JPH0786270A - Formation of metal oxide film - Google Patents

Formation of metal oxide film

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JPH0786270A
JPH0786270A JP5229277A JP22927793A JPH0786270A JP H0786270 A JPH0786270 A JP H0786270A JP 5229277 A JP5229277 A JP 5229277A JP 22927793 A JP22927793 A JP 22927793A JP H0786270 A JPH0786270 A JP H0786270A
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JP
Japan
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film
oxide film
gas
metal oxide
forming
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JP5229277A
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Japanese (ja)
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Keitarou Imai
馨太郎 今井
Masahiro Kiyotoshi
正弘 清利
Haruo Okano
晴雄 岡野
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of permittivity of a metal oxide film formed by CVD by using metal compound gas which contains at least carbon or halogen and the plasma gas of the material which contains oxygen and hydrogen as the gas for forming the metal oxide film. CONSTITUTION:In case of forming a metal oxide film by CVD, metal compound gas, which contains at least carbon or halogen, and the plasma gas of the material which contains oxygen and hydrogen are used as the gas for forming the metal oxide film. For example, the temperature of a substrate to be treated is kept at 600 deg.C-800 deg.C, the temperatures of material tanks 7 and 6 are kept at 220 deg.C and 25 deg.C, respectively, and material gas of Sr(dpm)2 and Ti (iOC3H7)4 is introduced into a film forming chamber 1 with the carrier gas Ar. Then, a microwave discharging device 18 is turned on, H2O/O2 mixed gas in plasma condition is introduced into the film forming chamber 1 and a strontium titanate film is formed on the substrate 4 to be treated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化膜の形成方法
に係わり、特に半導体装置に用いられる絶縁膜としての
金属酸化膜の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a metal oxide film, and more particularly to a method for forming a metal oxide film as an insulating film used in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の一つで、キャパシタとトラ
ンジスタとを組み合わせて情報の記憶動作を行なう半導
体記憶装置として、DRAM(Dynamic Ran
domAccess read write Memo
ry)がある。
2. Description of the Related Art One of semiconductor devices, a DRAM (Dynamic Ran) is used as a semiconductor memory device that combines a capacitor and a transistor to store information.
domAccess read write Memo
ry).

【0003】この種の半導体記憶装置では、従来より、
キャパシタ電極と半導体基板との間に形成されるキャパ
シタ絶縁膜としてシリコン酸化膜、あるいはシリコン酸
化膜とシリコン窒化膜との複合膜が用いられてきたが、
急速な素子の集積化に伴い、トレンチキャパシタやスタ
ックトキャパシタのようにキャパシタの立体化が進んで
いる。
In this type of semiconductor memory device, conventionally,
A silicon oxide film or a composite film of a silicon oxide film and a silicon nitride film has been used as a capacitor insulating film formed between a capacitor electrode and a semiconductor substrate.
With rapid integration of devices, three-dimensionalization of capacitors such as trench capacitors and stacked capacitors is progressing.

【0004】より高容量のキャパシタ実現のために、シ
リコン酸化膜やシリコン窒化膜よりも誘電率の大きい材
料が検討されている。今後のより一層の微細化に伴うキ
ャパシタの高容量化に対応するには、できるだけ誘電率
の大きい材料を用いる必要がある。
In order to realize a higher capacity capacitor, a material having a larger dielectric constant than a silicon oxide film or a silicon nitride film is being studied. It is necessary to use a material having a large dielectric constant as much as possible in order to cope with an increase in capacitance of the capacitor due to further miniaturization in the future.

【0005】このような要請から、誘電率がシリコン酸
化膜に比べて、50〜100倍以上も大きいチタン酸ス
トロンチウムやPZTをはじめとするペロブスカイト型
結晶構造の高誘電率の金属酸化膜をキャパシタ絶縁膜に
用いることが検討され始められている。図7にペロブス
カイト型結晶構造を示しておく。図中、81,82,8
3はそれぞれ異なる原子を示しており、代表的には、8
1はSb,Ba,Pb、82はO,83はTiである。
From these requirements, a metal oxide film having a high dielectric constant of a perovskite type crystal structure such as strontium titanate or PZT, which has a dielectric constant 50 to 100 times higher than that of a silicon oxide film, is used as a capacitor insulating material. The use in membranes is being investigated. FIG. 7 shows a perovskite type crystal structure. 81, 82, 8 in the figure
3 is a different atom, typically 8
1 is Sb, Ba, Pb, 82 is O, and 83 is Ti.

【0006】ペロブスカイト型結晶構造の金属酸化膜
は、大きな原子分極を生じ、これによって高い誘電率を
発現することが知られている。これは、結晶格子の中心
原子が大きく変移することが可能であることによってい
る。したがって、高い誘電率を発現させるためには、ペ
ロブスカイト型結晶構造を乱れなく形成することが不可
欠である。
It is known that a metal oxide film having a perovskite type crystal structure causes a large atomic polarization, thereby exhibiting a high dielectric constant. This is because the central atom of the crystal lattice can change greatly. Therefore, in order to develop a high dielectric constant, it is essential to form a perovskite type crystal structure without disorder.

【0007】一方、このような高誘電体率の金属酸化膜
をDRAMのキャパシタ絶縁膜に適用するには、トレン
チキャパシタ等の立体形状に対しても被覆性のよい成膜
方法が必要となる。このような要求に対してはLPCV
D法が適している。
On the other hand, in order to apply such a high-dielectric-constant metal oxide film to the capacitor insulating film of DRAM, it is necessary to provide a film forming method having a good covering property even for a three-dimensional shape such as a trench capacitor. For such requests, LPCV
Method D is suitable.

【0008】一般に、これら高誘電率の金属酸化膜の原
料には、蒸気圧の比較的高い有機金属化合物が用いる必
要がある。特に、ストロンチウムやバリウムのようなII
a族元素については、原料となる有機金属化合物は限ら
れているため、大きな有機物を配位して立体障害により
蒸気圧を高めており、代表的にはβ−ジケトンを配位し
たSr(dpm)2 、Ba(dpm)2 が用いられ、そ
の他、ハロゲン(弗素)を含む有機物を配位してより蒸
気圧を高めたSr(hfa)2 、Ba(hfa)2 等が
用いられている。ここで、dpmは、di pival
oy methanateの場合、hfaは、hexa
fluoro acetyl acetonateの
略である。
Generally, it is necessary to use an organometallic compound having a relatively high vapor pressure as a raw material for these high dielectric constant metal oxide films. Especially II like strontium and barium
With respect to the a-group element, since the organometallic compound as a raw material is limited, a large organic substance is coordinated to increase the vapor pressure due to steric hindrance. Typically, Sr (dpm) coordinated with β-diketone is used. ) 2 , Ba (dpm) 2 , and in addition, Sr (hfa) 2 , Ba (hfa) 2 and the like, in which an organic substance containing halogen (fluorine) is coordinated to further increase the vapor pressure, are used. Here, dpm is di pival
In case of oy methanate, hfa is hexa
Abbreviation for fluoro acetolate.

【0009】しかしながら、これら有機金属を原料に用
いたCVD法により、ペロブスカイト型結晶構造の高誘
電率の金属酸化膜を形成すると、有機物の分解生成物
や、ハロゲンが金属酸化膜中に不純物として混入する。
更に、これ以外の原料としての有機金属には、通常、ア
ルコキシド基が存在し、1金属原子あたりに多数のCが
含まれているので、Cの混入も多数生じる。
However, when a metal oxide film with a high dielectric constant having a perovskite type crystal structure is formed by a CVD method using these organic metals as raw materials, decomposition products of organic substances and halogen are mixed as impurities in the metal oxide film. To do.
In addition, since alkoxide groups are usually present in many other organic metals as raw materials and a large amount of C is contained in each metal atom, a large amount of C is mixed.

【0010】このような不純物の混入は、ペロブスカイ
ト型結晶構造の形成を阻害するように働くため、誘電率
や絶縁性能が低下し、本来の高誘電体膜の電荷の蓄積保
持性能が著しく低下させる原因となる。
Since such impurities are mixed in to impede the formation of the perovskite type crystal structure, the dielectric constant and the insulating performance are lowered, and the original charge storage and holding performance of the high dielectric film is significantly lowered. Cause.

【0011】このため、キャパシタ絶縁膜として、ペロ
ブスカイト型結晶構造の高誘電率の金属酸化膜を用いた
従来のDRAMにあっては、リーク電流が増加し、キャ
パシタの電荷保持能力が低下し、信頼性が損なわれると
いう問題があった。
Therefore, in a conventional DRAM using a high dielectric constant metal oxide film having a perovskite type crystal structure as a capacitor insulating film, the leak current increases and the charge retention capacity of the capacitor decreases, resulting in reliability. There was a problem that the sex was impaired.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、DRAM
のキャパシタ絶縁膜などのように高誘電率が要求される
絶縁膜として、ペロブスカイト型結晶構造の酸化膜,遷
移金属酸化膜等の誘電率が高い金属酸化膜を用いるには
以下のような問題があった。
As described above, the DRAM
As an insulating film having a high dielectric constant, such as a capacitor insulating film of, a metal oxide film having a high dielectric constant such as an oxide film of a perovskite type crystal structure or a transition metal oxide film has the following problems. there were.

【0013】すなわち、良好な被覆性を確保するために
CVD法により成膜する場合、成膜に供するガスの分解
によって生じる不純物が金属酸化膜中に混入し、誘電率
が低下するという問題があった。
That is, when a film is formed by the CVD method in order to ensure good coverage, there is a problem that impurities generated by decomposition of the gas used for film formation are mixed in the metal oxide film and the dielectric constant is lowered. It was

【0014】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、誘電率の低下を防止し
得る金属酸化膜の形成方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for forming a metal oxide film capable of preventing a decrease in dielectric constant.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明(請求項1)は、金属酸化膜をCVD法に
より形成する金属酸化膜の形成方法において、前記金属
酸化膜の成膜に供するガスとして、炭素およびハロゲン
の少なくとも1つを含む金属化合物ガスと、酸素および
水素を含む物質のプラズマガスとを用いることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention (claim 1) provides a method for forming a metal oxide film by a CVD method, which comprises forming the metal oxide film. A metal compound gas containing at least one of carbon and halogen and a plasma gas of a substance containing oxygen and hydrogen are used as the gas supplied to the film.

【0016】上記酸素および水素を含む物質は、アルコ
ール類、または水蒸気と酸素とを含む物質であることが
好ましい。
The substance containing oxygen and hydrogen is preferably an alcohol or a substance containing water vapor and oxygen.

【0017】[0017]

【作用】本発明(請求項1)によれば、炭素およびハロ
ゲンの少なくとも1つを含む金属化合物に対応して、適
切な酸素および水素を含む物質のプラズマガスを用いる
ことにより、成膜時に不純物が金属酸化膜中に混入する
のを防げ、誘電率の低下を防止できる。
According to the present invention (Claim 1), by using a plasma gas of a substance containing oxygen and hydrogen, which is suitable for a metal compound containing at least one of carbon and halogen, impurities can be formed during film formation. Can be prevented from being mixed into the metal oxide film, and a decrease in the dielectric constant can be prevented.

【0018】例えば、ハロゲンを含む金属化合物ガスを
用いた場合には、酸素および水素を含む物質としてアル
コール類や酸素ガスおよび水蒸気等を用いれば、OHフ
リーラジカルとハロゲンとの反応によって、ハロゲンを
効果的に除去でき、誘電率の低下を防止できる。
For example, when a metal compound gas containing halogen is used, if alcohols, oxygen gas, steam or the like is used as the substance containing oxygen and hydrogen, the halogen is effective due to the reaction between the OH free radical and the halogen. It can be removed selectively, and a decrease in the dielectric constant can be prevented.

【0019】また、炭素を含む金属化合物(有機金属
等)ガスを用いた場合には、酸素および水素を含む物質
として上記物質を用いれば、酸素,水素,水酸基等のラ
ジカルと有機金属の分解生成物との反応によって、分解
生成物を効果的に除去でき、誘電率の低下を防止でき
る。
When a metal compound (organic metal etc.) gas containing carbon is used, if the above-mentioned substance is used as a substance containing oxygen and hydrogen, radicals such as oxygen, hydrogen and hydroxyl groups and decomposition and production of organometal are generated. The decomposition product can be effectively removed by the reaction with the substance, and the decrease in the dielectric constant can be prevented.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の第1の実施例に係る金属
酸化膜(チタン酸ストロンチウム膜)の成膜方法におい
て使用する成膜装置の概略構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic structure of a film forming apparatus used in a method for forming a metal oxide film (strontium titanate film) according to the first embodiment of the present invention.

【0022】図中、1は成膜室を示しており、この成膜
室1は真空ポンプ2により排気されるようになってい
る。成膜室1の内部にはヒーター3上に被処理基板4が
置かれ加熱されるようになっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a film forming chamber, which is evacuated by a vacuum pump 2. Inside the film forming chamber 1, a substrate 4 to be processed is placed on a heater 3 and heated.

【0023】成膜室1へは、外部から反応ガスを供給す
る供給ラインが数系統用意されている。すなわち、スト
ロンチウムの原料であるSr(dpm)2 を封入した原
料タンク7に接続した第1のキャリアArライン14
と、チタンの原料であるTi(iOC3 7 4 を封入
した原料タンク6に接続した第2のキャリアArライン
15と、O2 ライン13およびH2 Oライン16とが用
意されている。
Several supply lines for supplying a reaction gas to the film forming chamber 1 from the outside are prepared. That is, the first carrier Ar line 14 connected to the raw material tank 7 in which Sr (dpm) 2 which is the raw material of strontium is sealed.
And a second carrier Ar line 15 connected to a raw material tank 6 in which Ti (iOC 3 H 7 ) 4 which is a raw material of titanium is sealed, and an O 2 line 13 and an H 2 O line 16 are prepared.

【0024】H2 Oはヒーター(不図示)を備えたタン
ク8に封入されている。原料タンク6,7は、恒温槽5
内に保持され一定の温度に保たれている。H2 Oライン
16から供給されるH2 Oは、バルブ17を介して、O
2 ライン13から供給されるO2 と合流し、これらは成
膜室1にガスが導入される前段でマイクロ波放電装置1
8でプラズマ化されて成膜室1内に導入されるようにな
っている。
H 2 O is enclosed in a tank 8 equipped with a heater (not shown). Raw material tanks 6 and 7 are constant temperature tanks 5.
It is kept inside and kept at a constant temperature. H 2 O supplied from the H 2 O line 16 via a valve 17, O
2 The O 2 supplied from the line 13 merges with the microwave discharge device 1 before the gas is introduced into the film forming chamber 1.
It is made to be plasma at 8 and introduced into the film forming chamber 1.

【0025】なお、各ライン13,14,15,16に
は、それぞれ、ガスの流量を制御するためのマスフロー
コントローラー10,11,12,9が設けられてい
る。
Each line 13, 14, 15, 16 is provided with a mass flow controller 10, 11, 12, 9 for controlling the gas flow rate, respectively.

【0026】次に上記の如きに構成された成膜装置によ
るチタン酸ストロンチウム膜の形成方法について説明す
る。
Next, a method of forming a strontium titanate film by the film forming apparatus having the above structure will be described.

【0027】まず、被処理基板4の温度をヒータ3によ
り600℃〜800℃に、原料タンク7,6の温度を恒
温槽によりそれぞれ220℃、25℃に保持した状態
で、原料ガス(Sr(dpm)2 100SCCM,Ti
(iOC3 7 4 40SCCM)をキャリアガス(A
r)とともに成膜室1内に導入する。このとき、H2
が封入されているタンク8は約40℃程度に保たれる。
また、成膜室1内の圧力は1Torrとする。
First, the raw material gas (Sr (Sr ( dpm) 2 100SCCM, Ti
(IOC 3 H 7 ) 4 40 SCCM) as carrier gas (A
It is introduced into the film forming chamber 1 together with r). At this time, H 2 O
The tank 8 in which is sealed is kept at about 40 ° C.
The pressure inside the film forming chamber 1 is 1 Torr.

【0028】そして、マイクロ波放電装置18には30
〜500Wのパワーを投入し、H2O/O2 混合ガス
(H2 O100SCCM,O2 50SCCM)を放電さ
せ、プラズマ状態のH2 O/O2 混合ガスを成膜室1内
に導入し、被処理基板1上にチタン酸ストロンチウム膜
の成膜を行なう。
The microwave discharge device 18 has 30
Power to the introduction of ~500W, H 2 O / O 2 mixed gas (H 2 O100SCCM, O 2 50SCCM ) to discharge, introducing H 2 O / O 2 mixed gas in a plasma state in the deposition chamber 1, A strontium titanate film is formed on the substrate 1 to be processed.

【0029】本実施例の方法によれば、不純物の混入が
少ない良好な高誘電率のチタン酸ストロンチウム膜が得
られた。これは本実施例のように、有機金属の原料を成
膜室1内に供給する際に、水蒸気および酸素を成膜室1
の前段に設けられたマイクロ波放電装置18で一旦プラ
ズマ状態に置くことにより酸素、水酸基、水素等のラジ
カルを発生させることにより、これらが分解生成物と瞬
時に反応し、分解物を効率的に除去できるからである。
このような効果は、有機金属原料中に弗素を含むSr
(hfa)2 、Ba(hfa)2 等を用いる場合にも、
上記ラジカルと弗素とが効率的に反応するため有効であ
る。
According to the method of this embodiment, a good high dielectric constant strontium titanate film containing few impurities was obtained. As in this embodiment, this is because when the organometallic raw material is supplied into the film forming chamber 1, water vapor and oxygen are supplied to the film forming chamber 1.
In the microwave discharge device 18 provided in the preceding stage, once placed in a plasma state to generate radicals such as oxygen, hydroxyl group, and hydrogen, these react with the decomposition products instantly, and the decomposition products are efficiently generated. This is because it can be removed.
Such an effect is obtained by using Sr containing fluorine in the organometallic raw material.
Even when (hfa) 2 or Ba (hfa) 2 is used,
This is effective because the above radicals and fluorine react efficiently.

【0030】更に、本実施例によれば、水蒸気を供給し
ているので酸化反応を促進し、成膜速度が向上する効果
も期待される。
Further, according to the present embodiment, since the water vapor is supplied, it is expected that the oxidation reaction is promoted and the film formation rate is improved.

【0031】なお、本実施例では、ストロンチウム,チ
タンの原料として、それぞれ、Sr(dpm)2 ),T
i(iOC3 7 4 を用いたが、他の原料ガスを用い
ても良い。例えば、ストロンチウム原料として、弗素を
含む上記したSr(hfa)2 等を用いることも可能で
あり、この場合にも不純物混入の無いチタン酸ストロン
チウム膜の形成が可能である。
In the present embodiment, the raw materials for strontium and titanium are Sr (dpm) 2 ) and T, respectively.
Although i (iOC 3 H 7 ) 4 is used, other source gas may be used. For example, it is possible to use the above-mentioned Sr (hfa) 2 containing fluorine as the strontium raw material, and even in this case, it is possible to form a strontium titanate film free from impurities.

【0032】なお、本実施例では、プラズマの発生にマ
イクロ波放電を用いた場合について説明したがRF放電
またはその他の方法で形成しても同様の効果が得られ
る。
In this embodiment, the case where the microwave discharge is used for generating the plasma has been described, but the same effect can be obtained even if the discharge is formed by the RF discharge or another method.

【0033】図2は、本発明の第2の実施例に係るDR
AMの製造方法を示す工程断面図である。ここでは、第
1の実施例を用いて形成されるチタン酸ストロンチウム
膜をDRAMのキャパシタ絶縁膜に適用した例を取り上
げる。
FIG. 2 shows a DR according to the second embodiment of the present invention.
It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of AM. Here, an example in which the strontium titanate film formed by using the first embodiment is applied to a capacitor insulating film of DRAM will be taken up.

【0034】まず、図2(a)に示すように、比抵抗が
10Ω・cm、主面が(100)面のP型シリコン基板
21上に熱酸化膜を形成し、これをパターニングするこ
とにより、素子分離を行なうための素子分離用絶縁膜2
2およびゲート酸化膜23を形成する。次いでP型シリ
コン基板1上にゲート電極24となる第1のn+ 型ポリ
シリコン膜を形成し、これを通常のフォトエッチング法
に従ってパターニングすることにより、ゲート酸化膜2
3上にゲート電極24を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a thermal oxide film is formed on a P-type silicon substrate 21 having a specific resistance of 10 Ω · cm and a main surface of (100) plane, and is patterned. , Element isolation insulating film 2 for element isolation
2 and the gate oxide film 23 are formed. Next, a first n + type polysilicon film to be the gate electrode 24 is formed on the P type silicon substrate 1, and this is patterned by a normal photoetching method to form the gate oxide film 2
A gate electrode 24 is formed on the surface 3.

【0035】次にゲート電極24をマスクとしてP型シ
リコン基板21にドナーイオンを注入することにより、
- 型のソース・ドレイン拡散層251 ,252 を自己
整合的に形成する。次いで基板全面に厚いCVD酸化膜
26を形成した後、この厚いCVD酸化膜26を通常の
フォトエッチング法に従ってパターニングすることによ
り、ソース・ドレイン拡散層251 に連通する開口部を
形成する。次いでCVD酸化膜26および上記開口部の
表面にタングステンシリサイドを堆積した後、通常のフ
ォトエッチング法に従ってパターニングすることによ
り、ビット線27を形成する。この後、第2のCVD酸
化膜28を堆積する。
Next, by implanting donor ions into the P-type silicon substrate 21 using the gate electrode 24 as a mask,
The n type source / drain diffusion layers 25 1 and 25 2 are formed in a self-aligned manner. Next, a thick CVD oxide film 26 is formed on the entire surface of the substrate, and then the thick CVD oxide film 26 is patterned by a normal photoetching method to form an opening communicating with the source / drain diffusion layer 25 1 . Then, after depositing tungsten silicide on the surfaces of the CVD oxide film 26 and the opening, patterning is performed according to a normal photoetching method to form the bit line 27. After that, the second CVD oxide film 28 is deposited.

【0036】次に図2(b)に示すように、ソース・ド
レイン拡散層252 に連通する開口部を形成した後、第
2のn+ 型ポリシリコン膜29を全面に堆積し、エッチ
バックを行なうことにより、ソース・ドレイン拡散層2
2 に接続する第2のn+ ポリシリコン膜29を開口部
内にのみ残置させる。
Next, as shown in FIG. 2B, after forming an opening communicating with the source / drain diffusion layer 25 2 , a second n + type polysilicon film 29 is deposited on the entire surface and etched back. Source / drain diffusion layer 2
A second n + polysilicon film 29 to be connected to the 5 2 only in the opening is left behind.

【0037】次に全面にTiN膜30を形成し、これを
通常のフォトエッチング法に従って所定の形状にパター
ニングした後、例えば、メッキ法によりTiN膜30上
のみに選択的に下部電極(ストレージ電極)としてのP
t膜31を形成する。Pt膜31はスパッタ法により成
膜したものをエッチングによりパターニングして形成し
ても良い。次いでPt膜31およびCVD酸化膜28の
全面に亘って、第1の実施例で示した方法を用いて、キ
ャパシタ絶縁膜としてのSrTiO3 膜32を形成す
る。
Next, a TiN film 30 is formed on the entire surface, and the TiN film 30 is patterned into a predetermined shape by an ordinary photoetching method. Then, for example, a lower electrode (storage electrode) is selectively formed only on the TiN film 30 by a plating method. As P
The t film 31 is formed. The Pt film 31 may be formed by patterning a film formed by a sputtering method by etching. Then, the SrTiO 3 film 32 as a capacitor insulating film is formed on the entire surfaces of the Pt film 31 and the CVD oxide film 28 by using the method shown in the first embodiment.

【0038】最後に、図2(c)に示すように、SrT
iO3 膜32上にスパッタ法により上部電極(プレート
電極)33となる窒化チタン膜を形成した後、通常のフ
ォトエッチング法に従って窒化チタン膜をパターニング
し、上部電極33を形成して、メモリセルの基本構造が
完成する。この後、通常のLSIの製造プロセスに従っ
て、パッシベーション膜の形成工程,配線の形成工程等
を経てDRAMの作成が終了する。
Finally, as shown in FIG. 2C, SrT
After forming a titanium nitride film serving as an upper electrode (plate electrode) 33 on the iO 3 film 32 by a sputtering method, the titanium nitride film is patterned by a normal photoetching method to form an upper electrode 33, and the titanium oxide film of the memory cell is formed. The basic structure is completed. After that, according to a usual LSI manufacturing process, the formation of the DRAM is completed through a passivation film forming step, a wiring forming step, and the like.

【0039】本実施例の方法で形成したチタン酸ストロ
ンチウム膜を用いたキャパシタのC−V曲線とI−V曲
線を従来の方法と比較したものを図3に示す。
FIG. 3 shows a comparison between the CV curve and the IV curve of the capacitor using the strontium titanate film formed by the method of this embodiment, compared with the conventional method.

【0040】図3(a)から本実施例の方法によれば、
リーク電流を低減できることが分る。さらにまた、図3
(b)から本実施例の方法によれば、キャパシタ容量
(誘電率)を増加できることが分かる。
According to the method of this embodiment from FIG. 3 (a),
It can be seen that the leak current can be reduced. Furthermore, FIG.
From (b), it can be seen that according to the method of this embodiment, the capacitance (dielectric constant) of the capacitor can be increased.

【0041】なお、本実施例では、キャパシタ絶縁膜の
材料としてSrTiO3 を用いたが、その代わりに、例
えば、PZT等の他の高誘電体を用いることができ、ま
た、電極材料としてもPt、窒化チタンに限定されな
い。また、キャパシタ構造に関しては、スタックトキャ
パシタ構造に限定されず、トレンチキャパシタ構造にも
本発明は適用できる。
Although SrTiO 3 is used as the material of the capacitor insulating film in this embodiment, other high dielectric materials such as PZT can be used instead of it, and Pt can also be used as the electrode material. , But not limited to titanium nitride. Further, the capacitor structure is not limited to the stacked capacitor structure, and the present invention can be applied to the trench capacitor structure.

【0042】図4は、本発明の第3の実施例に係るDR
AMの製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 4 shows a DR according to the third embodiment of the present invention.
It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of AM.

【0043】まず、図4(a)に示すように、比抵抗1
0Ωcm,(100)面の単結晶シリコン基板上31に
シリコン熱酸化膜33を形成した後、多結晶シリコン膜
34、シリコン酸化膜(不図示)をCVD法により堆積
させる。次に通常のフォトエッチング法によって上記シ
リコン酸化膜をパターニングし、このシリコン酸化膜を
マスクとして多結晶シリコン膜34、シリコン熱酸化膜
33、単結晶シリコン基板31を順次異方性エッチング
し、素子分離領域となる溝を形成する。次いでマスクに
用いたシリコン酸化膜を除去した後、上記溝中に素子分
離用絶縁膜としてのシリコン酸化膜32をLPCVD法
により埋め込む。
First, as shown in FIG. 4A, the specific resistance 1
After a silicon thermal oxide film 33 is formed on a single crystal silicon substrate 31 of 0 Ωcm, (100) plane, a polycrystalline silicon film 34 and a silicon oxide film (not shown) are deposited by the CVD method. Next, the silicon oxide film is patterned by a normal photo-etching method, and the polycrystalline silicon film 34, the silicon thermal oxide film 33, and the single crystal silicon substrate 31 are anisotropically etched sequentially using the silicon oxide film as a mask to isolate the elements. A groove to be a region is formed. Then, after removing the silicon oxide film used as the mask, the silicon oxide film 32 as an element isolation insulating film is embedded in the groove by the LPCVD method.

【0044】次に図4(b)に示すように、多結晶シリ
コン膜34を化学的ドライエッチング法により剥離し、
続いて、弗酸等によりシリコン熱酸化膜33を剥離す
る。このとき、シリコン酸化膜32も同時にエッチング
され、その表面は基板31の表面と略一致するようにな
る。次いでゲート酸化膜となる薄いシリコン熱酸化膜3
5を形成した後、単結晶シリコン基板31の全面にLP
CVD法によりゲート電極37となるn+ 多結晶シリコ
ンを形成し、これを通常のフォトエッチング法によって
パターニングすることにより、ゲート電極37を形成す
る。この後、次にゲート電極37をマスクとして単結晶
シリコン基板31にドナーイオンを注入し、n- 型のソ
ース・ドレイン拡散層361 ,362 を自己整合的に形
成する。
Next, as shown in FIG. 4B, the polycrystalline silicon film 34 is peeled off by a chemical dry etching method,
Then, the silicon thermal oxide film 33 is peeled off with hydrofluoric acid or the like. At this time, the silicon oxide film 32 is also etched at the same time, and the surface thereof becomes substantially flush with the surface of the substrate 31. Next, a thin silicon thermal oxide film 3 to be a gate oxide film
After forming 5, LP is formed on the entire surface of the single crystal silicon substrate 31.
The gate electrode 37 is formed by forming n + polycrystalline silicon that will become the gate electrode 37 by the CVD method and patterning it by a normal photoetching method. Then, using the gate electrode 37 as a mask, donor ions are implanted into the single crystal silicon substrate 31 to form the n type source / drain diffusion layers 36 1 and 36 2 in a self-aligned manner.

【0045】次に図4(c)に示すように、基板全面に
厚いCVD酸化膜38を形成し、これを通常のフォトエ
ッチング法に従ってパターニングすることにより、ソー
ス・ドレイン拡散層361 に連通するコンタクトホール
を形成する。次いでCVD酸化膜38,コンタクトホー
ルの表面にタングステンシリサイド膜を堆積し、通常の
フォトエッチング法に従ってパターニングすることによ
りビット線39を形成する。次いで基板全面にCVD酸
化膜40を堆積した後、シリコン酸化膜38,40を通
常のフォトエッチング法によりパターニングし、ソース
・ドレイン拡散層362 に連通するコンタクトホールを
形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, a thick CVD oxide film 38 is formed on the entire surface of the substrate and is patterned by a normal photoetching method to communicate with the source / drain diffusion layer 36 1. Form a contact hole. Then, a tungsten silicide film is deposited on the surfaces of the CVD oxide film 38 and the contact hole, and patterned by a normal photoetching method to form the bit line 39. Next, after depositing a CVD oxide film 40 on the entire surface of the substrate, the silicon oxide films 38, 40 are patterned by a normal photoetching method to form contact holes communicating with the source / drain diffusion layers 36 2 .

【0046】次に図4(d)に示すように、n+ 型多結
晶シリコン膜41をLPCVD法により形成した後、エ
ッチバック法によりn+ 型多結晶シリコン41をソース
・ドレイン拡散層362 上のコンタクトホール内にのみ
残存せしめる。次いで単結晶シリコン基板31の全面に
スパッタ法により下部電極となる窒化チタン膜42を形
成し、通常のフォトエッチング法により、パターニング
して下部電極42を形成する。
[0046] Next, as shown in FIG. 4 (d), the n + -type polycrystalline after the silicon film 41 is formed by the LPCVD method, the etch-back method by n + -type polycrystalline silicon 41 source-drain diffusion layer 36 2 Leave it only in the upper contact hole. Next, a titanium nitride film 42 to be a lower electrode is formed on the entire surface of the single crystal silicon substrate 31 by a sputtering method, and patterned by a normal photoetching method to form the lower electrode 42.

【0047】次に単結晶シリコン基板31の全面にニオ
ブ添加チタン酸ストロンチウム膜43をCVD法により
形成する。ここで、ニオブ添加チタン酸ストロンチウム
膜43の成膜にあたっては、ストロンチウム、チタン、
ニオブの原料として、Sr(hfa)2 100SCC
M、Ti(i−OC3 7 4 40SCCM、Nb(O
2 5 5 (全流量の1〜2%程度)を用い、これら
をArガスでバブリングして供給する。成膜温度は15
0℃,成膜室内の圧力は1Torrとした。
Next, a niobium-added strontium titanate film 43 is formed on the entire surface of the single crystal silicon substrate 31 by the CVD method. Here, in forming the niobium-added strontium titanate film 43, strontium, titanium,
As a raw material for niobium, Sr (hfa) 2 100 SCC
M, Ti (i-OC 3 H 7 ) 4 40 SCCM, Nb (O
C 2 H 5 ) 5 (about 1 to 2% of the total flow rate) is used, and these are bubbled and supplied with Ar gas. Deposition temperature is 15
The pressure inside the film forming chamber was 0 ° C. and 1 Torr.

【0048】このとき、メタノール(CH3 OH)を
2.45GHz、50Wのマイクロ波放電にプラズマ化
して、OHフリーラジカルを生成し、これを上記原料ガ
スとともに供給する。
At this time, methanol (CH 3 OH) is converted into plasma by microwave discharge of 2.45 GHz and 50 W to generate OH free radicals, which are supplied together with the above source gas.

【0049】次に反応性イオンエッチング法によりニオ
ブ添加チタン酸ストロンチウム膜43を加工して下部電
極42上にのみ残存させた後、全面にキャパシタ絶縁膜
としてのチタン酸ストロンチウム膜44をCVD法によ
り形成する。ここで、チタン酸ストロンチウム膜44の
成膜にあたっては、ストロンチウム、チタンの原料とし
て、それぞれ、Sr(hfa)2 100SCCM、Ti
(i−OC3 7 440SCCMを用い、これらをA
rガスでバブリングして供給する。成膜温度は150
℃,成膜室内の圧力は1Torrとした。
Next, after the niobium-added strontium titanate film 43 is processed by the reactive ion etching method and left only on the lower electrode 42, a strontium titanate film 44 as a capacitor insulating film is formed on the entire surface by the CVD method. To do. Here, in forming the strontium titanate film 44, Sr (hfa) 2 100SCCM and Ti are used as raw materials of strontium and titanium, respectively.
Using (i-OC 3 H 7 ) 4 40 SCCM,
Bubbling with r gas is supplied. Film formation temperature is 150
The temperature inside the film forming chamber was set to 1 Torr.

【0050】このとき、流量30SCCMのメタノール
(CH3 OH)を2.45GHz、50Wのマイクロ波
放電によりプラズマ化して、OHフリーラジカルを生成
し、これを上記原料ガスとともに供給する。
At this time, methanol (CH 3 OH) having a flow rate of 30 SCCM is converted into plasma by microwave discharge of 2.45 GHz and 50 W to generate OH free radicals, which are supplied together with the above-mentioned raw material gas.

【0051】最後に、図4(d)に示すように、上部電
極(プレート電極)45となるニッケル膜をスパッタ法
によりキャパシタ絶縁膜44上に形成した後、これをパ
ターニングすることで上部電極45を形成して、メモリ
セルの基本構造が完成する。この後、通常のLSIの製
造プロセスに従って、パッシベーション膜の形成工程,
配線の形成工程等を経てDRAMの作成が終了する。
Finally, as shown in FIG. 4D, a nickel film to be the upper electrode (plate electrode) 45 is formed on the capacitor insulating film 44 by the sputtering method, and then patterned to form the upper electrode 45. To complete the basic structure of the memory cell. After that, the passivation film forming process is performed in accordance with a normal LSI manufacturing process.
The fabrication of the DRAM is completed through a wiring forming process and the like.

【0052】本実施例の方法によれば、不純物の混入が
少ない良好な高誘電率のキャパシタ絶縁膜が得られた。
これは本実施例のように、成膜時にアルコール類など水
酸基を含むガスをプラズマ状態にして生成した活性種で
あるOHフリーラジカルを原料ガスとともに供給した場
合には、Fなどのハロゲンや炭酸イオンが金属と結合す
ることが抑制されるからである。
According to the method of this embodiment, a good high dielectric constant capacitor insulating film containing less impurities was obtained.
This is because when OH free radicals, which are active species generated by putting a gas containing a hydroxyl group such as alcohols into a plasma state during film formation as in this embodiment, are supplied together with the source gas, halogen such as F and carbonate ions. This is because the binding of the metal with the metal is suppressed.

【0053】その例として、エタノール(C2 5
H)を反応槽前段でプラズマ化することによってOHフ
リーラジカルを生成供給して、Sr(hfa)2 をガス
ソースとして用いてチタン酸ストロンチウムを成膜した
場合の成膜条件と膜中のFの混入量(Srに対する比率
で示してある)の関係を図6に示した。図6の横軸には
アルコールをプラズマ状態におくために入力したマイク
ロ波のパワーをとっている。
As an example, ethanol (C 2 H 5 O
H) is plasma-converted in the preceding stage of the reaction tank to generate and supply OH free radicals, and Sr (hfa) 2 is used as a gas source to form strontium titanate. The relationship of the mixed amount (shown by the ratio to Sr) is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 6 shows the power of the microwave input to keep the alcohol in the plasma state.

【0054】この図6においては、10W乃至100W
程度のパワー条件でアルコールをプラズマ状態を通して
供給することでFが除去されることが分かる。これに対
して、従来法である酸素を酸化剤として用いた試料では
Fの除去効果は見られず、本発明の有効性が分かる。
In FIG. 6, 10 W to 100 W
It can be seen that F is removed by supplying alcohol through the plasma state under moderate power conditions. On the other hand, the effect of removing the F is not seen in the sample using oxygen as the oxidizing agent, which is the conventional method, and the effectiveness of the present invention can be seen.

【0055】アルコールはプラズマ化しなくてもOHフ
リーラジカルを生成する能力はあるが、反応性を高める
ため、また高品質なキャパシタ絶縁膜(金属酸化膜)を
得るには、アルコールを一旦プラズマ状態を通して解離
させる方が効果的である。マイクロ波のパワーを大きく
することにより、金属酸化膜中からFが完全に除去され
ることが分かる。
Although alcohol has the ability to generate OH free radicals without being made into plasma, in order to enhance reactivity and to obtain a high-quality capacitor insulating film (metal oxide film), alcohol is once passed through the plasma state. Dissociation is more effective. It can be seen that F is completely removed from the metal oxide film by increasing the microwave power.

【0056】なお、マイクロ波のパワーを大きくしてい
くことにより、再びFが膜中に残留する傾向が見られる
が、これはアルコールの解離によって生成されたOHフ
リーラジカルが更に分解され、O原子,H原子に解離し
てしまい膜中からのFの除去能力が低下することによ
る。つまり、OHフリーラジカルを供給することが必要
であることが分かる。
As the microwave power is increased, F tends to remain in the film again. This is because the OH free radical generated by the dissociation of alcohol is further decomposed and the O atom , H atoms are dissociated and the ability to remove F from the film is reduced. That is, it turns out that it is necessary to supply OH free radicals.

【0057】以上述べたように、本実施例によれば、ペ
ロブスカイト型結晶構造を乱すこと無くキャパシタ絶縁
膜となる金属酸化膜を成膜できるので、高い電荷保持能
力を有するキャパシタが得られ、これにより信頼性の高
いDRAMが得られる。
As described above, according to this embodiment, since the metal oxide film serving as the capacitor insulating film can be formed without disturbing the perovskite type crystal structure, a capacitor having a high charge retention capability can be obtained. Therefore, a highly reliable DRAM can be obtained.

【0058】図5は、本発明の第4の実施例に係るDR
AMの製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 5 shows a DR according to the fourth embodiment of the present invention.
It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of AM.

【0059】第3の実施例と同様に、まず、図5(a)
に示すように、単結晶シリコン基板51上に素子分離用
絶縁膜52、ゲート酸化膜55,ゲート電極57、ソー
ス・ドレイン領域561 ,562 、第1の層間絶縁膜と
してのシリコン酸化膜58、ソース・ドレイン領域56
1 に連通するコンタクトホール、ビット線59を形成す
る。次いでCVD法により第2の層間絶縁膜である厚い
シリコン酸化膜60を形成した後、ソース・ドレイン領
域562 に連通する第2のコンタクトホールを形成す
る。
Similar to the third embodiment, first, FIG.
As shown in FIG. 3, an element isolation insulating film 52, a gate oxide film 55, a gate electrode 57, source / drain regions 56 1 and 56 2 and a silicon oxide film 58 as a first interlayer insulating film are formed on a single crystal silicon substrate 51. , Source / drain region 56
A contact hole communicating with 1 and a bit line 59 are formed. Then, a thick silicon oxide film 60 which is a second interlayer insulating film is formed by the CVD method, and then a second contact hole communicating with the source / drain region 56 2 is formed.

【0060】次に図5(b)に示すように、n+ 型多結
晶シリコン膜61をLPCVD法により形成した後、エ
ッチバック法によりn+ 型多結晶シリコン膜61をソー
ス・ドレイン領域562 上のコンタクトホールの内部に
のみ残存せしめる。次いでCVD法により、下部電極と
してのタングステン膜62をn+ 型多結晶シリコン膜6
1上に選択成長させ一部シリコン酸化膜60上にはみ出
させることにより下部電極を形成する。この後、基板全
面にスパッタ法により白金膜63を形成した後、反応性
イオンエッチング法によりタングステン膜62上にのみ
残存させる。
[0060] Next FIG 5 (b) as shown in the, n + -type polycrystalline after the silicon film 61 is formed by the LPCVD method, n + -type polycrystalline silicon film 61 to the source and drain regions 56 2 by the etch back method It is left only inside the upper contact hole. Then, the tungsten film 62 serving as the lower electrode is formed by the CVD method into the n + -type polycrystalline silicon film 6
Then, the lower electrode is formed by selectively growing it on the first electrode 1 and partially protruding it onto the silicon oxide film 60. After that, a platinum film 63 is formed on the entire surface of the substrate by a sputtering method, and then is left only on the tungsten film 62 by a reactive ion etching method.

【0061】次に全面にキャパシタ絶縁膜としてのチタ
ン酸バリウム膜64をCVD法により形成する。ここ
で、チタン酸バリウム膜64の成膜にあたっては、バリ
ウム、チタンの原料として、それぞれ、Ba(hfa)
2 100SCCM、Ti(i−OC3 7 4 (TI
P)40SCCMを用い、これらをArガスでバブリン
グして供給する。成膜温度は220℃,成膜室内の圧力
は1Torrである。
Next, a barium titanate film 64 as a capacitor insulating film is formed on the entire surface by the CVD method. Here, in forming the barium titanate film 64, Ba (hfa) is used as a raw material for barium and titanium, respectively.
2 100 SCCM, Ti (i-OC 3 H 7 ) 4 (TI
P) Using 40 SCCM, these are bubbled and supplied with Ar gas. The film forming temperature is 220 ° C., and the pressure inside the film forming chamber is 1 Torr.

【0062】このとき、エタノール(C2 5 OH)3
0SCCMおよび酸素50SCCMの混合ガスを2.4
5GHz、200Wのマイクロ波放電によってプラズマ
化し、OHフリーラジカルおよび酸素原子を生成し上記
原料ガスとともに供給する。
At this time, ethanol (C 2 H 5 OH) 3
The mixed gas of 0 SCCM and oxygen 50 SCCM is 2.4.
It is turned into plasma by microwave discharge of 5 GHz and 200 W, and OH free radicals and oxygen atoms are generated and supplied together with the above source gas.

【0063】このようにOHフリーラジカルを供給する
ことでチタン酸バリウム膜64中のF、Cを除去し、ま
た、酸素原子を供給することで成膜されるチタン酸バリ
ウム膜64中の酸素空孔等の欠陥が修復され、高誘電率
を示す膜が得られる。
By supplying OH free radicals in this way, F and C in the barium titanate film 64 are removed, and by supplying oxygen atoms, oxygen vacancies in the barium titanate film 64 are formed. Defects such as holes are repaired and a film having a high dielectric constant is obtained.

【0064】最後に、図5(c)に示すように、上部電
極65となるニオブ膜をスパッタ法により基板全面に形
成した後、このニオブ膜を通常のフォトエッチング技術
によりパターニングすることで上部電極65を形成し
て、メモリセルの基本構造が完成する。この後、通常の
LSIの製造プロセスに従って、パッシベーション膜の
形成工程,配線の形成工程等を経てDRAMの作成が終
了する。
Finally, as shown in FIG. 5C, a niobium film to be the upper electrode 65 is formed on the entire surface of the substrate by the sputtering method, and then this niobium film is patterned by a normal photoetching technique to form the upper electrode. By forming 65, the basic structure of the memory cell is completed. After that, according to a usual LSI manufacturing process, the formation of the DRAM is completed through a passivation film forming step, a wiring forming step, and the like.

【0065】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、実施例では、チタン酸ストロ
ンチウム膜やチタン酸バリウム膜の成膜の場合について
説明したが、本発明は、他の高誘電率の金属酸化膜、例
えば、チタン酸カルシウムおよびこれら三つの混合物か
らなる金属酸化膜の成膜にも適用できる。すなわち、本
発明は、Sr、Ba、Ca、Y、Cu、Ti、Biの少
なくとも一つを含む物質からなる高誘電体膜の成膜に適
用できる。また、PZT,PLZT,タンタル酸化物か
らなる高誘電率の金属酸化膜の成膜にも適用できる。更
に、本発明は、超伝導体膜としてのペロブスカイト型結
晶構造の金属酸化膜にも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the examples, the case of forming a strontium titanate film or a barium titanate film was described, but the present invention is applicable to other high dielectric constant metal oxide films such as calcium titanate and a mixture of these three. It can also be applied to the film formation of a metal oxide film. That is, the present invention can be applied to the formation of a high dielectric film made of a substance containing at least one of Sr, Ba, Ca, Y, Cu, Ti and Bi. It can also be applied to the formation of a high-dielectric-constant metal oxide film made of PZT, PLZT, or tantalum oxide. Further, the present invention can be applied to a metal oxide film having a perovskite type crystal structure as a superconductor film.

【0066】また、上記実施例では、エタノールやメタ
ノールを使用したが他のアルコール類を用いても良い。
また、OHを含む物質であれば、アルコール類でなくて
も良い。
Although ethanol and methanol are used in the above embodiment, other alcohols may be used.
Further, as long as it is a substance containing OH, it may not be alcohol.

【0067】更に、上記実施例では半導体装置としてD
RAMを例にあげて説明したが、本発明は高誘電率の絶
縁膜を必要とする他の半導体装置にも適用できる。
Further, in the above embodiment, the semiconductor device D
Although the RAM has been described as an example, the present invention can be applied to other semiconductor devices that require an insulating film having a high dielectric constant.

【0068】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施できる。
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、炭
素およびハロゲンの少なくとも1つを含む金属化合物ガ
スに対応して、適切な酸素および水素を含む物質のプラ
ズマガスを用いることにより、金属酸化膜中に不純物が
混入することを抑制し、誘電率の低下を防止できる。
As described in detail above, according to the present invention, by using a plasma gas of a substance containing oxygen and hydrogen, which is suitable for a metal compound gas containing at least one of carbon and halogen, It is possible to prevent impurities from being mixed into the metal oxide film and prevent a decrease in the dielectric constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る金属酸化膜の成膜
方法において使用する成膜装置の概略構成を示す模式図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus used in a method for forming a metal oxide film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例に係るDRAMの製造方
法を示す工程断面図
FIG. 2 is a process sectional view showing a method of manufacturing a DRAM according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の効果を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing the effect of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例に係るDRAMの製造方
法を示す工程断面図
FIG. 4 is a process sectional view showing a method of manufacturing a DRAM according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例に係るDRAMの製造方
法を示す工程断面図
FIG. 5 is a process sectional view showing the method of manufacturing the DRAM according to the fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の効果を示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing the effect of the present invention.

【図7】ペロブスカイト型結晶構造を示す図FIG. 7 is a diagram showing a perovskite type crystal structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…成膜室、2…真空ポンプ、3…ヒーター、4…被処
理基板、5…恒温槽、6,7…原料タンク、8…タン
ク、9,10,11,12…マスフローコントローラ
ー、13…O2 ライン、14,15…キャリアArライ
ン、16…H2 Oライン、17…バルブ、18…マイク
ロ波放電装置 21…P型シリコン基板、22…素子分離用絶縁膜、2
3…ゲート酸化膜、24…ゲート電極、251 ,252
…ソース・ドレイン拡散層、26…CVD酸化膜、27
…ビット線、28…CVD酸化膜、29…n+ 型ポリシ
リコン膜、30…TiN膜、(図2中における)31…
Pt膜(下部電極)、(図2中における)32…SrT
iO3 膜(キャパシタ絶縁膜)、(図2中における)3
3…窒化チタン膜(上部電極) (図4中における)31…単結晶シリコン基板、(図4
中における)32…素子分離用絶縁膜、(図4中におけ
る)33…シリコン熱酸化膜、34…多結晶シリコン
膜、35…ゲート酸化膜、361 ,362 …ソース・ド
レイン拡散層、37…ゲート電極、38…CVD酸化
膜、39…ビット線、40…CVD酸化膜、41…n+
型多結晶シリコン膜、42…窒化チタン膜(下部電
極)、43…ニオブ添加チタン酸ストロンチウム膜、4
4…チタン酸ストロンチウム膜(キャパシタ絶縁膜)、
45…ニッケル膜(上部電極) 51…単結晶シリコン基板、52…素子分離用絶縁膜、
53…、54…、55…ゲート酸化膜、561 ,562
…ソース・ドレイン領域、57…ゲート電極、58…シ
リコン酸化膜、59…ビット線、60…シリコン酸化
膜、61…n+ 型多結晶シリコン膜、62…タングステ
ン膜(下部電極)、63…白金膜、64…チタン酸バリ
ウム膜(キャパシタ絶縁膜)、65…ニオブ膜(上部電
極)
1 ... Film forming chamber, 2 ... Vacuum pump, 3 ... Heater, 4 ... Substrate to be processed, 5 ... Constant temperature bath, 6, 7 ... Raw material tank, 8 ... Tank, 9, 10, 11, 12 ... Mass flow controller, 13 ... O 2 line, 14, 15 ... Carrier Ar line, 16 ... H 2 O line, 17 ... Bulb, 18 ... Microwave discharge device 21 ... P-type silicon substrate, 22 ... Element isolation insulating film, 2
3 ... Gate oxide film, 24 ... Gate electrode, 25 1 , 25 2
Source / drain diffusion layer 26, CVD oxide film 27
... bit line, 28 ... CVD oxide film, 29 ... n + type polysilicon film, 30 ... TiN film, (in FIG. 2) 31 ...
Pt film (lower electrode), 32 (in FIG. 2) ... SrT
iO 3 film (capacitor insulating film), 3 (in FIG. 2)
3 ... Titanium nitride film (upper electrode) (in FIG. 4) 31 ... Single crystal silicon substrate ((FIG. 4)
32 ... Insulation film for element isolation, 33 ... (In FIG. 4) Silicon thermal oxide film, 34 ... Polycrystalline silicon film, 35 ... Gate oxide film, 36 1 , 36 2 ... Source / drain diffusion layer, 37 ... gate electrode, 38 ... CVD oxide film, 39 ... bit line, 40 ... CVD oxide film, 41 ... n +
-Type polycrystalline silicon film, 42 ... Titanium nitride film (lower electrode), 43 ... Niobium-added strontium titanate film, 4
4 ... Strontium titanate film (capacitor insulating film),
45 ... Nickel film (upper electrode) 51 ... Single crystal silicon substrate, 52 ... Insulating film for element isolation,
53 ..., 54 ..., 55 ... Gate oxide film, 56 1 , 56 2
Source / drain region, 57 ... Gate electrode, 58 ... Silicon oxide film, 59 ... Bit line, 60 ... Silicon oxide film, 61 ... N + type polycrystalline silicon film, 62 ... Tungsten film (lower electrode), 63 ... Platinum Film, 64 ... Barium titanate film (capacitor insulating film), 65 ... Niobium film (upper electrode)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属酸化膜をCVD法により形成する金属
酸化膜の形成方法において、 前記金属酸化膜の成膜に供するガスとして、炭素および
ハロゲンの少なくとも一つを含む金属化合物ガスと、酸
素および水素を含む物質のプラズマガスとを用いること
を特徴とする金属酸化膜の形成方法。
1. A method for forming a metal oxide film by forming a metal oxide film by a CVD method, wherein a metal compound gas containing at least one of carbon and halogen, oxygen and A method for forming a metal oxide film, which comprises using a plasma gas of a substance containing hydrogen.
【請求項2】前記酸素および水素を含む物質は、アルコ
ール類、または水蒸気と酸素とを含む物質であることを
特徴とする請求項1に記載の金属酸化膜の形成方法。
2. The method for forming a metal oxide film according to claim 1, wherein the substance containing oxygen and hydrogen is an alcohol or a substance containing water vapor and oxygen.
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