JPH0637079A

JPH0637079A - 半導体装置及びその製造装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0637079A
Application number: JP4189162A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakao; 隆中尾; Yuichi Mikata; 裕一見方; Yoshitaka Tsunashima; 祥隆綱島; Keitarou Imai; 馨太郎今井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10
Also published as: KR0139767B1; KR940002971A

Abstract

(57)【要約】【目的】自然酸化膜を除去した後、同一処理室内で低
温で平坦形状、リ−ク電流特性に優れた絶縁膜（シリコ
ン窒化膜）を形成する。【構成】同一処理室において、自然酸化膜を有する半
導体基板を清浄し自然酸化膜を除去し、露出した半導体
基板上にシリコン熱窒化膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容易に自然酸化膜が形
成される半導体装置及びその製造装置及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体装置の製造工程におい
て、半導体基板表面に生成される自然酸化膜は問題にさ
れることが多い。例えば、導電層間を電気的に接続させ
るコンタクトホ−ル部に、タングステン等の高融点金属
や燐や砒素等を含んだ多結晶シリコン等を成膜する際、
この部分に自然酸化膜が生成すると、コンタクト抵抗を
増加させ導電層間に導通不良が存在する。また、キャパ
シタ下部電極である燐や砒素等を含んだ多結晶シリコン
膜上に自然酸化膜が生成すると、その上にキャパシタ絶
縁膜を形成した時、キャパシタ容量を低下させる。

【０００３】上記自然酸化膜は、通常の室内に室温で放
置しているだけ、容易に生成される。更に、この自然酸
化膜は、半導体基板を薬品による洗浄処理やその後の水
洗処理によっても生成するのである。

【０００４】また、熱反応を用いた減圧気相成長法（以
下、ＬＰＣＶＤという）や熱酸化、拡散等により半導体
基板上に薄膜を形成する際、その装置内の反応室に半導
体基板を載置する。この状態において、室温よりも高温
に加熱され、加えて外気に晒されているため、半導体基
板上に薄膜を形成する前に、自然酸化膜がより一層厚く
成長するのである。従って、次の工程に進む前に、半導
体基板上のコンタクトホ−ル部やキャパシタ電極部の自
然酸化膜を除去することが必要である。自然酸化膜を除
去する方法として、還元性の雰囲気中で高温アニ−ルす
ることによって自然酸化膜を還元し分解して除去する方
法がある。

【０００５】一方、半導体基板例えばシリコン基板表面
の自然酸化膜の成長を抑制する方法として、アンモニア
ガス雰囲気中で熱処理を施すことによって、シリコン基
板表面にシリコン熱窒化膜を形成する熱窒化法がある。
シリコン窒化膜は、膜自体は酸化されにくく、更にシリ
コンの酸化剤である酸素や水の分子の拡散係数が極めて
小さいため、シリコン窒化膜の下にあるシリコンの酸化
を抑制することができる。また、シリコン熱窒化膜とし
ての利点はＣＶＤ法によるシリコン堆積窒化膜に比べて
リ−ク電流等の点で絶縁耐性が優れている等の長所があ
る。また、ＣＶＤ法では一般に、反応室中の材料ガスの
流れ方や材料ガスの消費のされ方で対象となる被処理半
導体基板への材料ガスの流れ方や材料ガスの供給のされ
方が異なることによって、膜の堆積速度が左右される。
また、熱窒化法では、シリコンとアンモニアの熱反応の
速度及びシリコン窒化膜中のアンモニアの拡散速度が成
膜の速さを決定するため、アンモニアガスの供給量に左
右されない。従って、反応室内の複数の被処理半導体基
板及びトレンチ構造等の複雑な立体形状を有する多結晶
シリコンや単結晶シリコンの表面に一様にシリコン窒化
膜を形成することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
半導体装置では、熱窒化法によるシリコンの熱窒化反応
には、１０００℃以上、一般的には１２００℃以上の高
温の熱工程が必要となる。この理由は、シリコン基板上
に自然に生じた自然酸化膜が存在するためだからであ
る。近年、半導体装置の高集積化、高密度化が進み、不
純物拡散層のシャロ−化の必要性から、製造工程の温度
の低温化が騒がれている。従って、通常のシリコン熱窒
化膜を成膜するような１２００℃以上の高温の工程は許
容するたいことができない。

【０００７】そこで、この発明は、上記欠点を除去し、
自然酸化膜を除去した後、同一処理室内で低温で平坦形
状、リ−ク電流特性に優れた絶縁膜（シリコン窒化膜）
を形成することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、複数の半導体基板を収容できる処理
室と、前記処理室の外側に存在し、前記処理室内部を加
熱する加熱手段と、前記処理室に連絡し、前記半導体基
板表面を清浄化する清浄化手段と、前記処理室に連絡
し、前記清浄化手段後、前記清浄化された半導体基板表
面に作用する窒化処理手段と、前記処理室内部のガスを
排気する排気手段とを具備することを特徴としている。

【０００９】また、前記清浄化手段として、ＳｉＨ₄、
Ｓｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｘ₂（Ｘはハロゲン元素）、Ｇｅ
Ｈ₄、ＰＨ₃、ＡｓＨ₃、Ｈ₂（１１００℃以上）、Ｈ
Ｃｌ（９００℃以上）、ＨＦ（室温）雰囲気における熱
処理による除去反応を用いることを特徴としている。ま
た、前記窒化処理手段として、アンモニアガス雰囲気中
における熱処理による熱窒化反応を用いることを特徴と
している。

【００１０】また、前記処理室内において、前記半導体
基板に容易に形成された自然酸化膜を清浄除去して前記
半導体基板を露出させる工程と、前記同一処理室内にお
いて、前記清浄除去された半導体基板を熱窒化しこの半
導体基板上にシリコン熱窒化膜を形成する工程とを具備
することを特徴としている。

【００１１】また、前記処理室内において、前記半導体
基板に容易に形成された自然酸化膜を清浄除去して前記
半導体基板を露出させる工程と、前記同一処理室内にお
いて、前記清浄除去された半導体基板を熱窒化しこの半
導体基板上にシリコン熱窒化膜を形成する工程と、前記
同一処理内において、前記シリコン熱窒化膜上に堆積す
ることによって堆積膜を形成することを具備することを
特徴としている。

【００１２】また、前記自然酸化膜を有する下部電極
と、前記下部電極上の自然酸化膜を除去し、露出した前
記下部電極上に形成されたシリコン窒化膜と、前記シリ
コン窒化膜上に形成されたタンタル酸化膜と、前記タン
タル酸化膜上に形成された上部電極とを具備することを
特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明によると、自然酸化膜を除去した後、且
つ再酸化の防止を施されたシリコン熱窒化膜を形成する
ことができ、理想的な半導体表面を得ることができる。
さらに、同一装置内すなわち同一処理室内において、低
温で、且つ、膜質の良好なシリコン窒化膜を得ることが
できるので、コストのかからない敏速な半導体装置の製
造装置及び製造方法、信頼性のある半導体装置を得るこ
とができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）この発明の第一の実施例を図１を参照にし
詳細に説明する。図１は本発明の半導体装置の製造装置
を示す図である。

【００１５】この装置の構成は、石英製の外管１０１と
内管１０２の二重構造の処理室がある。その外側に、処
理室内部を加熱するヒ−タ−１０５と、処理室内部に複
数の半導体基板１０４を並べて積載できる石英製治具の
棚状ボ−ト１０３がある。また、処理室内に自然酸化膜
を洗浄し除去（還元）するためのガス例えばＳｉＨ₄、
Ｓｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｘ₂（Ｘはハロゲン元素）、Ｇｅ
Ｈ₄、ＰＨ₃、ＡｓＨ₃、Ｈ₂（１１００℃以上）、Ｈ
Ｃｌ（９００℃以上）、ＨＦ（室温）等導入用ノズル及
び配管１１０と、半導体装置表面を窒化するための窒化
処理手段すなわちアンモニアガス導入用ノズル及び配管
１１１と処理室内部のガスを排気する排気手段すなわち
真空装置詳しくはドライポンプ（以下ＤＰという）とメ
カニカルブ−スタ−ポンプ（以下ＭＢＰという）とタ−
ボモレキュラ−ポンプ（以下ＴＭＰという）から構成さ
れる。また、外管１０１と内管１０２はＳＵＳ製（ステ
ンレス）の支持台１０７の上に設置され、棚状ボ−ト１
０３は断熱筒１０６を介して昇降可能な可動支持台１０
８の上に設置されている。半導体基板１０４の処理室内
への移動は、可動支持台１０８を降下させて、棚状ボ−
ト１０３を処理室外部下方に移動させることによって行
う。可動支持台１０８が上昇した場合は、Ｏリング１０
９によって支持台１０７と可動支持台１０８の気密を保
っている。そして、表面処理後の処理室内パ−ジ用とし
てのアルゴン等の不活性ガスはその導入ノズル１１２に
よって処理室内に供給される。次に、この半導体装置の
製造装置によって処理する方法について述べる。

【００１６】複数の半導体基板１０４を棚状ボ−ト１０
３に搭載した後、可動支持台１０８を上昇させて、処理
室内部に移送する。この時処理室の内部温度は３００℃
以下になるように制御する。すなわち、移送時には、処
理室内部が外気に対して解放されるため、その外気中の
酸化剤すなわち酸素や水蒸気によって酸化されやすい状
態なのでその酸化膜の成長を極力抑制するために、室温
程度までに温度を低下させておくことが望ましいのであ
る。

【００１７】処理室内への移送が終了した後、処理室内
はＯリング１０９によって気密となり、ＤＰとＭＢＰに
よって処理内を排気する。そして、不活性ガス導入ノズ
ル１１２により処理室の内部に例えばアルゴンガスが７
０００sccm程度の流量で供給され、処理室内部の圧力は
０．８torr程度に維持される。この状態で、ヒ−ター１
０５によって加熱し、処理室内部を８５０℃まで昇温さ
せる。この時も、処理室内の残留ガスに含まれている酸
化剤を処理室内にとどめておかないように、不活性ガス
導入ノズル１１２により処理室の内部に例えばアルゴン
ガスを大量に活処理内でのガス流速を速くなるように処
理室内に絶えず供給する。従って、ＤＰとＭＢＰは排気
流量の大きなポンプが望ましい。

【００１８】処理室温度が８５０℃に安定した後、アル
ゴンガスの導入を止めて、ＴＭＰを稼働させて処理室内
部を全圧１０^-6torr（水蒸気分圧１０^-7torr）以下に排
気する。この時の処理室内を高温で高度な気密性を保つ
ため、処理室の外管１０１と支持台ん１０７の接続部の
シ−ル部や支持台１０７と可動支持台１０８のシ−ル部
分は耐熱性に優れたまた脱ガスの少ないＯリング１０９
を使用している。また、断熱筒１０６は高温に保たれた
処理室内部が伝導または輻射によってシ−ル部分を加熱
してシ−ル性を劣化させたり水分子等の酸化剤が加熱さ
れて脱ガスすることを防いでいる。

【００１９】処理室内部を排気した後、自然酸化膜を洗
浄し還元するためのガス例えばＳｉＨ₄導入ノズル及び
配管１１０よりＳｉＨ₄を０．２sccm程度の流量で処理
室内に導入する。処理室内部でＳｉＨ₄は加熱され、還
元反応を生じて、半導体基板１０４上に自然に発生した
自然酸化膜を除去する。以下に、ＳｉＨ₄による半導体
基板すなわちシリコン基板１０４上の自然酸化膜すなわ
ちシリコン酸化膜を還元除去する時の化学反応を示す。

【００２０】

【数１】

【００２１】この後、ＳｉＨ₄の供給を止めて、処理室
内部を再び高真空に排気する。あるいは、アルゴンガス
を再び供給して、処理室内部からＳｉＨ₄をパ−ジす
る。この時の半導体基板１０４表面は自然酸化膜が除去
されてしかも８５０℃であるためたいへん再酸化されや
すい状態であるので、特に、外気の処理室内へのリ−ク
やＯリング１０９からの脱ガスやアルゴンガスに含まれ
る微量な不純物に含まれる酸化剤が処理室に混入するこ
とがないように十分に留意する必要がある。また、同じ
観点により、パ−ジに要する時間は極力短くすることが
有効である。

【００２２】次に、同一装置内で、窒化処理手段すなわ
ちアンモニアガス導入用ノズル及び配管１１１よりアン
モニアガスを２０００sccmの流量でこの処理室内部に供
給する。アンモニアは、半導体基板１０４を除去した後
のシリコン基板の露出した高活性である半導体基板１０
４表面を熱窒化する。この状態の半導体基板１０４は自
然酸化膜に覆われてないため、多少覆われていたとして
も万全の注意を払って除去しているので、ほとんど自然
酸化膜で覆われているとみなされない。そのため、１０
００℃以下の低温である８５０℃で熱窒化反応を行うこ
とができ、薄いシリコン窒素膜を形成することができ
る。この時も、先に挙げたように、酸化物の混入を極力
防ぐ必要から、この際のアンモニアガスは、水等の不純
物の混入が少ないガスソ−スを選択する必要がある。ま
た、アンモニアガス配管途中に不純物を除去するフィル
タ−を設置することも有効である。

【００２３】シリコン窒化膜形成後は、窒化膜が酸化剤
を遮蔽するため、この後の半導体装置表面の再酸化は十
分抑制できるが、念の為、処理室内から半導体基板を取
り出す時には、低温で外気に晒す方が望ましい。従っ
て、処理室内部の温度を処理室内への搬送時と等しい温
度に低下させた後に稼働支持台１０８降下させて処理室
内より搬送する。（実施例２）この発明の第二の実施例を図２乃至図４及
び図６を参照にし詳細に説明する。第一の実施例では、
低温表面窒化装置を示したがこれに熱反応によるＣＶＤ
装置としての機能を併設することは容易である。例え
ば、多結晶シリコン膜からなるキャパシタ下部電極上に
成膜する方法を一例に挙げる。図２乃至図４は、この製
造方法を示す図である。

【００２４】図２に示すように、半導体基板例えばシリ
コン基板３０１上には所定パタ−ンのシリコン酸化膜３
０２が形成されており、これにより発生する開口部３０
５によって、シリコン基板３０１と電気的接続ができる
ように、例えば下部電極となるＰを不純物としてド−ピ
ングした多結晶シリコン３０３が堆積している。その表
面は必然的に自然酸化膜としてシリコン酸化膜３０４が
生成されている。次に、第一の実施例における低温表面
窒化装置を用いる。

【００２５】処理室内部を排気した後、自然酸化膜を洗
浄し還元するためのガス例えばＳｉＨ₄導入ノズル及び
配管１１０よりＳｉＨ₄を０．２sccm程度の流量で処理
室内に導入する。処理室内部でＳｉＨ₄は加熱され、還
元反応を生じて、自然に発生した自然酸化膜を除去す
る。この後、ＳｉＨ₄の供給を止めて、処理室内部を再
び高真空に排気する。あるいは、アルゴンガスを再び供
給して、処理室内部からＳｉＨ₄をパ−ジする。次に、
同一装置内で、窒化処理手段すなわちアンモニアガス導
入用ノズル及び配管１１１よりアンモニアガスを２００
０sccmの流量でこの処理室内部に供給する。アンモニア
は、自然酸化膜を除去した後の露出した高活性である多
結晶シリコン３０３表面を８５０℃で熱窒化する。この
ようにして、図３に示すように、多結晶シリコン３０３
表面のシリコン酸化膜３０４を除去して、更に露出した
多結晶シリコン３０３表面上にシリコン熱窒化膜３０６
を形成する。この後、図４に示すように、ＬＰＣＶＤに
より７００℃、０．６torrの下、１０分程度、堆積シリ
コン窒化膜３０７を堆積する。更にこの堆積シリコン窒
化膜３０７上に上部電極（図示せず）を形成する。

【００２６】また、図６は、従来の自然酸化膜を除去し
ないで、また、除去したとしてもまたある程度の厚さま
で形成されている場合の表面窒化処理を行ったときの図
である。

【００２７】これによると、堆積シリコン窒化膜４０７
は、その堆積初期過程において窒化処理された自然酸化
膜すなわちオキシナイトライド４０４表面上に堆積を開
始する。堆積種の表面でのマイグレ−ションのために、
シリコン窒化膜４０７の平坦形状は劣化している。ま
た、オキシナイトライド４０４に限らず、ただ単に自然
酸化膜でも、シリコン窒化膜以外の材料の直上の堆積シ
リコン窒化膜は初期の堆積において遷移層を形成するた
め、堆積された堆積シリコン窒化膜の膜質均一性は劣化
している。これに対し、図４に示すように、第二の実施
例における堆積シリコン窒化膜３０７は、シリコン熱窒
化膜３０６の表面で堆積シリコン窒化膜３０７の堆積反
応が進む。そのため、一般に、堆積初期に見られる堆積
遅延潜伏時間がなく、堆積初期の堆積種の表面でのマイ
グレ−ション等による表面形状荒れが発生しない。

【００２８】従って、第二の実施例で見られるようなシ
リコン窒化膜の表面平坦形状の良好さや、遷移層の不在
は、それらが存在する時に比べ、リ−ク電流を抑制し、
誘電率を大きくしてキャパシタ容量を増大させる。

【００２９】また、シリコン窒化膜の表面を熱酸化し
て、酸化膜、窒化膜の積層膜をキャパシタ絶縁膜として
用いているが、この熱酸化に対して、窒化膜の耐全膜酸
化性が窒化膜の薄膜下限界を決定している。表面の平坦
形状の劣化はピンホ−ル的な全膜酸化を引き起こし易く
その薄膜下限界を厚くしてしまっている。しかし、本発
明のように、表面平坦形状の良好なシリコン窒化膜であ
るので、ピンホ−ル的な全膜酸化を引き起こしにくい。
そのため、この場合の酸化膜、窒化膜の積層膜の薄膜化
が可能になる。（実施例３）この発明の第三の実施例を図５を参照にし
詳細に説明する。

【００３０】図５は第一の実施例で述べた低温表面窒化
装置を用いて製造したダイナミックランダムアクセスメ
モリ−（以下、ＤＲＡＭという）のメモリ−セル部の断
面図である。

【００３１】半導体基板例えばシリコン基板５０１表面
にはメモリ−セル部の素子分離層として溝部に埋め込ま
れ、周知の選択酸化法により形成されたＬＯＣＯＳ酸化
膜５０２がある。また、シリコン基板５０１を熱酸化す
ることによって形成されたゲ−ト酸化膜５０３、そし
て、ＤＲＡＭセルのワ−ド線であり、燐を含んだ多結晶
シリコンからなるゲ−ト電極５０４がゲ−ト絶縁膜５０
３上に選択的に形成されている。更に、このゲ−ト電極
５０４をマスクとして、周知のイオン注入法によりＡｓ
をイオン注入して、シリコン基板５０１表面に間隔をお
いてソ−ス領域及びドレイン領域５０５が形成される。
このスイッチングトランジスタのソ−ス領域及びドレイ
ン領域５０５の一方は、メモリ−キャパシタの下部電極
（蓄積ノ−ド）となるＮ⁺型多結晶シリコン５０６と電
気的に接続されており、他方は、Ｎ⁺型多結晶シリコン
／タングステンシリサイド５０７と電気的に接続されて
いる。Ｎ⁺型多結晶シリコン５０６は、容易に酸化され
自然酸化膜を形成する。そこで、第一の実施例における
低温表面窒化装置を用いる。

【００３２】処理室内部を排気した後、自然酸化膜を洗
浄し還元するためのガス例えばＳｉＨ₄導入ノズル及び
配管１１０よりＳｉＨ₄を０．２sccm程度の流量で処理
室内に導入する。処理室内部でＳｉＨ₄は加熱され、還
元反応を生じて、自然に発生した自然酸化膜を除去す
る。この後、ＳｉＨ₄の供給を止めて、処理室内部を再
び高真空に排気する。あるいは、アルゴンガスを再び供
給して、処理室内部からＳｉＨ₄をパ−ジする。次に、
同一装置内で、窒化処理手段すなわちアンモニアガス導
入用ノズル及び配管１１１よりアンモニアガスを２００
０sccmの流量でこの処理室内部に供給する。アンモニア
は、自然酸化膜を除去した後の露出した高活性であるＮ
⁺型多結晶シリコン５０６表面を８５０℃で熱窒化す
る。このようにして、厚さ１０オングストロ−ム程度の
薄いシリコン窒素膜５０８を形成する。更に、同じ装
置内で、ペンタエトキシタンタルをソ−スにして、４０
０℃、減圧下でタンタル酸化膜５０９を形成する。この
後、タンタル酸化膜５０９上に上部電極（プレ−ト電
極）となるＴｉＮ５１０を同様に周知のＣＶＤ法によっ
て形成する。このようにして、ＤＲＡＭのキャパシタを
形成し、以後、アルミニウム配線等の工程が続く。この
ようにキャパシタを形成すると以下のような利点が生じ
る。

【００３３】キャパシタ絶縁膜として、下部電極である
Ｎ⁺型多結晶シリコン５０６と上部電極であるタングス
テン電極の間に、シリコン窒化膜５０８を介してタンタ
ル酸化膜５０９を形成している。このタンタル酸化膜５
０９は、比誘電率の値が３０程度であり、シリコン酸化
膜に比べ７倍ほど大きい。そのため、より小さいキャパ
シタ面積で大きな蓄積容量を得ることができる。そのた
め、たいへん注目されている。しかしながら、タンタル
よりシリコンの方が酸素との親和力が大きい。従って、
シリコンあるいは多結晶シリコン上にタンタル酸化膜を
形成すると、成膜時あるいはその後の熱工程により次の
ような酸化還元反応が生じる。

【００３４】

【数２】

【００３５】このように、タンタル酸化膜は還元され、
膜中に金属のタンタルあるいは価数の低い酸化物が形成
され、膜の絶縁性が著しく劣化する。そのため、キャパ
シタの電荷保持特性の劣化をもたらす。また、この時生
じるシリコン酸化膜は、タンタル酸化膜に比べて誘電率
が小さいためにシリコン酸化膜の生成量が僅かであって
も、キャパシタ容量を低下させることになる。これらは
著しくＤＲＡＭの記憶保持特性を低下させ信頼性を著し
く低下させる。

【００３６】しかしながら、この第三の実施例に示され
たＤＲＡＭの構造では、Ｎ⁺型多結晶シリコン５０６と
タンタル酸化膜５０９の間にシリコン窒化膜５０８を介
在させているので、上述のような劣化反応は発生しない
ため、信頼性の高い半導体装置を形成することができ
る。

【００３７】また、自然酸化膜を除去した後に生成する
シリコン熱窒化膜３０６であるため、たいへん酸素の含
有率の低いすなわち、従来では面内密度が約３×１０¹⁵
atm/cm² ほどであるがこの発明では１０¹⁵atm/cm² 以下
であるという良好なシリコン熱窒化膜３０６を得ること
ができる。

【００３８】また、キャパシタ製造工程では、高温であ
ると８５０℃の低温であるため、スイッチングトランジ
スタのソ−ス及びドレイン領域の不純物が再拡散をして
しまうが、本実施例においては極力防いでいる。

【００３９】また、下部電極であるＮ⁺型多結晶シリコ
ン５０６とＮ⁺型多結晶シリコン／タングステンシリサ
イド５０７と、ソ−ス及びドレイン領域５０５とのコン
タクト部にも本発明による薄いシリコン窒化膜を介して
いる。すなわち、自然酸化膜を除去して且つ酸化膜より
も電子及び正孔トンネリングに対してのバリア性の低
い、電流を通しやすいシリコン窒化膜で覆うことによっ
て、シリコン基板表面の自然酸化膜が更に成長するのを
防ぎ、コンタクト抵抗の増大を防ぐ。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、自然酸化膜を除去した後、同一処理室内で低温で平
坦形状、リ−ク電流特性に優れた絶縁膜（シリコン窒化
膜）を形成することができるという効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例における半導体装置の製造装置を
示す図である。

【図２】第二の実施例における半導体装置の製造方法を
示す図である。

【図３】第二の実施例における半導体装置の製造方法を
示す図である。

【図４】第二の実施例における半導体装置の製造方法を
示す図である。

【図５】第三の実施例における半導体装置を示す図であ
る。

【図６】従来の半導体装置を示す図である。

【符号の説明】

１０１外管１０２内管１０３棚状ボ−ト１０４半導体基板１０５ヒ−タ− １０６断熱筒１０７支持台１０８可動支持台１０９０リング１１１ガス等導入ノズル１１２不活性ガス導入ノズル３０１半導体基板３０２シリコン酸化膜３０３下部電極３０４シリコン酸化膜３０５開口部３０６シリコン熱窒化膜３０７堆積シリコン窒化膜５０１半導体基板５０２ロコス酸化膜５０３ゲ−ト絶縁膜５０４ゲ−ト電極５０５ソ−ス領域、ドレイン領域５０６下部電極５０７Ｎ⁺型多結晶シリコン／タングステンシリ
サイド５０８シリコン窒化膜５０９タンタル酸化膜５１０上部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/31 27/04 Ｃ 8427−4Ｍ 27/108 (72)発明者今井馨太郎神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の半導体基板を収容できる処理室
と、前記処理室の外側に存在し、前記処理室内部を加熱する
加熱手段と、前記処理室に連絡し、前記半導体基板表面を清浄化する
清浄化手段と、前記処理室に連絡し、前記清浄化手段後、前記清浄化さ
れた半導体基板表面に作用する窒化処理手段と、前記処理室内部のガスを排気する排気手段とを具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】前記清浄化手段として、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂
Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｘ₂（Ｘはハロゲン元素）、ＧｅＨ₄、
ＰＨ₃、ＡｓＨ₃、Ｈ₂（１１００℃以上）、ＨＣｌ
（９００℃以上）、ＨＦ（室温）雰囲気における熱処理
による除去反応を用いることを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の製造装置。
【請求項３】前記窒化処理手段として、アンモニアガス
雰囲気中における熱処理による熱窒化反応を用いること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】前記処理室内において、前記半導体基板に
容易に形成された自然酸化膜を清浄除去して前記半導体
基板を露出させる工程と、前記同一処理室内において、前記清浄除去された半導体
基板を熱窒化しこの半導体基板上にシリコン熱窒化膜を
形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
【請求項５】前記処理室内において、前記半導体基板に
容易に形成された自然酸化膜を清浄除去して前記半導体
基板を露出させる工程と、前記同一処理室内において、前記清浄除去された半導体
基板を熱窒化しこの半導体基板上にシリコン熱窒化膜を
形成する工程と、前記同一処理内において、前記シリコン熱窒化膜上に堆
積することによって堆積膜を形成することを具備するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】前記自然酸化膜を有する下部電極と、前記下部電極上の自然酸化膜を除去し、露出した前記下
部電極上に形成されたシリコン窒化膜と、前記シリコン窒化膜上に形成されたタンタル酸化膜と、前記タンタル酸化膜上に形成された上部電極とを具備す
ることを特徴とする半導体装置。