JPH04145623A

JPH04145623A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH04145623A
Application number: JP27003090A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Maeda; 和夫前田; Toku Tokumasu; 徳徳増; Hiroko Nishimoto; 西本　裕子
Original assignee: Semiconductor Process Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Process Laboratory Co Ltd
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-05-19

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕・産業上の利用分野・従来の技術・発明が解決しようとする課題・課題を解決するための手段・作用・実施例（第１図〜第６図） ■第１の実施例 ■第２の実施例 ■第３の実施例 ■第４の実施例発明の効果［産業上の利用分野］本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言
えば、酸化タンタル（丁ａｚＯｓ　）膜の形成方法を含
む半導体装置の製造方法に関する。

近年、Ｖ　Ｌ　Ｓ　Ｉ　（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　５ｃ
ａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　）　
、特にＤＲＡＭにおいては微細化及び高密度化のため、
各セル内に単位面積当たりの容量値の大きいキャパシタ
を形成する必要が有り、■キャパシタ絶縁膜の薄膜化 ■キャパシタの立体化 ■キャパシタ絶縁膜として高誘電率の薄膜の使用 ■■〜■の併用等の考えに基づいて、 ■平面キャパシタ ■三次元折れ曲がりキャパシタ ■スタックドキャパシタ ■二重トレンチキャパシタ ■ＳｉＯ□膜／Ｓｉ３Ｎ、膜からなる二重層、　５ｉ（
ｈ膜／５ｉｓＮａ膜／ＳｉＯ２膜からなる三重層など多
層のキャパシタ絶縁膜を有するキャパシタ ■特殊形状キャパシタ（ポリシリコン膜の形状工夫によ
る）等のキャパシタが具体化されている。今後、半導体装置
の更なる微細化及び高密度化のための１つの方法として
、上記の５ｔｓＬ膜（７程度の比誘電率を有する）より
一層高誘電率の薄膜、例えば酸化タンタル（Ｔａｘｅｓ
　）膜（４０〜５０の比誘電率を有する）を用いること
が注目されている。

〔従来の技術］従来、酸化タンタル（Ｔａｇ’ｓ　）　Ｍｌの作成方法
として、以下のような方法がある。即ち、（１）物理的
方法として、 ■真空蒸着 ■スパッタリング０反応性スパッタリングがあり、（２）化学的方法として、 ■金属タンタル膜の陽極酸化 ■金属タンタル膜の熱酸化 ■ＣＶＤ法（イ）温度約８００℃の条件でＴａ　（ＯＲ）　ｓを熱
分解して反応生成物を堆積する。但し、ＯＲはアルコキ
シル基を示す。

（ロ）温度約８００°Ｃの条件でＴａＣ１，を熱酸化し
て反応生成物を堆積する。

■プラズマＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅ＋＊ｔｃａｌ　Ｖａｐｏ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉ。

ｎ）法プラズマ化されたＴａＣｌ５−０１混合ガス中、温度約
４００℃の条件で反応生成物を堆積する。

■光ＣＶＤ法Ｔａ（ＯＲ）ｓ−０□混合ガスに紫外線を照射し、温度
約３００　’Ｃの条件で反応生成物を堆積する。

がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の物理的方法では、 ■膜厚の均一性を保持できない。又はステップカバレー
ジがよくない。

■被着されるべき粒子の物理的な堆積による膜形成のた
めパーティクルが発生し、これにより酸化タンタル膜に
ピンホールその他の欠陥が生し、従って、酸化タンタル
膜を介してのリークを流が大きい。

■イオン粒子による衝突のため下地基板にダメージを与
える。

という問題があり、また、化学的方法では、 ■反応生成物の堆積による膜形成のため下地基板又は下
地膜への密着性等がよくない。

■反応生成物の堆積による膜形成のためパーティクルが
発生し、これにより酸化タンタル膜にピンホールその他
の欠陥が生じ、従って、酸化タンタル膜を介してのリー
ク電流が大きい。

■形成温度が高いため、形成された酸化タンタル膜と下
地基板又は下地膜との間に熱歪みが生じ易い等熱的な安
定性に乏しい（熱酸化法、ＣＶＤ法）。

■形成温度が高いため、酸化タンタル膜が結晶化し、酸
化タンタル膜を介してのリーク電流が大きい（熱酸化法
、ＣＶＤ法）。

■イオン粒子による衝突のため下地基板にダメージを与
える（プラズマＣＶＤ法）。

■形成レートが遅いため量産性に不向きである（陽極酸
化法、光ＣＶＤ法）。

■膜質の安定性や均質性が保持できない（光ＣＶＤ法）
。

という問題がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、膜質の向上や下地基板又は下地膜との密着性の向上を
図り、かつ下地基板又は下地膜へのダメージの発生の防
止やパーティクルの発生の低減を図り、更に量産性を保
持することができる半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１に、タンタルのアルコキシ化合物（丁
ａ（ＯＲ）ｓ；ＯＲ：アルコキシル基）とオゾンとの混
合ガス中で被形成物を加熱することにより、被形成物上
に酸化タンタル（ＴａｚＯｓ　）膜を形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法によって達成され、第２に、第１の発明に記載のタンタルのアルコキシ化合
物がタンタルペンタメソキサイド（Ｔａ（ＯＣＨｚ）ｓ
　）　、タンタルペンタエトキサイド（Ｔａ　（ＯＣｚ
Ｈｓ）％）又はタンタルペンタプロポキサイド（Ｔａ　
（ＯＣＪｔ）　ｓ　）であることを特徴とする半導体装
置の製造方法によって達成され、第３に、第１の発明或いは第２の発明に記載の被形成物
の加熱温度を３００〜５００℃とすることを特徴とする
半導体装置の製造方法によって達成され、第４に、キャパシタ絶縁膜として或いは絶縁ゲート型電
界効果（ＭＩＳ）トランジスタのゲート絶縁膜として、
第１の発明、第２の発明或いは第３の発明のいずれかに
記載の方法により酸化タンタル（ＴａｚＯｓ　）膜を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法によって
達成され、第５に、請求項１．第１の発明、第２の発明
或いは第３の発明のいずれかに記載の方法を含む製造方
法により酸化タンタル（ＴａｚＯｓ　）膜とＳｉＯ□膜
とを重ねて２層以上の膜を形成することを特徴とする半
導体装置の製造方法によって達成され、第６に、キャパ
シタ絶縁膜として或いは絶縁ゲート型電界効果（ＭＩＳ
）トランジスタのゲート絶縁膜として第５の発明に記載
の方法により２層以上の膜を形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法によって達成される。

〔作用〕

本願の製造方法では、例えば減圧下又は常圧下、Ｔａの
アルコキシ化合物、例えばタンタルペンタメツキサイド
（Ｔａ（ＯＣＩ（ｘ）ｓ　）　、　タンタルペンタエト
キサイド（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５）又はタンタルペンタ
プロポキサイド（Ｔａ　（ＯＣＪ７）　ｓ　）とオゾン
との混合ガスをチャンバ内に導入し、ウェハ（被形成物
）を温度３００〜４００℃で加熱して混合ガスを反応さ
せた。

その結果、約１２Ｏ０〜２Ｏ００人／　ｍ　ｉ　ｎと大
きい成長レートで無定形の酸化タンタル膜をウェハ上に
成長することができた。

以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば
、低温で酸化タンタル膜が高速成長する。

これはオゾンが分解して生しる活性度の高い発生機の酸
素が関係しているためと考えられる。従って、形成され
た酸化タンタル膜とウェハとの間に熱歪みが住じるのを
抑制することができる。また、成長レートが大きいので
、優れた量産性を保持することができる。

更に、を機シラン（Ｔ　Ｅ　ＯＳ　）　　０３反応によ
る酸化膜の形成と同様に、表面反応により酸化タンタル
膜がウェハの表面に形成されるので、下地基板又は下地
膜との間の密着性を向上させ、かつパーティクルの発生
を防止することができる。

また、別の調査により、形成された酸化タンタル膜は次
のような特長を有することが確認できた。

即ち、 ■イオン粒子による衝突がないので、ウェハへのダメー
ジが生じない。

■有機シラン（ＴＥ０１）−０３反応による酸化膜の形
成と同様に、ウェハ上に形成された溝でのステップカバ
レージが良い。

■パーティクルの発生を防止することができ、かつ形成
された酸化タンタル膜中にはカーボン等の不純物を含ま
ないので、ウェハ上に形成された酸化タンタル膜にはピ
ンホールが少な（、また、低温成長なので、酸化タンタ
ル膜は無定形のまま保持される。従って、酸化タンタル
膜を介してのリーク電流が小さい。

更に、このような方法を含む半導体装置の製造方法によ
りＳｉＯ□膜とＴａｘｅｓ　ＩＩ！とを重ねて２層以上
の膜を形成すると、更に膜質の良い多層絶縁膜を得るこ
とができる。

特に、上記のＴａｘｅｓ膜や２層以上の膜を用いて、例
えばＤＲＡＭのキャパシタを作成すると、ＴａｚＯ５膜
を無定形のまま、かつ熱歪みの少ない状態で保持でき、
更にパーティクルの発生も低減できるので、Ｔａｘｅｓ
膜や２層以上の膜を介してのリーク電流を低減できる。

更に、イオン粒子の衝突によるウェハへのダメージの発
生を防止することができるので、リーク電流の少ない等
特性のよいＤＲＡＭを作成することができる。これによ
り、キャパシタの蓄積電荷を有効に利用できる。

また、短時間に、かつ容易にキャパシタ絶縁膜を形成す
ることができるので、量産性に優れている。更に、単位
面積当たりの容量を増やすことができるので、キャパシ
タの微細化、ひいてはＤＲＡＭの高密度化を図ることが
できる。

更に、上記のＴａ、Ｏ，膜や２層以上の膜を用いて、Ｍ
ＩＳトランジスタのゲート絶縁膜を形成すると、単位面
積当たりの容量を増やすことができるので、相互コンダ
クタンス（ｇｍ）を大きくできる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

■本発明の第１の実施例第５図は本発明の第１の実施例の酸化タンタル膜の形成
方法を説明するための常圧ＣＶＤ装置の構成図である。

同図において、符号ｌは酸化タンタル膜の成長を行うチ
ャンバ、２はチャンバｌ内に反応ガスを導入するための
ガス導入口、３はガス導入口２と接続され、ウェハ載置
台の上部に設けられたガスシャワー、４はヒータになっ
ているウェハ載置台、５は被形成物としてのウェハ（被
形成物）、６は反応ガスの排出口である。７はペンタエ
トキシタンタル又はタンタルペンタエトキサイド（Ｔａ
　（ＯＣｚＨｓ）ｓ）液体の入れられた容器、８は容器
７を一定の温度に加熱するためのサーモスタット付ヒー
タ、９は酸素（０□）ガスをオゾン（０，）に変換する
オゾン発生器である。

また、１０ａは反応ガスをチャンバ１に導くためのガス
配管、１０ｂはキャリアガスとしての窒素ガスをガス配
管１０ａに導くためのガス配管、ｌＯｃは酸素ガスをオ
ゾン発生器９に送り、オゾン発生器９から出てくるオゾ
ン（Ｏｌ）をガス配管１０ａに導くガス配管、１０ｅは
窒素ガスを容器７に送るガス配管、１０ｄは容器７から
出てくるＴａ　（ＯＣｚＨｓ）　ｓを含む窒素ガスをガ
ス配管１０ａに導くガス配管である。

更に、ｌｌａはガス配管１０ｂに設けられたガスの通流
／停止を調整するバルブ、ｌｌｂ、　ＩＩＣはオゾン発
生器９の＠後に設けられたバルブ、ＩＩ（Ｉはガス配管
１０ｄに設けられたバルブ、ｌｉｅはガス配管１０ｅに
設けられたバルブ、１２ａ−１２ｃはそれぞれガス配管
１０　ｂ　、　１０　ｃ　、　１０　ｅ中を流れる窒素
ガスや酸素カスの流量を調整するマスフローコントロー
ラである。

次に、このような常圧ＣＶＤ装置により本発明の第１の
実施例のＳｉ基板上に酸化タンタル膜を形成する方法に
ついて第１図（ａ）、（ｂ）、第５図を参照しながら説
明する。

まず、第５図に示す常圧ＣＶＤ装置のウェハ載置台４上
に第１図（ａ）に示すＳｉ基板（ウェハ：被形成物）５
を載置する。いま、ウェハ載置台４の内部に設けられた
ヒータにより、ウェハ載置台４が温度的３５０°Ｃに加
熱されている。

続いて、温度的６０°Ｃに加熱されたペンタエトキシタ
ンタル又はタンタルペンタエトキサイド（Ｔａ（ＯＣｚ
Ｈｓ）ｓ）溶液に流量４ＳＬＭの窒素（Ｎ２）ガスを通
して、Ｔａ　（ＯＣＪｓ）　ｓを含ませ、ガス配管１０
ａに送るとともに、流量約３ＳＬＭの酸素（０□）ガス
をオゾン発生器９に送り、このうち約５％をオゾン（０
，）に変換してガス配管１０ａに送る。

更に、流量約１１０５Ｌの窒素（Ｎ２）ガスからなるキ
ャリアガスをガス配管１０ａに送り、これらのガスをチ
ャンバ１のガス導入口２よりガスシャワー３に導く、そ
の結果、Ｔａ（ＯＣＪｓ）ｓ／　Ｃｈ混合ガスがＮ２キ
ャリアガスとともにガスシャワー３からウェハ５上に降
り注ぐ、　Ｔａ（ＯＣｚＨｓ）ｓ／　Ｏｓ混合ガスは温
度上昇しているウェハ５の表面で互いに反応し、無定形
のＴａ２Ｏ５膜１５が形成される（第１図（ｂ））、こ
のとき、低温にもかかわらず成長レートはかなり速く約
１２Ｏ０人／ｌａ　ｉ　ｎとなっている。これはオゾン
が分解して生じる活性度の高い発生期の酸素が関係して
いるためと考えられる。従って、この状態を数十秒保持
すると、例えばキャパシタ絶縁膜の膜厚として必要な膜
厚約６００人の無定形のＴａ２Ｏ５　Ｍ　１５がウェハ
５上に形成される。

このようにして形成されたＴａｚ０５膜１５の組成その
他を赤外吸収スペクトル法により調べたが、組成はＴａ
ｚＯｓ膜として既に報告されているものと一致した。ま
た、Ｔａ２Ｏ５膜１５中には水分やＯＨ基、或いはカー
ボン等が検出されず、膜質の良いものが得られた。

以上のように、本発明の第１の実施例のＴａｇ’ｓ膜の
作成方法によれば、低温でＴａ、０５膜１５が高速成長
するので、形成されたＴむ０．膜１５とウェハ５との間
に熱歪みが生じるのを抑制することができる。また、成
長レートが大きいので、量産性を保持することができる
。

更に、有機シラン（ＴＥ０１）−０３反応による酸化膜
の形成と同様に、Ｔａ２Ｏ５膜１５が表面反応によりウ
ェハ５の表面に形成されるので、ウェハとの間の密着性
を向上させ、かつパーティクルの発生を防止することが
できる。

また、上記のようにパーティクルの発生を防止すること
ができ、かつウェハ５上に形成されたＴａ２Ｏ、膜１５
の膜質が良いので、Ｔａ２Ｏ５膜１５にはピンホールが
少なく、また、低温成長なので、Ｔａｔｏｓ　Ｗ　Ｌ　
５は無定形のまま保持される。これにより、丁ａ□０５
１１５を介してのリーク電流が小さい。

更に、イオン粒子による衝突がないので、ウェハ５への
ダメージが生じない。

なお、第１の実施例では、タンタルのアルコキサイドと
してタンクルペンタエトキサイド（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）
５）を用いているが、他のタンタルのアルコキサイド、
即ちタンタルペンタメソキサイド（Ｔａ（ＯＣＬ）ｓ　
）　、タンタルペンタプロポキサイド（Ｔａ（ＯＣ３Ｈ
７）５）を用いることができる。

なお、第１の実施例では、常圧下でＴａｇ’ｓ膜１５の
形成を行っているが、減圧下でも可能である。

■本発明の第２の実施例次に、酸化タンタル膜をＳｉＯ□膜により挟んだ＝重層
絶縁膜を形成する方法について第２図（ａ）。

（ｂ）、第６図を参照しながら説明する。

第６図は、第２の実施例に用いられる常圧Ｃ■Ｄ装置の
構成図で、第５図と異なるところは有機シラン（ＴＥ０
１）溶液を入れた容器１３がガス配管１０ａに更に接続
されていることである。

第６図において、図中符号１３は有機シラン（ＴＥ０１
）？８液を入れた容器、１４は有機シラン（ＴＥ０１）
溶液を一定の温度に加熱するサーモスタット付のヒータ
、ｌｏｇは窒素ガスを有機シラン（ＴＥ０１）溶液を入
れた容器１２に導くガス配管、１０ｆは容器１３から出
てくる有機シラン（ＴＥ０１）を含む窒素ガスをガス配
管ＩＱａに導くためのガス配管、１１ｆ、ｌ１ｇはそれ
ぞれガス配管１０ｆ、Ｌｏｇに設けられたバルブ、１２
ｄはガス配管１０ｇに設けられた、窒素ガス流量を調節
するマスフローコントローラである。なお、図中他の符
号は第１図と同じ符号で示すものは第１図と同じものを
示している。

まず、このようなＣＶＤ装置のウェハ載置台４上に載置
し、ウェハ載置台４の内部に設けられたヒータにより、
ウェハ（被形成物）５を温度約４００℃に加熱する。

次に、バルブｌ１ｇを開けて窒素ガスをヒータ１４によ
り温度６５°Ｃに加熱された有機シラン（ＴＥ０１）　
溶液内に送り、バブリングする。そして、容器１３から
でてくる反応ガスとしてのを機シラン（Ｔ　Ｅ　ＯＳ　
）を含む窒素ガスをガス配管１０ａに送るとともに、オ
シん発生器９により形成されたＯ、ガスをガス配管１０
ａに送って混合し、この混合ガスをガス配管１０ａによ
りチャンバ１内に導くと、ガスシャワー３から混合ガス
がウェハ５上に降下する。これにより、良く知られたＴ
Ｅ０１−０、反応がウェハ５上で起こり、うエバ５上に
５ｉＯｔ膜１６が形成される（第２図（ｂ））。

次に、バルブｌｌｆ、ｌ１ｇを閉めるとともにバルブｌ
ｉｄ、ｌｉｅを開け、ウェハ５の温度を下げ、約３５０
°Ｃになるように加熱するや続いて、第１の実施例と同
様にしてＴａ（ＯＣＪｓ）　ｓを含む窒素ガスと０１ガ
スとを混合し、この混合ガスをガス配管１０ａ−ガスシ
ヤワー３を通過させてウェハ５上に導くと、混合ガスは
５ｊ（ｈ膜１６の表面で互いに反応し、約１２Ｏ０人／
−４ｎの成長レートで無定形のＴａｚＯｓ膜１７が形成
され始める。そして、この状態を数十秒保持すると、膜
厚約６００人の無定形のＴａＪｓ膜１７が５ｊＯｚｔｌ
＃　１６上に形成される（同図（ｂ））。

次いで、バルブ１１ｄ、１１ｅを閉めるとともに、再び
、バルブｌｌｆ、Ｉ１ｇを開けてウェハ５を温度約４０
０℃に加熱する。続いて、有機シラン１０゜混合ガスを
ガス配管１０ａ−ガスシャワー３を通過させてチャンバ
１内のウェハ５上に導き、Ｔａｘｅｓ膜１７上で反応を
起こさせてＴａｘｅｓ膜１７上にＳｉＯ□膜１８膜形８
すると、５ｔｏ２膜１６／Ｔａｘｅｓ膜１７／ＳｉＯオ
膜１８からなる三重層絶縁膜２６が作成される（同図（
Ｃ））ゆ以上のように、第２の実施例の製造方法によれば、Ｓｉ
ｎｇ膜１６　／　ＴａｚＯｓ　Ｈ１７／　５ｉＯｔ膜１
８からなる一層膜質の良い三重層絶縁膜２６を反応ガス
の切替えにより容易に作成することができる。

ナオ、第２の実施例では、Ｓｉｎｇ膜１６　／ＴａＺＯ
５膜１７　／　５ｉＯｚｌｌｉ　１８の形成を常圧下で
行っているが、減圧下でも可能である。

また、三重層絶縁膜を形成しているが、５ｉＯｚ膜とＴ
ａ、Ｏ＠膜とからなる二重層絶縁膜その他多層絶縁膜の
形成が可能である。

更に、 ■本発明の半導体装置への適用例（イ）第３の実施例第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例の製造方
法をＤＲＡＭのキャパシタの製造方法に適用した第３の
実施例について説明する断面回である。

同図（ａ）において、符号５は直径約６インチのＳｉ基
板（ウェハ）　、２Ｏａ　、　２Ｏｂはゲート絶縁膜、
２１ａ、２１ｂはゲート絶縁膜２Ｏａ、２Ｏｂ上のゲー
ト電極（ワード線）、２２ａ〜２２ｃはゲート電極２１
ａ。

２１ｂの両側のＳｉ基板１９に形成されたＳ　／　Ｄ　
ｆＪ域層、２３ａ、２３ｂはゲート電極２１ａ、２１ｂ
を被覆する絶縁膜、２４はＳ／Ｄ頭域層２２ｂと接続す
るビット線、２５はビット線２４を被覆するＳｉＯ□膜
からなる絶縁膜、２６ａ、２６ｂはそれぞれＳ　／　Ｄ
　ＳＪＩ域層２２ａ、２２ｃと接続されたポリシリコン
膜からなるストレージノードである。

まず、上記のＳｉ基板（ウェハ）５を、第５図に示す常
圧ＣＶＤ装置のウェハ載置台４上に載置し、ウェハ載置
台４の内部に設けられたヒータにより、ウェハ５を温度
約３５０°Ｃに加熱する。

続いて、第１の実施例の場合と同様にしてＴａ　（ＯＣ
Ｊｓ）ｓ１０ｓ１０ガスをウェハ５上に導くと、混合ガ
スはポリシリコン）１９２６　ａ　、　２６　ｂの表面
で互いに反応し、約１２Ｏ０人／　ＩＩ　ｊ　ｎの成長
レートで無定形のＴａｚＯｓ　１１１２７が形成され始
める。そして、この状態を数十秒保持すると、キャパシ
タ絶縁膜の膜厚として必要な膜厚約６００人の無定形の
Ｔａ、０５膜２７がポリシリコン膜２６ａ、２６ｂの表
面に形成される。これにより、第３図（ｂ）に示すよう
に、ストレージノード２６ａ、２６ｂを被覆してキャパ
シタ絶縁膜２７が形成される。このＴａｚＯｓ膜２７は
膜上７知られた有機シラン（ＴＥ０１）−０，反応によ
り形成される酸化膜と同様に、凹凸の段差部でのステッ
プカバレージが良い。

次いで、ポリシリコン膜からなるセルプレート２８を形
成する。その後、ＰＳＧ膜からなるカバー絶縁膜２９を
形成するとＤＲＡＭが完成する（第３図（ｃ））。

このようにして形成されたＤＲＡＭによれば、キャパシ
タ絶縁膜としてのＴａ、Ｏ，膜２７の比誘電率は４０〜
５０と５ｉｘＮａ膜の７倍程度大きいので、キャパシタ
の単位面積当たりの容量は大きい、従って、キャパシタ
の微細化、ひいてはＤＲＡＭの高密度化を図ることがで
きる。

以上のように、本発明の第３の実施例のＤＲＡＭのキャ
パシタへの適用例によれば、Ｔａ＊Ｏｓ膜２７を無定形
のまま、かつ熱歪みの少ない状態で保持でき、更にパー
ティクルの発生も低減できるので、Ｔａｘｅｓ膜２７を
介してのリーク電流を低減できる。更に、イオン粒子の
衝突によるＳｉ基板５へのダメージの発生を防止するこ
とができるので、リーク電流の少ない等特性のよいＤＲ
ＡＭを作成することができる。これにより、キーヤパシ
タの蓄積電荷を有効に利用できる。

また、短時間に、かつ容易にキャパシタ絶縁膜２７を形
成することができるので、量産性に優れている。

なお、上記の第３の実施例では、本発明の方法をＤＲＡ
Ｍのキャパシタの作成する場合に適用しているが、ＭＩ
Ｓトランジスタのゲート絶縁膜を形成する場合にも適用
することができる。これにより、上記の作用効果の他に
、単位面積当たりの容量を増やすことができるので、相
互コンダクタンス（ｇｍ）を大きくできる。

（ロ）第４の実施例第４図（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例の製造方
法をＤＲＡＭのキャパシタの製造方法に適用した第４の
実施例について説明する断面図である。

まず、同図（ａ）に示すような、第３図（ａ）に示す第
３の実施例と同じＳｉ基板（ウェハ）５を、第６図に示
す常圧ＣＶＤ装置のウェハ載置台４上に載置し、ウェハ
載置台４の内部に設けられたヒータにより、ウェハ５を
温度約４００″Ｃに加熱する。

次に、反応ガスとしての有機シラン（ＴＥ０１）１０コ
混合ガスをチャンバ１内のウェハ５上に導き、よく知ら
れたＴＥ０１−０．反応によりウェハ５上にＳｉＯ□ｌ
！３０を形成する（同図（ｂ））。

次に、ウェハ５の温度を下げ、約３５０°Ｃになるよう
に加熱するとともに、Ｔａ（ＯＣＪｓ）ｓ／○、混合ガ
スに切り換え、第１の実施例と同様にして混合ガスをウ
ェハ５上に導くと、混合ガスはＳｉＯ□膜３０の表面で
互いに反応し、約１２Ｏ０人／■ｉｎの成長レートで無
定形のＴａ、Ｏ，膜３１が形成され始める。

そして、この状態を数十秒保持すると、膜厚約６゜０人
の無定形＋７）Ｔａｚ０５膜３１が５ｉ（ｈ［３０上に
形成される（同図（ｂ））。

次いで、再び、ウェハ５の温度を約４００℃になるよう
に加熱するとともに、有機シラン／　０３混合ガスに切
り換えてチャンバｌ内のウェハ５上に導き、ＴａｚＯｓ
膜３１上にＳｉｎｇ膜３２膜形２すると、ストレージノ
ード２６ａ、２６ｂを被覆してキャパシタ絶縁膜として
の三重層絶縁ｗ１．３３が形成される（同図（ｂ））。

次いで、ポリシリコン膜からなるセルプレート３４を形
成する。その後、ＰＳＧ膜からなるカバー絶縁膜２９を
形成するとＤＲＡＭが完成する（同図（ｃ））。

このようにして形成されたＤＲＡＭのキャパシタによれ
ば、キャパシタ絶縁膜として第３の実施例のＴａｘｅｓ
　Ｈのみの場合と比較して一層膜質の良い三重層絶縁膜
３３を反応ガスの切替えにより容易に形成することがで
きる。

なお、上記の第４の実施例では、本発明の方法をＤＲＡ
Ｍのキャパシタの作成する場合に適用しているが、Ｍｉ
ｓトランジスタのゲート絶縁膜を形成する場合にも適用
することができる。

〔発明の効果］以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば
、Ｔａｇ’ｓ膜を無定形のまま、かつ熱歪みの少ない状
態で保持でき、更にパーティクルの発生も低減できるの
で、Ｔａ２Ｏ５膜を介してのリーク電流を低減できる。

また、イオン粒子の衝突によるＳｔ基板へのダメージの
発生を防止することができる。

従って、この製造方法をＤＲＡＭのキャパシタの製造方
法に適用した場合、キャパシタ及びトランジスタ共にリ
ーク電流の少ない等特性のよいＤＲＡＭを作成すること
ができる。これにより、キャパシタの蓄積電荷を有効に
利用できる等の利点がある。また、ＭＩＳトランジスタ
のゲート絶縁膜の製造方法に適用した場合、単位面積当
たりの容量を増やすことができるので、ＭＩＳトランジ
スタのｇｍを大きくすることができる。

更に、短時間に、かつ容易にキャパシタ絶縁膜やゲート
絶縁膜を形成することができるので、優れた量産性を保
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例のＴａｘｅｓ膜の形成
方法について説明する断面図、第２図は、本発明の第２の実施例の、三重層絶縁膜の形
成方法ついて説明する断面図、第３図は、本発明の第３の実施例のＤＲＡＭのキャパシ
タの形成方法について説明する断面図、第４図は、本発
明の第４の実施例のＤＲＡＭのキャパシタの形成方法に
ついて説明する断面図、第５図は、本発明の実施例のＴ
ａｚＯｓ膜の作成に用いる常圧ＣＶＤ装置について説明
する構成図、第６図は、本発明の実施例の三重層絶縁膜
の作成に用いる常圧ＣＶＤ装置について説明する構成図
である。第７図は、本発明の実施例の三重層絶縁膜の作成に用い
る他の常圧ＣＶＤ装置について説明する構成図である。〔符号の説明〕１・・・チャンバ、２・・・ガス導入口、３・・・ガスシャワー４・・・ウェハ載置台（ヒータ）、５・・・ウェハ（被形成物）、６・・・ガス排出口、７．１３・・・容器、８．１４・・・ヒータ、９・・・オゾン発生器、１０ａ〜１０ｇ・・・ガス配管、１１ａ〜ｌ１ｇ・・・バルブ、１２ａ〜１２ｄ・・・マスフローコントローラ、１５、
　１７．３１・・４ａｚＯｓ膜、１６、　１　Ｂ、　　
３０．　３２・−・ｓｉｏ、１ｌｌｊ、２Ｏａ、２Ｏｂ
−・・ゲート絶縁膜、２１ａ、２１ｂ−、・ゲー）ｔ８ｉ　（’７−　Ｆｉｌ
り、２２　ａ　〜２２　ｃ　・＝　Ｓ　／　Ｄ　ｔＪＩ
域層、２３ａ、　２３ｂ、　　２５−・・絶縁膜、２４
・・・ビット線、２６ａ、２６ｂ・・・ストレージノート、２７・・・Ｔ
ａ２Ｏ５膜（キャパシタ絶縁膜）、２８．３４・・・セ
ルプレート、２９゜３５・・・カバー絶縁膜、３３・・・三重層絶縁Ｉｌ！（キャパシタ絶縁膜）。形成方法について説明する断面図第図３６：三重層絶縁膜本発明の第２の実施例の三重層絶縁膜の形成方法につい
て説明する断面図形成方法について説明する断面図ＪＩｌｒ　　　ウ　　蒔オ手続補正書（自発）平成２年１１月ニア日２゜３゜発明の名称半導体装置の製造方法補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住所　　東京都港区港南２−１３−２９名称　　株式会
社　半導体プロセス研究所代表者前田和夫４、代理人住所　　東京都中央区日本橋人形町３丁目４番７号６、
補正の内容明細書第２１頁第１０行目〜第１１行目の、「　更に、 ■本発明の半導体装置への適用例」を、「　更に、第７
図に示すような常圧ＣＶＤ装置を用いてタンタル膜を形
成した後、ＵＶランプ（紫外線ランプ）３５を用いて紫
外線を照射することにより、短波長の高二Ｘルギーの紫
外線の作用で、該タンタル膜中のＯＨ４や水分（Ｈ，Ｏ
）等を除去して緻宙な膜を作成することができる。なお
、３６はＵＶランプ３５を反応ガスから隔離するための
石英ウィンドウである。 ■本発明の半導体装置への通用例」に補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タンタルのアルコキシ化合物（Ｔａ（ＯＲ）＿５
；ＯＲ：アルコキシル基）とオゾンとの混合ガス中で被
形成物を加熱することにより、被形成物上に酸化タンタ
ル（Ｔａ＿２Ｏ＿５）膜を形成することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
（２）請求項１記載のタンタルのアルコキシ化合物がタ
ンタルペンタメソキサイド（Ｔａ（ＯＣＨ＿３）＿５）
、タンタルペンタエトキサイド（Ｔａ（ＯＣ＿２Ｈ＿５
）＿５）又はタンタルペンタプロポキサイド（Ｔａ（Ｏ
Ｃ＿３Ｈ＿７）＿５）であることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
（３）請求項１或いは請求項２記載の被形成物の加熱温
度を３００〜５００℃とすることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
（４）キャパシタ絶縁膜として或いは絶縁ゲート型電界
効果（ＭＩＳ）トランジスタのゲート絶縁膜として、請
求項１、請求項２或いは請求項３のいずれかに記載の方
法により酸化タンタル（Ｔａ＿２Ｏ＿５）膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（５）請求項１、請求項２或いは請求項３のいずれかに
記載の方法を含む製造方法により酸化タンタル（Ｔａ＿
２Ｏ＿５）膜とＳｉＯ＿２膜とを重ねて２層以上の膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（６）キャパシタ絶縁膜として或いは絶縁ゲート型電界
効果（ＭＩＳ）トランジスタのゲート絶縁膜として請求
項５記載の方法により２層以上の膜を形成することを特
徴とする半導体装置の製造方法。