JPS58112360A - 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 - Google Patents
半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPS58112360A JPS58112360A JP21526181A JP21526181A JPS58112360A JP S58112360 A JPS58112360 A JP S58112360A JP 21526181 A JP21526181 A JP 21526181A JP 21526181 A JP21526181 A JP 21526181A JP S58112360 A JPS58112360 A JP S58112360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- capacitor
- oxide film
- semiconductor substrate
- tantalum oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 20
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 abstract description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003481 tantalum Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/92—Capacitors having potential barriers
- H01L29/94—Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
本発明は半導体装置用キャパシタおよびその製造方法に
関する。
関する。
従来、半導体装置用キャパシタには、金属あるいは半導
体へ絶縁層を付着し、さらに金属等の電極な被着した構
造のものが用いられて来た。絶縁膜としては二酸化シリ
コン−８ｉｎ、、アルミナリ。
体へ絶縁層を付着し、さらに金属等の電極な被着した構
造のものが用いられて来た。絶縁膜としては二酸化シリ
コン−８ｉｎ、、アルミナリ。
０１、窒化シリコン８ｉ、Ｎ、等の膜が用いられて来た
。
。
実装密度の増加が望まれているためにこれらの絶縁膜よ
りも大きな誘電率をもち、かつ極端に薄いｎｔ体膜が要
求されて来た。
りも大きな誘電率をもち、かつ極端に薄いｎｔ体膜が要
求されて来た。
１９８１年春季第２８回応用物理学関係連合講演会、講
演予稿集第５８８ページにタンタル酸化物の誘電体を有
する薄膜キャパシタの形成方法が示されている。上記の
方法では、第１のキャパシタ電極となるシリコン基板上
にタンタルの薄膜がＲ−Ｆスパッタで被着される。この
タンタル薄膜を有するシリコン基板はそれから５２５Ｃ
の酸素雰囲気中で勢処理される。タンタルはすべてタン
タル酸化物に変換される。第２のキャノミシタ電極がタ
ンタル酸化物の膜の上に付着ｉれる。上記の方法に於い
て不利な点は、このキャパシタはリーク電流が大きいこ
とである。上記方法に於いてメンタル薄膜を５２５Ｃの
酸素雰囲気中で一処瑞してタンタル酸化物に変換した後
、さらに１０００Ｃの酸素雰囲気中で熱処理するとタン
タル酸化膜とシリコン基板の間に薄いシリコン酸化膜が
形成され、そのために９−り電流が減少することが述べ
られ【いる。しかしながら新たにタンタル酸化膜とシリ
コン基板の界面に形成されるシリコン酸化膜は誘電率が
小さいために、タンタル酸化膜のみの場合とくらべると
全体の容量が低下してしまうという欠点があった。
演予稿集第５８８ページにタンタル酸化物の誘電体を有
する薄膜キャパシタの形成方法が示されている。上記の
方法では、第１のキャパシタ電極となるシリコン基板上
にタンタルの薄膜がＲ−Ｆスパッタで被着される。この
タンタル薄膜を有するシリコン基板はそれから５２５Ｃ
の酸素雰囲気中で勢処理される。タンタルはすべてタン
タル酸化物に変換される。第２のキャノミシタ電極がタ
ンタル酸化物の膜の上に付着ｉれる。上記の方法に於い
て不利な点は、このキャパシタはリーク電流が大きいこ
とである。上記方法に於いてメンタル薄膜を５２５Ｃの
酸素雰囲気中で一処瑞してタンタル酸化物に変換した後
、さらに１０００Ｃの酸素雰囲気中で熱処理するとタン
タル酸化膜とシリコン基板の間に薄いシリコン酸化膜が
形成され、そのために９−り電流が減少することが述べ
られ【いる。しかしながら新たにタンタル酸化膜とシリ
コン基板の界面に形成されるシリコン酸化膜は誘電率が
小さいために、タンタル酸化膜のみの場合とくらべると
全体の容量が低下してしまうという欠点があった。
本発明は、タンタル酸化膜とシリコン基板の間に超薄窒
化シリコン膜を形成することにより１．タンタル酸化膜
とシリコン基板が直接的に相互反応することを阻止し【
、かつタンタル膜のリーク電流を減少させ、さらにシリ
コン酸化膜よりも誘電率の大きな窒化シリコン膜を（！
ｌ！５ことにより【全体の容量低下も少なくして上記の
欠点を解消した半導体装置用キャパシタおよびその製造
方法を提供するものである。
化シリコン膜を形成することにより１．タンタル酸化膜
とシリコン基板が直接的に相互反応することを阻止し【
、かつタンタル膜のリーク電流を減少させ、さらにシリ
コン酸化膜よりも誘電率の大きな窒化シリコン膜を（！
ｌ！５ことにより【全体の容量低下も少なくして上記の
欠点を解消した半導体装置用キャパシタおよびその製造
方法を提供するものである。
以下本発明を図面を参照しながら実施例に基づいて説明
する。
する。
まず、第１図に示すように３０・備の比抵抗のＮｍシリ
コン半導体基板１を用い、ｉｏｏ＊アンモニア（ＮＨａ
）ガス中で、１２００ｔｌｌ’％１時間加熱して第２図
に示すようにシリコン半導体基板ｌの表面的３ＯＡの厚
みの部分を窒化シリコン膜２に変換する。次に第３図に
示すように窒化シリコン膜２の上にスパッタ法で３００
Ａの厚さのタンタル膜３を被着する。この２層ｍな有す
るシリコン基板はそれから５２５０のドライ酸素雰囲気
中で３０分熱処理して第４図に示すように３０ＯＡの厚
さのタンタル膜をすべてタンタル酸化膜４に変換する。
コン半導体基板１を用い、ｉｏｏ＊アンモニア（ＮＨａ
）ガス中で、１２００ｔｌｌ’％１時間加熱して第２図
に示すようにシリコン半導体基板ｌの表面的３ＯＡの厚
みの部分を窒化シリコン膜２に変換する。次に第３図に
示すように窒化シリコン膜２の上にスパッタ法で３００
Ａの厚さのタンタル膜３を被着する。この２層ｍな有す
るシリコン基板はそれから５２５０のドライ酸素雰囲気
中で３０分熱処理して第４図に示すように３０ＯＡの厚
さのタンタル膜をすべてタンタル酸化膜４に変換する。
この時、タンタル酸化膜とシリコン半導体基板間にある
ちみつな超薄窒化シリコンｊ１２のためにタンタル酸化
膜とシリコン半導体基板ｌとの間の直接的な相互作用は
阻止されて導電性を一つタンタルシリサイドの形成を防
ぐことが出来リーク電流を減少させることが出来る。か
かる絶縁膜２，４上に第５図に示すように１μｍ厚さの
アルミニクムを被着しパターニングして電極５を作る。
ちみつな超薄窒化シリコンｊ１２のためにタンタル酸化
膜とシリコン半導体基板ｌとの間の直接的な相互作用は
阻止されて導電性を一つタンタルシリサイドの形成を防
ぐことが出来リーク電流を減少させることが出来る。か
かる絶縁膜２，４上に第５図に示すように１μｍ厚さの
アルミニクムを被着しパターニングして電極５を作る。
次に４０００のＮ２雰囲気中で１０分間熱処理を行ない
キャパシタとする。
キャパシタとする。
上記の方法で作製したキャパシタは、タンタル酸化膜と
シリコン半導体基板の界面に超薄値化シリコン膜がある
ために、従来タンタル酸化膜のみの場合問題となってい
たリーク電流を減少させることが出来る。またタンタル
酸化膜とシリコン半導体基板との間に、酸素雰囲気中で
熱処理することによって二酸化シリコン膜を形成してリ
ーク電流を減少させる公知の方法は、熱処理時間を増加
するとそれにともなっ曵二酸化シリーン膜厚が増加しそ
のため全体の容量値が時間と共に減少する。
シリコン半導体基板の界面に超薄値化シリコン膜がある
ために、従来タンタル酸化膜のみの場合問題となってい
たリーク電流を減少させることが出来る。またタンタル
酸化膜とシリコン半導体基板との間に、酸素雰囲気中で
熱処理することによって二酸化シリコン膜を形成してリ
ーク電流を減少させる公知の方法は、熱処理時間を増加
するとそれにともなっ曵二酸化シリーン膜厚が増加しそ
のため全体の容量値が時間と共に減少する。
さらに高温で熱処理すると薄い二酸化シリコン展ではタ
ンタルシリサイドの形成を防ぐことが出来ないという欠
点があるが、本発明の方法はちみつな超薄窒化シリコン
膜を使っているので熱処理時間な長（シ【も容量値は変
化せず、タンタルシリサイドの形成も防ぐことが出来、
リーク電流の少ないキャパシタが得られる。
ンタルシリサイドの形成を防ぐことが出来ないという欠
点があるが、本発明の方法はちみつな超薄窒化シリコン
膜を使っているので熱処理時間な長（シ【も容量値は変
化せず、タンタルシリサイドの形成も防ぐことが出来、
リーク電流の少ないキャパシタが得られる。
以上詳細に説明したように、本発明はタンタル酸化膜と
シリコン半導体基板の界面に超薄窒化シリコン膜な形成
することによって、容量密度が大きくしかもリーク電流
の小さいキャパシタが得られる。
シリコン半導体基板の界面に超薄窒化シリコン膜な形成
することによって、容量密度が大きくしかもリーク電流
の小さいキャパシタが得られる。
第１図ないし第５図は本発明に係るキャパシタの製造工
程を説明する断面図。図面で１はシリコン半導体基板、
２は超薄窒化シリコン膜、３はタンタル膜、４はタンタ
ル酸化膜、５は金属電極である。
程を説明する断面図。図面で１はシリコン半導体基板、
２は超薄窒化シリコン膜、３はタンタル膜、４はタンタ
ル酸化膜、５は金属電極である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、キャパシタの第１電極となる半導体基板上に超薄窒
化シリコン膜が形成され、上記超薄窒化シリコン膜上に
タンタル酸化膜が形成され、上記タンタル酸化膜上に第
２電極が形成されていることを特徴とする半導体装置用
キャパシタ。 ２、キャパシタの第１電極となるシリコン基板を窒素な
構成原子としてふくむ雰囲気中で熱処理して該シリコン
基板の表面部に超薄窒化シリコン膜を形成し、上記超薄
腺窒化シリコン膜表面にタンタルを被着し、上記構造体
を酸素雰囲気中で熱処理し上記メンタルをすべてタンタ
ル酸化膜に変換し、力）かる絶縁膜にキャパシタの第２
電極を被着することを特徴とする半導体装置用キャパシ
タの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21526181A JPS58112360A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21526181A JPS58112360A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112360A true JPS58112360A (ja) | 1983-07-04 |
Family
ID=16669374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21526181A Pending JPS58112360A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112360A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978553A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Hitachi Ltd | キヤパシタおよびその製造方法 |
| JPS61150368A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS6284544A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | Nec Corp | 容量の製造方法 |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP21526181A patent/JPS58112360A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978553A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Hitachi Ltd | キヤパシタおよびその製造方法 |
| JPS61150368A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS6284544A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | Nec Corp | 容量の製造方法 |
| JPH0584672B2 (ja) * | 1985-10-08 | 1993-12-02 | Nippon Electric Co |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4464701A (en) | Process for making high dielectric constant nitride based materials and devices using the same | |
| US5973911A (en) | Ferroelectric thin-film capacitor | |
| US4432035A (en) | Method of making high dielectric constant insulators and capacitors using same | |
| US6075691A (en) | Thin film capacitors and process for making them | |
| US6040594A (en) | High permittivity ST thin film and a capacitor for a semiconductor integrated circuit having such a thin film | |
| US4959745A (en) | Capacitor and method for producing the same | |
| JPH04279053A (ja) | 高値タンタル酸化物コンデンサ | |
| JPS60153158A (ja) | キャパシタ誘電体膜の製造方法 | |
| JPS6349907B2 (ja) | ||
| JP2820930B2 (ja) | 半導体素子のキャパシタ製造方法 | |
| US5569619A (en) | Method for forming a capacitor of a semiconductor memory cell | |
| JP2001024164A (ja) | 半導体デバイスの製造方法。 | |
| JPH04206569A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2703206B2 (ja) | 強誘電体キャパシタ及びその製造方法 | |
| JPH07263570A (ja) | 誘電体装置の製造方法 | |
| JPS58112360A (ja) | 半導体装置用キヤパシタおよびその製造方法 | |
| JPS5911663A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPS5978553A (ja) | キヤパシタおよびその製造方法 | |
| JPS5984570A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPS5928369A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JP3106620B2 (ja) | 誘電体薄膜の製造方法及び容量素子の製造方法 | |
| JPH0689968A (ja) | キャパシタおよびその製造方法 | |
| JPS6028259A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JPS59188957A (ja) | 半導体装置用キヤパシタの製造方法 | |
| JP2933351B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 |