JPS58154258A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58154258A JPS58154258A JP57037621A JP3762182A JPS58154258A JP S58154258 A JPS58154258 A JP S58154258A JP 57037621 A JP57037621 A JP 57037621A JP 3762182 A JP3762182 A JP 3762182A JP S58154258 A JPS58154258 A JP S58154258A
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- tantalum
- tantalum oxide
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- ta2o5
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/30—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/31—DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor
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】
(a)@明の技術分野
本発明は半導体Ikt、 籍にシリコン層上にコンデン
サの#4体とする酸化タンタルat形成するadfJl
装置等の製造方法に関す0 (b) 技術の背景 千尋休業積回路にコンデンサ菓子を設ける代表的な例と
してMOBダイナ建ツクックフンダムアクセスメモリ下
MO8RAMという)がある。
サの#4体とする酸化タンタルat形成するadfJl
装置等の製造方法に関す0 (b) 技術の背景 千尋休業積回路にコンデンサ菓子を設ける代表的な例と
してMOBダイナ建ツクックフンダムアクセスメモリ下
MO8RAMという)がある。
MO8RAM+2)続出し信号を少しでも大きくし、ま
たーf11m圧による一動作を防止するためにも、MO
8RAMO咳コンデン? K u、できる眠り太きい静
電容量をもたせることが必要である。
たーf11m圧による一動作を防止するためにも、MO
8RAMO咳コンデン? K u、できる眠り太きい静
電容量をもたせることが必要である。
このコンデンサの容量を大きくするために、3110
SRAMの平面配置に工夫を加え、史には多層化によっ
てコンデンサ面積1に破大とする方法が提案され、また
他の方法としては、従来のMO8II造のコンデンto
#電体を構成している比am率−畠が3.84[と小さ
い二鋲化シリコン(Sin、) [代えて、これよりも
比誘1に率の大きい酸化シリコ7 (Sim N4’)
(す=5〜7)あるいは酸化タンタル(Tan Os
) (as =20〜28)等tact体とすることに
よりて、谷童密FjLを増加させることが提案されてい
る。
SRAMの平面配置に工夫を加え、史には多層化によっ
てコンデンサ面積1に破大とする方法が提案され、また
他の方法としては、従来のMO8II造のコンデンto
#電体を構成している比am率−畠が3.84[と小さ
い二鋲化シリコン(Sin、) [代えて、これよりも
比誘1に率の大きい酸化シリコ7 (Sim N4’)
(す=5〜7)あるいは酸化タンタル(Tan Os
) (as =20〜28)等tact体とすることに
よりて、谷童密FjLを増加させることが提案されてい
る。
(C) 従来技術と問題点
り/タル(Ta)はチタン(Tie、アルきニウム(A
t)等とともに皮膜形成性金属として知られている0こ
ILらの金属中Taは、その雀属単捧で、もれた厚さに
その酸化物を形成することができる〇形成された酸化物
(Tag Os)はA4酸化吻等と比奴して化学的、物
理的に安定性が優れてお如、高電界強度に耐え、漏れI
I!流が少く、比誘鴫率が大きいなどの%徴を有する丸
めに、単体(ill別)のコンデンサ素子として広く活
用されている0しかしなから、半導体桑株回路にTag
al t−酵1体とするコンデンナt4人する丸めに
、例えばシリコン(Si)基板上にTa濃を設け、この
TaJi11It熱酸化法もしくは陽惚戚化法によって
酸化してT al osdとした場合には、タンタル単
体面上にT幻0.膜を形成した場合に比較して漏れ1L
流が薔だ大きく、MOS HA 8等のメモリー用のコ
ンデンサとして重要な電荷の保持特性が着しく低い0こ
のため半導体基板上にT a m を配設し、該Ta膜
t−誠化してT 1m Os 、−を形成し、咳Ta鵞
O―膜を−(d) 発明の目的 不発明はシリコン基板もしくは基板上に設けられた多結
晶シリコン層等のシリコン層上に、コンデンサの一鴫体
として漏れ1llEfI1.が少く、半導体装置の工業
的生産に好まし、い酸化タンタル膜を形成する製造方法
を提供することを目的とするO(@) 9i3#4の
構成 本@明の前記目的は、半導体基板上にメンタル膜″を設
け、該メンタル膜を酸化させて酸化タンタル膜を形成す
る工Sをきむ半導体装置の#!遣方法において、′鎖酸
化タンタル膜中に塩*を導入することにより達成される
。
t)等とともに皮膜形成性金属として知られている0こ
ILらの金属中Taは、その雀属単捧で、もれた厚さに
その酸化物を形成することができる〇形成された酸化物
(Tag Os)はA4酸化吻等と比奴して化学的、物
理的に安定性が優れてお如、高電界強度に耐え、漏れI
I!流が少く、比誘鴫率が大きいなどの%徴を有する丸
めに、単体(ill別)のコンデンサ素子として広く活
用されている0しかしなから、半導体桑株回路にTag
al t−酵1体とするコンデンナt4人する丸めに
、例えばシリコン(Si)基板上にTa濃を設け、この
TaJi11It熱酸化法もしくは陽惚戚化法によって
酸化してT al osdとした場合には、タンタル単
体面上にT幻0.膜を形成した場合に比較して漏れ1L
流が薔だ大きく、MOS HA 8等のメモリー用のコ
ンデンサとして重要な電荷の保持特性が着しく低い0こ
のため半導体基板上にT a m を配設し、該Ta膜
t−誠化してT 1m Os 、−を形成し、咳Ta鵞
O―膜を−(d) 発明の目的 不発明はシリコン基板もしくは基板上に設けられた多結
晶シリコン層等のシリコン層上に、コンデンサの一鴫体
として漏れ1llEfI1.が少く、半導体装置の工業
的生産に好まし、い酸化タンタル膜を形成する製造方法
を提供することを目的とするO(@) 9i3#4の
構成 本@明の前記目的は、半導体基板上にメンタル膜″を設
け、該メンタル膜を酸化させて酸化タンタル膜を形成す
る工Sをきむ半導体装置の#!遣方法において、′鎖酸
化タンタル膜中に塩*を導入することにより達成される
。
前記の酸化タンタル膜中への塩素の尋人は、該メンタル
膜を塩素を含む酸化性雰囲気中において酸化するか、も
しくは該酸化タンタルgを塩素を含む雰囲気中において
熱処理することによって実施される。
膜を塩素を含む酸化性雰囲気中において酸化するか、も
しくは該酸化タンタルgを塩素を含む雰囲気中において
熱処理することによって実施される。
(f) 発明の実施例
以)不発明を実施例により図面を参照して具体的に説明
する。
する。
′:1.゛、:・
第1図乃至第3図は、MO8RAMのメモリーセルのコ
ンデンサ素子の形成に就いての本発明の実施例を示す断
面図である。
ンデンサ素子の形成に就いての本発明の実施例を示す断
面図である。
第1図に示される工棚にあっては、周知の選択酸化法等
を適用してP瑠シリコン基板1上に二酸化シリコン(S
tO,) よりなるフィールドsag2、ゲート絶縁
111st設け、次いでゲート絶縁膜3上に多結1シリ
コンよりなるゲート電m4t−形成し、貞に前記ゲート
電極4並びにフィールド絶縁編2tマスクとして、ドナ
ー不純物を導入してソース又はドレインとなる♂臘領域
5及び6を形成した後、咳基体面上に810重よりなる
絶縁117を設け、n+11領域6面上の腋杷嫌威7を
選択的に除去して、多結晶シリコン膜8を形成して−る
0この多結晶シリコン膜8は目的とするメモリーセルの
コンデンサの一方の゛(liとなるものであ〕、ソース
及びドレイン領域と同じ<nmにドーグさてTaa10
1形成し丸状mt−示す◎九にし、本実m例においては
、多結1シリコン威8とTaalOとの関に、Fm化夕
/タル(Tames) j#19t−介在さぜることに
よってで1と81との閣の化学反応を阻止して T幻0
ijll19を介在させない場合よりも更に本発明の効
果を高めている0すなわち、前記多結晶シリコンー8上
にまずTames膜9を厚さ例えば10(n風〕一度に
形成する0このTa1O,膜9の形成は電子ビーム真空
蒸着法でも可能であるがスパッタリング法によシ更に良
ha米が得られる。
を適用してP瑠シリコン基板1上に二酸化シリコン(S
tO,) よりなるフィールドsag2、ゲート絶縁
111st設け、次いでゲート絶縁膜3上に多結1シリ
コンよりなるゲート電m4t−形成し、貞に前記ゲート
電極4並びにフィールド絶縁編2tマスクとして、ドナ
ー不純物を導入してソース又はドレインとなる♂臘領域
5及び6を形成した後、咳基体面上に810重よりなる
絶縁117を設け、n+11領域6面上の腋杷嫌威7を
選択的に除去して、多結晶シリコン膜8を形成して−る
0この多結晶シリコン膜8は目的とするメモリーセルの
コンデンサの一方の゛(liとなるものであ〕、ソース
及びドレイン領域と同じ<nmにドーグさてTaa10
1形成し丸状mt−示す◎九にし、本実m例においては
、多結1シリコン威8とTaalOとの関に、Fm化夕
/タル(Tames) j#19t−介在さぜることに
よってで1と81との閣の化学反応を阻止して T幻0
ijll19を介在させない場合よりも更に本発明の効
果を高めている0すなわち、前記多結晶シリコンー8上
にまずTames膜9を厚さ例えば10(n風〕一度に
形成する0このTa1O,膜9の形成は電子ビーム真空
蒸着法でも可能であるがスパッタリング法によシ更に良
ha米が得られる。
続いてこのTamOwfiQ上にTadlOt厚さ例え
ば50(nll)ii[に形成する。 コo犀すはl
Q[nm]楊度以上の値を任意に選択することができる
。このTaalOの形成も電子ビーム真空rA層法でも
可能であるがスパッタリング法が好ましいOTamlO
の形成後、真空中にd−て温度800(C) 根度の熱
処理tmすならばTam1Oの結晶性の向上、或iは結
晶粒の増大によplよシ高品質な膜が得られる事が期特
出米、これより形成されるTame@の膜質に大きく影
醤する。
ば50(nll)ii[に形成する。 コo犀すはl
Q[nm]楊度以上の値を任意に選択することができる
。このTaalOの形成も電子ビーム真空rA層法でも
可能であるがスパッタリング法が好ましいOTamlO
の形成後、真空中にd−て温度800(C) 根度の熱
処理tmすならばTam1Oの結晶性の向上、或iは結
晶粒の増大によplよシ高品質な膜が得られる事が期特
出米、これより形成されるTame@の膜質に大きく影
醤する。
Ta1ll[10の形成後、或いは前配熱も場慣に11
311101m化して、T a 、01膜9會含めたT
i1Osd11を形成する。#!3図はこのT &tO
mm 11上にコンデンサ素子の他方の電*tnt成す
る多結1シリコンjll12t−設け、メモリーセル毎
に分割してコンデン?素子を形成した状111を示す。
311101m化して、T a 、01膜9會含めたT
i1Osd11を形成する。#!3図はこのT &tO
mm 11上にコンデンサ素子の他方の電*tnt成す
る多結1シリコンjll12t−設け、メモリーセル毎
に分割してコンデン?素子を形成した状111を示す。
本実施例においてk Ta属100戚化は次に述べる方
法によって実施した。すなわち0(C)のトリクロロエ
チレン(CmHCLm)液面上に窒素(N、)t 30
(7/= )流し、これt** (Ot) 100←
’43を含むN、ガス3 (t/−1m )によってf
f1lt55o〔℃〕@度の酸化処虐室に導入し、この
雰囲気中に200分4度置くことによって、塩IACC
1)を含むTa1O書属[11t−形成した◎ 前記混合気体内では、C寓HCAaとol との闇の
化学反応 4 Cm HCLm + 90c?2Ht O+ 6C
L宜+ 8COt (1)2H冨0 +2C4#4HC
t + Os (2)によって
、Ctl及びHCLが生成される。かかる塩素(Ct)
が、Tam0sllll中に取り込まれる0TadlO
の鹸化に適し九55G(C)程度の温度に4.11 オイテハ、mctoモル*rxはct4ot*ttli
zs縦となる。また、このHctのモル磯度は、ctに
t$の流量の通訳、すなわち、液相C■MOt8のfi
llに対応する謔気圧の適訳によりて最適化される〇第
4図に前記実施例に健って塩素倉導人したTa1O書属
と従来の如く埴At−導入しないTjLmOaJIIm
との漏れ電流値の比較を示す0但し、図中曲繍A及びB
は前記実j例の酸化法にょ9塩木が導入され九試料であ
り、曲−〇及びDは従来技術にょシトライOm 3 (
t/” ) を導入した温[550(C)楊変の雰囲気
中に200分楊直置くことによって酸化し九賦科である
。更に曲−人及びCはシリコン面上に厚さ約10(na
)のTag(%朧を介して厚さ約50(nm)のTaj
it−形成した試料、曲線B及びDはTam0*Ji[
を介せず直接に厚さ約50[na]のTa膜を形成した
試料の例を示す〇 なお、#I4図の横軸は1界強藏の平方根E l/2(
単位10”Vの(! −v″)を、縦軸は漏れ電a密f
(単位A/7)を示す。
法によって実施した。すなわち0(C)のトリクロロエ
チレン(CmHCLm)液面上に窒素(N、)t 30
(7/= )流し、これt** (Ot) 100←
’43を含むN、ガス3 (t/−1m )によってf
f1lt55o〔℃〕@度の酸化処虐室に導入し、この
雰囲気中に200分4度置くことによって、塩IACC
1)を含むTa1O書属[11t−形成した◎ 前記混合気体内では、C寓HCAaとol との闇の
化学反応 4 Cm HCLm + 90c?2Ht O+ 6C
L宜+ 8COt (1)2H冨0 +2C4#4HC
t + Os (2)によって
、Ctl及びHCLが生成される。かかる塩素(Ct)
が、Tam0sllll中に取り込まれる0TadlO
の鹸化に適し九55G(C)程度の温度に4.11 オイテハ、mctoモル*rxはct4ot*ttli
zs縦となる。また、このHctのモル磯度は、ctに
t$の流量の通訳、すなわち、液相C■MOt8のfi
llに対応する謔気圧の適訳によりて最適化される〇第
4図に前記実施例に健って塩素倉導人したTa1O書属
と従来の如く埴At−導入しないTjLmOaJIIm
との漏れ電流値の比較を示す0但し、図中曲繍A及びB
は前記実j例の酸化法にょ9塩木が導入され九試料であ
り、曲−〇及びDは従来技術にょシトライOm 3 (
t/” ) を導入した温[550(C)楊変の雰囲気
中に200分楊直置くことによって酸化し九賦科である
。更に曲−人及びCはシリコン面上に厚さ約10(na
)のTag(%朧を介して厚さ約50(nm)のTaj
it−形成した試料、曲線B及びDはTam0*Ji[
を介せず直接に厚さ約50[na]のTa膜を形成した
試料の例を示す〇 なお、#I4図の横軸は1界強藏の平方根E l/2(
単位10”Vの(! −v″)を、縦軸は漏れ電a密f
(単位A/7)を示す。
第4図によpl 前配本発明にかがる鹸化法によ1も
って形成されたT at Osd O禰れ電流は、従来
技術によって形成されたTalQg膜の漏れ4Itに比
較して、予めT幻01JIEを介在させない場合におい
て1/100根度、T&雪o1職を介在させた一合にお
いては1/ ’ sJ O011fK大幅に減少してい
る0TaJilをsTJ紀酸化法によってTa1O,膜
とすることによって漏れ電流が以上述べた如く大幅に減
少する塩山については、2. 3(D仮説が考えられる
が、同様の効果は従来技術によってTaat”TamO
s −膜とした儀に前記熱酸化の際の雰囲気と同様な
雰囲気中に2いて熱感mt−行うことによっても得られ
る。すなわち、従来技術によってシリコン面上に形成さ
れたTam0*Ji[O漏れ′電流に比較して、これに
温度約550(C)で塩素會含む雰囲気中で約60分ア
ニールし丸ものは1710Gから171000@直の大
−な減少を得る事が出来た。
技術によって形成されたTalQg膜の漏れ4Itに比
較して、予めT幻01JIEを介在させない場合におい
て1/100根度、T&雪o1職を介在させた一合にお
いては1/ ’ sJ O011fK大幅に減少してい
る0TaJilをsTJ紀酸化法によってTa1O,膜
とすることによって漏れ電流が以上述べた如く大幅に減
少する塩山については、2. 3(D仮説が考えられる
が、同様の効果は従来技術によってTaat”TamO
s −膜とした儀に前記熱酸化の際の雰囲気と同様な
雰囲気中に2いて熱感mt−行うことによっても得られ
る。すなわち、従来技術によってシリコン面上に形成さ
れたTam0*Ji[O漏れ′電流に比較して、これに
温度約550(C)で塩素會含む雰囲気中で約60分ア
ニールし丸ものは1710Gから171000@直の大
−な減少を得る事が出来た。
−発明の効果
以上のような本藷明によれば、半導体基板上に直飯に、
もしくはTam0@漢を介してTa属を設け、dTa纏
【鹸化させてTa、へ属を形成する1楊を冨む半導体装
置の製造方法において、該酸化石理工機において、もし
くは該酸化処場依の熱惑場工楊として、mTAtO*j
l[中に塩素を4人することによって該T a!Owg
Oliすれ電流會大幅に減少せしめることができる。
もしくはTam0@漢を介してTa属を設け、dTa纏
【鹸化させてTa、へ属を形成する1楊を冨む半導体装
置の製造方法において、該酸化石理工機において、もし
くは該酸化処場依の熱惑場工楊として、mTAtO*j
l[中に塩素を4人することによって該T a!Owg
Oliすれ電流會大幅に減少せしめることができる。
従って、MO8RAMのメモリーセルのコンデンサ等に
適した容tW度が大きく、かつtihれ電流が僅少な#
1体を実現することができる〇
適した容tW度が大きく、かつtihれ電流が僅少な#
1体を実現することができる〇
!1図乃至第3図は本発明の実施例を示す1rrdii
図、第4図は本発明の央M1例及び比較試料の漏れ電流
を示す図表である口 図において、1はp型シリコン基板、2はフィールド絶
縁膜、3はゲートews膜、4はゲート1極、5及び6
はn型領域、7は絶縁膜、8は多結晶シリコン碩、9は
TJL、0.膜、10はTal1l、 uはTatO,
lAx 12は多結晶シリコン1sを示す。 晃 1 図 第2 図 第3 図 見4 図
図、第4図は本発明の央M1例及び比較試料の漏れ電流
を示す図表である口 図において、1はp型シリコン基板、2はフィールド絶
縁膜、3はゲートews膜、4はゲート1極、5及び6
はn型領域、7は絶縁膜、8は多結晶シリコン碩、9は
TJL、0.膜、10はTal1l、 uはTatO,
lAx 12は多結晶シリコン1sを示す。 晃 1 図 第2 図 第3 図 見4 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上にタンタル−を設け、該タンタル膜【酸化
して酸化タンタル換を形成するに際し、該酸化タ/タル
膜中に塩lAt導入する工st含むことtn黴とする牛
4体装置の製造方法0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037621A JPS58154258A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037621A JPS58154258A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58154258A true JPS58154258A (ja) | 1983-09-13 |
JPH043668B2 JPH043668B2 (ja) | 1992-01-23 |
Family
ID=12502696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57037621A Granted JPS58154258A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58154258A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5037772A (en) * | 1989-12-13 | 1991-08-06 | Texas Instruments Incorporated | Method for forming a polysilicon to polysilicon capacitor |
US7115533B2 (en) | 2001-12-18 | 2006-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device manufacturing method |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP57037621A patent/JPS58154258A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5037772A (en) * | 1989-12-13 | 1991-08-06 | Texas Instruments Incorporated | Method for forming a polysilicon to polysilicon capacitor |
US7115533B2 (en) | 2001-12-18 | 2006-10-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH043668B2 (ja) | 1992-01-23 |
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