JPH02106934A - 容量絶縁膜の形成方法 - Google Patents
容量絶縁膜の形成方法Info
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- JPH02106934A JPH02106934A JP26181588A JP26181588A JPH02106934A JP H02106934 A JPH02106934 A JP H02106934A JP 26181588 A JP26181588 A JP 26181588A JP 26181588 A JP26181588 A JP 26181588A JP H02106934 A JPH02106934 A JP H02106934A
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Landscapes
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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〕
本発明は容量絶縁膜の形成方法に関し、特に薄膜でピン
ホールのない良質なシリコン窒化膜を形成する方法に関
する。
ホールのない良質なシリコン窒化膜を形成する方法に関
する。
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー（ＤＲＡ
Ｍ）のような、構成要素として、容量を備えた半導体装
置の集積度は年々高くなっている。
Ｍ）のような、構成要素として、容量を備えた半導体装
置の集積度は年々高くなっている。
高集積化のために配線や回路素子のパターンを微細化す
ることが必要である。しかし、このような微細化により
信号に対応した蓄積電荷量が少なくなると、α線などの
放射線によるメモリの誤動作（ソフトエラー）が生じる
。この問題を解決する方法として、容量の誘電体層を薄
くし、メモリセルの容量値を大きくする方法がとられて
いる。
ることが必要である。しかし、このような微細化により
信号に対応した蓄積電荷量が少なくなると、α線などの
放射線によるメモリの誤動作（ソフトエラー）が生じる
。この問題を解決する方法として、容量の誘電体層を薄
くし、メモリセルの容量値を大きくする方法がとられて
いる。
従来、これらの容量膜の製造方法としては、シリコン基
板上に、あるいはシリコン酸化膜上に気相成長法により
シリコン窒化膜を１５０〜３００人成長し、さらに酸素
あるいは酸素−水素を含む雰囲気中で熱処理してシリコ
ン窒化膜上にシリコン酸化膜を形成する方法がある。ま
た、この熱処理は炉心管型の拡散炉を用いて行われてい
る。
板上に、あるいはシリコン酸化膜上に気相成長法により
シリコン窒化膜を１５０〜３００人成長し、さらに酸素
あるいは酸素−水素を含む雰囲気中で熱処理してシリコ
ン窒化膜上にシリコン酸化膜を形成する方法がある。ま
た、この熱処理は炉心管型の拡散炉を用いて行われてい
る。
シリコン窒化膜、シリコン窒化膜／シリフン酸化膜、シ
リコン酸化膜／シリコン窒化膜／シリコン酸化膜、シリ
コン酸化膜／シリコン窒化膜を容量絶縁膜に用いた場合
、メガビット級以上のＤＲＡＭの容量膜としてはＳｉｇ
ｈ膜換算で５０人程度の容量値が要求されるので、シリ
コン窒化膜の薄膜化（１００Å以下）が必須となってい
る。しかし、上述した従来の容量絶縁膜の形成方法では
、１００Å以下のシリコン窒化膜はピンホールが多いの
で、シリコン窒化膜形成後の酸化処理で下地のシリコン
基板やポリシリコン電極が酸化されたり、下地酸化膜が
増加したりして、容量値が大きく減少する問題点がある
。またシリコン窒化膜のみの容量膜も、ピンホールが多
いため、リーク電流が流れやすいという問題点がある。
リコン酸化膜／シリコン窒化膜／シリコン酸化膜、シリ
コン酸化膜／シリコン窒化膜を容量絶縁膜に用いた場合
、メガビット級以上のＤＲＡＭの容量膜としてはＳｉｇ
ｈ膜換算で５０人程度の容量値が要求されるので、シリ
コン窒化膜の薄膜化（１００Å以下）が必須となってい
る。しかし、上述した従来の容量絶縁膜の形成方法では
、１００Å以下のシリコン窒化膜はピンホールが多いの
で、シリコン窒化膜形成後の酸化処理で下地のシリコン
基板やポリシリコン電極が酸化されたり、下地酸化膜が
増加したりして、容量値が大きく減少する問題点がある
。またシリコン窒化膜のみの容量膜も、ピンホールが多
いため、リーク電流が流れやすいという問題点がある。
そのため、１００Å以下のシリコン窒化膜を用いた容量
膜でＳｉｎ、膜換算５０程度度の容量値をもつものは実
現されていない。
膜でＳｉｎ、膜換算５０程度度の容量値をもつものは実
現されていない。
また、従来、炉心管を用いて熱処理を行っているので、
高温処理（特に９００℃以上）の場合トランジスターの
拡散層の深さが変わる問題点がある。そのため、微細な
トランジスターが必要なメガビット級ＤＲＡＭのプロセ
スには、炉心管型での高温熱処理は適していない。
高温処理（特に９００℃以上）の場合トランジスターの
拡散層の深さが変わる問題点がある。そのため、微細な
トランジスターが必要なメガビット級ＤＲＡＭのプロセ
スには、炉心管型での高温熱処理は適していない。
本発明の容量絶縁膜の形成方法においてはポリシリコン
、シリサイドあるいは高融点金属等の下部電極上あるい
はシリコン基板上に容量絶縁膜を形成する場合に、シラ
ンとアンモニアから化学気相成長法でシリコン窒化膜を
形成後、アンモニアあるいは窒素を含む雰囲気中でラン
プ加熱法で９００〜１２００℃の温度範囲内でシリコン
窒化膜の熱処理を行う。
、シリサイドあるいは高融点金属等の下部電極上あるい
はシリコン基板上に容量絶縁膜を形成する場合に、シラ
ンとアンモニアから化学気相成長法でシリコン窒化膜を
形成後、アンモニアあるいは窒素を含む雰囲気中でラン
プ加熱法で９００〜１２００℃の温度範囲内でシリコン
窒化膜の熱処理を行う。
本発明によりピンホールの少ない１００Å以下のシリコ
ン窒化膜の形成を可能にし、シリコン酸化膜換算で５０
人程度の容量値をもつ容量部を実現できる。
ン窒化膜の形成を可能にし、シリコン酸化膜換算で５０
人程度の容量値をもつ容量部を実現できる。
また、従来の拡散炉を用いる熱処理の代わりに、ランプ
加熱法を用いることで、トランジスタの拡散層の深さの
変動が少なく、メガビット級以上のＤＲＡＭプロセスに
適用可能であるという利点がある。
加熱法を用いることで、トランジスタの拡散層の深さの
変動が少なく、メガビット級以上のＤＲＡＭプロセスに
適用可能であるという利点がある。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
本発明の第１の実施例として、ポリシリコン電極上に容
量絶縁膜としてシリコン酸化膜／シリコン窒化膜を形成
して、容量を製造する方法について説明する。第１図（
ａ）〜（Ｄは第１の実施例を説明するために製造工程順
に配列した容量の断面図である。図において、１はシリ
コン基板、２はシリコン酸化膜、３は容量下部電極用の
ポリシリコン、４１及び４２はフォト・レジスト（ＰＲ
）、５はシリコン酸化膜、６はシリコン窒化膜、７は容
量上部電極用のポリシリコンである。
量絶縁膜としてシリコン酸化膜／シリコン窒化膜を形成
して、容量を製造する方法について説明する。第１図（
ａ）〜（Ｄは第１の実施例を説明するために製造工程順
に配列した容量の断面図である。図において、１はシリ
コン基板、２はシリコン酸化膜、３は容量下部電極用の
ポリシリコン、４１及び４２はフォト・レジスト（ＰＲ
）、５はシリコン酸化膜、６はシリコン窒化膜、７は容
量上部電極用のポリシリコンである。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１０表
面に熱酸化法あるいは気相成長法等でシリコン酸化膜２
を形成する。次に、気相成長法あるいはスパッタ法等で
ポリシリコン３を５００〜１００００人形成する。ポリ
シリコン中にリンあるいはポロン等の不純物をイオン注
入あるいは熱拡散法で入れる。次に第１図（ｂ）に示す
ように、容量の下部電極用のポリシリコン３をエツチン
グするために、ホトレジスト４１を選択的に形成する。
面に熱酸化法あるいは気相成長法等でシリコン酸化膜２
を形成する。次に、気相成長法あるいはスパッタ法等で
ポリシリコン３を５００〜１００００人形成する。ポリ
シリコン中にリンあるいはポロン等の不純物をイオン注
入あるいは熱拡散法で入れる。次に第１図（ｂ）に示す
ように、容量の下部電極用のポリシリコン３をエツチン
グするために、ホトレジスト４１を選択的に形成する。
次に、第１図（Ｃ）に示すように、エツチングを行って
、ポリシリコン３をパターニングする。
、ポリシリコン３をパターニングする。
ＰＲ４１を除去して第１図（ｄ）のようになる。次に、
第１図（ｅ）に示すようにポリシリコン３上に、熱酸化
法等で３０〜１００人のシリコン酸化膜５を形成する。
第１図（ｅ）に示すようにポリシリコン３上に、熱酸化
法等で３０〜１００人のシリコン酸化膜５を形成する。
次に第１図（「）に示すように、シランとアンモニアか
ら気相成長法により３０〜１００人のシリコン窒化膜６
を形成する。
ら気相成長法により３０〜１００人のシリコン窒化膜６
を形成する。
次に、第１図（ｇ）に示すように、アンモニアあるいは
窒素を含む雰囲気中でランプ加熱法で９００〜１２００
℃の温度範囲内で数秒〜数百秒間、シリコン窒化膜６の
熱処理を行う。この熱処理を行うことで、シリコン窒化
膜のピンホールがなくなるため、リーク電流の増加を防
ぐことができる。またランプ加熱法で短時間熱処理を行
うことは、従来の拡散炉を用いる場合に比較して、トラ
ンジスターの拡散層の深さに与える影響がほとんどない
利点がある。
窒素を含む雰囲気中でランプ加熱法で９００〜１２００
℃の温度範囲内で数秒〜数百秒間、シリコン窒化膜６の
熱処理を行う。この熱処理を行うことで、シリコン窒化
膜のピンホールがなくなるため、リーク電流の増加を防
ぐことができる。またランプ加熱法で短時間熱処理を行
うことは、従来の拡散炉を用いる場合に比較して、トラ
ンジスターの拡散層の深さに与える影響がほとんどない
利点がある。
次に第１図（ｈ）に示すように、容量の上部電極用のポ
リシリコン７を気相成長法あるいはスパッタ法等で５０
０〜４０００人程度形成する程度リシリコン７中にリン
あるいはポロン等の不純物をイオン注入あるいは熱拡散
法で入れる。
リシリコン７を気相成長法あるいはスパッタ法等で５０
０〜４０００人程度形成する程度リシリコン７中にリン
あるいはポロン等の不純物をイオン注入あるいは熱拡散
法で入れる。
次に第１図（ｉ）に示すように、ポリシリコン７上にホ
トレジスト（ＰＲ）４２を選択的に形成し、このホトレ
ジスト４２をマスクとしてポリシリコン７のエツチング
を行う。そして、ＰＨ４２を除去して、第１図（ｊ）に
示す容量が形成できる。
トレジスト（ＰＲ）４２を選択的に形成し、このホトレ
ジスト４２をマスクとしてポリシリコン７のエツチング
を行う。そして、ＰＨ４２を除去して、第１図（ｊ）に
示す容量が形成できる。
上述した本発明の方法により、トランジスター等の拡散
層の深さを変えないで、シリコン酸化膜換算５０程度度
の容量値をもつ容量絶縁膜が形成できる。
層の深さを変えないで、シリコン酸化膜換算５０程度度
の容量値をもつ容量絶縁膜が形成できる。
本発明の第２の実施例として、溝形のポリシリコン電極
上に容量絶縁膜としてシリコン窒化膜を用いた容量の製
造方法を説明する。第２図（ａ）〜（ｈ）は第２の実施
例を説明するために製造工程順に配列した容量の断面図
である。図において、番号は第１図と同じものを示す。
上に容量絶縁膜としてシリコン窒化膜を用いた容量の製
造方法を説明する。第２図（ａ）〜（ｈ）は第２の実施
例を説明するために製造工程順に配列した容量の断面図
である。図において、番号は第１図と同じものを示す。
まず、第２図（ａ）に示すように、溝を形成したシリコ
ン基板１上に熱酸化法あるいは気相成長法等でシリコン
酸化膜２を形成する。次に気相成長法あるいはスパッタ
法等でポリシリコン３を５００〜５０００人程度形成す
る程度リシリコン中にリンあるいはポロン等の不純物を
イオン注入あるいは熱拡散法で入れる９次に第２図（ｂ
）に示すように、容量の下部電極用のポリシリコン３上
にホトレジス） （ＰＲ）４１を形成し、露光・現像し
て、ポリシリコン３のエツチングを行なう。そしてＰＨ
１０を除去して、第２図（ｃ）に示すように容量の下部
電極ができる。
ン基板１上に熱酸化法あるいは気相成長法等でシリコン
酸化膜２を形成する。次に気相成長法あるいはスパッタ
法等でポリシリコン３を５００〜５０００人程度形成す
る程度リシリコン中にリンあるいはポロン等の不純物を
イオン注入あるいは熱拡散法で入れる９次に第２図（ｂ
）に示すように、容量の下部電極用のポリシリコン３上
にホトレジス） （ＰＲ）４１を形成し、露光・現像し
て、ポリシリコン３のエツチングを行なう。そしてＰＨ
１０を除去して、第２図（ｃ）に示すように容量の下部
電極ができる。
次に第２図（ｄ）に示すようにシリコン窒化膜６をシラ
ンとアンモニアから気相成長法で３０〜１００人形成す
る。さらに、第２図（ｅ）に示すように、第１の実施例
と同様にアンモニアあるいは窒素を含む雰囲気中でラン
プ加熱法で９００〜１２００℃の温度範囲内で数秒〜数
百秒シリコン窒化膜の熱処理を行う。この熱処理を行う
ことでシリコン窒化膜のピンホールをなくすことができ
るので、シリコン窒化膜のみでもシリコン窒化膜換算５
０程度度の容量値をもつ容量が形成できる。
ンとアンモニアから気相成長法で３０〜１００人形成す
る。さらに、第２図（ｅ）に示すように、第１の実施例
と同様にアンモニアあるいは窒素を含む雰囲気中でラン
プ加熱法で９００〜１２００℃の温度範囲内で数秒〜数
百秒シリコン窒化膜の熱処理を行う。この熱処理を行う
ことでシリコン窒化膜のピンホールをなくすことができ
るので、シリコン窒化膜のみでもシリコン窒化膜換算５
０程度度の容量値をもつ容量が形成できる。
次に第２図（ｒ）に示すように、容量の上部電極用のポ
リシリコン７を気相成長法あるいはスパッタ法等で５０
０〜４０００人程度形成する程度リシリコン７中にリン
あるいはポロン等の不純物をイオン注入あるいは熱拡散
法で入れる。次に第２図（ｇ）に示すように上部電極形
成用のホトレジスト（ＰＲ）４２を形成し、ポリシリコ
ン７のエツチングを行う。そしてＰＨ４２を除去して、
第２図（ｈ）に示す容量ができる。
リシリコン７を気相成長法あるいはスパッタ法等で５０
０〜４０００人程度形成する程度リシリコン７中にリン
あるいはポロン等の不純物をイオン注入あるいは熱拡散
法で入れる。次に第２図（ｇ）に示すように上部電極形
成用のホトレジスト（ＰＲ）４２を形成し、ポリシリコ
ン７のエツチングを行う。そしてＰＨ４２を除去して、
第２図（ｈ）に示す容量ができる。
第２の実施例により形成された容量も、第１の実施例と
同様にシリコン酸化膜換算５０程度度の容量値をもつも
のである。
同様にシリコン酸化膜換算５０程度度の容量値をもつも
のである。
以上、第１及び第２の実施例では下部電極及び上部電極
としてポリシリコンを用いた例で説明したが、ポリシリ
コンの代わりに、タングステンシリサイドやモリブデン
シリサイド等のシリサイド、ポリシリコンとシリサイド
を積層にしたポリサイド、シリコン基板、あるいはタン
グステン。
としてポリシリコンを用いた例で説明したが、ポリシリ
コンの代わりに、タングステンシリサイドやモリブデン
シリサイド等のシリサイド、ポリシリコンとシリサイド
を積層にしたポリサイド、シリコン基板、あるいはタン
グステン。
モリブデン等の高融点金属を用いても、効果は変わらな
い。
い。
また第１の実施例では、シリコン酸化膜／シリコン窒化
膜、第２の実施例ではシリコン窒化膜の容量絶縁膜につ
いて説明したが、シリコン酸化膜／シリコン窒化膜／シ
リコン酸化膜の容量絶縁膜に本発明を適用しても、その
効果は変わらない。
膜、第２の実施例ではシリコン窒化膜の容量絶縁膜につ
いて説明したが、シリコン酸化膜／シリコン窒化膜／シ
リコン酸化膜の容量絶縁膜に本発明を適用しても、その
効果は変わらない。
さらに、Ｔ ａ ｇｏｓ、 Ｈｆ Ｏｔ、 Ｔ ｉ ０
２等の金属酸化膜とシリコン窒化膜を用いた容量絶縁膜
、あるいはシリコン酸化膜と前記金属酸化膜とシリコン
窒化膜を用いた容量絶縁膜に本発明を適用してもその効
果は変わらない。
２等の金属酸化膜とシリコン窒化膜を用いた容量絶縁膜
、あるいはシリコン酸化膜と前記金属酸化膜とシリコン
窒化膜を用いた容量絶縁膜に本発明を適用してもその効
果は変わらない。
以上説明したように本発明は、３０〜１００人のシリコ
ン窒化膜を形成後に、アンモニアあるいは窒素を含む雰
囲気中でランプ加熱法で８００〜１２００℃の温度範囲
内で熱処理を行うことによリ、１００Å以下の窒化膜で
ピンホールの少ない膜を形成できる効果がある。そのた
め、シリコン窒化膜のみでも容量膜に用いることが可能
になる。
ン窒化膜を形成後に、アンモニアあるいは窒素を含む雰
囲気中でランプ加熱法で８００〜１２００℃の温度範囲
内で熱処理を行うことによリ、１００Å以下の窒化膜で
ピンホールの少ない膜を形成できる効果がある。そのた
め、シリコン窒化膜のみでも容量膜に用いることが可能
になる。
さらに本発明による１００Å以下のシリコン窒化膜を酸
化性雰囲気で熱処理を行っても、従来法でみられた、シ
リコン窒化膜の下地ポリシリコン等の酸化が起こらず、
容量値の低下が防止できる。
化性雰囲気で熱処理を行っても、従来法でみられた、シ
リコン窒化膜の下地ポリシリコン等の酸化が起こらず、
容量値の低下が防止できる。
その結果、シリコン酸化膜換算で５０人程度の容量値を
もつ容量を形成できるという利点が本発明にはある。
もつ容量を形成できるという利点が本発明にはある。
また、ランプ加熱法による熱処理を行うことで、熱処理
中にトランジスターの拡散層の深さ等が変動するという
問題点も解決でき、メガビット級以上のＤＲＡＭプロセ
スに適用できるという効果がある。
中にトランジスターの拡散層の深さ等が変動するという
問題点も解決でき、メガビット級以上のＤＲＡＭプロセ
スに適用できるという効果がある。
するための製造工程順に配列した容量の断面図である。
１・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・シリコン
酸化膜、３・・・・・・容量下部電極用のポリシリコン
、４１．４２・・・・・・フォト・レジスト（ＰＲ）、
５・・・・・・シリコン酸化膜、６・・・・・・シリコ
ン窒化膜、７・・・・・・容量上部電極用のポリシリコ
ン。
酸化膜、３・・・・・・容量下部電極用のポリシリコン
、４１．４２・・・・・・フォト・レジスト（ＰＲ）、
５・・・・・・シリコン酸化膜、６・・・・・・シリコ
ン窒化膜、７・・・・・・容量上部電極用のポリシリコ
ン。
代理人 弁理士 内 原 晋
第１図（ａ）〜（ｊ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための製造工程順に配列した容量の断面図、第２図（
ａ）〜（ｈ）は本発明の第２の実施例を説明中１図（す
ｔ、り 射 図 第 習（？セり
るための製造工程順に配列した容量の断面図、第２図（
ａ）〜（ｈ）は本発明の第２の実施例を説明中１図（す
ｔ、り 射 図 第 習（？セり
Claims (2)
- （１）ポリシリコン、シリサイドあるいは高融点金属等
の下部電極上あるいはシリコン基板上に容量絶縁膜を形
成する方法において、気相成長法で３０〜１００Åのシ
リコン窒化膜を形成後にアンモニアあるいは窒素を含む
雰囲気中でランプ加熱法により９００〜１２００℃の温
度範囲で前記シリコン窒化膜の熱処理を行うことを特徴
とする容量絶縁膜の形成方法 - （２）前記シリコン窒化膜の気相成長に、シランとアン
モニアを原料ガスとして用いることを特徴とする請求項
１記載の容量絶縁膜の形成方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26181588A JPH02106934A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 容量絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26181588A JPH02106934A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 容量絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106934A true JPH02106934A (ja) | 1990-04-19 |
Family
ID=17367105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26181588A Pending JPH02106934A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 容量絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1282160A1 (de) * | 2001-07-31 | 2003-02-05 | Infineon Technologies AG | Verfahren zur Herstellung von Schichten eines Nitrid/Oxid-Dielektrikums |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984460A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Nec Corp | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 |
| JPS59181574A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63138761A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 集積回路用キヤパシタ |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP26181588A patent/JPH02106934A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984460A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Nec Corp | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 |
| JPS59181574A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63138761A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 集積回路用キヤパシタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1282160A1 (de) * | 2001-07-31 | 2003-02-05 | Infineon Technologies AG | Verfahren zur Herstellung von Schichten eines Nitrid/Oxid-Dielektrikums |
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