JPH02151060A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH02151060A
JPH02151060A JP63304153A JP30415388A JPH02151060A JP H02151060 A JPH02151060 A JP H02151060A JP 63304153 A JP63304153 A JP 63304153A JP 30415388 A JP30415388 A JP 30415388A JP H02151060 A JPH02151060 A JP H02151060A
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tungsten
semiconductor device
insulating film
layer
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Hiroshi Jinriki
博 神力
Masayasu Suzuki
正恭 鈴樹
Nobuyoshi Kobayashi
伸好 小林
Teruaki Kisu
輝明 木須
Kiichiro Mukai
向 喜一郎
Masayuki Nakada
昌之 中田
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor

Abstract

PURPOSE:To form a high capacity capacitor whose capacitor insulating film consisting of tantalum oxide, etc., having a high dielectric constant by substituting only the surface of a storage electrode with tungsten. CONSTITUTION:There are provided an interlayer insulating film 7, a TiN layer 8 which is a barrier metal formed by reactive sputtering to be contiguous to a high concentration diffusion layer 5 through a contact hole, a tungsten layer 9 formed by substituting a second layer polycrystalline silicon with tungsten, and a tungsten layer 12 formed by substituting a third polycrystalline silicon with tungsten through a contact hole after forming an interlayer insulating film 11. Further, a Ta2O3 film 13 is formed to cover the surface of the tungsten layer 12, and a tungsten layer 14 which is a plate electrode is formed on this Ta2O3 film 13. Thus, polycrystalline silicon can be substituted with tungsten by heat treating with tungsten fluoride, so that a high capacity capacitor can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用分野1 本発明は高集積メモリ素子に係り、特に高容量の蓄積容
量部の構造、製造方法に関する。 【従来の技術】 特開昭59−272903に記載の従来技術において、
高誘電率膜の下部電極としてタングステンを用いること
が示されている。 τ発明が解決しようとする課題】 上記の従来技術においては、半導体基体上の凹部を形成
した後、凹部の内表面を含むSi表面に選択的にタング
ステンを成長させた後、キャパシタ絶縁膜を形成し、タ
ングステンを下部電極としていた。 しかし1層間絶縁層を開口して下部基体と導通をとりな
がら、開口部上にキャパシタを形成する場合には、上記
の方法を適用することはできない。 CVDにより形成されたタングステンはカバレージが悪
く、アスペクト比の大きい導通孔においては導通孔内に
空洞ができてしまう。 本発明の目的は、第1図に概略断面構造を示すようなダ
イナミックメモリの代表的な構造である積層容量型メモ
リセルの様な素子構造において、極めて高容量のキャパ
シタを実現できる容量部の構造および製造方法を提供す
ることにある。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD 1 The present invention relates to highly integrated memory devices, and more particularly to the structure and manufacturing method of a high-capacity storage capacitor section. [Prior Art] In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-272903,
It has been shown that tungsten is used as the lower electrode of a high dielectric constant film. τProblem to be Solved by the Invention In the above conventional technology, after forming a recess on a semiconductor substrate, tungsten is selectively grown on the Si surface including the inner surface of the recess, and then a capacitor insulating film is formed. The lower electrode was made of tungsten. However, the above method cannot be applied when forming a capacitor on the opening while establishing conduction with the lower substrate by opening one interlayer insulating layer. Tungsten formed by CVD has poor coverage, and cavities are formed in the through holes with a large aspect ratio. An object of the present invention is to provide a capacitor structure that can realize an extremely high capacitor in an element structure such as a stacked capacitive memory cell, which is a typical dynamic memory structure as shown in the schematic cross-sectional structure of FIG. and to provide a manufacturing method.

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この目的を実現するため、本発明においては眉間絶縁層
を開口して半導体基板上の高濃度拡散領域との接続をと
るため、多結晶シリコン層を被着し、この多結晶シリコ
ン層を加工して都ヤパシタの下部電極構造を形成する。 この多結晶シリコン層の表面、もしくは全部をタングス
テンに置換する。このタングステン上に高誘電率の絶縁
膜を形成することで、極めて高容量のキャパシタを形成
することができる。
To achieve this purpose, in the present invention, a polycrystalline silicon layer is deposited and this polycrystalline silicon layer is processed in order to open the glabella insulating layer and connect it to the high concentration diffusion region on the semiconductor substrate. to form the lower electrode structure of the capacitor. The surface or the entirety of this polycrystalline silicon layer is replaced with tungsten. By forming an insulating film with a high dielectric constant on this tungsten, a capacitor with extremely high capacity can be formed.

【作用】[Effect]

多結晶シリコンをフッ化タングステンにより熱処理する
ことにより、下式に従って多結晶シリコンをタングステ
ンに置換できる。 3Si+2WF、    2W+3SiF4この結果、
少なくともキャパシタの下部電極はタングステンに置換
される。この場合、Si表面に薄いS i O,liを
形成しておくと、1μmのSiもWに置換される。この
後、WF、とS i H4とH,2,等の反応により、
SiがWに置換された隙間、あるいは上部にさらにWを
形成することができるので、キャパシタ絶縁膜を形成す
るW表面は十分に滑らかにすることができる。従って、
このタングステン上に例えば、高誘電率のTa205な
どを絶縁膜とするMIM型キャパシタを形成することが
でき、ダイナミックメモリ素子の著しい高性能化を実現
することができる。 [実施例] 以下、本発明の一実施例を説明する6 (実施例1) 第1図は本発明の一実施例の半導体装置断面構造を示し
ている。 P型シリコン(100)基板1上に素子分離用絶縁膜2
、厚さ15nmのゲート絶縁膜3.第1層多結晶シリコ
ンゲート4、ソース、トレイン領域となる高濃度拡散層
5.6、CVD5iO,膜からなる層間絶縁膜7を設け
る。その後、直径0゜6μmのコンタクト孔を介して高
濃度拡散層5に接するように反応性スパッタリングによ
り形成されたバリア金属であるTiN8とTiN8と積
層して形成された第2層多結晶シリコンをタングステン
に置換したタングステン層9と、層間絶縁膜11を形成
してコンタクト孔を介して第2層多結晶シリコンに接し
て形成された第3層多結晶シリコンをタングステンに置
換したタングステン層12を設ける。さらに、タングス
テン12の表面を覆う様に形成されたTa205膜13
とこのTa。 0.13上に形成されたプレート電極であるタングステ
ン14が形成されている。 本実施例の半導体装置の蓄積容量は、このタングステン
層12.14とTa2O,13によって形成される。 また、コンタクト孔を介して高濃度拡散層6に接続して
ビット線となるタングステンシリサイド層1oが形成さ
れている。タングステン電極14上に層間路a膜15を
形成し、加工した後、アルミニウム配線層16を形成し
て、パッシベーション@17を被着している。 第2図に示す様に、キャパシタへ印加される電源電圧が
3.3vで、1 / 2 V c c方式により絶縁膜
に印加される電圧が主1゜65Vの場合、リフレッシュ
不良に対して十分な信頼性を確保できるリーク電流レベ
ルが10.’A/cm”以下であるという条件で、下部
電極を多結晶シリコンからタングステンとすることによ
り容量値は40%以上増加させることができる。ここで
はプレート電位を任意に設定できると仮定して、耐圧は
キャパシタの両極性の耐圧の平均値として定義した。従
って、この平均値が1,65Vよりも大きいことが条件
となる。 第3図は本発明の半導体装置の製造方法について示す。 P型シリコン基板1上に素子分離用絶縁膜2゜ゲート絶
縁膜3.第1層多結晶シリコンゲート4、ソース、ドレ
イン領域となる高濃度拡散層5.6、層間絶縁膜7を設
けた後、コンタクト孔を介して高濃度拡散層5に接する
ように形成されたTiN8と積層して形成された第2層
多結晶シリコン18を形成し加工した後、層間絶縁膜1
1を形成する。 次に、高濃度拡散層6状にコンタクト孔を開口してビッ
ト線となるタングステンシリサイド10を形成し、加工
し、層間絶縁膜12を形成する。 次にコンタクト孔を介して第2層多結晶シリコン19に
接して形成された300nmの第3M多結晶シリコン2
0を形成する。 第1図は第3図に示す半導体基体を、WF、を用いたC
VD法により、前記多結晶シリコン19゜20をタング
ステン膜9.13に置換した状態を示している。 このWへの置換に用いたCVD条件はガス流量W F 
s / A r =20 / 2000 s e c 
m +全圧力0.5torr、温度350℃、30分で
あった。 この後、W膜の隙間、Wの上部表面にW[IKを被着、
形成するためにSiH4とH2を加えたW−CVDをさ
らに行った。この場合のCVD条件はWF、/SiH,
/H2=10/10/2000scCm、全圧力0.1
torr、デポジション温度は250℃、5分であった
。この後、LPGVD法によりTa、○、膜14を形成
した。ソースは粉末状のTaC1,をH2によって昇華
させて800℃の反応管内に供給し、同時にN、Oガス
を供給する。 この後、タングステンをTa、○、膜上にスパッタ法で
被着し、ドライエツチングにより加工し、プレート電極
15を形成した。さらに、タングステン15上に層間絶
縁膜16となるCVD−8io2膜を形成し、コンタク
トを加工し、次にアルミニウム配線層17を形成して、
パッシベーション膜18を形成した。 本実施例ではSiをタングステンに置換する例について
示したが、同様にモリブデン、チタニウム、タンタル、
ハフニウム、ジルコニウム、イットリビウム、ニオブに
置換することもできた。これらの金属上に形成されたキ
ャパシタも同様に極めて高容量であり、メモリセルの高
性能化に極めて効果があった。 (実施例2) 第4図は本発明の半導体装置の一例を断面構造を用いて
示している。 P型シリコン(100)基板1上に素子分離用絶縁膜2
、厚さ15nmのゲート絶縁膜3、第1層多結晶シリコ
ンゲート4、ソース、ドレイン領域となる高濃度拡散層
5.6、CVDSiO2膜からなる層間絶縁膜7を形成
する。その後、直径0.6μmのコンタクト孔を介して
高濃度拡散層5に接するように多結晶シリコン層21、
バリア金属であるTiN23を積層して形成する。該T
iN上に層間絶縁膜24を形成してコンタクト孔を介し
てTiN21に接して形成された第3層多結晶シリコン
をタングステンに置換したタングステン層25、タング
ステン25の表面を覆う様に形成されたTa2o5膜1
4とこのTa、0S14上に形成されたプレート電極で
あるタングステン15を形成している。 本実施例の半導体装置の蓄積容量はこのタングステン層
25.15とTa2O,14によって形成される。タン
グステン電極15上に層間絶縁膜16を形成し、加工し
た後、アルミニウム配線層17を形成して、パッシベー
ション膜18を被着している。 本構造でも第1の実施例に示したと同様の製造方法によ
り、タングステン電極ではさまれたTa2O、キャパシ
タが形成される。この場合には、第5図に示す構造を形
成した後、実施例1と同様な方法により第3層多結晶シ
リコン26をタングステンに置換する。このとき、バリ
ア絶縁膜23により置換反応は多結晶シリコン21まで
至らない。 従って、高濃度拡散層の周辺の接合特性が劣化すること
はない。 ・本実施例ではSiをタングステンに置換する例につい
て示したが、同様にモリブデン、チタニウム、タンタル
、ハフニウム、ジルコニウム、イットリビウム、ニオブ
に置換することもできた。これらの金属上に形成された
キャパシタも同様に極めて高容量であり、メモリセルの
高性能化に極めて効果があった。
By heat-treating polycrystalline silicon with tungsten fluoride, polycrystalline silicon can be replaced with tungsten according to the following formula. 3Si+2WF, 2W+3SiF4 As a result,
At least the lower electrode of the capacitor is replaced with tungsten. In this case, if a thin layer of SiO,li is formed on the Si surface, 1 μm of Si is also replaced with W. After this, by the reaction of WF, S i H4 and H,2, etc.,
Since W can be further formed in the gap where Si is replaced with W or above, the W surface on which the capacitor insulating film is formed can be made sufficiently smooth. Therefore,
An MIM type capacitor having an insulating film made of, for example, Ta205 having a high dielectric constant can be formed on this tungsten, and a significant improvement in the performance of the dynamic memory element can be realized. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below.6 (Embodiment 1) Fig. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Element isolation insulating film 2 on P-type silicon (100) substrate 1
, 15 nm thick gate insulating film 3. A first layer polycrystalline silicon gate 4, a high concentration diffusion layer 5.6 serving as a source and train region, and an interlayer insulating film 7 made of a CVD 5iO film are provided. Thereafter, a second layer of polycrystalline silicon, which was formed by stacking TiN8 and TiN8, which are barrier metals formed by reactive sputtering, was placed in contact with the highly concentrated diffusion layer 5 through a contact hole with a diameter of 0.6 μm. A tungsten layer 12 is provided in which tungsten is substituted for the third layer polycrystalline silicon formed by forming an interlayer insulating film 11 and in contact with the second layer polycrystalline silicon through a contact hole. Furthermore, a Ta205 film 13 is formed to cover the surface of the tungsten 12.
Toko Ta. Tungsten 14, which is a plate electrode formed on 0.13 mm, is formed. The storage capacitor of the semiconductor device of this embodiment is formed by the tungsten layers 12, 14 and Ta2O, 13. Further, a tungsten silicide layer 1o is formed which is connected to the high concentration diffusion layer 6 through a contact hole and becomes a bit line. After forming and processing an interlayer path a film 15 on the tungsten electrode 14, an aluminum wiring layer 16 is formed and passivation@17 is applied. As shown in Figure 2, when the power supply voltage applied to the capacitor is 3.3V and the voltage applied to the insulating film by the 1/2 Vcc method is mainly 1°65V, it is sufficient to prevent refresh failure. The leakage current level that ensures high reliability is 10. The capacitance value can be increased by more than 40% by changing the lower electrode from polycrystalline silicon to tungsten, provided that the voltage is below 'A/cm'.Here, assuming that the plate potential can be set arbitrarily, The breakdown voltage is defined as the average value of the breakdown voltages of both polarities of the capacitor. Therefore, the condition is that this average value is greater than 1.65 V. Figure 3 shows the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention. P type After forming an element isolation insulating film 2, a gate insulating film 3, a first layer polycrystalline silicon gate 4, a high concentration diffusion layer 5, which will become a source and drain region, and an interlayer insulating film 7 on a silicon substrate 1, contacts are formed. After forming and processing a second layer polycrystalline silicon 18 formed by laminating TiN 8 formed so as to be in contact with the high concentration diffusion layer 5 through the hole, an interlayer insulating film 1 is formed.
form 1. Next, a contact hole is opened in the shape of the high concentration diffusion layer 6 to form a tungsten silicide 10 which will become a bit line, and is processed to form an interlayer insulating film 12. Next, a 3M polycrystalline silicon 2 of 300 nm is formed in contact with the second layer polycrystalline silicon 19 through the contact hole.
form 0. FIG. 1 shows the semiconductor substrate shown in FIG.
This shows the state in which the polycrystalline silicon 19.degree. 20 is replaced with a tungsten film 9.13 by the VD method. The CVD conditions used for this replacement with W were the gas flow rate W F
s / A r =20 / 2000 s e c
m + total pressure of 0.5 torr, temperature of 350° C., and 30 minutes. After this, W [IK is applied to the gap between the W films and the upper surface of W.
W-CVD with SiH4 and H2 was further performed for formation. The CVD conditions in this case are WF, /SiH,
/H2=10/10/2000scCm, total pressure 0.1
torr, and the deposition temperature was 250° C. for 5 minutes. Thereafter, a Ta film 14 was formed using the LPGVD method. As a source, powdered TaCl is sublimed by H2 and supplied into a reaction tube at 800°C, and at the same time, N and O gases are supplied. Thereafter, tungsten was deposited on the Ta, O, film by sputtering and processed by dry etching to form the plate electrode 15. Furthermore, a CVD-8io2 film that will become an interlayer insulating film 16 is formed on the tungsten 15, contacts are processed, and then an aluminum wiring layer 17 is formed.
A passivation film 18 was formed. This example shows an example in which Si is replaced with tungsten, but similarly molybdenum, titanium, tantalum,
Substitution with hafnium, zirconium, yttribium, and niobium was also possible. Capacitors formed on these metals also had extremely high capacitance and were extremely effective in improving the performance of memory cells. (Example 2) FIG. 4 shows an example of a semiconductor device of the present invention using a cross-sectional structure. Element isolation insulating film 2 on P-type silicon (100) substrate 1
, a gate insulating film 3 with a thickness of 15 nm, a first layer polycrystalline silicon gate 4, a high concentration diffusion layer 5.6 which will become the source and drain regions, and an interlayer insulating film 7 made of a CVDSiO2 film are formed. Thereafter, a polycrystalline silicon layer 21 is placed in contact with the high concentration diffusion layer 5 through a contact hole having a diameter of 0.6 μm.
It is formed by stacking TiN23, which is a barrier metal. The T
An interlayer insulating film 24 is formed on iN, and a third layer formed in contact with TiN 21 through a contact hole is a tungsten layer 25 in which the polycrystalline silicon is replaced with tungsten, and a Ta2O5 layer is formed to cover the surface of the tungsten 25. Membrane 1
4 and this Ta, a tungsten 15 which is a plate electrode formed on the 0S 14 is formed. The storage capacitor of the semiconductor device of this embodiment is formed by this tungsten layer 25.15 and Ta2O, 14. After forming and processing an interlayer insulating film 16 on the tungsten electrode 15, an aluminum wiring layer 17 is formed and a passivation film 18 is deposited thereon. In this structure, a Ta2O capacitor sandwiched between tungsten electrodes is formed by the same manufacturing method as shown in the first embodiment. In this case, after forming the structure shown in FIG. 5, the third layer polycrystalline silicon 26 is replaced with tungsten using the same method as in Example 1. At this time, the substitution reaction does not reach the polycrystalline silicon 21 due to the barrier insulating film 23. Therefore, the bonding characteristics around the high concentration diffusion layer will not deteriorate. - Although this example shows an example in which Si is replaced with tungsten, it is also possible to similarly replace it with molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, yttribium, or niobium. Capacitors formed on these metals also had extremely high capacitance and were extremely effective in improving the performance of memory cells.

【発明の効果】【Effect of the invention】

本発明によれば、積層容量型のダイナミックメモリにお
いて従来のプロセスを大きく変更することなく1選択的
に蓄積電極の表面のみをタングステンに置換することが
できる。このため、高誘電率の酸化タンタルなどをキャ
パシタ絶縁膜とする高容量のキャパシタを形成できるの
で、メモリ素子の高集積化、高性能化に極めて効果があ
る。
According to the present invention, only the surface of the storage electrode can be selectively replaced with tungsten in a stacked capacitor type dynamic memory without significantly changing the conventional process. Therefore, it is possible to form a high-capacity capacitor using tantalum oxide or the like having a high dielectric constant as the capacitor insulating film, which is extremely effective in increasing the integration and performance of memory elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の積層容量型メモリセルの断
面構造模式図、第2図は実施例1において示した半導体
装置の積層容量の耐圧と容量の関係を示す特性図、第3
図は第1図に示す半導体装置の製造途中の断面構造模式
図、第4図は本発明の他の実施例の積層容量型メモリセ
ルの断面構造模式図、第5図は第1図に示す半導体装置
の製造工程の他の一例を示す断面構造模式図である。 符号の説明 1・・・P型Si基板、2・・・分離絶縁膜、3・・・
ゲート絶縁膜、4・・・第1層多結晶シリコンゲート、
5・・・高濃度拡散層、6・・・高濃度拡散層、7・・
・層間絶縁膜、8・・・TiN、9・・・タングステン
、10・・・ビット線、11・・・層間絶縁膜、12・
・・層間絶縁膜、13・・・タングステン、14・・・
Ta205.15・・・タングステン、16・・・層間
絶縁膜、17・・・アルミニウム、18・・・パッシベ
ーション膜、19・・・第2層多結晶シリコン、20・
・・第3層多結晶シリコン、21・・・第2層多結晶シ
リコン、22・・・層間絶縁膜。 23・・・TiN、24・・・層間絶縁膜、25・・・
タングステン 第2図 第5図 %1図 4J /θダ / 第3図 第4図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional structure diagram of a laminated capacitor type memory cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between breakdown voltage and capacitance of the laminated capacitor of the semiconductor device shown in Example 1, and FIG.
The figure shows a schematic cross-sectional structure of the semiconductor device shown in FIG. 1 during manufacture, FIG. 4 shows a schematic cross-sectional structure of a stacked capacitive memory cell according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows the structure shown in FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional structure diagram showing another example of the manufacturing process of a semiconductor device. Explanation of symbols 1... P-type Si substrate, 2... Isolation insulating film, 3...
Gate insulating film, 4... first layer polycrystalline silicon gate,
5...High concentration diffusion layer, 6...High concentration diffusion layer, 7...
-Interlayer insulating film, 8...TiN, 9...tungsten, 10...bit line, 11...interlayer insulating film, 12.
...Interlayer insulating film, 13...Tungsten, 14...
Ta205.15...Tungsten, 16...Interlayer insulating film, 17...Aluminum, 18...Passivation film, 19...Second layer polycrystalline silicon, 20...
...Third layer polycrystalline silicon, 21...Second layer polycrystalline silicon, 22...Interlayer insulating film. 23... TiN, 24... Interlayer insulating film, 25...
Tungsten Fig. 2 Fig. 5 % 1 Fig. 4 J /θda / Fig. 3 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1導電型の半導体基体表面に形成された第2導電
型の二つの領域でソースおよびドレイン領域を構成した
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの上記ソースまたは
ドレイン領域に接触し、かつ第1の絶縁膜を介して前記
トランジスタのゲートとなる第1導電物質上に少なくと
もその一部が重なるように第2の導電物質を堆積し、該
第2の導電物質を加工した後、該第2の導電物質の一部
もしくは全てを第3の導電物質に置換し、該第3の導電
物質上に第2の絶縁膜、第4の導電物質を順次堆積し、
前記第3の導電物質、第2の絶縁膜、第4の導電物質に
て記憶容量を構成している半導体装置において、該第3
の導電物質は少なくとも第2の絶縁膜が被着される界面
側がタングステン、モリブデン、チタニウム、タンタル
、ハフニウム、ジルコニウム、イットリビウム、ニオブ
もしくはこれらの元素のシリサイドのいずれかに置換さ
れていることを特徴とする半導体装置。 2、請求項第1項記載の半導体装置を製造する方法にお
いて、上記第2の導電物質としてシリコン層を基体全面
に被着する工程と、該シリコン層を加工して該記憶容量
の下部電極を形成する工程と、基板表面に露出したシリ
コン層をタングステン、モリブデン、チタニウム、タン
タル、ハフニウム、ジルコニウム、イットリビウム、ニ
オブなどのガス状弗化物あるいは窒素(N_2)やアル
ゴン(Ar)などの不活性ガスで希釈した該ガス状弗化
物との置換反応を用いた化学気相成長法により、該シリ
コン層の一部もしくは全てを選択的にタングステン、モ
リブデン、チタニウム、タンタル、ハフニウム、ジルコ
ニウム、イットリビウム、ニオブもしくはこれらの元素
のシリサイドに置換して該第3の導電物質を形成する工
程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 3.上記誘電体膜は少なくとも元素周期表の3a族、4
a族、5a族からなる元素の酸化物を含むことを特徴と
する請求項第1項記載の半導体装置。 4、上記第3の導電物質としてW、Mo、Pt、Auな
どの金属、もしくはW、Mo、Ti、Ta、Alなどの
窒化物、あるいはW、Mo、Ti、Ta、Co等のシリ
サイド、およびTiWなどの合金を用いたことを特徴と
する請求項第1項記載の半導体装置。 5、上記第2の導電物質と上記ソース、ドレイン領域の
界面にバリア膜を形成した後、該第2の導電物質の一部
、もしくはすべてをタングステン、モリブデン、チタニ
ウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、イットリ
ビウム、ニオブもしくはこれらの元素のシリサイドに置
換したことを特徴とする請求項第1項記載の半導体装置
。 6、上記第2の導電物質は該ソース、ドレイン領域上に
形成された第4の導電物質、バリア膜、第5の導電物質
の積層構造からなっていて、該第5の導電物質がタング
ステン、モリブデン、チタニウム、タンタル、ハフニウ
ム、ジルコニウム、イットリビウム、ニオブもしくはこ
れらの元素のシリサイドに置換したことを特徴とする請
求項第1項記載の半導体装置。 7、上記バリア絶縁膜は遷移金属(W、Mo、Ti、T
a等)、W、Mo、Ti、Ta、Alなどの窒化物、W
、Mo、Ti、Ta、Co等のシリサイド、TiWなど
の合金を用いたことを特徴とする請求項第5項もしくは
6項記載の半導体装置。 8、上記第2、第5の導電物質は単結晶シリコン、多結
晶シリコン、非晶質シリコン、および不純物を含む前記
シリコンであることを特徴とする請求項第1記載の半導
体装置。
[Claims] 1. Contacting the source or drain region of an insulated gate field effect transistor in which the source and drain regions are formed by two regions of a second conductivity type formed on the surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type. and depositing a second conductive material so as to at least partially overlap the first conductive material that will become the gate of the transistor via a first insulating film, and processing the second conductive material. , replacing part or all of the second conductive material with a third conductive material, and sequentially depositing a second insulating film and a fourth conductive material on the third conductive material,
In the semiconductor device in which a storage capacity is constituted by the third conductive material, the second insulating film, and the fourth conductive material, the third conductive material
The conductive material is characterized in that at least the interface side on which the second insulating film is deposited is substituted with tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, yttribium, niobium, or a silicide of these elements. semiconductor devices. 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, including the steps of depositing a silicon layer as the second conductive material over the entire surface of the substrate, and processing the silicon layer to form a lower electrode of the storage capacitor. The silicon layer exposed on the substrate surface is treated with a gaseous fluoride such as tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, yttribium, or niobium, or an inert gas such as nitrogen (N_2) or argon (Ar). Part or all of the silicon layer is selectively coated with tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, yttribium, niobium, or any of these by chemical vapor deposition using a substitution reaction with the diluted gaseous fluoride. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming the third conductive material by replacing an element with silicide. 3. The dielectric film is at least group 3a and group 4 of the periodic table of elements.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device contains an oxide of an element belonging to group a or group 5a. 4. The third conductive substance is a metal such as W, Mo, Pt, or Au, or a nitride such as W, Mo, Ti, Ta, or Al, or a silicide such as W, Mo, Ti, Ta, or Co, and 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an alloy such as TiW is used. 5. After forming a barrier film at the interface between the second conductive material and the source and drain regions, part or all of the second conductive material is replaced with tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, or yttribium. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is substituted with niobium, niobium, or a silicide of these elements. 6. The second conductive material has a laminated structure of a fourth conductive material formed on the source and drain regions, a barrier film, and a fifth conductive material, and the fifth conductive material is tungsten, 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is substituted with molybdenum, titanium, tantalum, hafnium, zirconium, yttribium, niobium, or a silicide of these elements. 7. The barrier insulating film is made of transition metals (W, Mo, Ti, T
a), W, Mo, Ti, Ta, Al and other nitrides, W
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein a silicide such as Mo, Ti, Ta, or Co, or an alloy such as TiW is used. 8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second and fifth conductive materials are monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the silicon containing impurities.
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