JP2000252431A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JP2000252431A JP2000252431A JP11052675A JP5267599A JP2000252431A JP 2000252431 A JP2000252431 A JP 2000252431A JP 11052675 A JP11052675 A JP 11052675A JP 5267599 A JP5267599 A JP 5267599A JP 2000252431 A JP2000252431 A JP 2000252431A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】キャパシタ誘電体のタンタルオキサイド膜をタ
ンタルナイトライド膜で挟み込むことにより、熱安定性
にすぐれた、特性の劣化及び変動の少ないキャパシタを
有する半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】半導体基板２上にはキャパシタの下部電極
としてのポリシリコン膜４、タンタルシリサイド膜６が
形成され、このタンタルシリサイド膜６上にはタンタル
ナイトライド膜８が形成されている。タンタルナイトラ
イド膜８上にはキャパシタの誘電体としてのタンタルオ
キサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２が形成され、このタンタル
オキサイド膜１２上にはタンタルナイトライド膜１４が
形成されている。さらに、タンタルナイトライド膜１４
上にはキャパシタの上部電極としての配線メタル１６が
形成されている。
ンタルナイトライド膜で挟み込むことにより、熱安定性
にすぐれた、特性の劣化及び変動の少ないキャパシタを
有する半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】半導体基板２上にはキャパシタの下部電極
としてのポリシリコン膜４、タンタルシリサイド膜６が
形成され、このタンタルシリサイド膜６上にはタンタル
ナイトライド膜８が形成されている。タンタルナイトラ
イド膜８上にはキャパシタの誘電体としてのタンタルオ
キサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２が形成され、このタンタル
オキサイド膜１２上にはタンタルナイトライド膜１４が
形成されている。さらに、タンタルナイトライド膜１４
上にはキャパシタの上部電極としての配線メタル１６が
形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、キャパシタを有
する半導体装置及びその製造方法に関するものである。
する半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体基板上に形成されるキャパ
シタでは、下部電極と上部電極との間に設けられる高誘
電体キャパシタ材料として、ＣＶＤ法で成膜するタンタ
ルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜の開発が行われている。Ｃ
ＶＤ法で成膜したタンタルオキサイド膜は、キャパシタ
の誘電体に用いた場合に大きなリーク電流が発生してし
まうなど成膜後の膜安定性が悪い。このため、成膜後に
ＲＴＯ（Rapid ThermalOxidation）等により５００〜８
００℃程度の熱処理を行って膜安定性を向上させる必要
がある。
シタでは、下部電極と上部電極との間に設けられる高誘
電体キャパシタ材料として、ＣＶＤ法で成膜するタンタ
ルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜の開発が行われている。Ｃ
ＶＤ法で成膜したタンタルオキサイド膜は、キャパシタ
の誘電体に用いた場合に大きなリーク電流が発生してし
まうなど成膜後の膜安定性が悪い。このため、成膜後に
ＲＴＯ（Rapid ThermalOxidation）等により５００〜８
００℃程度の熱処理を行って膜安定性を向上させる必要
がある。
【０００３】しかし、その際、タンタルオキサイド膜の
下に形成された下部電極（ポリシリコン膜等）中へタン
タルオキサイド中の酸素が熱拡散し、前記下部電極が酸
化してしまう。さらに、ＣＶＤ法で成膜したタンタルオ
キサイド膜は、膜中に残留カーボンを含んでいるため、
特性の劣化や変動が起こりやすい。
下に形成された下部電極（ポリシリコン膜等）中へタン
タルオキサイド中の酸素が熱拡散し、前記下部電極が酸
化してしまう。さらに、ＣＶＤ法で成膜したタンタルオ
キサイド膜は、膜中に残留カーボンを含んでいるため、
特性の劣化や変動が起こりやすい。
【０００４】このため、下部電極上に誘電体となるタン
タルオキサイド膜を成膜する前に、ＲＴＮ等により８０
０℃程度の熱処理を行って、タンタルオキサイド膜が成
膜される下部電極の膜表面を窒化し、これによりタンタ
ルオキサイド膜中の酸素が下部電極中へ熱拡散するのを
抑制する方法などが検討されている。
タルオキサイド膜を成膜する前に、ＲＴＮ等により８０
０℃程度の熱処理を行って、タンタルオキサイド膜が成
膜される下部電極の膜表面を窒化し、これによりタンタ
ルオキサイド膜中の酸素が下部電極中へ熱拡散するのを
抑制する方法などが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たＲＴＯやＲＴＮ（Rapid Thermal Nitridization）等
の熱処理を行った場合、その他の素子部への影響、さら
に、将来、配線間へキャパシタを形成する際には配線へ
ダメージを与える等の影響が懸念される。また、タンタ
ルオキサイド膜上に上部電極を形成した後、熱処理を行
った場合、タンタルオキサイド膜中の酸素が上部電極中
へ拡散するという問題が発生する。
たＲＴＯやＲＴＮ（Rapid Thermal Nitridization）等
の熱処理を行った場合、その他の素子部への影響、さら
に、将来、配線間へキャパシタを形成する際には配線へ
ダメージを与える等の影響が懸念される。また、タンタ
ルオキサイド膜上に上部電極を形成した後、熱処理を行
った場合、タンタルオキサイド膜中の酸素が上部電極中
へ拡散するという問題が発生する。
【０００６】そこでこの発明は、前記問題点を解決する
ためになされたものであり、キャパシタの誘電体である
タンタルオキサイド膜をタンタルナイトライド膜で挟み
込むことにより、熱安定性にすぐれた、特性の劣化及び
変動の少ないキャパシタを有する半導体装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、キャパシタの誘電体である
タンタルオキサイド膜をタンタルナイトライド膜で挟み
込むことにより、熱安定性にすぐれた、特性の劣化及び
変動の少ないキャパシタを有する半導体装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成
された第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成され
た第１のタンタルナイトライド膜と、前記第１のタンタ
ルナイトライド膜上に形成されたタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜と、前記タンタルオキサイド膜上に形成
された第２のタンタルナイトライド膜と、前記第２のタ
ンタルナイトライド膜上に形成された第２の導電膜とを
具備することを特徴とする。
に、この発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成
された第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に形成され
た第１のタンタルナイトライド膜と、前記第１のタンタ
ルナイトライド膜上に形成されたタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜と、前記タンタルオキサイド膜上に形成
された第２のタンタルナイトライド膜と、前記第２のタ
ンタルナイトライド膜上に形成された第２の導電膜とを
具備することを特徴とする。
【０００８】また、この発明に係る半導体装置は、下部
電極と上部電極との間に絶縁膜としてタンタルオキサイ
ド（Ｔａ2Ｏ5）膜が設けられてなるキャパシタを有する
半導体装置であって、半導体基板上に形成された前記下
部電極と、前記下部電極上に形成された第１のタンタル
ナイトライド膜と、前記第１のタンタルナイトライド膜
上に形成された前記絶縁膜としてのタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜と、前記タンタルオキサイド膜上に形成
された第２のタンタルナイトライド膜と、前記第２のタ
ンタルナイトライド膜上に形成された前記上部電極とを
具備することを特徴とする。
電極と上部電極との間に絶縁膜としてタンタルオキサイ
ド（Ｔａ2Ｏ5）膜が設けられてなるキャパシタを有する
半導体装置であって、半導体基板上に形成された前記下
部電極と、前記下部電極上に形成された第１のタンタル
ナイトライド膜と、前記第１のタンタルナイトライド膜
上に形成された前記絶縁膜としてのタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜と、前記タンタルオキサイド膜上に形成
された第２のタンタルナイトライド膜と、前記第２のタ
ンタルナイトライド膜上に形成された前記上部電極とを
具備することを特徴とする。
【０００９】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上にキャパシタの下部電極となる第１
の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜上に、第
１のタンタルナイトライド膜を形成する工程と、前記第
１のタンタルナイトライド膜上にタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成する工程と、層間絶縁膜を形成す
る工程と、キャパシタ部を開口する工程と、前記タンタ
ルオキサイド膜上に第２のタンタルナイトライド膜を形
成する工程と、前記第２のタンタルナイトライド膜上に
第２の導電膜を形成する工程とを具備することを特徴と
する。
法は、半導体基板上にキャパシタの下部電極となる第１
の導電膜を形成する工程と、前記第１の導電膜上に、第
１のタンタルナイトライド膜を形成する工程と、前記第
１のタンタルナイトライド膜上にタンタルオキサイド
（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成する工程と、層間絶縁膜を形成す
る工程と、キャパシタ部を開口する工程と、前記タンタ
ルオキサイド膜上に第２のタンタルナイトライド膜を形
成する工程と、前記第２のタンタルナイトライド膜上に
第２の導電膜を形成する工程とを具備することを特徴と
する。
【００１０】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上にポリシリコン膜を形成する工程
と、前記ポリシリコン膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に第１のタンタルナイトライド膜を形成す
る工程と、前記金属膜をシリサイド化してメタルシリサ
イド膜を形成する工程と、前記ポリシリコン膜、メタル
シリサイド膜、及び第１のタンタルナイトライド膜をパ
ターニングして下部電極を形成する工程と、層間絶縁膜
を形成する工程と、キャパシタ部を開口する工程と、開
口部の前記第１のタンタルナイトライド膜上にタンタル
オキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成する工程と、前記タン
タルオキサイド膜上に第２のタンタルナイトライド膜を
形成する工程と、前記第２のタンタルナイトライド膜上
に配線用のメタル材を形成する工程とを具備することを
特徴とする。
法は、半導体基板上にポリシリコン膜を形成する工程
と、前記ポリシリコン膜上に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に第１のタンタルナイトライド膜を形成す
る工程と、前記金属膜をシリサイド化してメタルシリサ
イド膜を形成する工程と、前記ポリシリコン膜、メタル
シリサイド膜、及び第１のタンタルナイトライド膜をパ
ターニングして下部電極を形成する工程と、層間絶縁膜
を形成する工程と、キャパシタ部を開口する工程と、開
口部の前記第１のタンタルナイトライド膜上にタンタル
オキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成する工程と、前記タン
タルオキサイド膜上に第２のタンタルナイトライド膜を
形成する工程と、前記第２のタンタルナイトライド膜上
に配線用のメタル材を形成する工程とを具備することを
特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態のキャパシタを有する半導体装置について説
明する。
実施の形態のキャパシタを有する半導体装置について説
明する。
【００１２】図１は、この発明の実施の形態の半導体装
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
【００１３】この図１に示すように、半導体基板２上に
は、キャパシタの下部電極として用いられるポリシリコ
ン膜４、タンタルシリサイド膜６が基板側から順に形成
されている。タンタルシリサイド膜６上には、タンタル
ナイトライド膜８が形成されている。タンタルナイトラ
イド膜８の膜厚は５００Å程度である。
は、キャパシタの下部電極として用いられるポリシリコ
ン膜４、タンタルシリサイド膜６が基板側から順に形成
されている。タンタルシリサイド膜６上には、タンタル
ナイトライド膜８が形成されている。タンタルナイトラ
イド膜８の膜厚は５００Å程度である。
【００１４】さらに、キャパシタ以外の部分の絶縁性を
保つための層間絶縁膜１０が、前記タンタルナイトライ
ド膜８を露出するように開口されて、タンタルナイトラ
イド膜８の周辺部に形成されている。この層間絶縁膜１
０は、ＳｉＯ2等の酸化膜からなる。そして、露出され
た前記タンタルナイトライド膜８上、開口部の層間絶縁
膜１０の側面上及び開口部近傍の層間絶縁膜１０上に
は、キャパシタの誘電体（キャパシタ用絶縁膜）として
のタンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２が形成されて
いる。このタンタルオキサイド膜１２はスパッタ法によ
り成膜され、その膜厚は２００〜１０００Å程度であ
る。
保つための層間絶縁膜１０が、前記タンタルナイトライ
ド膜８を露出するように開口されて、タンタルナイトラ
イド膜８の周辺部に形成されている。この層間絶縁膜１
０は、ＳｉＯ2等の酸化膜からなる。そして、露出され
た前記タンタルナイトライド膜８上、開口部の層間絶縁
膜１０の側面上及び開口部近傍の層間絶縁膜１０上に
は、キャパシタの誘電体（キャパシタ用絶縁膜）として
のタンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２が形成されて
いる。このタンタルオキサイド膜１２はスパッタ法によ
り成膜され、その膜厚は２００〜１０００Å程度であ
る。
【００１５】前記タンタルオキサイド膜１２上には、タ
ンタルナイトライド膜１４が形成されている。このタン
タルナイトライド膜１４の膜厚は１００〜５００Å程度
である。さらに、前記タンタルナイトライド膜１４上に
は、キャパシタの上部電極としての配線メタル１６が形
成されている。この配線メタル１６は、アルミニウム
（Ａｌ）あるいは銅（Ｃｕ）等からなる。
ンタルナイトライド膜１４が形成されている。このタン
タルナイトライド膜１４の膜厚は１００〜５００Å程度
である。さらに、前記タンタルナイトライド膜１４上に
は、キャパシタの上部電極としての配線メタル１６が形
成されている。この配線メタル１６は、アルミニウム
（Ａｌ）あるいは銅（Ｃｕ）等からなる。
【００１６】なお、この実施の形態では、コンタクト抵
抗を低下させるためにタンタルシリサイド膜６を用いた
が、これに限るわけではなく、その他のメタルシリサイ
ド膜、例えばチタンシリサイド膜、コバルトシリサイド
膜、タングステンシリサイド膜、ジルコニウムシリサイ
ド膜、ハフニウムシリサイド膜、モリブデンシリサイド
膜、バナジウムシリサイド膜、あるいはニッケルシリサ
イド膜などを用いてもよい。さらに、これらメタルシリ
サイド膜を形成せずに、ポリシリコン膜４上に直接、タ
ンタルナイトライド膜８を形成してもよい。
抗を低下させるためにタンタルシリサイド膜６を用いた
が、これに限るわけではなく、その他のメタルシリサイ
ド膜、例えばチタンシリサイド膜、コバルトシリサイド
膜、タングステンシリサイド膜、ジルコニウムシリサイ
ド膜、ハフニウムシリサイド膜、モリブデンシリサイド
膜、バナジウムシリサイド膜、あるいはニッケルシリサ
イド膜などを用いてもよい。さらに、これらメタルシリ
サイド膜を形成せずに、ポリシリコン膜４上に直接、タ
ンタルナイトライド膜８を形成してもよい。
【００１７】このような構造のキャパシタを有する半導
体装置では、キャパシタ用絶縁膜であるタンタルオキサ
イド膜１２が、タンタルナイトライド膜８を介して上部
電極と接し、タンタルナイトライド膜１４を介して下部
電極と接する構造となっている。これにより、その後の
熱負荷によって発生するタンタルオキサイド膜１２中の
酸素の拡散がタンタルナイトライド膜８、１４にて遮断
されるため、酸素が電極材料へ拡散するのを防止でき
る。さらに、タンタルオキサイド膜１２をスパッタ法に
より成膜すれば、スパッタ法によるタンタルオキサイド
膜は、ＣＶＤ法によるタンタルオキサイド膜に比べて膜
中の残留カーボンが少なく、膜質及び膜安定性に優れた
膜であることより、特性のばらつきを小さいすることが
できる。これらより、キャパシタ特性の劣化及び変動を
低減することができる。
体装置では、キャパシタ用絶縁膜であるタンタルオキサ
イド膜１２が、タンタルナイトライド膜８を介して上部
電極と接し、タンタルナイトライド膜１４を介して下部
電極と接する構造となっている。これにより、その後の
熱負荷によって発生するタンタルオキサイド膜１２中の
酸素の拡散がタンタルナイトライド膜８、１４にて遮断
されるため、酸素が電極材料へ拡散するのを防止でき
る。さらに、タンタルオキサイド膜１２をスパッタ法に
より成膜すれば、スパッタ法によるタンタルオキサイド
膜は、ＣＶＤ法によるタンタルオキサイド膜に比べて膜
中の残留カーボンが少なく、膜質及び膜安定性に優れた
膜であることより、特性のばらつきを小さいすることが
できる。これらより、キャパシタ特性の劣化及び変動を
低減することができる。
【００１８】以上説明したようにこの実施の形態の半導
体装置においては、スパッタ法により成膜されたタンタ
ルオキサイド膜の下部電極上にタンタルナイトライド膜
８を形成し、上部電極下にタンタルナイトライド膜１４
を形成している。言い換えると、タンタルオキサイド膜
の下面及び上面にタンタルナイトライド膜を配置し、タ
ンタルオキサイド膜をタンタルナイトライド膜で挟み込
むような構造にしている。これにより、熱負荷による特
性変動が少ない熱安定性にすぐれた、特性の劣化及び変
動を低減できるキャパシタを有する半導体装置が形成で
きる。
体装置においては、スパッタ法により成膜されたタンタ
ルオキサイド膜の下部電極上にタンタルナイトライド膜
８を形成し、上部電極下にタンタルナイトライド膜１４
を形成している。言い換えると、タンタルオキサイド膜
の下面及び上面にタンタルナイトライド膜を配置し、タ
ンタルオキサイド膜をタンタルナイトライド膜で挟み込
むような構造にしている。これにより、熱負荷による特
性変動が少ない熱安定性にすぐれた、特性の劣化及び変
動を低減できるキャパシタを有する半導体装置が形成で
きる。
【００１９】次に、この発明の実施の形態の図１に示し
たキャパシタを有する半導体装置の製造方法について説
明する。
たキャパシタを有する半導体装置の製造方法について説
明する。
【００２０】図２〜図６は、実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各工程の断面図である。
製造方法を示す各工程の断面図である。
【００２１】まず、図２に示すように、半導体基板２上
に、キャパシタの下部電極となるポリシリコン膜４をＣ
ＶＤ法により膜厚１５００Å程度形成する。このポリシ
リコン膜４上に、同様にキャパシタの下部電極となるタ
ンタル６ａをスパッタ法により膜厚１００Å程度形成す
る。このタンタル６ａ形成のためのスパッタ法は、タン
タルをターゲット材としてアルゴンガスを用いて行われ
る。前記タンタル６ａ上に、タンタルナイトライド膜８
を反応性スパッタ法により膜厚５００Å程度形成する。
このタンタルナイトライド膜８形成のための反応性スパ
ッタ法は、タンタルをターゲット材としてアルゴンに窒
素を加えた混合ガスを用いて行われる。続いて、図３に
示すように、前記タンタル６ａを熱処理によりシリサイ
ド化してタンタルシリサイド膜６を形成する。
に、キャパシタの下部電極となるポリシリコン膜４をＣ
ＶＤ法により膜厚１５００Å程度形成する。このポリシ
リコン膜４上に、同様にキャパシタの下部電極となるタ
ンタル６ａをスパッタ法により膜厚１００Å程度形成す
る。このタンタル６ａ形成のためのスパッタ法は、タン
タルをターゲット材としてアルゴンガスを用いて行われ
る。前記タンタル６ａ上に、タンタルナイトライド膜８
を反応性スパッタ法により膜厚５００Å程度形成する。
このタンタルナイトライド膜８形成のための反応性スパ
ッタ法は、タンタルをターゲット材としてアルゴンに窒
素を加えた混合ガスを用いて行われる。続いて、図３に
示すように、前記タンタル６ａを熱処理によりシリサイ
ド化してタンタルシリサイド膜６を形成する。
【００２２】さらに、図４に示すように、前記ポリシリ
コン膜４、タンタルシリサイド膜６、及びタンタルナイ
トライド膜８をパターニングして下部電極を形成する。
続いて、半導体基板２の全面に、酸化膜等からなる層間
絶縁膜１０を形成する。そして、キャパシタとなる領域
上の層間絶縁膜１０を開口して、タンタルナイトライド
膜８を露出させる。
コン膜４、タンタルシリサイド膜６、及びタンタルナイ
トライド膜８をパターニングして下部電極を形成する。
続いて、半導体基板２の全面に、酸化膜等からなる層間
絶縁膜１０を形成する。そして、キャパシタとなる領域
上の層間絶縁膜１０を開口して、タンタルナイトライド
膜８を露出させる。
【００２３】さらに、図５に示すように、半導体基板２
の全面に、キャパシタ用絶縁膜となる高誘電体材料のタ
ンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２を反応性スパッタ
法により膜厚５００Å〜１０００Å程度形成する。この
タンタルオキサイド膜１２形成のための反応性スパッタ
法は、タンタルをターゲット材としてアルゴンに酸素を
加えた混合ガスを用いて行われる。続いて、酸素雰囲気
中でのアニールを６００℃で行う。次に、図６に示すよ
うに、このタンタルオキサイド膜１２をパターニングし
て、キャパシタ用絶縁膜を形成する。
の全面に、キャパシタ用絶縁膜となる高誘電体材料のタ
ンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜１２を反応性スパッタ
法により膜厚５００Å〜１０００Å程度形成する。この
タンタルオキサイド膜１２形成のための反応性スパッタ
法は、タンタルをターゲット材としてアルゴンに酸素を
加えた混合ガスを用いて行われる。続いて、酸素雰囲気
中でのアニールを６００℃で行う。次に、図６に示すよ
うに、このタンタルオキサイド膜１２をパターニングし
て、キャパシタ用絶縁膜を形成する。
【００２４】前記タンタルオキサイド膜１２上に、タン
タルナイトライド膜１４を反応性スパッタ法により膜厚
１００〜５００Å程度形成する。このタンタルナイトラ
イド膜１４形成のための反応性スパッタ法は、タンタル
をターゲット材としてアルゴンに窒素を加えた混合ガス
を用いて行われる。続いて、図１に示すように、タンタ
ルナイトライド膜１４上に、キャパシタの上部電極とな
る配線メタル１６を形成する。この配線メタル１６に
は、アルミニウム（Ａｌ）あるいは銅（Ｃｕ）等が用い
られる。
タルナイトライド膜１４を反応性スパッタ法により膜厚
１００〜５００Å程度形成する。このタンタルナイトラ
イド膜１４形成のための反応性スパッタ法は、タンタル
をターゲット材としてアルゴンに窒素を加えた混合ガス
を用いて行われる。続いて、図１に示すように、タンタ
ルナイトライド膜１４上に、キャパシタの上部電極とな
る配線メタル１６を形成する。この配線メタル１６に
は、アルミニウム（Ａｌ）あるいは銅（Ｃｕ）等が用い
られる。
【００２５】以上説明したようにこの半導体装置の製造
方法によれば、タンタルオキサイド膜の下面及び上面に
タンタルナイトライド膜を形成し、タンタルオキサイド
膜をタンタルナイトライド膜で挟み込むようにすること
により、熱負荷によってタンタルオキサイド膜中の酸素
が下部電極及び上部電極に拡散してこれらを酸化するの
を防止できる。さらに、この実施の形態では、スパッタ
法によりタンタルオキサイド膜を形成しているので、Ｃ
ＶＤ法により形成された膜に比べて膜中の残留カーボン
を低減できる。また、タンタルナイトライド膜８、タン
タルオキサイド膜１２、タンタルナイトライド膜１４の
形成は、スパッタ法にてタンタルをターゲット材として
行うことができるため、これらの形成工程が容易になり
製造上有利である。
方法によれば、タンタルオキサイド膜の下面及び上面に
タンタルナイトライド膜を形成し、タンタルオキサイド
膜をタンタルナイトライド膜で挟み込むようにすること
により、熱負荷によってタンタルオキサイド膜中の酸素
が下部電極及び上部電極に拡散してこれらを酸化するの
を防止できる。さらに、この実施の形態では、スパッタ
法によりタンタルオキサイド膜を形成しているので、Ｃ
ＶＤ法により形成された膜に比べて膜中の残留カーボン
を低減できる。また、タンタルナイトライド膜８、タン
タルオキサイド膜１２、タンタルナイトライド膜１４の
形成は、スパッタ法にてタンタルをターゲット材として
行うことができるため、これらの形成工程が容易になり
製造上有利である。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、キ
ャパシタの誘電体であるタンタルオキサイド膜をタンタ
ルナイトライド膜で挟み込むことにより、熱安定性にす
ぐれた、特性の劣化及び変動の少ないキャパシタを有す
る半導体装置及びその製造方法を提供することができ
る。
ャパシタの誘電体であるタンタルオキサイド膜をタンタ
ルナイトライド膜で挟み込むことにより、熱安定性にす
ぐれた、特性の劣化及び変動の少ないキャパシタを有す
る半導体装置及びその製造方法を提供することができ
る。
【図１】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の構造を示す断面図である。
導体装置の構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の製造方法を示す第１工程の断面図である。
導体装置の製造方法を示す第１工程の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の製造方法を示す第２工程の断面図である。
導体装置の製造方法を示す第２工程の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の製造方法を示す第３工程の断面図である。
導体装置の製造方法を示す第３工程の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の製造方法を示す第４工程の断面図である。
導体装置の製造方法を示す第４工程の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態のキャパシタを有する半
導体装置の製造方法を示す第５工程の断面図である。
導体装置の製造方法を示す第５工程の断面図である。
２…半導体基板 ４…ポリシリコン膜 ６…タンタルシリサイド膜 ６ａ…タンタル ８…タンタルナイトライド膜 １０…層間絶縁膜 １２…タンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜 １４…タンタルナイトライド膜 １６…配線メタル
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された第１の導電膜
と、 前記第１の導電膜上に形成された第１のタンタルナイト
ライド膜と、 前記第１のタンタルナイトライド膜上に形成されたタン
タルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜と、 前記タンタルオキサイド膜上に形成された第２のタンタ
ルナイトライド膜と、 前記第２のタンタルナイトライド膜上に形成された第２
の導電膜と、 を具備することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 下部電極と上部電極との間に絶縁膜とし
てタンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜が設けられてなる
キャパシタを有する半導体装置において、 半導体基板上に形成された前記下部電極と、 前記下部電極と前記タンタルオキサイド膜との間に形成
された第１のタンタルナイトライド膜と、 前記タンタルオキサイド膜上に形成された第２のタンタ
ルナイトライド膜と、 前記第２のタンタルナイトライド膜上に形成された前記
上部電極と、 を具備することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 前記下部電極はシリコン基板、ポリシリ
コン膜、メタルシリサイド膜または配線用のメタル膜を
有し、前記上部電極は配線用のメタル材を有しているこ
とを特徴とする請求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記タンタルオキサイド膜は、スパッタ
法により形成した膜であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 半導体基板上にキャパシタの下部電極を
形成する工程と、 前記下部電極上に第１のタンタルナイトライド膜を形成
する工程と、 前記第１のタンタルナイトライド膜上にキャパシタの絶
縁膜としてのタンタルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成
する工程と、 前記タンタルオキサイド膜上に、第２のタンタルナイト
ライド膜を形成する工程と、 前記第２のタンタルナイトライド膜上にキャパシタの上
部電極を形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板上にポリシリコン膜を形成す
る工程と、 前記ポリシリコン膜上に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜上に第１のタンタルナイトライド膜を形成す
る工程と、 前記金属膜をシリサイド化してメタルシリサイド膜を形
成する工程と、 前記ポリシリコン膜、メタルシリサイド膜、及び第１の
タンタルナイトライド膜をパターニングして下部電極を
形成する工程と、 層間絶縁膜を形成する工程と、 キャパシタとなる領域を開口する工程と、 少なくとも前記第１のタンタルナイトライド膜上にタン
タルオキサイド（Ｔａ2Ｏ5）膜を形成する工程と、 前記タンタルオキサイド膜上に第２のタンタルナイトラ
イド膜を形成する工程と、 前記第２のタンタルナイトライド膜上に配線用のメタル
材を形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記タンタルオキサイド膜は、反応性ス
パッタ法によりタンタルをターゲット材として酸素ガス
を含んだ雰囲気中で形成されることを特徴とする請求項
５または６に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記タンタルナイトライド膜は、反応性
スパッタ法によりタンタルをターゲット材として窒素ガ
スを含んだ雰囲気中で形成されることを特徴とする請求
項５乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052675A JP2000252431A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052675A JP2000252431A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252431A true JP2000252431A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12921465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052675A Pending JP2000252431A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252431A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2364825A (en) * | 1999-12-23 | 2002-02-06 | Hyundai Electronics Ind | A capacitor using a tantalum nitride dielectric |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP11052675A patent/JP2000252431A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2364825A (en) * | 1999-12-23 | 2002-02-06 | Hyundai Electronics Ind | A capacitor using a tantalum nitride dielectric |
| GB2364825B (en) * | 1999-12-23 | 2004-04-14 | Hyundai Electronics Ind | Method for fabricating semiconductor device capacitors |
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