing compounds at 427 ° C

Tabelle 3 Table 3

Gibbs'sche freie Energien einiger gasförmiger, bromhaltiger Verbindungen bei 427°C Gibbs free energies of some gaseous, bromine-containing compounds at 427 ° C

Tabelle 4 Table 4

Gibbs'sche freie Energien einiger gasförmiger, fluorhaltiger Verbindungen bei 427°C Gibbs free energies of some gaseous, fluorine-containing compounds at 427 ° C

Tabelle 5 Table 5

Gibbs'sche freie Energien einiger gasförmiger, platinhaltiger Verbindungen bei 427°C Gibbs free energies of some gaseous, platinum-containing compounds at 427 ° C

Schließlich wird, nachdem die Metallschicht aus Titan, Tan­ tal, Zirkonium, Hafnium, Kobalt, Molybdän, Wolfram, Nickel oder Platin durch ein Ersetzungsverfahren unter Verwendung des Metallhalogenidgases gebildet wurde, in einem Schritt 150 ein Spülgas in die Kammer eingeleitet. Hierbei sind die Zu­ fuhrdauer und die Zufuhrmenge an Spülgas größer als im Schritt der Bildung der Opfermetallschicht und in anderen Schritten. Dadurch wird das Metallhalogenidgas, wie TiClx, das in einem Bereich wie dem Isolationsfilm, jedoch nicht der Opfermetallschicht, adsorbiert wurde, desorbiert und ausge­ trieben.Finally, after the metal layer of titanium, tan tal, zirconium, hafnium, cobalt, molybdenum, tungsten, nickel or platinum has been formed by a replacement process using the metal halide gas, a purge gas is introduced into the chamber in a step 150 . Here, the supply time and the supply amount of purge gas are larger than in the step of forming the sacrificial metal layer and in other steps. As a result, the metal halide gas, such as TiCl x , which has been adsorbed in an area such as the insulation film but not the sacrificial metal layer, is desorbed and expelled.

Die Fig. 2A und 2B zeigen Gasfluß-Zeitsteuerungsdiagramme des Prozesses für die selektive Metallschichtbildung, wobei auf der Ordinate der Zuflußzustand eines jeweiligen Gases und auf der Abszisse die Zeit abgetragen sind. Fig. 2A zeigt gra­ phisch den Gasfluß, wenn ein aus Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4) gemischtes Spülgas periodisch zugeführt wird. Fig. 2B zeigt graphisch den Gasfluß, wenn das Spülgas von Anfang an kontinuierlich zugeführt wird. Wenn, wie in Fig. 2A gezeigt, das Spülgas periodisch eingeleitet wird, wird direkt nach Zu­ führung eines Metallhalogenidgases ein Spülgas 150 für eine längere Zeitdauer und in einer größeren Menge zugeführt, um zu verhindern, daß das Metallhalogenidgas im Isolationsfilm absorbiert wird, und um das Metallhalogenidgas ausreichend vom Isolationsfilm zu desorbieren. Kurz gesagt, wird zuerst ein Spülgas 110 zugeführt, und dann wird ein Opfermetall- Quellengas 120 eingeleitet, um eine Opfermetallschicht zu bilden. Wenn das Spülgas periodisch zugeführt wird, wird ein Spülgas 130 in die Kammer geleitet, um das restliche Opferme­ tall-Quellengas auszutreiben. Außerdem wird ein Metallhaloge­ nidgas, das ein abzuscheidendes Metall enthält, zugeführt, um die Opfermetallschicht durch eine Abscheidungsmetallschicht zu ersetzen. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt ein zusammenge­ setztes Gas aus Aluminium als einem Opfermetall und aus Halo­ genatomen in der Kammer, und dies wird wiederum aus der Kam­ mer nach außen gespült, indem das Spülgas 150 in die Kammer eingeleitet wird. Dieser Prozeß wird als Zyklus vorgegeben, und wenn dieser Zyklus wiederholt wird, kann die Dicke eines abgeschiedenen Metalls leicht kontrolliert werden, und die Stufenbedeckungsprobleme können gelöst werden. Figs. 2A and 2B show gas flow timing diagrams of the process for the selective formation of the metal layer, wherein the time is plotted on the ordinate of the Zuflußzustand a respective gas and on the abscissa. Fig. 2A shows graphically the gas flow when a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ) is periodically supplied. Fig. 2B graphically shows the gas flow when the purge gas is continuously supplied from the beginning. As shown in Fig. 2A, when the purge gas is periodically introduced, immediately after supplying a metal halide gas, a purge gas 150 is supplied for a longer period of time and in a larger amount to prevent the metal halide gas from being absorbed in the insulation film, and so on sufficiently desorb the metal halide gas from the insulation film. In short, a purge gas 110 is first supplied, and then a sacrificial metal source gas 120 is introduced to form a sacrificial metal layer. When the purge gas is periodically supplied, a purge gas 130 is introduced into the chamber to purge the remaining sacrificial metal source gas. In addition, a metal halide gas containing a metal to be deposited is supplied to replace the sacrificial metal layer with a deposition metal layer. At this time, a composite gas made of aluminum as a sacrificial metal and halogen atoms remains in the chamber, and this in turn is purged out of the chamber by introducing the purge gas 150 into the chamber. This process is given as a cycle, and if this cycle is repeated, the thickness of a deposited metal can be easily controlled and the step coverage problems can be solved.

Verfahren zur Herstellung eines Kondensators eines Halblei­ terbauelementes unter Verwendung des selektiven Metall­ schichtbildungsverfahrensMethod of manufacturing a capacitor of a semi-lead terbauelementes using selective metal stratification process

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Kondensators unter Verwendung des selektiven Me­ tallschichtbildungsprozesses veranschaulicht. Bezugnehmend auf Fig. 3 wird zunächst eine untere Struktur, wie ein Tran­ sistor, gebildet, und darauf wird ein Isolationsfilm als ein Zwischenschichtdielektrikum (ILD) unter Verwendung eines Oxidfilms oder eines komplexen Films aus dem Oxidfilm aufge­ bracht. In einem Schritt 300 wird dann ein Kontaktloch mit­ tels Durchführen eines Fotolithographieprozesses auf dem Iso­ lationsfilm erzeugt, welches ein Sourcegebiet eines Transi­ stors freilegt. Optional können in einem Schritt 310 eine ohmsche Schicht und eine Barrierenschicht unter Verwendung eines Materials wie Titan (Ti) oder Titannitrid (TiN) gebil­ det werden, um die Leitfähigkeit zwischen dem Kontaktloch und einem Füllmaterial zu verbessern sowie Diffusion zu verhin­ dern. Dann wird eine leitfähige Schicht, welche die Oberflä­ che des Isolationsfilm bedeckt, unter Füllen des Kontaktlochs aufgebracht, wozu ein leitfähiges Material für eine untere Elektrode, z. B. ein Metallmaterial wie TiN oder störstellen­ dotiertes Polysilicium verwendet wird. Hierbei ist es bevor­ zugt, daß die in das Polysilicium dotierten Störstellen end­ ständige Wasserstoffradikale aufweisen, um zu ermöglichen, daß in einem nachfolgenden Prozeß eine Opfermetallschicht se­ lektiv aufgebracht werden kann. In einem nächsten Schritt 320 wird durch Strukturieren der leitfähigen Schicht ein leitfä­ higes Schichtmuster zur Verwendung als mit dem Kontaktloch verbundene, untere Elektrode erzeugt. Das leitfähige Schicht­ muster kann nach Bildung einer Anschlußkontaktschicht, mit der lediglich die Innenseite des Kontaktlochs gefüllt wird, oder gleichzeitig mit der Abscheidung und Strukturierung ei­ ner leitfähigen Schicht zum Füllen der Innenseite des Kon­ taktlochs erzeugt werden. Optional kann ein Schritt 330 durchgeführt werden, in welchem halbkugelförmige Körner (HSG) auf dem leitfähigen Schichtmuster gebildet werden können, um die Oberfläche der unteren Elektrode zu vergrößern. Dann wird in einem Schritt 340 das mit den HSG versehene Halbleiter­ substrat in eine Reaktionskammer einer Anlage zur Halbleiter­ bauelementherstellung eingebracht, und es wird ein Spülgas kontinuierlich oder periodisch eingeleitet, wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt. In die Kammer wird DMAH, d. h. (CH3)2AlH, oder DMEAA, d. h. (CH3)2C2H5N : AlH3, als ein Opfermetall- Quellengas eingeleitet. Dann wird in einem Schritt 350 eine Opfermetallschicht in Form einer Aluminiumschicht selektiv nur auf der leitfähigen Schicht gebildet. In einem Schritt 360 wird ein Metallhalogenidgas, das ein abzuscheidendes Me­ tall enthält, z. B. TiCl4, Platinchlorid (Cl6H6Pt) oder PtCl2, in Wasser (H2O) oder Alkohol geschmolzen und dann verdampft, und der Dampf wird zugeführt, um unter Benutzung einer Erset­ zungstechnik eine aus Ti oder Pt bestehende Abscheidungsme­ tallschicht zu erzeugen. Daraufhin kann in einem Schritt 365 optional eine Silicidschicht dadurch gebildet werden, daß ei­ ne thermische Behandlung der Abscheidungsmetallschicht durch­ geführt wird. In einem Schritt 370 kann optional ein Nitrid­ film unter Verwendung eines Ammoniakplasmas oder einer schnellen thermischen Nitrierung (RTN) aufgebracht werden. In einem Schritt 375 kann optional ein Oxidfilm mittels Durch­ führen einer thermischen Behandlung in einer Sauerstoffatmo­ sphäre gebildet werden. Der Nitridfilm und der Oxidfilm kön­ nen dann als dielektrischer Film für einen Kondensator ver­ wendet werden. Fig. 3 shows a flow chart illustrating a method for the manufacture lung of a capacitor using the selective Me tallschichtbildungsprozesses. Referring to Fig. 3, a lower structure such as a transistor is first formed, and then an insulating film as an interlayer dielectric (ILD) is applied using an oxide film or a complex film made of the oxide film. In a step 300 , a contact hole is then produced by performing a photolithography process on the insulation film, which exposes a source region of a transistor. Optionally, an ohmic layer and a barrier layer can be formed in a step 310 using a material such as titanium (Ti) or titanium nitride (TiN) in order to improve the conductivity between the contact hole and a filler material and to prevent diffusion. Then, a conductive layer covering the surface of the insulation film is applied while filling the contact hole, for which purpose a conductive material for a lower electrode, e.g. B. a metal material such as TiN or impurity-doped polysilicon is used. It is preferred before that the impurities doped in the polysilicon end have permanent hydrogen radicals in order to enable a sacrificial metal layer to be applied selectively in a subsequent process. In a next step 320 , a conductive layer pattern for use as the lower electrode connected to the contact hole is generated by structuring the conductive layer. The conductive layer pattern can be generated after the formation of a connection contact layer, with which only the inside of the contact hole is filled, or at the same time with the deposition and structuring of a conductive layer for filling the inside of the contact hole. Optionally, a step 330 can be performed in which hemispherical grains (HSG) can be formed on the conductive layer pattern to increase the surface area of the lower electrode. Then, in a step 340, the semiconductor substrate provided with the HSG is introduced into a reaction chamber of a system for semiconductor component production, and a purge gas is introduced continuously or periodically, as shown in FIGS . 2A and 2B. DMAH, ie (CH 3 ) 2 AlH, or DMEAA, ie (CH 3 ) 2 C 2 H 5 N: AlH 3 , is introduced into the chamber as a sacrificial metal source gas. Then, in a step 350, a sacrificial metal layer in the form of an aluminum layer is selectively formed only on the conductive layer. In a step 360 , a metal halide gas containing a metal to be deposited, e.g. B. TiCl 4 , platinum chloride (Cl 6 H 6 Pt) or PtCl 2 , melted in water (H 2 O) or alcohol and then evaporated, and the steam is supplied to a deposition measurement consisting of Ti or Pt using a replacement technique to generate tall layer. Then, in step 365, a silicide layer can optionally be formed by performing a thermal treatment of the deposition metal layer. In step 370 , a nitride film can optionally be applied using an ammonia plasma or rapid thermal nitriding (RTN). In a step 375 , an oxide film can optionally be formed by performing a thermal treatment in an oxygen atmosphere. The nitride film and the oxide film can then be used as a dielectric film for a capacitor.

Wenn hierbei Ti als die erste Abscheidungsmetallschicht ver­ wendet wird, wird TiN als der Nitridfilm gebildet, und der in Fig. 1 gezeigte, selektive Metallschichtbildungsprozeß wird in einem Schritt 373 wiederholt, um eine zweite Abscheidungs­ metallschicht aus Platin zu bilden, wobei der Schritt 373 op­ tional ist.Here, if Ti is used as the first deposition metal layer, TiN is formed as the nitride film, and the selective metal layer formation process shown in FIG. 1 is repeated in a step 373 to form a second deposition metal layer of platinum, the step 373 op is tional.

Danach wird in einem Schritt 380 ein dielektrischer Film auf der resultierenden Struktur abgeschieden. Der dielektrische Film kann ein komplexer Film aus einem Oxidfilm und einem Ni­ tridfilm sein oder er kann aus einem monoatomaren Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta2O5, TiO2, ZrO2, Al2O3 und Nb2O5 besteht, einem monoatomaren Metallnitrid, wie AlN, oder einem polyatomaren Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SrTiO3, PZT, d. h. Pb(Zr,Ti)O3, und BST, d. h. BaSrTiO3, gebildet werden. Schließlich wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem der dielektrische Film gebildet ist, eine obere Elektrode unter Verwendung von Polysilicium oder einem Metall, wie TiN, TiAlN oder TiSiN, in einem Schritt 390 erzeugt.Then, in a step 380, a dielectric film is deposited on the resulting structure. The dielectric film may be a complex film of an oxide film and a nitride film, or it may be a monoatomic metal oxide selected from the group consisting of Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 and Nb 2 O 5 is a monoatomic metal nitride such as AlN, or a polyatomic metal oxide selected from the group consisting of SrTiO 3 , PZT, ie Pb (Zr, Ti) O 3 , and BST, ie BaSrTiO 3 . Finally, an upper electrode is formed on the semiconductor substrate on which the dielectric film is formed using polysilicon or a metal such as TiN, TiAlN or TiSiN in a step 390 .

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

Die Fig. 4A bis 4F illustrieren in entsprechenden Quer­ schnittsansichten ein erstes Beispiel eines Kondensatorher­ stellungsverfahrens unter Verwendung eines selektiven Metall­ schichtbildungsprozesses. FIGS. 4A-4F illustrate, in respective cross-sectional views, a first example of a position Kondensatorher method using a selective metal layer formation process.

Bezugnehmend auf Fig. 4A wird zunächst auf einem Halbleiter­ substrat 400 eine nicht gezeigte untere Struktur, wie ein Transistor, gebildet, wonach auf die resultierende Struktur ein Oxidfilm oder ein komplexer Film eines solches Oxidfilms als ein Zwischenschichtdielektrikum (ILD) 402 aufgebracht wird. Durch Strukturieren des ILD 402 wird ein Kontaktloch 404 erzeugt, das einen Sourcebereich des Transistors frei­ legt. Auf dem Halbleitersubstrat, in welchem das Kontaktloch 404 gebildet wurde, wird störstellendotiertes, endständige Wasserstoffradikale enthaltendes Polysilicium abgeschieden, und das abgeschiedene Polysilicium wird strukturiert, so daß ein mit dem Kontaktloch verbundenes, leitfähiges Schichtmu­ ster 406 einer unteren Elektrode entsteht.Referring to FIG. 4A, a bottom structure, not shown, such as a transistor, is first formed on a semiconductor substrate 400 , after which an oxide film or a complex film of such an oxide film is applied as an interlayer dielectric (ILD) 402 to the resulting structure. By structuring the ILD 402 , a contact hole 404 is created that exposes a source region of the transistor. Polysilicon containing terminal hydrogen radicals is deposited on the semiconductor substrate in which the contact hole 404 has been formed, and the deposited polysilicon is patterned so that a conductive layer pattern 406 of a lower electrode connected to the contact hole is formed.

Bezugnehmend auf Fig. 4B wird dann auf der resultierenden Struktur unter Verwendung des selektiven Metallschicht­ abscheidungsverfahrens von Fig. 1 eine Abscheidungsmetall­ schicht 408, z. B. aus Ti oder Pt, gebildet. Hierbei kann op­ tional vor der Bildung der Abscheidungsmetallschicht ein Pro­ zeß zur Bildung von HSG auf dem leitfähigen Schichtmuster 406 ausgeführt werden, um die Oberfläche der unteren Elektrode des Kondensators zu erhöhen. Somit kann erfindungsgemäß auf der HSG-Oberfläche ein Metall ohne Strukturierung einer unte­ ren Elektrode, wie einer solchen vom HSG-Typ, dank der selek­ tiven Metallschichtabscheidung abgeschieden werden.Referring to FIG. 4B, a deposition metal layer 408 , e.g., is then deposited on the resulting structure using the selective metal layer deposition method of FIG . B. made of Ti or Pt. Here, optionally, a process for forming HSG on the conductive layer pattern 406 may be performed before the deposition metal layer is formed to increase the surface area of the lower electrode of the capacitor. Thus, according to the invention, a metal can be deposited on the HSG surface without structuring a lower electrode, such as one of the HSG type, thanks to the selective metal layer deposition.

Bezugnehmend auf Fig. 4C wird anschließend auf dem Halblei­ tersubstrat, auf dem die Abscheidungsmetallschicht 408 gebil­ det wurde, durch Nitrierung oder RTN unter Verwendung eines Ammoniakplasmas (NH3-Plasma) ein Nitridfilm 410 gebildet. Der Nitridfilm 410 verhindert eine die Kapazität herabsetzende Oxidation, die ansonsten an der Grenzschicht zwischen der un­ teren Elektrode und einem dielektrischen Film entstehen kann, wenn der dielektrische Film in einem nachfolgenden Prozeß ab­ geschieden wird.Referring to Figure 4C. Tersubstrat then on the semiconducting on which the deposited metal layer was det gebil 408 formed by nitriding or RTN using ammonia plasma (NH 3 plasma), a nitride film 410th The nitride film 410 prevents capacitance-reducing oxidation that may otherwise occur at the interface between the lower electrode and a dielectric film when the dielectric film is deposited in a subsequent process.

Bezugnehmend auf Fig. 4D wird mittels Durchführung einer thermischen Behandlung in einer Sauerstoffatmosphäre auf der resultierenden Struktur ein Oxidfilm 412, z. B. aus Titanoxid (TiO2), gebildet. Der Nitridfilm 410 und der Oxidfilm 412 können als dielektrischer Film verwendet werden.Referring to Fig. 4D, by performing thermal treatment in an oxygen atmosphere, an oxide film 412 , e.g. B. made of titanium oxide (TiO 2 ). The nitride film 410 and the oxide film 412 can be used as the dielectric film.

Bezugnehmend auf Fig. 4E wird auf der resultierenden Struktur ein dielektrischer Film 414 erzeugt, wobei ein monoatomares Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta2O5, TiO2, ZrO2, Al2O3 und Nb2O5 besteht, ein monoatomares Metallni­ trid, wie AlN, oder ein polyatomares Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SrTiO3, PZT, d. h. Pb(Zr,Ti)O3, und BST, d. h. BaSrTiO3, besteht, verwendet wird.Referring to FIG. 4E, a dielectric film 414 is formed on the resulting structure, with a monoatomic metal oxide selected from the group consisting of Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3, and Nb 2 O 5 is a monoatomic metal nitride such as AlN, or a polyatomic metal oxide selected from the group consisting of SrTiO 3 , PZT, ie Pb (Zr, Ti) O 3 , and BST, ie BaSrTiO 3 .

Bezugnehmend auf Fig. 4F wird auf das Halbleitersubstrat, auf dem der dielektrische Film 414 gebildet wurde, eine obere Elektrode 416 aus Polysilicium oder einem Metall aufgebracht, um so den Kondensator eines Halbleiterbauelementes mit einer Silicium-Isolator-Metall(SIM)- oder einer Metall-Isolator- Metall(MIM)-Struktur zu erzeugen.Referring to FIG. 4F, an upper electrode 416 made of polysilicon or a metal is applied to the semiconductor substrate on which the dielectric film 414 has been formed, so as to capacitor a semiconductor device with a silicon insulator metal (SIM) or a metal -Isolator- to produce metal (MIM) structure.

Wenn der Kondensator des Halbleiterbauelementes wie oben be­ schrieben gebildet wird, kann ein Fotolithographieprozeß ent­ fallen, da nach Bildung der unteren Elektrode keine Struktu­ rierung erforderlich ist. Insbesondere ist keine Strukturie­ rung einer unteren Elektrode, die HSG aufweist, erforderlich, so daß die untere Elektrode aus einem Metall gebildet werden kann, während viele, durch Ätzen verursachte Schwierigkeiten gelöst werden.If the capacitor of the semiconductor device as above be a photolithography process can ent fall because no structure after the formation of the lower electrode ration is required. In particular, is not a structure a lower electrode with HSG is required so that the lower electrode is formed from a metal can, while many, problems caused by etching be solved.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Die Fig. 5A bis 5F veranschaulichen in entsprechenden Quer­ schnitten ein zweites Beispiel eines Kondensatorherstellungs­ verfahrens unter Verwendung eines selektiven Metallschicht­ bildungsprozesses. Dabei entsprechen die in den Fig. 5A und 5B veranschaulichten Prozesse denjenigen des ersten Bei­ spiels, so daß zu deren Beschreibung auf die obigen Ausfüh­ rungen hierzu verwiesen werden kann. Dabei handelt es sich bei den Elementen, die mit einem um jeweils den Wert hundert höheren Bezugszeichen als in den Fig. 4A bis 4F bezeichnet sind, um funktionell gleiche Elemente. FIGS. 5A-5F illustrate, in respective cross-sections, a second example of a capacitor manufacturing method using a selective metal layer formation process. The processes illustrated in FIGS . 5A and 5B correspond to those of the first example, so that the above explanations can be referred to for their description. The elements that are identified by a reference number that is one hundred times higher than in FIGS. 4A to 4F are functionally identical elements.

Bezugnehmend auf Fig. 5C wird in dieser Herstellungsstufe ei­ ne Abscheidungsmetallschicht 508, welche die selektive Me­ tallschicht darstellt, mittels Durchführen einer Silicidie­ rung auf dem Halbleitersubstrat, auf dem die Abscheidungsme­ tallschicht 508 gebildet wurde, in eine Silicidschicht 510 geändert, wie TiSix.Referring to Fig. 5C ei ne-deposited metal layer 508, which tallschicht selective Me is at this stage of manufacture is, by performing a Silicidie tion on the semiconductor substrate on which the Abscheidungsme tallschicht was formed 508, changed into a silicide layer 510, such as TiSi x.

Bezugnehmend auf Fig. 5D wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem die Silicidschicht 510 gebildet wurde, unter Verwendung eines NH3-Plasmas oder mittels Durchführen von RTN ein Ni­ tridfilm 512 erzeugt. Referring to Fig. 5D using a NH 3 -Plasmas or by performing an RTN Ni is formed on the semiconductor substrate on which the silicide layer 510 was formed, tridfilm generated 512th

Bezugnehmend auf Fig. 5E kann auf dem Halbleitersubstrat, auf dem der Nitridfilm 510 gebildet wurde, ein dielektrischer Film 514 erzeugt werden. Der dielektrische Film 514 kann hierbei ein komplexer Film aus einem Oxidfilm und einem Ni­ tridfilm sein oder er kann aus einem monoatomaren Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta2O5, TiO2, ZrO2, Al2O3 und Nb2O5 besteht, einem monoatomaren Metallnitrid, wie AlN, oder einem polyatomaren Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SrTiO3, PZT, d. h. Pb(Zr,Ti)O3, und BST, d. h. BaSrTiO3, besteht, gebildet werden.Referring to Fig. 5E, a dielectric film 514 may be on the semiconductor substrate on which the nitride film 510 has been formed, are produced. The dielectric film 514 may be a complex film of an oxide film and a nitride film, or it may be a monoatomic metal oxide selected from the group consisting of Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 and Nb 2 O 5 , a monoatomic metal nitride such as AlN, or a polyatomic metal oxide selected from the group consisting of SrTiO 3 , PZT, ie Pb (Zr, Ti) O 3 , and BST, ie BaSrTiO 3 , are formed.

Bezugnehmend auf Fig. 5F wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem der dielektrische Film gebildet wurde, eine obere Elek­ trode 516 aus Polysilicium oder einem Metall gebildet, wo­ durch der Kondensator mit einer SIM- oder MIM-Struktur gebil­ det wird.Referring to FIG. 5F, an upper electrode 516 made of polysilicon or a metal is formed on the semiconductor substrate on which the dielectric film was formed, where the capacitor having a SIM or MIM structure is formed.

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Die Fig. 6A bis 6C veranschaulichen in entsprechenden Quer­ schnittsansichten ein Verfahren zur Herstellung eines Konden­ sators unter Verwendung eines selektiven Metallschichtbil­ dungsverfahrens gemäß eines dritten Beispiels. FIGS. 6A to 6C illustrate in respective cross-sectional views of a method for producing a condensate crystallizer using a selective Metallschichtbil decision procedure according to a third example.

In diesem Beispiel kann zweimal von dem selektiven Metall­ schichtabscheidungsprozeß Gebrauch gemacht werden, um die Bildung eines hochohmigen Platinsilicids (PtSix) zu verhin­ dern, wenn auf einer unteren Kondensatorelektrode selektiv ein Platinfilm abgeschieden wird.In this example, the selective metal layer deposition process can be used twice to prevent the formation of a high resistance platinum silicide (PtSi x ) when a platinum film is selectively deposited on a lower capacitor electrode.

Bezugnehmend auf Fig. 6A wird zunächst auf einem Halbleiter­ substrat 600 eine nicht gezeigte untere Struktur, wie ein Transistor, erzeugt, wonach auf die resultierende Struktur ein Zwischenschichtdielektrikum (ILD) 602 unter Verwendung eines Oxidfilms oder eines komplexen Films aus dem Oxidfilm gebildet wird. Auf dem Halbleitersubstrat 600 wird dann ein Kontaktloch erzeugt, das einen Sourcebereich des Transistors freilegt. Eine Anschlußkontaktschicht 604 wird unter Verwen­ dung von Polysilicium zum Füllen des Kontaktlochs gebildet. Mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikali­ scher Gasphasenabscheidung wird Titannitrid (TiN) als eine mit der Anschlußkontaktschicht 604 verbundene, leitfähige Schicht für eine untere Kondensatorelektrode deckend abge­ schieden. Die leitfähige Schicht für die untere Kondensator­ elektrode wird zur Bildung eines leitfähigen Schichtmusters 606 für die untere Kondensatorelektrode strukturiert. Dann wird unter Verwendung des selektiven Metallschichtbildungs­ verfahrens gemäß Fig. 1 auf der Oberfläche des leitfähigen TiN-Filmmusters 606 ein Platinfilm 608 gebildet.Referring to FIG. 6A, a bottom structure, not shown, such as a transistor, is first formed on a semiconductor substrate 600 , after which an interlayer dielectric (ILD) 602 is formed on the resulting structure using an oxide film or a complex film made of the oxide film. A contact hole is then produced on the semiconductor substrate 600 and exposes a source region of the transistor. A contact layer 604 is formed using polysilicon to fill the via. By means of chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition, titanium nitride (TiN) is covered as a conductive layer connected to the connection contact layer 604 for a lower capacitor electrode. The conductive layer for the lower capacitor electrode is structured to form a conductive layer pattern 606 for the lower capacitor electrode. Then, using the selective metal film forming method shown in FIG. 1, a platinum film 608 is formed on the surface of the conductive TiN film pattern 606 .

Das leitfähige Filmmuster 606 für die untere Kondensatorelek­ trode, das mit dem Platinfilm 608 bedeckt ist, kann auch durch folgendes modifiziertes Verfahren erzeugt werden. Nach Erzeugung des das Sourcegebiet des Transistors freilegenden Kontaktlochs wird die Anschlußkontaktschicht 604 zum Füllen des Kontaktlochs aus Polysilicium gebildet, das mit Störstel­ len dotiert ist und endständige Wasserstoffradikale aufweist. Durch das selektive Metallschichtbildungsverfahren von Fig. 1 wird dann selektiv Titan auf der Oberfläche der freigelegten Anschlußkontaktschicht 604 abgeschieden, wodurch ein leitfä­ higes Filmmuster 606 für die untere Elektrode vom planaren Typ entsteht. Das leitfähige Ti-Filmmuster 606 erfährt dann eine Nitrierung unter Verwendung eines NH3-Plasmas oder einer raschen thermischen Nitrierung (RTN), um auf der resultieren­ den Struktur TiN zu bilden. Anschließend wird durch das se­ lektive Metallschichtbildungsverfahren von Fig. 1 der Platin­ film 608 aufgebracht, wodurch die untere, aus dem Platinfilm bestehende Kondensatorelektrode entsteht.The conductive film pattern 606 for the lower capacitor electrode covered with the platinum film 608 can also be produced by the following modified method. After the contact hole exposing the source region of the transistor has been produced, the connection contact layer 604 for filling the contact hole is formed from polysilicon which is doped with impurities and has terminal hydrogen radicals. By the selective metal film forming method of Fig. 1 titanium is deposited on the surface of the exposed terminal contact layer 604 then selectively arises whereby a leitfä Higes film pattern 606 for the lower electrode planar type. The conductive Ti film pattern 606 then undergoes nitriding using an NH 3 plasma or rapid thermal nitriding (RTN) to form TiN on the resulting structure. The platinum film 608 is then applied by the selective metal layer formation method from FIG. 1, as a result of which the lower capacitor electrode consisting of the platinum film is formed.

Bezugnehmend auf Fig. 6B wird auf dem Platinfilm 608 ein di­ elektrischer Film 610 abgeschieden. Der dielektrische Film 610 kann hierbei ein komplexer Film eines Oxidfilms und eines Nitridfilms sein, oder er kann aus einem monoatomaren Metall­ oxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ta2O5, TiO2, ZrO2, Al2O3 und Nb2O5 besteht, einem monoatomaren Metallni­ trid, wie AlN, oder einem polyatomaren Metalloxid gebildet werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SrTiO3, PZT, d. h. Pb(Zr,Ti)O3, und BST, d. h. BaSrTiO3, besteht.Referring to Fig. 6B on the platinum film 608, a di electric film 610 is deposited. The dielectric film 610 may be a complex film of an oxide film and a nitride film, or it may be made of a monoatomic metal oxide selected from the group consisting of Ta 2 O 5 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 and Nb 2 O 5 , a monoatomic metal nitride such as AlN, or a polyatomic metal oxide selected from the group consisting of SrTiO 3 , PZT, ie Pb (Zr, Ti) O 3 , and BST, ie BaSrTiO 3 , exists.

Bezugnehmend auf Fig. 6C wird auf das Halbleitersubstrat, auf dem der dielektrische Film 610 gebildet wurde, eine obere Kondensatorelektrode 612 unter Verwendung von Polysilicium oder einem Metall, wie Platin, aufgebracht, was die Herstel­ lung des Kondensators des Halbleiterbauelementes unter Benut­ zung des selektiven Metallschichtbildungsverfahrens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vervollständigt.Referring to FIG. 6C, an upper capacitor electrode 612 is applied to the semiconductor substrate on which the dielectric film 610 was formed using polysilicon or a metal such as platinum, which enables the capacitor of the semiconductor device to be fabricated using the selective metal layering method completed according to the third embodiment.

Kontaktlochfüllungsverfahren unter Verwendung des selektiven MetallschichtherstellungsverfahrensVia filling method using the selective Metal layer manufacturing process

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Kontaktlochfüllungsverfahrens, das von dem erfindungsgemäßen selektiven Metallschichtbildungsprozeß Gebrauch macht. FIG. 7 is a flow diagram illustrating a via filling method that uses the selective metal layer forming process of the present invention.

Bezugnehmend auf Fig. 7 wird in einem Schritt 700 ein Isola­ tionsfilm auf einem Halbleitersubstrat abgeschieden, auf dem eine untere Struktur, wie eine Transistor-Bitleitung, gebil­ det wurde, wobei ein Zwischenschichtdielektrikum (ILD) und ein Kontaktloch verwendet werden, das einen unteren Film freilegt und durch Strukturierung des ILD erzeugt wird. Das ILD ist hierbei ein Oxidfilm oder ein komplexer Film aus dem Oxidfilm, und der untere Film ist aus TiN oder störstellendo­ tiertem Polysilicium mit endständigem Wasserstoff gebildet. Dies dient dazu, in einem nachfolgenden Prozeß die selektive Abscheidung eines Opfermetalls auf dem unteren Film aus einem Opfermetall-Quellengas zu ermöglichen. Des weiteren kann das Kontaktloch ein direkt mit dem Halbleitersubstrat verbundenes Kontaktloch für eine untere Kondensatorelektrode oder ein Me­ tallkontaktloch sein. Als nächstes wird in aufeinanderfolgen­ den Schritten 710, 720 und 730 unter Verwendung des selekti­ ven Metallschichtbildungsverfahrens von Fig. 1 eine Abschei­ dungsmetallschicht aus einem Material wie Titan (Ti) am Boden des Kontaktlochs erzeugt. Die aus einem leitfähigen Material wie Titan (Ti) gebildete Abscheidungsmetallschicht wird in einem Prozeß zur Füllung des Kontaktlochs als eine ohmsche Schicht verwendet. Dann wird auf der ohmschen Schicht, welche die Abscheidungsmetallschicht darstellt, eine Barrieren­ schicht, wie Titannitrid (TiN), durch RTN oder durch Nitrie­ rung unter Verwendung eines NH3-Plasmas optional in seinem Schritt 740 gebildet. In einem Schritt 750 wird auf der Bar­ rierenschicht eine Anschlußkontaktschicht aus Aluminium (Al) und Wolfram (W) gebildet. In einem Schritt 760 wird eine mit der Anschlußkontaktschicht verbundene, leitfähige Schicht ge­ bildet, was die Füllung des Kontaktlochs vervollständigt. So­ mit kann ohne spezielle Bildung der Anschlußkontaktschicht eine leitfähige Schicht zum Füllen eines Kontaktlochs direkt auf der Barrierenschicht oder der ohmschen Schicht erzeugt werden.Referring to FIG. 7, a Isola, in a step 700 tion film deposited on a semiconductor substrate on which a lower structure such as a transistor bit-line, was det gebil, wherein an interlayer dielectric (ILD) and a contact hole are used, the lower film exposed and generated by structuring the ILD. Here, the ILD is an oxide film or a complex film made of the oxide film, and the lower film is made of TiN or polysilicon with terminal hydrogen, which is endangered by a defect. This serves to enable the selective deposition of a sacrificial metal on the lower film from a sacrificial metal source gas in a subsequent process. Furthermore, the contact hole can be a contact hole, which is connected directly to the semiconductor substrate, for a lower capacitor electrode or a metal contact hole. Next, in successive steps 710 , 720 and 730 , using the selective metal layer formation method of FIG. 1, a deposition metal layer made of a material such as titanium (Ti) is created at the bottom of the via. The deposition metal layer formed of a conductive material such as titanium (Ti) is used as an ohmic layer in a contact hole filling process. Then, a barrier layer, such as titanium nitride (TiN), is formed on the ohmic layer, which is the deposition metal layer, by RTN or by nitriding using an NH 3 plasma, optionally in its step 740 . In a step 750 , a connection contact layer made of aluminum (Al) and tungsten (W) is formed on the barrier layer. In a step 760 , a conductive layer connected to the connection contact layer is formed, which completes the filling of the contact hole. Thus, a conductive layer for filling a contact hole can be produced directly on the barrier layer or the ohmic layer without special formation of the connection contact layer.

In dem Schritt 740 kann die Barrierenschicht statt durch RTN oder durch Nitrierung unter Verwendung eines NH3-Plasmas mit­ tels eines deckenden Verfahrens, wie CVD oder Sputtern, auf­ gebracht und dann strukturiert werden.In step 740 , the barrier layer can be applied and then structured instead of by RTN or by nitriding using an NH 3 plasma using a covering method such as CVD or sputtering.

Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment

Die Fig. 8A bis 8E veranschaulichen in Querschnittsansichten entsprechende Herstellungsstufen eines Beispiels für das Ver­ fahren zur Kontaktlochfüllung unter Verwendung eines selekti­ ven Metallschichtbildungsprozesses. FIGS. 8A to 8E illustrate in cross-sectional views corresponding manufacturing steps of an example of the Ver drive to the contact-hole filling by using a metal layer formation process selekti ven.

Bezugnehmend auf Fig. 8A wird auf einem Halbleitersubstrat 800 ein Isolationsfilm 802, z. B. ein Oxidfilm oder ein kom­ plexer Film aus dem Oxidfilm, gebildet, und durch Strukturie­ ren des Isolationsfilms 802 wird ein Kontaktloch 804 erzeugt, das einen unteren Film freilegt. Das Kontaktloch 804 kann hierbei ein mit dem Halbleitersubstrat verbundenes Kontakt­ loch für eine untere Kondensatorelektrode oder ein in einem Metallzwischenverbindungsprozeß erzeugtes Metallkontaktloch sein. Referring. To Figure 8A is applied to a semiconductor substrate 800, an insulating film 802 z. B. an oxide film or a complex film from the oxide film is formed, and by structuring the insulation film 802 , a contact hole 804 is produced which exposes a lower film. Contact hole 804 may be a contact hole connected to the semiconductor substrate for a lower capacitor electrode or a metal contact hole produced in a metal interconnection process.

Bezugnehmend auf Fig. 8B wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem das Kontaktloch 804 erzeugt wurde, unter Verwendung des selektiven Metallschichtbildungsverfahrens von Fig. 1 eine Abscheidungsmetallschicht aus einem Material wie Titan (Ti) gebildet. Die Abscheidungsmetallschicht dient in dem Kontakt­ lochfüllungsverfahren als eine ohmsche Schicht 806 zur Ver­ besserung der Leitfähigkeit zwischen dem unteren Film und ei­ nem leitfähigen Material zum Füllen des Kontaktlochs.Referring to FIG. 8B, a deposition metal layer made of a material such as titanium (Ti) is formed on the semiconductor substrate on which the via 804 was formed using the selective metal layering method of FIG. 1. The deposition metal layer serves as an ohmic layer 806 in the via filling process to improve the conductivity between the lower film and a conductive material to fill the via.

Bezugnehmend auf Fig. 8C wird optional auf dem Halbleiter­ substrat, auf dem die ohmsche Schicht 806 abgeschieden wurde, eine Barrierenschicht 808 gebildet, z. B. eine Schicht aus Ti­ tannitrid (TiN), um Störstellendiffusion zu verhindern. Die Barrierenschicht kann durch Nitrierung unter Verwendung eines NH3-Plasmas, durch RTN oder durch deckende Abscheidung er­ zeugt werden.Referring to FIG. 8C, a barrier layer 808 is optionally formed on the semiconductor substrate on which the ohmic layer 806 has been deposited, e.g. B. a layer of Ti tannitride (TiN) to prevent impurity diffusion. The barrier layer can be generated by nitriding using an NH 3 plasma, by RTN or by covering it.

Bezugnehmend auf Fig. 8D wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem die Barrierenschicht 808 gebildet wurde, eine leitfähige Schicht 810 abgeschieden, um die Oberfläche des Halbleiter­ substrates zu bedecken, während das Kontaktloch gefüllt wird, wodurch der Kontaktlochfüllungsprozeß unter Verwendung des selektiven Metallschichtbildungsverfahrens gemäß dieses vier­ ten Ausführungsbeispiels vervollständigt ist.Referring to FIG. 8D, a conductive layer 810 is deposited on the semiconductor substrate on which the barrier layer 808 has been formed to cover the surface of the semiconductor substrate while the contact hole is being filled, thereby the contact hole filling process using the selective metal layer formation method according to these four th embodiment is completed.

Fig. 8E zeigt in einem Querschnitt eine Modifikation von Fig. 8D. Hierbei wird auf dem Halbleitersubstrat, auf dem die Bar­ rierenschicht 808 gebildet wurde, eine Anschlußkontaktschicht 812 aus Wolfram (W) oder Aluminium (Al) gebildet. Als näch­ stes wird die Anschlußkontaktschicht 812 durch Zurückätzen oder chemisch-mechanisches Polieren (CMP), ausgenommen im In­ neren des Kontaktlochs, entfernt. Die leitfähige Schicht 810 ist dann so gebildet, daß sie in Kontakt mit der Anschlußkon­ taktschicht 812 steht. FIG. 8E shows a modification of FIG. 8D in a cross section. Here, a terminal contact layer 812 made of tungsten (W) or aluminum (Al) is formed on the semiconductor substrate on which the barrier layer 808 was formed. Next, the contact layer 812 is removed by etching back or chemical mechanical polishing (CMP) except in the interior of the contact hole. The conductive layer 810 is then formed so that it is in contact with the contact layer 812 .

Erfindungsgemäß kann somit eine relativ dünne ohmsche Schicht innerhalb eines Kontaktlochs mit hohem Aspektverhältnis ohne Probleme hinsichtlich Ablösen oder Korrosion bei einer Tempe­ ratur von 500°C oder weniger gebildet werden. Dies macht ei­ nen Prozeß zur Steuerung der Dicke der ohmschen Schicht, wie einen Zurückätzprozeß, überflüssig.According to the invention, a relatively thin ohmic layer can thus within a contact hole with high aspect ratio without Problems with peeling or corrosion at a temperature temperature of 500 ° C or less. This makes egg NEN process for controlling the thickness of the ohmic layer, such as an etching back process, superfluous.

Gemäß der oben an entsprechenden Beispielen erläuterten Er­ findung kann in einfacher Weise eine untere Elektrode aus ei­ nem Metall statt aus Polysilicium innerhalb eines Prozesses zur Herstellung eines Kondensators eines Halbleiterbauelemen­ tes gebildet werden, da die Metallschicht aus einem Material wie Titan (Ti) oder Platin (Pt) selektiv bei einer Tempratur von 500°C oder weniger erzeugt werden kann. Dadurch können viele, von den bekannten Techniken verursachte Schwierigkei­ ten bei der Bildung der unteren Elektrode aus Titan oder Pla­ tin gelöst werden. Außerdem wird in dem Prozeß zur Herstel­ lung einer ohmschen Schicht am Boden eines Kontaktlochs die ohmsche Schicht mit einer geeigneten Dicke selektiv bei nied­ riger Temperatur nur am Boden des Kontaktlochs gebildet, wo­ durch das Kontaktloch unter Vermeidung von Defekten, wie Ab­ lösen oder Korrosion, gefüllt wird.According to the Er explained above with corresponding examples Invention can easily be a lower electrode from egg metal instead of polysilicon within one process for producing a capacitor of a semiconductor device tes are formed because the metal layer is made of one material such as titanium (Ti) or platinum (Pt) selectively at a temperature of 500 ° C or less can be generated. This allows many difficulties caused by the known techniques ten when forming the lower electrode from titanium or plat tin be solved. In addition, in the process of manufacturing an ohmic layer at the bottom of a contact hole ohmic layer with a suitable thickness selectively at low temperature only formed at the bottom of the contact hole where through the contact hole while avoiding defects such as Ab loosen or corrosion, is filled.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung einer selektiven Metall­ schicht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Einbringen eines Halbleitersubstrats (400), auf dem ein Isolationsfilm (402) und eine leitfähige Schicht (406) ge­ bildet sind, in eine Reaktionskammer und Einleiten eines Spülgases in die Kammer,
  • - Bilden einer Opfermetallschicht nur auf der leitfähigen Schicht (406) durch Einleiten eines Opfermetall-Quellengases in die Kammer, das sich bezüglich des Isolationsfilms und der leitfähigen Schicht selektiv abscheidet, und
  • - Ersetzen der Opfermetallschicht durch eine Abscheidungsme­ tallschicht (408) mittels Einleiten eines Metallhalogenid­ gases in die Kammer mit einer gegenüber derjenigen der Me­ tallatome in der Opfermetallschicht geringeren Halogenbin­ dungsstärke.
1. A method for producing a selective metal layer, characterized by the following steps:
  • Introducing a semiconductor substrate ( 400 ) on which an insulation film ( 402 ) and a conductive layer ( 406 ) are formed into a reaction chamber and introducing a purge gas into the chamber,
  • Forming a sacrificial metal layer only on the conductive layer ( 406 ) by injecting a sacrificial metal source gas into the chamber that selectively deposits with respect to the insulation film and the conductive layer, and
  • - Replacing the sacrificial metal layer by a Abscheidungsme tallschicht ( 408 ) by introducing a metal halide gas into the chamber with a lower than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer lower halogen binding strength.
2. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Isolati­ onsfilm (402) ein Oxidfilm (SiO2) oder ein komplexer Film mit einem Oxidfilm ist.2. A selective metal layer manufacturing method according to claim 1, further characterized in that the insulating film ( 402 ) is an oxide film (SiO 2 ) or a complex film with an oxide film. 3. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht aus störstellendotiertem Silicium oder Me­ tall gebildet wird.3. Selective metal layer manufacturing process according to Claim 1 or 2, further characterized in that the conductive layer of impurity-doped silicon or Me tall is formed. 4. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das störstel­ lendotierte Silicium endständige Wasserstoffradikale auf­ weist. 4. Selective metal layer manufacturing process according to Claim 3 further characterized in that the sturgeon end-doped silicon has terminal hydrogen radicals points.   5. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Metall TiN ist.5. Selective metal layer manufacturing process according to Claim 3 further characterized in that the metal is TiN is. 6. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas aus einer Mischung von Wasserstoff und Silan besteht.6. Selective metal layer manufacturing process according to one of claims 1 to 5, further characterized in that that the purge gas from a mixture of hydrogen and silane consists. 7. Selektives Metallschichtherstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas kontinuierlich zugeführt wird oder zuerst in einer vorgegebenen Menge zwecks Spülen und nach Bildung der Opfermetallschicht und Ersatz durch die Abscheidungsmetall­ schicht periodisch in vorgegebenen Mengen zugeführt wird.7. Selective metal layer manufacturing process according to one of claims 1 to 6, further characterized in that that the purge gas is supplied continuously or first in a predetermined amount for rinsing and after formation of the Sacrificial metal layer and replacement by the deposition metal layer is periodically supplied in predetermined quantities. 8. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators eines Halbleiterbauelementes unter Verwendung eines selektiven Me­ tallschichtherstellungsverfahrens, insbesondere eines Verfah­ rens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Bilden eines Kontaktlochs (404), das einen Sourcebereich eines Halbleitersubstrates freilegt, durch Bilden eines Isolationsfilms (402) auf dem Halbleitersubstrat und Strukturieren des Isolationsfilms,
  • b) Bilden einer das Kontaktloch füllenden und den Isolati­ onsfilm bedeckenden, leitfähigen Schicht,
  • c) Bilden eines mit dem Kontaktloch verbundenen, leitfähigen Schichtmusters (406) durch Bearbeiten der leitfähigen Schicht,
  • d) Einbringen des Halbleitersubstrats in eine Reaktionskam­ mer und Einleiten eines Spülgases in die Kammer,
  • e) Bilden einer Opfermetallschicht nur auf der leitfähigen Schicht durch Einleiten eines Opfermetall-Quellengases in die Kammer, das sich bezüglich des Isolationsfilms und der leitfähigen Schicht selektiv abscheidet,
  • f) Ersetzen der Opfermetallschicht durch eine Abscheidungs­ metallschicht (408) mittels Einleiten eines Metallhaloge­ nidgases in die Kammer mit einer gegenüber derjenigen der Metallatome in der Opfermetallschicht geringeren Halogen­ bindungsstärke,
  • g) Bilden eines dielektrischen Films (414) auf der Abschei­ dungsmetallschicht und
  • h) Bilden einer oberen Elektrode (416) auf dem dielektri­ schen Film.
8. A method for producing a capacitor of a semiconductor component using a selective metal layer production method, in particular a method according to one of claims 1 to 7, characterized by the following steps:
  • a) forming a contact hole ( 404 ), which exposes a source region of a semiconductor substrate, by forming an insulation film ( 402 ) on the semiconductor substrate and structuring the insulation film,
  • b) forming a conductive layer filling the contact hole and covering the insulation film,
  • c) forming a conductive layer pattern ( 406 ) connected to the contact hole by processing the conductive layer,
  • d) introducing the semiconductor substrate into a reaction chamber and introducing a purge gas into the chamber,
  • e) forming a sacrificial metal layer only on the conductive layer by introducing a sacrificial metal source gas into the chamber that selectively deposits with respect to the insulation film and the conductive layer,
  • f) replacing the sacrificial metal layer with a deposition metal layer ( 408 ) by introducing a metal halide gas into the chamber with a lower halogen binding strength than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer,
  • g) forming a dielectric film ( 414 ) on the deposition metal layer and
  • h) forming an upper electrode ( 416 ) on the dielectric film.
9. Kondensatorherstellungsverfahren nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsfilm ein Oxidfilm (SiO2) oder ein komplexer Film mit einem Oxidfilm ist.9. The capacitor manufacturing method according to claim 8, further characterized in that the insulation film is an oxide film (SiO 2 ) or a complex film with an oxide film. 10. Kondensatorherstellungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (406) im Schritt b aus störstellendotiertem Polysilicium oder aus Titannitrid (TiN) gebildet wird.10. A capacitor manufacturing method according to claim 8 or 9, further characterized in that the conductive layer ( 406 ) is formed in step b from impurity-doped polysilicon or from titanium nitride (TiN). 11. Kondensatorherstellungsverfahren nach Anspruch 10, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das störstellendotierte Polysilicium endständige Wasserstoffradikale aufweist.11. capacitor manufacturing method according to claim 10, further characterized in that the impurity doped Polysilicon has terminal hydrogen radicals. 12. Kondensatorherstellungsverfahren nach einem der An­ sprüche 8 bis 11, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas im Schritt d eine Mischung aus Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4) ist.12. Capacitor manufacturing method according to one of claims 8 to 11, further characterized in that the purge gas in step d is a mixture of hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ). 13. Kondensatorherstellungsverfahren nach einem der An­ sprüche 8 bis 12, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas im Schritt d kontinuierlich zugeführt oder zuerst in einer vorgegebenen Menge zwecks Spülen und nach Bilden der Opfermetallschicht und Ersetzen derselben durch die Abschei­ dungsmetallschicht periodisch in vorgegebenen Mengen zuge­ führt wird. 13. Capacitor manufacturing process according to one of the An sayings 8 to 12, further characterized in that the Purge gas continuously supplied in step d or first in a predetermined amount for rinsing and after forming the Sacrificial metal layer and replacement of the same with the Abschei metal layer periodically added in predetermined amounts leads.   14. Kondensatorherstellungsverfahren nach einem der An­ sprüche 8 bis 13, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt der Silicidierung der Abscheidungsmetallschicht nach dem Schritt f der Bildung der Abscheidungsmetallschicht.14. Capacitor manufacturing process according to one of the An sayings 8 to 13, further characterized by a step the silicidation of the deposition metal layer after the Step f of forming the deposition metal layer. 15. Verfahren zur Füllung eines Kontaktlochs unter Ver­ wendung eines selektiven Metallschichtherstellungsverfahrens, insbesondere eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • 1) Bilden eines Isolationsfilms (802) auf einem Halbleiter­ substrat (800) und Erzeugung eines einen unteren Film freilegenden Kontaktlochs (804) durch Strukturierung des Isolationsfilms,
  • 2) Einbringen des Halbleitersubstrats, auf dem das Kontakt­ loch gebildet wurde, in eine Reaktionskammer und Einlei­ ten eines Spülgases in die Kammer,
  • 3) Bilden einer Opfermetallschicht nur auf dem unteren Film mittels Einleiten eines Opfermetall-Quellengases in die Kammer, das sich bezüglich des Isolationsfilms und des unteren Films selektiv abscheidet,
  • 4) Ersetzen der Opfermetallschicht durch eine Abscheidungs­ metallschicht (806) mittels Einleiten eines Metallhaloge­ nidgases in die Kammer mit einer gegenüber derjenigen der Metallatome in der Opfermetallschicht geringeren Halogen­ bindungsstärke und
  • 5) Bilden einer das Kontaktloch füllenden, leitfähigen Schicht (810)
15. A method for filling a contact hole using a selective metal layer production method, in particular a method according to one of claims 1 to 7, characterized by the following steps:
  • 1) forming an insulation film ( 802 ) on a semiconductor substrate ( 800 ) and producing a contact hole ( 804 ) exposing a lower film by structuring the insulation film,
  • 2) introducing the semiconductor substrate on which the contact hole was formed into a reaction chamber and introducing a purge gas into the chamber,
  • 3) forming a sacrificial metal layer only on the lower film by introducing into the chamber a sacrificial metal source gas that selectively separates with respect to the insulation film and the lower film,
  • 4) Replacing the sacrificial metal layer with a deposition metal layer ( 806 ) by introducing a metal halide gas into the chamber with a lower halogen bond strength than that of the metal atoms in the sacrificial metal layer and
  • 5) forming a conductive layer ( 810 ) filling the via hole
16. Kontaktlochfüllungsverfahren nach Anspruch 15, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsfilm im Schritt 1 ein Oxidfilm (SiO2) oder ein komplexer Film mit einem Oxid­ film ist.16. via filling method according to claim 15, further characterized in that the insulating film in step 1 is an oxide film (SiO 2 ) or a complex film with an oxide film. 17. Kontaktlochfüllungsverfahren nach Anspruch 15 oder 16, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der untere Film im Schritt 1 aus störstellendotiertem Silicium, das endständige Wasserstoffradikale aufweist, oder aus Titannitrid (TiN) ge­ bildet ist.17. contact hole filling method according to claim 15 or 16, further characterized in that the lower film in Step 1 from impurity-doped silicon, the terminal  Has hydrogen radicals, or of titanium nitride (TiN) ge forms is. 18. Kontaktlochfüllungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas im Schritt 2 ein Gemisch aus Wasserstoff (H2) und Silan (SiH4) ist.18. Contact hole filling method according to one of claims 15 to 17, further characterized in that the purge gas in step 2 is a mixture of hydrogen (H 2 ) and silane (SiH 4 ). 19. Kontaktlochfüllungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas im Schritt 2 kontinuierlich zugeführt oder zuerst in einer vor­ gegebenen Menge zwecks Spülen und nach Bilden der Opferme­ tallschicht und Ersetzen derselben durch die Abscheidungsme­ tallschicht periodisch in vorgegebenen Mengen zugeführt wird.19. Contact hole filling method according to one of claims 15 to 18, further characterized in that the purge gas in Step 2 fed continuously or first in a pre given amount for rinsing and after making sacrifices tallschicht and replacing them with the Abscheidungsme tallschicht is periodically supplied in predetermined amounts. 20. Kontaktlochfüllungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, weiter gekennzeichnet durch einen Schritt zum Bil­ den einer Barrierenschicht (808) auf der Abscheidungsmetall­ schicht (806) nach dem Schritt 4 der Ersetzung der Opferme­ tallschicht durch die Abscheidungsmetallschicht.20. Contact hole filling method according to one of claims 15 to 19, further characterized by a step of forming a barrier layer ( 808 ) on the deposition metal layer ( 806 ) after step 4 of replacing the sacrificial metal layer by the deposition metal layer.
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