JPH046833A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH046833A JPH046833A JP2107354A JP10735490A JPH046833A JP H046833 A JPH046833 A JP H046833A JP 2107354 A JP2107354 A JP 2107354A JP 10735490 A JP10735490 A JP 10735490A JP H046833 A JPH046833 A JP H046833A
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Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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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）
この発明は、ＤＲＡＭのようにキャパシタを有する半導
体素子の製造方法に係り、特にキャパシタの絶縁膜（誘
電体膜）の製造方法に関するものである。
体素子の製造方法に係り、特にキャパシタの絶縁膜（誘
電体膜）の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
キャパシタを有する半導体素子において、キャパシタの
絶縁膜としては現在、ＬＰＣＶＤ法により形成されたｓ
ｉ、１１．膜が主に使用されているが、文献「応用物理
Ｖｏｌ ５８． Ｎａ １１１９８９ Ｐ１６２２〜Ｐ
１６２８ Ｊに示されるようにタンタル酸化膜（Ｔａ２
Ｏ５膜）のキャパシタ絶縁膜への適用が広く検討されて
いる。
絶縁膜としては現在、ＬＰＣＶＤ法により形成されたｓ
ｉ、１１．膜が主に使用されているが、文献「応用物理
Ｖｏｌ ５８． Ｎａ １１１９８９ Ｐ１６２２〜Ｐ
１６２８ Ｊに示されるようにタンタル酸化膜（Ｔａ２
Ｏ５膜）のキャパシタ絶縁膜への適用が広く検討されて
いる。
その場合、Ｔａ、Ｏ，膜は前記文献のＰ １６２３ ｒ
３゜Ｔａ２０５膜の生成」に示されるように反応性ス
バ。
３゜Ｔａ２０５膜の生成」に示されるように反応性ス
バ。
り法、熱酸化法、ＣＶＤ法により形成できる。反応性ス
パッタ法では、アルゴンと酸素の混合ガス中で高周波プ
ラズマを発生させ、ＴａのターゲットをスパツクしてＴ
ａ、Ｏｓ膜を形成する。熱酸化法では、通常、金属Ｔａ
をスパッタ法などによって３１基板上に形成した後、酸
素を含む雰囲気中で加熱することによってＴａｇ’ｓ膜
を形成する。ＣＶＤ法では、タンクルペントエトキシ（
Ｔａｘ（ＯＣｚｔｌｓ）ｓ）などの有機物を酸化性雰囲
気中で加熱することにより４００〜５００℃でＴａｇ’
ｓ膜形成が可能である。
パッタ法では、アルゴンと酸素の混合ガス中で高周波プ
ラズマを発生させ、ＴａのターゲットをスパツクしてＴ
ａ、Ｏｓ膜を形成する。熱酸化法では、通常、金属Ｔａ
をスパッタ法などによって３１基板上に形成した後、酸
素を含む雰囲気中で加熱することによってＴａｇ’ｓ膜
を形成する。ＣＶＤ法では、タンクルペントエトキシ（
Ｔａｘ（ＯＣｚｔｌｓ）ｓ）などの有機物を酸化性雰囲
気中で加熱することにより４００〜５００℃でＴａｇ’
ｓ膜形成が可能である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来技術によるＴａ２０５膜では、
前記文献のＰ １６２５ ｒ４．４熱的安定性」に開示
されるように、約６５０℃程度の熱処理により結晶化を
おこし、そのためＴａ、０５膜の結晶粒界にピンホール
が発生し、実用化が困難であった。
前記文献のＰ １６２５ ｒ４．４熱的安定性」に開示
されるように、約６５０℃程度の熱処理により結晶化を
おこし、そのためＴａ、０５膜の結晶粒界にピンホール
が発生し、実用化が困難であった。
この発明は、以上述べた熱処理によりピンホールが発生
するという従来のＴａ、Ｏ，膜の欠点を除去し、高温熱
処理を行っても再結晶化によるピンホールの発生の少な
い良質なＴａ２Ｏ５ ［をキャパシタ絶縁膜として形成
できる半導体素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
するという従来のＴａ、Ｏ，膜の欠点を除去し、高温熱
処理を行っても再結晶化によるピンホールの発生の少な
い良質なＴａ２Ｏ５ ［をキャパシタ絶縁膜として形成
できる半導体素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段）
この発明は半導体素子の製造方法、特にキャパシタの製
造方法において、キャパシタ絶縁膜であるＴａ１０５膜
の形成時、微量の５ｉＯ１をＴａ１ｌｓ １１Ｋに混入
させるようにしたものである。
造方法において、キャパシタ絶縁膜であるＴａ１０５膜
の形成時、微量の５ｉＯ１をＴａ１ｌｓ １１Ｋに混入
させるようにしたものである。
（作 用）
ＴａｚＪ膜にＳｉＱ□を含有させると、Ｔａ２０５膜の
結晶化温度が上昇し、したがって、その後、高温熱処理
があってもＴａ、Ｏ＠膜の再結晶化が起らずピンホール
が発生せず、第２図に示すようにＴａ２Ｏ５ ｌ！Ｊ（
キャパシタ絶縁膜）の耐圧劣化はおこりにくくなる。
結晶化温度が上昇し、したがって、その後、高温熱処理
があってもＴａ、Ｏ＠膜の再結晶化が起らずピンホール
が発生せず、第２図に示すようにＴａ２Ｏ５ ｌ！Ｊ（
キャパシタ絶縁膜）の耐圧劣化はおこりにくくなる。
Ｔａ２Ｏ５ ＩＩＩに対するＳｉｎｇの含有量（Ｓｉｎ
ｇ／ Ｔａ２Ｏ５）は０．１％〜１０％程度とする。
ｇ／ Ｔａ２Ｏ５）は０．１％〜１０％程度とする。
（実施例）
Ｔａ２Ｏ５ Ｈの成膜方法としては、主にスパッタ法と
ＣＶＤ法とがある。第１図のこの発明の一実施例として
は、スパッタ法の場合について述べる。
ＣＶＤ法とがある。第１図のこの発明の一実施例として
は、スパッタ法の場合について述べる。
まず第１図（ａｌに示すように、シリコン基板ｌｌ上に
下地絶縁膜としてシリコン酸化膜１２を形成し、その上
にキャパシタの下部電極となるポリシリコン膜１３を選
択的に形成する。
下地絶縁膜としてシリコン酸化膜１２を形成し、その上
にキャパシタの下部電極となるポリシリコン膜１３を選
択的に形成する。
次に、ポリシリコン膜１３上を含む全面にキャパシタ絶
縁膜として第１図（ｂ）に示すようにＴａ２Ｏ５膜１４
を２０〜１００人程度の厚中間形成する。
縁膜として第１図（ｂ）に示すようにＴａ２Ｏ５膜１４
を２０〜１００人程度の厚中間形成する。
このＴａ２Ｏ５膜１４は、具体的には、Ｔａターゲット
を用いて、反応チャンバー内に酸素を５％から４０Ｋ程
度含有したＡｒを流し、チャンバー内圧力を数ｍから数
十ｍ Ｔｏｒｒとして、反応性スパッタを行うことによ
り形成される。その時、ここでは、Ｓｉターゲットを用
いて同時にコスパフタを行うことにより、Ｔａｚ０５膜
１４中にＳｉＯ□を含有させる。
を用いて、反応チャンバー内に酸素を５％から４０Ｋ程
度含有したＡｒを流し、チャンバー内圧力を数ｍから数
十ｍ Ｔｏｒｒとして、反応性スパッタを行うことによ
り形成される。その時、ここでは、Ｓｉターゲットを用
いて同時にコスパフタを行うことにより、Ｔａｚ０５膜
１４中にＳｉＯ□を含有させる。
ＳｉＯ□／τａ□０．は０．１％から１０Ｋ程度とする
。そして、このようにしてＴａ２Ｏ５膜１４中にＳｉＪ
を含有させることにより、Ｔａｚ０５膜１４の膜島４温
度は上昇し、したがって、その後、高温熱処理があって
もＴａｘｅ、膜１４の再結晶化が起らずピンホールが発
生せず、第２図に示すかごと＜Ｔａ２１ｓ ＷＡの耐圧
劣化は起りにくくなる。
。そして、このようにしてＴａ２Ｏ５膜１４中にＳｉＪ
を含有させることにより、Ｔａｚ０５膜１４の膜島４温
度は上昇し、したがって、その後、高温熱処理があって
もＴａｘｅ、膜１４の再結晶化が起らずピンホールが発
生せず、第２図に示すかごと＜Ｔａ２１ｓ ＷＡの耐圧
劣化は起りにくくなる。
なお、ＣＶＤ法でＴａ２Ｏ５膜を形成する場合は、反応
ガスとしてタンクルペントエトキシ（Ｔａｘ（ＯＣｚＨ
ｓ） ｓ）とシラン（３４ｇ４）とを酸化性雰囲気中で
加熱することで、Ｓｉｎｇを含有したＴａ１Ｏｓ膜の形
成が可能となる。
ガスとしてタンクルペントエトキシ（Ｔａｘ（ＯＣｚＨ
ｓ） ｓ）とシラン（３４ｇ４）とを酸化性雰囲気中で
加熱することで、Ｓｉｎｇを含有したＴａ１Ｏｓ膜の形
成が可能となる。
次に、ＳｉＯ！を含むＴａ２Ｏ５ ｗＡ１４上に同第１
図〜）に示すようにポリシリコン膜１５をキャパシタの
上部電極形成膜として形成する。
図〜）に示すようにポリシリコン膜１５をキャパシタの
上部電極形成膜として形成する。
その後、このポリシリコン膜１５と５ｔ（ｈ含有Ｔａ２
Ｏ５ ＩＩ １４を第１図（Ｃ１に示すようにバターニ
ングして、キャパシタの上部電極と、同形状のキャパシ
タ絶縁膜を下部電極（ポリシリコンＭ１３）上に形成す
ることで、キャパシタを完成させる。
Ｏ５ ＩＩ １４を第１図（Ｃ１に示すようにバターニ
ングして、キャパシタの上部電極と、同形状のキャパシ
タ絶縁膜を下部電極（ポリシリコンＭ１３）上に形成す
ることで、キャパシタを完成させる。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明の製造方法によれば、キ
ャパシタの絶縁膜としてのＴａ２Ｏ５ ｌ！にＳｉＯ２
を含有させることにより、その結晶化温度を上げたので
、以後半導体プロセス中に高温熱処理がはいっても、Ｔ
ａ、Ｏ，膜が結晶化してピンホールが発生して耐圧が劣
化することがなくなり、良好な特性のキャパシタ絶縁膜
、延いては良好な特性のキャパシタを形成できる。
ャパシタの絶縁膜としてのＴａ２Ｏ５ ｌ！にＳｉＯ２
を含有させることにより、その結晶化温度を上げたので
、以後半導体プロセス中に高温熱処理がはいっても、Ｔ
ａ、Ｏ，膜が結晶化してピンホールが発生して耐圧が劣
化することがなくなり、良好な特性のキャパシタ絶縁膜
、延いては良好な特性のキャパシタを形成できる。
第１図はこの発明の半導体素子の製造方法の一実施例を
示す工程断面図、第２図はこの発明の方法と従来方法と
によりＴａ２Ｏ５ １！！！！の熱処理温度対耐圧の関
係を示す特性図である。 １３・・・ポリシリコン膜、１４・・・ＳｉＯ□含有Ｔ
ａ２０５膜、１５・・・ポリシリコン膜。 杢−を明の一寓杷１列 Ｔａｔ０５膜ｄ熱迅理温崖対町圧 第２ 図
示す工程断面図、第２図はこの発明の方法と従来方法と
によりＴａ２Ｏ５ １！！！！の熱処理温度対耐圧の関
係を示す特性図である。 １３・・・ポリシリコン膜、１４・・・ＳｉＯ□含有Ｔ
ａ２０５膜、１５・・・ポリシリコン膜。 杢−を明の一寓杷１列 Ｔａｔ０５膜ｄ熱迅理温崖対町圧 第２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 タンタル酸化膜（Ｔａ＿２Ｏ＿５膜）をキャパシタ絶
縁膜として使用したキャパシタを有する半導体素子の製
造方法において、 キャパシタ絶縁膜であるＴａ＿２Ｏ＿５膜の形成時、微
量のＳｉＯ＿２をＴａ＿２Ｏ＿５膜中に混入させること
を特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107354A JP2933351B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2107354A JP2933351B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046833A true JPH046833A (ja) | 1992-01-10 |
| JP2933351B2 JP2933351B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=14456939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2107354A Expired - Fee Related JP2933351B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2933351B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005007312A1 (de) * | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Adolf Würth GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum herausziehen von beulen |
| JP2013093589A (ja) * | 1998-03-12 | 2013-05-16 | Alcatel-Lucent Usa Inc | 誘電体材料を含む個別要素又は半導体デバイスを含む集積回路デバイス |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2107354A patent/JP2933351B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013093589A (ja) * | 1998-03-12 | 2013-05-16 | Alcatel-Lucent Usa Inc | 誘電体材料を含む個別要素又は半導体デバイスを含む集積回路デバイス |
| WO2005007312A1 (de) * | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Adolf Würth GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum herausziehen von beulen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2933351B2 (ja) | 1999-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |