JPH0661450A - 酸化タンタル薄膜の形成方法 - Google Patents
酸化タンタル薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH0661450A JPH0661450A JP4212470A JP21247092A JPH0661450A JP H0661450 A JPH0661450 A JP H0661450A JP 4212470 A JP4212470 A JP 4212470A JP 21247092 A JP21247092 A JP 21247092A JP H0661450 A JPH0661450 A JP H0661450A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- oxide thin
- tantalum oxide
- vacuum chamber
- gas
- Prior art date
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- Pending
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＲＡＭの容量性絶縁膜として利用できる酸
化タンタル薄膜の形成装置に関するもので、酸化タンタ
ル薄膜と基板のポリシリコン界面に形成されるＳｉＯ2
膜を抑制し誘電率の高いキャパシタを形成することを目
的とする。 【構成】 原料ガスとしてＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5と酸素含
有ガス１２と不活性ガス４を真空室１内に導入し、熱分
解反応させる化学気相成長法による酸化タンタル薄膜の
形成に於て、前記真空室１内に少なくとも前記酸素含有
ガス１２を導入せず、酸化タンタル薄膜を形成する。 【効果】 酸素含有ガスを導入しないで酸化タンタル薄
膜を形成することによって酸化タンタル薄膜堆積開始直
後に、導入された酸素含有ガスによってポリシリコン表
面が酸化されるのを抑制することができる。よって誘電
率の高いキャパシタを形成することができる。
化タンタル薄膜の形成装置に関するもので、酸化タンタ
ル薄膜と基板のポリシリコン界面に形成されるＳｉＯ2
膜を抑制し誘電率の高いキャパシタを形成することを目
的とする。 【構成】 原料ガスとしてＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5と酸素含
有ガス１２と不活性ガス４を真空室１内に導入し、熱分
解反応させる化学気相成長法による酸化タンタル薄膜の
形成に於て、前記真空室１内に少なくとも前記酸素含有
ガス１２を導入せず、酸化タンタル薄膜を形成する。 【効果】 酸素含有ガスを導入しないで酸化タンタル薄
膜を形成することによって酸化タンタル薄膜堆積開始直
後に、導入された酸素含有ガスによってポリシリコン表
面が酸化されるのを抑制することができる。よって誘電
率の高いキャパシタを形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＤＲＡＭ（ダイナミック
ラム）等の容量性絶縁膜などとして有用な酸化タンタル
薄膜の製造方法に関する。
ラム）等の容量性絶縁膜などとして有用な酸化タンタル
薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、原料ガスを真空室内で加熱分解反
応させて基板上に薄膜を形成するＣＶＤ法（化学気相成
長法）は半導体や誘電体等の薄膜形成の有用な手段とし
て注目されており、容量性絶縁膜などとして有用な酸化
タンタル薄膜の形成方法においてもＣＶＤ装置をもちい
て化学気相成長法により薄膜を製造することが試みられ
ている。この場合には通常加熱し得る真空室を有するい
わゆる熱ＣＶＤ装置が用いられている。
応させて基板上に薄膜を形成するＣＶＤ法（化学気相成
長法）は半導体や誘電体等の薄膜形成の有用な手段とし
て注目されており、容量性絶縁膜などとして有用な酸化
タンタル薄膜の形成方法においてもＣＶＤ装置をもちい
て化学気相成長法により薄膜を製造することが試みられ
ている。この場合には通常加熱し得る真空室を有するい
わゆる熱ＣＶＤ装置が用いられている。
【０００３】以下、図面を参照しながら従来の酸化タン
タル薄膜の製造方法について説明する。図２は従来のＣ
ＶＤ法による酸化タンタル薄膜形成法に用いられている
酸化タンタル薄膜製造装置（ＣＶＤ装置）の構成を示す
概略図である。
タル薄膜の製造方法について説明する。図２は従来のＣ
ＶＤ法による酸化タンタル薄膜形成法に用いられている
酸化タンタル薄膜製造装置（ＣＶＤ装置）の構成を示す
概略図である。
【０００４】従来ＣＶＤ装置による酸化タンタル薄膜の
製造は、原料として液体のＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5等で代表
される液体有機タンタル化合物と酸素ガス等を用いて形
成されてきた。
製造は、原料として液体のＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5等で代表
される液体有機タンタル化合物と酸素ガス等を用いて形
成されてきた。
【０００５】図２において、真空室３１は真空排気装置
３２によっておよそ０．５〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空に
排気される。３３は真空室内に設置された基板であり、
通常ポリシリコンからなる基板が用いられる。また、真
空室３１はヒータ３４によって約４５０℃に加熱されて
いる。アンプル３６内のＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5は流量制御
装置３８によって流量制御された不活性ガス３９によっ
てバブリングされヒータ４０によって約１５０℃に加熱
されたガス導入管４１を通って真空室３１に導入され
る。流量制御装置４２によって流量制御された酸素ガス
４３も加熱されたガス導入管４１を通って真空室３１に
導入される。真空室内に導入されたこれらの原料ガスは
熱分解反応して、約４５０℃に加熱されている基板３３
上に酸化タンタル薄膜が堆積される。堆積された、酸化
タンタル薄膜は、通常Ｏ2またはＯ3中で４５０から８０
０℃の温度で熱処理される。
３２によっておよそ０．５〜１０Ｔｏｒｒ程度の真空に
排気される。３３は真空室内に設置された基板であり、
通常ポリシリコンからなる基板が用いられる。また、真
空室３１はヒータ３４によって約４５０℃に加熱されて
いる。アンプル３６内のＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5は流量制御
装置３８によって流量制御された不活性ガス３９によっ
てバブリングされヒータ４０によって約１５０℃に加熱
されたガス導入管４１を通って真空室３１に導入され
る。流量制御装置４２によって流量制御された酸素ガス
４３も加熱されたガス導入管４１を通って真空室３１に
導入される。真空室内に導入されたこれらの原料ガスは
熱分解反応して、約４５０℃に加熱されている基板３３
上に酸化タンタル薄膜が堆積される。堆積された、酸化
タンタル薄膜は、通常Ｏ2またはＯ3中で４５０から８０
０℃の温度で熱処理される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な方法では堆積開始直後にポリシリコン表面が酸化され
て基板表面にＳｉＯ2が形成される。そのため等価的
に、誘電率の小さいＳｉＯ2層と酸化タンタル薄膜によ
るキャパシタの直列接続になるため、形成されたキャパ
シタの実効的誘電率が低下する問題点があった。
な方法では堆積開始直後にポリシリコン表面が酸化され
て基板表面にＳｉＯ2が形成される。そのため等価的
に、誘電率の小さいＳｉＯ2層と酸化タンタル薄膜によ
るキャパシタの直列接続になるため、形成されたキャパ
シタの実効的誘電率が低下する問題点があった。
【０００７】本発明は、酸化タンタル薄膜とポリシリコ
ン基板の界面のＳｉＯ2層の形成を抑制し、実効的誘電
率の大きいキャパシタを形成するための酸化タンタル薄
膜の形成方法を提供することを目的とする。
ン基板の界面のＳｉＯ2層の形成を抑制し、実効的誘電
率の大きいキャパシタを形成するための酸化タンタル薄
膜の形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の酸化タンタル薄膜は、真空室内にＴａ（ＯＣ 2
Ｈ5）5と不活性ガスＡｒを導入し、Ｏ2等の酸素含有ガ
スを導入しないで、比較的高い温度（５５０℃以上）で
酸化タンタル薄膜を形成する。
本発明の酸化タンタル薄膜は、真空室内にＴａ（ＯＣ 2
Ｈ5）5と不活性ガスＡｒを導入し、Ｏ2等の酸素含有ガ
スを導入しないで、比較的高い温度（５５０℃以上）で
酸化タンタル薄膜を形成する。
【０００９】
【作用】本発明による酸化タンタル薄膜の形成方法では
酸化タンタル薄膜成膜時にＯ2ガス等の酸素含有ガスが
ないためにポリシリコン等の基板が酸化されることが無
い。そのため界面にＳｉＯ2がほとんど形成されない。
よって形成されたキャパシタの容量が大きく保たれる。
また比較的高い温度（５５０℃以上）で酸化タンタル薄
膜を形成するために、酸素含有ガスを導入しないで低温
で形成した場合に発生する酸化タンタル薄膜の酸化不足
もしくはＣ等が大量に膜内に混入するのを防ぐことがで
きる。よって高品質の酸化タンタル薄膜が形成できる。
酸化タンタル薄膜成膜時にＯ2ガス等の酸素含有ガスが
ないためにポリシリコン等の基板が酸化されることが無
い。そのため界面にＳｉＯ2がほとんど形成されない。
よって形成されたキャパシタの容量が大きく保たれる。
また比較的高い温度（５５０℃以上）で酸化タンタル薄
膜を形成するために、酸素含有ガスを導入しないで低温
で形成した場合に発生する酸化タンタル薄膜の酸化不足
もしくはＣ等が大量に膜内に混入するのを防ぐことがで
きる。よって高品質の酸化タンタル薄膜が形成できる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の実施例で使用した酸化タンタ
ル薄膜形成装置の概略図である。１は真空室であり、真
空排気装置２によって真空に排気される。５は基板ホル
ダ１５に設置された基板であり、本実施例ではポリシリ
コンを用いた。基板５はヒータ６によって約６００℃に
加熱されている。
ル薄膜形成装置の概略図である。１は真空室であり、真
空排気装置２によって真空に排気される。５は基板ホル
ダ１５に設置された基板であり、本実施例ではポリシリ
コンを用いた。基板５はヒータ６によって約６００℃に
加熱されている。
【００１１】アンプル３内の有機タンタル化合物である
Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5は恒温槽７によって１２０℃に温度
制御され、流量制御装置８によって流量制御されたＨ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガス４（本実施例ではＡｒ，３００
ｓｃｃｍを用いた）によってバブリングされヒータ９に
よって約１５０℃に加熱されたガス導入管１０を通って
真空室１に導入される。真空室１に導入された原料ガス
は熱分解反応して基板５上に酸化タンタル薄膜が堆積さ
れる。
Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5は恒温槽７によって１２０℃に温度
制御され、流量制御装置８によって流量制御されたＨ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガス４（本実施例ではＡｒ，３００
ｓｃｃｍを用いた）によってバブリングされヒータ９に
よって約１５０℃に加熱されたガス導入管１０を通って
真空室１に導入される。真空室１に導入された原料ガス
は熱分解反応して基板５上に酸化タンタル薄膜が堆積さ
れる。
【００１２】真空室内の圧力としては通常０．５〜１０
Ｔｏｒｒ程度の範囲が一般的で、また不活性ガスとして
は特に限定するものではないが、通常ＡｒやＨｅが用い
られ、Ｎ2も用いられることが多い。また不活性ガスの
流量については特に限定するものではないが５０〜１０
００ｓｃｃｍ程度の範囲が好適である。
Ｔｏｒｒ程度の範囲が一般的で、また不活性ガスとして
は特に限定するものではないが、通常ＡｒやＨｅが用い
られ、Ｎ2も用いられることが多い。また不活性ガスの
流量については特に限定するものではないが５０〜１０
００ｓｃｃｍ程度の範囲が好適である。
【００１３】表１は酸素ガスを導入して堆積した酸化タ
ンタル薄膜と酸素ガスを導入しないで堆積した場合の誘
電率を比較したものである。成膜温度は両方とも６００
℃、膜厚は８００Åである。酸素ガスを導入した場合の
誘電率は１６．６であるが酸素ガスを導入しない場合の
誘電率は１９．５でありＳｉＯ2がほとんど形成されて
いないことがわかる。
ンタル薄膜と酸素ガスを導入しないで堆積した場合の誘
電率を比較したものである。成膜温度は両方とも６００
℃、膜厚は８００Åである。酸素ガスを導入した場合の
誘電率は１６．６であるが酸素ガスを導入しない場合の
誘電率は１９．５でありＳｉＯ2がほとんど形成されて
いないことがわかる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明は基板であるポリシリコンと酸化
タンタル薄膜の界面のＳｉＯ2の形成を抑制することが
でき、容量の大きいキャパシタを形成することができ
る。
タンタル薄膜の界面のＳｉＯ2の形成を抑制することが
でき、容量の大きいキャパシタを形成することができ
る。
【図１】本発明の一実施例における酸化タンタル薄膜形
成装置の概略図
成装置の概略図
【図２】従来例における酸化タンタル薄膜形成装置の概
略図
略図
１ 真空室 ２ 真空排気装置 ３ アンプル ４ 不活性ガス ５ 基板 ６ ヒータ ７ 恒温槽 ８ 流量制御装置 ９ ヒータ １０ ガス導入管 １１ 流量制御装置 １２ 酸素含有ガス １５ 基板ホルダ ３１ 真空室 ３２ 真空排気装置 ３３ 基板 ３４ ヒータ ３６ アンプル ３７ ヒータ ３８ 流量制御装置 ３９ 不活性ガス ４０ ヒータ ４１ ガス導入管 ４２ 流量制御装置 ４３ 酸素ガス
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 27/04 Ｃ 8427−4Ｍ (72)発明者 平尾 孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】原料ガスとしてＴａ（ＯＣ2Ｈ5）5と酸素
含有ガスと不活性ガスを真空室内に導入し、熱分解反応
させる化学気相成長法による酸化タンタル薄膜の形成に
於て、前記真空室内に少なくとも前記酸素含有ガスを導
入せず、酸化タンタル薄膜を形成する事を特長とする酸
化タンタル薄膜の形成方法。 - 【請求項２】基板温度が５５０℃以上であることを特徴
とする請求項１記載の酸化タンタル薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212470A JPH0661450A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212470A JPH0661450A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661450A true JPH0661450A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16623181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212470A Pending JPH0661450A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 酸化タンタル薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661450A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380269B1 (ko) * | 2000-07-11 | 2003-04-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 제조방법 |
| KR100395513B1 (ko) * | 2000-07-08 | 2003-08-25 | 광주과학기술원 | 커패시터용 탄탈륨 산화물 박막의 제조방법 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP4212470A patent/JPH0661450A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100395513B1 (ko) * | 2000-07-08 | 2003-08-25 | 광주과학기술원 | 커패시터용 탄탈륨 산화물 박막의 제조방법 |
| KR100380269B1 (ko) * | 2000-07-11 | 2003-04-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 제조방법 |
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