JP2003017488A5

JP2003017488A5 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2003017488A5
Application number: JP2001204167A
Authority: JP
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2021-07-05

Claims

（ａ）半導体基板上にバリア層となる第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に白金族金属または銅のいずれかからなる第２導電体を形成する工程と、
（ｃ）前記第２導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ）の後で、水と水素を含む雰囲気中で、前記半導体基板に熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｄ）の後で前記第２導電体が酸化しないで前記第１絶縁膜が酸化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｄ）の後で前記第１絶縁膜が結晶化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｄ）における前記水と水素の分圧比はほぼ１：１であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記白金族金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）の中から選ばれた金属であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜は、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂａ_XＳｒ_1-XＴｉＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＨｆＯ₂、ＺｒＯ₂、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃の中から選ばれる酸化物であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）半導体基板上にシリコンを含む第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第２導電体を形成する工程と
（ｃ）前記第２導電体上に白金族金属または銅のいずれかからなる第３導電体を形成する工程と、
（ｄ）前記第３導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、水と水素を含む雰囲気中で、前記半導体基板に熱処理を行う工程と、
を有し、前記第２導電体は前記第１導電体と第３導電体の反応を防止するバリア層として形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）の後で前記第１から第３導電体が酸化しないで前記第１絶縁膜が酸化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）の後で前記第１絶縁膜が結晶化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）における前記水と水素の分圧比はほぼ１：１であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
それぞれ前記第１導電体はポリシリコン、前記第２導電膜はタングステンおよび窒化タングステンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
それぞれ前記第１導電体はシリコンを含むタングステン、前記第２導電膜はタングステンおよび窒化タングステンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記白金族金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）の中から選ばれた金属であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１絶縁膜は、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｂａ_XＳｒ_1-XＴｉＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＨｆＯ₂、ＺｒＯ₂、ＢａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃の中から選ばれる酸化物であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体基板上に、ソース、ドレインおよびゲートからなる複数の選択用ＭＩＳＦＥＴと、複数の情報蓄積用容量と、からなるメモリセルを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記ＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレインと電気的に接続されたシリコンを含む第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第２導電体を形成する工程と、
（ｃ）前記第２導電体上に、白金族金属または銅のいずれかからなる第３導電体を形成する工程と、
（ｄ）前記第３導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ）水と水素を含む雰囲気中で、前記半導体基板に熱処理を行う工程と、
（ｆ）前記第１絶縁膜上に第４導電体を形成する工程と、
を有し、前記第２導電体は前記第１導電体と第３導電体の反応を防止するバリア層として形成し、前記第１絶縁膜をＴａ ₂ Ｏ ₅ 、Ｂａ _X Ｓｒ _1-X ＴｉＯ ₃ 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、ＴｉＯ ₂ 、ＨｆＯ ₂ 、ＺｒＯ ₂ 、ＢａＴｉＯ ₃ 、ＳｒＴｉＯ ₃ の中から選ばれた酸化物で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記第３導電体、第１絶縁膜および第４導電体は、前記情報蓄積用容量を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）の後で前記第１から第３導電体が酸化しないで前記第１絶縁膜が酸化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）の後で前記第１絶縁膜が結晶化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ｅ）における前記水と水素の分圧比はほぼ１：１であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
それぞれ前記第１導電体はポリシリコン、前記第２導電膜はタングステンおよび窒化タングステンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
それぞれ前記第１導電体はシリコンを含むタングステン、前記第２導電膜はタングステンおよび窒化タングステンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記白金族金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）の中から選ばれた金属であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）半導体基板上にシリコンを含む第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第２導電体を形成する工程と、
（ｃ）前記第２導電体上に白金族金属または銅のいずれかからなる第３導電体を形成する工程と、
（ｄ）前記第３導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ）前記半導体基板に、水と水素を含む雰囲気中において、２００℃〜４００℃で熱処理を行う工程と、
を有し、前記第２導電体は前記第１導電体と第３導電体の反応を防止するバリア層として形成し、前記第１絶縁膜をＴａ ₂ Ｏ ₅ 、Ｂａ _X Ｓｒ _1-X ＴｉＯ ₃ 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、ＴｉＯ ₂ 、ＨｆＯ ₂ 、ＺｒＯ ₂ 、ＢａＴｉＯ ₃ 、ＳｒＴｉＯ ₃ の中から選ばれた酸化物で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
半導体基板上に、ソース、ドレインおよびゲートからなる複数の選択用ＭＩＳＦＥＴと、複数の情報蓄積用容量と、からなるメモリセルを有する半導体装置の製造方法であって、
（ａ）前記ＭＩＳＦＥＴのソースまたはドレインと電気的に接続されたシリコンを含む第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第２導電体を形成する工程と、
（ｃ）前記第２導電体上に、白金族金属または銅のいずれかからなる前記第３導電体を形成する工程と、
（ｄ）前記第３導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ）前記半導体基板に、水と水素を含む雰囲気中において、２００℃〜４００℃で熱処理を行う工程と、
（ｆ）前記第１絶縁膜上に第４導電体を形成する工程と、
を有し、前記第２導電体は前記第１導電体と第３導電体の反応を防止するバリア層として形成し、前記第１絶縁膜をＴａ ₂ Ｏ ₅ 、Ｂａ _X Ｓｒ _1-X ＴｉＯ ₃ 、Ａｌ ₂ Ｏ ₃ 、ＴｉＯ ₂ 、ＨｆＯ ₂ 、ＺｒＯ ₂ 、ＢａＴｉＯ ₃ 、ＳｒＴｉＯ ₃ の中から選ばれた酸化物で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）半導体基板上に第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後で、前記第１絶縁膜が酸化され、前記第１導電膜は酸化されない条件下で水と水素を含む雰囲気中で２００℃〜４００℃の温度で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）半導体基板上に白金族金属または銅のいずれかからなる第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上にＴａ ₂ Ｏ ₅ を含む第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）の後で、水と水素を含む雰囲気中で、前記半導体基板に熱処理を行う工程であって、前記熱処理の温度における前記水素に対する前記水の分圧比（［Ｈ₂Ｏ］／［Ｈ₂］）が、
前記温度において系１（前記第１絶縁膜＋Ｈ₂）と系２（前記第１絶縁膜を組成する金属＋Ｈ₂Ｏ）が平衡状態となる際のＨ₂に対するＨ₂Ｏの分圧比（［Ｈ₂Ｏ］ｅｑ₁／［Ｈ₂］ｅｑ₁）より大きく、
また、前記温度において系３（前記第１導電体の酸化物＋Ｈ₂）と系４（前記第１導電体＋Ｈ₂Ｏ）が平衡状態となる際のＨ₂に対するＨ₂Ｏの分圧比（［Ｈ₂Ｏ］ｅｑ₂／［Ｈ₂］ｅｑ₂）より小さくなる条件下で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）半導体基板上に第１導電体を形成する工程と、
（ｂ）前記第１導電体上に第２導電体を形成する工程と、
（ｃ）前記第２導電体上に白金族金属または銅のいずれかからなる第３導電体を形成する工程と、
（ｄ）前記第３導電体上にＴａ ₂ Ｏ ₅ を含む第１絶縁膜を形成する工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、水と水素を含む雰囲気中で、前記半導体基板に熱処理を行う工程であって、前記熱処理の温度における前記水素に対する前記水の分圧比（［Ｈ₂Ｏ］／［Ｈ₂］）が、
前記温度において系１（前記第１絶縁膜＋Ｈ₂）と系２（前記第１絶縁膜を組成する金属＋Ｈ₂Ｏ）が平衡状態となる際のＨ₂に対するＨ₂Ｏの分圧比（［Ｈ₂Ｏ］ｅｑ₁／［Ｈ₂］ｅｑ₁）より大きく、
また、前記温度において系３（前記第１導電体の酸化物＋Ｈ₂）と系４（前記第１導電体＋Ｈ₂Ｏ）が平衡状態となる際のＨ₂に対するＨ₂Ｏの分圧比（［Ｈ₂Ｏ］ｅｑ₂／［Ｈ₂］ｅｑ₂）より小さくなる条件下で熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。