JPH01308078A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH01308078A JPH01308078A JP13970788A JP13970788A JPH01308078A JP H01308078 A JPH01308078 A JP H01308078A JP 13970788 A JP13970788 A JP 13970788A JP 13970788 A JP13970788 A JP 13970788A JP H01308078 A JPH01308078 A JP H01308078A
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- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、多結晶シリニＪン上の＝トヤパシタ絶縁〃
りの形成方法に関する。
りの形成方法に関する。
［発明の４ａ要〕
２１′導体’Ａ’ｌｌに用いられる多結晶シリコンＩＰ
２−ｔ：の−１・中パシタ絶縁牧を、ジグ０ルシラン（
Ｓｉｌｌ□ｃｂ）ガスとアンモニア（Ｎ ＩＩ ｓ ）
ガスと４１１！Ｍ化窒素（ＮｘＯ）ガスとの化学気相反
応によっ°Ｃシリコン酸窒化膜（ＳｉＮｘＯｙ膜、Ｘ＋
ｙは比率を示す）とし、さらにこのシリコン酸窒化
膜を形成後、酸化性雰囲気で熱処理する。その後、多結
晶シリコン膜等の導電体膜を積層しキャパシタを作成す
る。
２−ｔ：の−１・中パシタ絶縁牧を、ジグ０ルシラン（
Ｓｉｌｌ□ｃｂ）ガスとアンモニア（Ｎ ＩＩ ｓ ）
ガスと４１１！Ｍ化窒素（ＮｘＯ）ガスとの化学気相反
応によっ°Ｃシリコン酸窒化膜（ＳｉＮｘＯｙ膜、Ｘ＋
ｙは比率を示す）とし、さらにこのシリコン酸窒化
膜を形成後、酸化性雰囲気で熱処理する。その後、多結
晶シリコン膜等の導電体膜を積層しキャパシタを作成す
る。
多結晶シリコン膜上のキャパシタ絶縁膜は熱酸化法によ
って形成されたシリコン酸化膜であ−２た。
って形成されたシリコン酸化膜であ−２た。
多結晶シリコン股上の熱酸化膜は５００Å以下の厚みに
なると、リーク電流が大きくなったり、耐圧が低くなっ
たり、キャパシタ絶縁膜とし°ζ用いる事ができなくな
る。膜厚を薄（する１１Ｋによりキャパシタの面積を小
さくする事ができるが、」ユ記の理由によりある程度以
上キャパシタの面積を小さくする事ができず、微細化、
高集積化の妨げとなっていた。
なると、リーク電流が大きくなったり、耐圧が低くなっ
たり、キャパシタ絶縁膜とし°ζ用いる事ができなくな
る。膜厚を薄（する１１Ｋによりキャパシタの面積を小
さくする事ができるが、」ユ記の理由によりある程度以
上キャパシタの面積を小さくする事ができず、微細化、
高集積化の妨げとなっていた。
〔！！ｌ！題を解決するための手段３
上記課題を解決するためにこの発明は、キャパシタ絶縁
膜に化学気相成長法（ＣＶＤ法）で形成したシリコン酸
窒化膜を用いる。また、シリコン酸窒化膜の緻密化と界
面１１性の安定化のために、酸化性雰囲気でシリコン酸
窒化膜を熱処理する。
膜に化学気相成長法（ＣＶＤ法）で形成したシリコン酸
窒化膜を用いる。また、シリコン酸窒化膜の緻密化と界
面１１性の安定化のために、酸化性雰囲気でシリコン酸
窒化膜を熱処理する。
シリご１ン酸窒化欣はそれ自体で熱酸化膜より高い耐圧
と高い破壊電流密度を有する。しかもシリコン酸窒膜換
１γで行・）とさらに高い耐圧を持つ。
と高い破壊電流密度を有する。しかもシリコン酸窒膜換
１γで行・）とさらに高い耐圧を持つ。
また、酸化性雰囲気で熱処理する！ＩＣによりさらに良
好な膜質と、より良好な安定した界面特性を（ｆする。
好な膜質と、より良好な安定した界面特性を（ｆする。
特に、電子や正孔の電荷トラップが減少するので、キャ
バシク絶縁膜として使用できる。
バシク絶縁膜として使用できる。
しかも２００Å以下の１１りでも均一性良く形成できる
ので、二Ｆヤパシタ絶霧秦膜を薄くでき、キャパシタ面
積を小さくする事ができる。
ので、二Ｆヤパシタ絶霧秦膜を薄くでき、キャパシタ面
積を小さくする事ができる。
本発明の実施例を第１図（ａｌ〜斡）に示す。第１図１
ａｌに示すように、多結晶シリコン膜３の上にシリ二１
７ｈｌ窒化８２４を積層する。このシリコン窒化膜りは
化学気相成長法（Ｃｈｃｍｔｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ。
ａｌに示すように、多結晶シリコン膜３の上にシリ二１
７ｈｌ窒化８２４を積層する。このシリコン窒化膜りは
化学気相成長法（Ｃｈｃｍｔｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ。
略してＣＶＤ法）で形成される。ずなわら、５ｉ１１．
ｃｌｔガスとＮ１１．ガスとＮ、０ガスの少なくとも３
ＪＩＨ１のガスを７００℃〜９５０℃の温度に保持され
たＣ Ｖ ｌ）反応炉で混合反応させる事によりシリコ
ン酸窒化膜４を積層する。このシリコン酸窒化膜は化学
式で５ｉＮｘＯｙと記される。Ｘとｙは比率を示し、生
成条件によって決定される。第１図１ａｌでは所望の膜
厚を有するシリコン酸窒化膜である。超１、Ｓ１時代に
はシリコン酸窒化膜の厚みは５００Å以下が妥当である
。
ｃｌｔガスとＮ１１．ガスとＮ、０ガスの少なくとも３
ＪＩＨ１のガスを７００℃〜９５０℃の温度に保持され
たＣ Ｖ ｌ）反応炉で混合反応させる事によりシリコ
ン酸窒化膜４を積層する。このシリコン酸窒化膜は化学
式で５ｉＮｘＯｙと記される。Ｘとｙは比率を示し、生
成条件によって決定される。第１図１ａｌでは所望の膜
厚を有するシリコン酸窒化膜である。超１、Ｓ１時代に
はシリコン酸窒化膜の厚みは５００Å以下が妥当である
。
次に、第１図１ａｌに示すようにこのシリコン酸窒化膜
４の積層された半導体装置を酸化性雰囲気で熱処理する
。酸化性雰囲気とは酸素（ＯＸ＞を含んだ気流または水
蒸気（！１．０）を含んだ気流などである。
４の積層された半導体装置を酸化性雰囲気で熱処理する
。酸化性雰囲気とは酸素（ＯＸ＞を含んだ気流または水
蒸気（！１．０）を含んだ気流などである。
これらの酸素や水分は１００％の場合もあれば窒ス；（
Ｎりやアルゴン（＾ｒ）などで希釈されている場合もあ
れば、減圧である場合もあれば、高圧の場合もある。こ
うした酸化性雰囲気の中で熱処理する事により、シリコ
ン酸窒化膜の表面はわずかに酸化され、またＭ窒化１２
４と多結晶シリコ１ンＷ２３との界１７＋ｉも安定化す
る。シリコン酸窒化膜４も緻密化する。熱処理条件（温
度、雰囲気など）をｒｉ：Ｌ適化する事により、シリご
ｒ７／Ｉ＊窒化ＩＩり４の１１２ ＋’ｙをｆｆｉんど
変化さゼないようにするｌｌ（もできる、酸窒化膜中を
酸化剤が拡散し多結晶シリコン股界面をわずかに酸化さ
せるり１もできる。この熱処理により、シリ：ノン酸窒
化膜４はＪ、り安定した膜となり、トラップ密度も低く
良好な・１・中パシタ絶Ｈ膜となる。
Ｎりやアルゴン（＾ｒ）などで希釈されている場合もあ
れば、減圧である場合もあれば、高圧の場合もある。こ
うした酸化性雰囲気の中で熱処理する事により、シリコ
ン酸窒化膜の表面はわずかに酸化され、またＭ窒化１２
４と多結晶シリコ１ンＷ２３との界１７＋ｉも安定化す
る。シリコン酸窒化膜４も緻密化する。熱処理条件（温
度、雰囲気など）をｒｉ：Ｌ適化する事により、シリご
ｒ７／Ｉ＊窒化ＩＩり４の１１２ ＋’ｙをｆｆｉんど
変化さゼないようにするｌｌ（もできる、酸窒化膜中を
酸化剤が拡散し多結晶シリコン股界面をわずかに酸化さ
せるり１もできる。この熱処理により、シリ：ノン酸窒
化膜４はＪ、り安定した膜となり、トラップ密度も低く
良好な・１・中パシタ絶Ｈ膜となる。
次に第１図ｔＣ）に示すようにｌ一部ゲート電極５を形
成する。このゲート電極４４掌ｌは、多結晶シリコン（
＋’ｏｌｙＳｉ）膜が一最的であるが、シリ：１ン酸窒
化枚は種々の材ｆ’ｌの侵入や拡散に対し゛（強固であ
るため、１００人以ドの膜の場合でもタングステン（Ｗ
）やモリブデン（Ｍｏ）あるいはチタン（Ｔｉ）などの
高融点金属やそのシリサイドをゲート電極として用いる
事もできる。さらに、Ｍやポリナイ１′膜もゲート電極
として用いる事ができる。またＩ）型元素であるボロン
（１３）もＭ窒化膜中はυム散しにくいため、ｒ）型１
’ｏｌｙＳｉ’ｉ１ｉ極を用いた・ト＋パンクも作成で
きる。
成する。このゲート電極４４掌ｌは、多結晶シリコン（
＋’ｏｌｙＳｉ）膜が一最的であるが、シリ：１ン酸窒
化枚は種々の材ｆ’ｌの侵入や拡散に対し゛（強固であ
るため、１００人以ドの膜の場合でもタングステン（Ｗ
）やモリブデン（Ｍｏ）あるいはチタン（Ｔｉ）などの
高融点金属やそのシリサイドをゲート電極として用いる
事もできる。さらに、Ｍやポリナイ１′膜もゲート電極
として用いる事ができる。またＩ）型元素であるボロン
（１３）もＭ窒化膜中はυム散しにくいため、ｒ）型１
’ｏｌｙＳｉ’ｉ１ｉ極を用いた・ト＋パンクも作成で
きる。
さ°ζ、ＤＲＡＭ （ダイナミック・ランダム・アクセ
ス・メモリ）や不揮発性メモリなどに本発明を適用する
場合、下のＰｏ１ｙＳｉ膜の構造はエッヂを持っており
、このエッヂを含んだｋｌ！に縁膜の場合エッヂを含ま
ない平ｌ■な場合に比べ一般に耐圧が劣化する。この原
因はエッヂの角が細かい凹凸を有するためであるが、本
発明を用いれば耐圧劣化を防止できる。この事を第２図
に基づいて説明する。
ス・メモリ）や不揮発性メモリなどに本発明を適用する
場合、下のＰｏ１ｙＳｉ膜の構造はエッヂを持っており
、このエッヂを含んだｋｌ！に縁膜の場合エッヂを含ま
ない平ｌ■な場合に比べ一般に耐圧が劣化する。この原
因はエッヂの角が細かい凹凸を有するためであるが、本
発明を用いれば耐圧劣化を防止できる。この事を第２図
に基づいて説明する。
第２図において、１１は半導体基板、１２は絶縁膜であ
る。１３はＦ’ｏｌｙＳｉ電極で、！４はシリコン酸窒
化膜、１５は上の電極である。この関係は第１図と符合
する。第２図においてはＰｏ１ｙＳ＋電極１３のエッヂ
部１０を含む為に、本発明を用いなければ耐圧が劣化−
する０本発明ではＰｏ１ｙＳｉ？Ｔｔ極１３の上にシリ
コン酸窒化ｎ々１４を積層した後に酸化性雰囲気で熱処
理するので、Ｉ’ｏｌｙＳｉ電極１３のエッヂがわずか
に酸化され、細かに凹凸が少なくオｉる。この結果、７
Ｉコ発明のシリコン酸窒化膜１４はＩ’ｏｌｙＳｉ電極
１３が平坦な場合と同様の耐圧と改質を得る事ができる
。
る。１３はＦ’ｏｌｙＳｉ電極で、！４はシリコン酸窒
化膜、１５は上の電極である。この関係は第１図と符合
する。第２図においてはＰｏ１ｙＳ＋電極１３のエッヂ
部１０を含む為に、本発明を用いなければ耐圧が劣化−
する０本発明ではＰｏ１ｙＳｉ？Ｔｔ極１３の上にシリ
コン酸窒化ｎ々１４を積層した後に酸化性雰囲気で熱処
理するので、Ｉ’ｏｌｙＳｉ電極１３のエッヂがわずか
に酸化され、細かに凹凸が少なくオｉる。この結果、７
Ｉコ発明のシリコン酸窒化膜１４はＩ’ｏｌｙＳｉ電極
１３が平坦な場合と同様の耐圧と改質を得る事ができる
。
さて、本発明ではキ→・パシタ絶縁１１りとして説明し
てきたが、ｌ’０１νＳｉ膜」−に５００Å以下の絶縁
膜を有する半導体装置ならどんな゛］″、′Ｊ！′！体
装置にも適用で自装置は言うまでノ）ない。
てきたが、ｌ’０１νＳｉ膜」−に５００Å以下の絶縁
膜を有する半導体装置ならどんな゛］″、′Ｊ！′！体
装置にも適用で自装置は言うまでノ）ない。
この発明は以に説明したように、シリ：１ン酸化膜より
誘電率が高いノリコンＭ窒化膜をキャパシタ絶縁膜に用
いるの（、Ｊ１常にｉＷいシリ：１ン酸化膜でも充分耐
圧を高く保持できる。７Ｉ、た、酸化性雰囲気で熱処理
する事により、酸窒化膜が緻密化しトラップの少ない１
１２を作る事ができ、界面特性も支定化する。
誘電率が高いノリコンＭ窒化膜をキャパシタ絶縁膜に用
いるの（、Ｊ１常にｉＷいシリ：１ン酸化膜でも充分耐
圧を高く保持できる。７Ｉ、た、酸化性雰囲気で熱処理
する事により、酸窒化膜が緻密化しトラップの少ない１
１２を作る事ができ、界面特性も支定化する。
４、図面のｉ＋１１ｊ１″Ｌな説明
第１図ｆａｔ〜（ｃｌはこの発明の製造方法のＩ−程順
断面図、第２図はＰｏ１ｙＳｉ電１負にエッヂを含む場
合の本発明の製造方法によって作成された半導体装置の
Ｊｌ’４造を示す断面図である。
断面図、第２図はＰｏ１ｙＳｉ電１負にエッヂを含む場
合の本発明の製造方法によって作成された半導体装置の
Ｊｌ’４造を示す断面図である。
１．１１・・パ１′導体基板
２．１２・・・絶卑（膜
３．１３・・・多結晶シリコン膜（＋”ｏｌｙＳｌ電極
）４．１４・・・シリコン酸窒化膜 ５．１５・・・上部電極 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助 シ斐イこａ雰ｔＸロクして°熱処理１ （ｂ） （Ｃ） 半導体装Ｓの製造方六Σ示す画面図 第 １ 図 ；５ｊ６ 不発・明１てより作成さ肚ｔ＝牛導イ奎に置の断面図Ｐ
Ｊ２ 図
）４．１４・・・シリコン酸窒化膜 ５．１５・・・上部電極 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助 シ斐イこａ雰ｔＸロクして°熱処理１ （ｂ） （Ｃ） 半導体装Ｓの製造方六Σ示す画面図 第 １ 図 ；５ｊ６ 不発・明１てより作成さ肚ｔ＝牛導イ奎に置の断面図Ｐ
Ｊ２ 図
Claims (2)
- （１）多結晶シリコン膜上に薄い絶縁膜を有する半導体
装置において、多結晶シリコン膜上にシリコン酸窒化膜
を積層する工程と、上記シリコン酸窒化膜を酸化性雰囲
気で熱処理する工程と、上記シリコン酸窒化膜の上に導
電体膜を形成する工程とを含む事を特徴とする半導体装
置の製造方法。 - （２）シリコン酸窒化膜は、ジクロルシランガスとアン
モニアガスと亜酸化窒素ガスとの少なくとも３種類の気
体の化学気相反応によって形成した膜である事を特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139707A JP2764136B2 (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63139707A JP2764136B2 (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01308078A true JPH01308078A (ja) | 1989-12-12 |
| JP2764136B2 JP2764136B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=15251547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63139707A Expired - Lifetime JP2764136B2 (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764136B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19717792A1 (de) * | 1997-04-26 | 1998-11-05 | Micronas Semiconductor Holding | Verfahren zum Herstellen einer Kapazitätsstruktur auf einem Siliziumsubstrat in einem MOS-Prozeß |
| KR100467475B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2005-06-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의캐패시터형성방법 |
| JP2006173319A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Sharp Corp | キャパシタを有する半導体装置の製造方法、キャパシタ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62122223A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-03 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-07 JP JP63139707A patent/JP2764136B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2764136B2 (ja) | 1998-06-11 |
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