JPS60160621A - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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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】
〔発明の背景〕
本発明は、誘電体膜の形成方法に関し、特に、膜中を流
れるリーク電流が少く、また絶縁耐圧の高い誘電体膜を
形成する方法に関する。
れるリーク電流が少く、また絶縁耐圧の高い誘電体膜を
形成する方法に関する。
近年、ＭＯ８型半導体装置が広く用いられ、その集積度
は年々高密度化が計られている３、従来、高密度化はパ
ターンを微細化することによシ行なわれてきた。しかし
、ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（Ｄ ＲＡＭ
）の如き半導体装置では、パターンの微細化は信号に
対応した蓄積電荷量の低下を招き、α線などの放射線に
よるメモリの誤動作（ソフトエラー）が発生するという
問題を生ずる。このため、パターンを微細化しても蓄積
電荷量を低下させない手段を講する必要がある。従来、
電荷を蓄積する容量部分の絶縁膜を薄くし、容量値を低
下させないことで対処していた。しかし、膜が薄くなる
とピンホールが増大するため充分な電圧が得られず歩留
シが電圧するなど、薄膜化にも限界があった。
は年々高密度化が計られている３、従来、高密度化はパ
ターンを微細化することによシ行なわれてきた。しかし
、ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（Ｄ ＲＡＭ
）の如き半導体装置では、パターンの微細化は信号に
対応した蓄積電荷量の低下を招き、α線などの放射線に
よるメモリの誤動作（ソフトエラー）が発生するという
問題を生ずる。このため、パターンを微細化しても蓄積
電荷量を低下させない手段を講する必要がある。従来、
電荷を蓄積する容量部分の絶縁膜を薄くし、容量値を低
下させないことで対処していた。しかし、膜が薄くなる
とピンホールが増大するため充分な電圧が得られず歩留
シが電圧するなど、薄膜化にも限界があった。
通常、容量部分の誘電体材料として、比誘電率３．９の
８１０ｚが用いられているが、比誘電率の高い材料を用
いれば同じ電極面積でも容部を大きくすることが可能と
カシ、従って、いっそうの微細化か可能となる。このた
め、すでに、Ｔａ２Ｏ３、’Ｌ’ ｉｏｚなどの高誘ち
、材料が検討されてきた。これらの膜を形成する手段は
、例えばＴａ、Ｔｉ などの全島材料を真空中で蒸着し
た後、酸素雰囲気中で熱処理する。あるいは、陽極酸化
するなどの手段で酸化することによル、もしくはスパッ
タリングによｐ Ｔａ２０５ 、ＴｉＯ２などの絶縁物
置な真空中で付着させる１、オるいは気相成長法により
堆積するなどの手段で形成されている、しかしながら、
これらの手段を用いて形成された膜は、低電圧の印加で
リーク電流か多く流れる。そこでスパッタリングによシ
これら高誘電材料とリーク電流の小さい８ｉＣ）＋を混
合した物質を造セ、比誘電率が大きくしかもリーク電流
の小さい絶縁物質を得ることが試みられている。しかし
、スパッタ法てはターゲット製作の際の不純物の混入を
防ぐことが鼾かしく、シたがりて高純度の膜を形成する
ことは困難である。、また、スパッタ法では組成化をコ
ントロールすることも難かしい、。
８１０ｚが用いられているが、比誘電率の高い材料を用
いれば同じ電極面積でも容部を大きくすることが可能と
カシ、従って、いっそうの微細化か可能となる。このた
め、すでに、Ｔａ２Ｏ３、’Ｌ’ ｉｏｚなどの高誘ち
、材料が検討されてきた。これらの膜を形成する手段は
、例えばＴａ、Ｔｉ などの全島材料を真空中で蒸着し
た後、酸素雰囲気中で熱処理する。あるいは、陽極酸化
するなどの手段で酸化することによル、もしくはスパッ
タリングによｐ Ｔａ２０５ 、ＴｉＯ２などの絶縁物
置な真空中で付着させる１、オるいは気相成長法により
堆積するなどの手段で形成されている、しかしながら、
これらの手段を用いて形成された膜は、低電圧の印加で
リーク電流か多く流れる。そこでスパッタリングによシ
これら高誘電材料とリーク電流の小さい８ｉＣ）＋を混
合した物質を造セ、比誘電率が大きくしかもリーク電流
の小さい絶縁物質を得ることが試みられている。しかし
、スパッタ法てはターゲット製作の際の不純物の混入を
防ぐことが鼾かしく、シたがりて高純度の膜を形成する
ことは困難である。、また、スパッタ法では組成化をコ
ントロールすることも難かしい、。
これらの問題点があるため、スパッタ法によ層形成され
た絶縁族はリーク電流が大きく未だ実用に耐える段階に
至っていない。（参考文献Ｔｈ１ｎＳＯ目ｄ Ｆｉｌｍ
ｓ ２９（１９７５）４３−５２）〔発明の目的〕 本発明の目的は、スパッタ法における純度の低下および
組成比コントロールの困難を排除し、比誘電率が大きく
しかもリーク電流が小はい高品質の絶縁膜を実現する方
法を提供することでおる３、〔発明の構成］ このような目的を実現するために、本発明では内部に固
体または液体状態である一種゛以上の反応源を置く場所
を有する反応管に於いて、加熱装置。
た絶縁族はリーク電流が大きく未だ実用に耐える段階に
至っていない。（参考文献Ｔｈ１ｎＳＯ目ｄ Ｆｉｌｍ
ｓ ２９（１９７５）４３−５２）〔発明の目的〕 本発明の目的は、スパッタ法における純度の低下および
組成比コントロールの困難を排除し、比誘電率が大きく
しかもリーク電流が小はい高品質の絶縁膜を実現する方
法を提供することでおる３、〔発明の構成］ このような目的を実現するために、本発明では内部に固
体または液体状態である一種゛以上の反応源を置く場所
を有する反応管に於いて、加熱装置。
によシレ反応源を気化し、キャリアガスを流すことによ
シ該反応源の流量を反応に必要な他のガスの流量とは独
立に調節して、気相成長法によυ牛導体基板上に骸反応
源の組成物質を含む絶縁物質と該反応源以外のガスによ
りｉｂ成される絶縁物質とを混在させた絶縁膜を形成す
る。気相成長法を用いれば、スパッタ法で必要なターゲ
ットの製作が不要となシ高純度の膜を形成することが可
能であるにもかかわらず従来気相成長法が使われなかっ
たのは、室温における蒸気圧が低い物質を反応源として
使用する場合、固体または液体である該反応源を加熱し
て気化した様、勿化した状態を保ちながら反応繁に導き
その流量を反応に必要な他のガスの流量とは独立に調節
することが困難であったためである。本発明では、反応
管の内部に固体または液体の反応源を置き、加熱装置に
よシ該反応源の気化状態を保ち、キャリアガスを導入す
ることによシ気化したし反応源の流量と反応に必黴な仙
、のガスの流量とを独立に調節できるようにしている。
シ該反応源の流量を反応に必要な他のガスの流量とは独
立に調節して、気相成長法によυ牛導体基板上に骸反応
源の組成物質を含む絶縁物質と該反応源以外のガスによ
りｉｂ成される絶縁物質とを混在させた絶縁膜を形成す
る。気相成長法を用いれば、スパッタ法で必要なターゲ
ットの製作が不要となシ高純度の膜を形成することが可
能であるにもかかわらず従来気相成長法が使われなかっ
たのは、室温における蒸気圧が低い物質を反応源として
使用する場合、固体または液体である該反応源を加熱し
て気化した様、勿化した状態を保ちながら反応繁に導き
その流量を反応に必要な他のガスの流量とは独立に調節
することが困難であったためである。本発明では、反応
管の内部に固体または液体の反応源を置き、加熱装置に
よシ該反応源の気化状態を保ち、キャリアガスを導入す
ることによシ気化したし反応源の流量と反応に必黴な仙
、のガスの流量とを独立に調節できるようにしている。
。
〔発明の作用〕
本発明による絶縁膜の形成方法を用いれは、固体または
希体を反応源として使用した気相成長法において該反応
源の流量を自由に調節するこ七ができ、二種以上の絶縁
物質が混在した絶縁膜を容易につくることができる。。
希体を反応源として使用した気相成長法において該反応
源の流量を自由に調節するこ七ができ、二種以上の絶縁
物質が混在した絶縁膜を容易につくることができる。。
以下、本発明の実尻例について、図面を用いて詳細なａ
門を行なう３１図は本発明装置の概略を示したものであ
る。ここでは、融点が約２０℃であるところの’ｉ’ａ
（ＯＣ２Ｈ５） ｓを固体または液体の反応源として
利用し、ＴａｚＯｓ と８ ｉｏｚを混合した比誘電率
が大きくしかもリーク電流の小さい高品質の絶縁族を形
成する場合をとシあげる。
門を行なう３１図は本発明装置の概略を示したものであ
る。ここでは、融点が約２０℃であるところの’ｉ’ａ
（ＯＣ２Ｈ５） ｓを固体または液体の反応源として
利用し、ＴａｚＯｓ と８ ｉｏｚを混合した比誘電率
が大きくしかもリーク電流の小さい高品質の絶縁族を形
成する場合をとシあげる。
反応管１０１の内部に皿１０２が置いてあシ該皿に常温
常圧のもとではし１体または液体であるところのＴａ（
ＯＣｚＨｓ戸なる反応源１０３を載せた拡散炉１０４を
用いる。該反応管柱ヒーター１０５゜１０６．１０７に
よって加熱されそのｒＭ度は温度コントロー＞−１０８
によって制御される。反応管の内部、はロータリーポン
プ１０９およびメカニカルブースｐ−１１０によｎ Ｏ
，１〜１．０ ’Ｉ’ｏｒｒ ＶＣ＠圧されている。ま
た反応管から出てくるガスは冷却トラップ１１１により
冷却される。エアバルブ１１２．１１３．寅１４は配龜
１１５，１１６，１１７をそれぞれ開閉するものである
。ガスの供給および該ガスの流量の調節はガスシステム
１１８によって行なわれる６１本実施例においては配管
１１６を通して５ｉｆ４およびＮ２０を流している。ま
たＴａ（ＯＣｚＨｓ戸の流量を８ｉＨ４およびＮ２０
の流量とは独立に調節するためにキャリアガスとしてＮ
２を配管１１７を通して流している。このようにすると
、ヒーター１０７によシ４００〜１０００’Ｃに保たれ
た反応管内部にＳｉＨ４，Ｎ２０およびＴａ（ＯＣｚＨ
ｓ戸が流れ込み反応を起とす１．その結果、ボード１１
９の上に置かれた半導体基板１２０上に、Ｔａ２Ｏ＋ｓ
と８ｉ（ｈとが混在した絶縁膜が形成される。該絶縁膜
は純度が高く、比誘電率が大きいというＴａｚＯｓの特
徴とリーク電流が小さいという５ｉ（ｈのＩＦ−艶とを
両方＆６えた高品質のｋ・縁膜である。
常圧のもとではし１体または液体であるところのＴａ（
ＯＣｚＨｓ戸なる反応源１０３を載せた拡散炉１０４を
用いる。該反応管柱ヒーター１０５゜１０６．１０７に
よって加熱されそのｒＭ度は温度コントロー＞−１０８
によって制御される。反応管の内部、はロータリーポン
プ１０９およびメカニカルブースｐ−１１０によｎ Ｏ
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た反応管から出てくるガスは冷却トラップ１１１により
冷却される。エアバルブ１１２．１１３．寅１４は配龜
１１５，１１６，１１７をそれぞれ開閉するものである
。ガスの供給および該ガスの流量の調節はガスシステム
１１８によって行なわれる６１本実施例においては配管
１１６を通して５ｉｆ４およびＮ２０を流している。ま
たＴａ（ＯＣｚＨｓ戸の流量を８ｉＨ４およびＮ２０
の流量とは独立に調節するためにキャリアガスとしてＮ
２を配管１１７を通して流している。このようにすると
、ヒーター１０７によシ４００〜１０００’Ｃに保たれ
た反応管内部にＳｉＨ４，Ｎ２０およびＴａ（ＯＣｚＨ
ｓ戸が流れ込み反応を起とす１．その結果、ボード１１
９の上に置かれた半導体基板１２０上に、Ｔａ２Ｏ＋ｓ
と８ｉ（ｈとが混在した絶縁膜が形成される。該絶縁膜
は純度が高く、比誘電率が大きいというＴａｚＯｓの特
徴とリーク電流が小さいという５ｉ（ｈのＩＦ−艶とを
両方＆６えた高品質のｋ・縁膜である。
このようにしてつくられた比誘電率毅゛大きく Ｌ。
かもリーク電流が小づい絶縁膜を用いれば、ダイナミッ
ク・ランダム・アクセスメモリ（ＤＲＱ）の如き半導体
装置において、耐圧低下のための歩留シ低下を起こすこ
となく、シかも、蓄ａｔ市荷量の低下を招くことなくパ
ターンの微細化を行なうことができ、その結果ＭＯ８型
半導体装憤０集積度を飛蹄的に高密度化させる効果を生
じる。
ク・ランダム・アクセスメモリ（ＤＲＱ）の如き半導体
装置において、耐圧低下のための歩留シ低下を起こすこ
となく、シかも、蓄ａｔ市荷量の低下を招くことなくパ
ターンの微細化を行なうことができ、その結果ＭＯ８型
半導体装憤０集積度を飛蹄的に高密度化させる効果を生
じる。
以上述べたように、本発明は５、二種以上の絶、縁物質
が混在している絶＆Ｔｈを形成する方法を提供した１、
この方法を用いれは、比誘電率が大きくしかもリーク電
流の小さい高品質の絶縁膜を形成するこ−とかでき、そ
の結果、集軸′度か飛開的に高密度化したＭＯＢ型半導
体装に？つくることができる効果を生じる。
が混在している絶＆Ｔｈを形成する方法を提供した１、
この方法を用いれは、比誘電率が大きくしかもリーク電
流の小さい高品質の絶縁膜を形成するこ−とかでき、そ
の結果、集軸′度か飛開的に高密度化したＭＯＢ型半導
体装に？つくることができる効果を生じる。
なお、本発明の実施例においては’ｌ”ａ （ＯＣ２）
１ｓ ） ｓを反応源として説明を行なったが、本発明
の方法に於いては、Ｔａ（ＯＣｚＨｓ）ｓ ｙｃ脇らず
室温における蒸気圧が低い種々な物質を気相成長の反応
源として使用することができる。酸化物が高い比誘電率
を示すところのＴａ、Ｔｉなどの元素を含む化合物は室
温における蒸気圧が低いものがほとんどあシ、比誘電率
の大きい膜の形成において本発明の方法は非常に有効で
ある。
１ｓ ） ｓを反応源として説明を行なったが、本発明
の方法に於いては、Ｔａ（ＯＣｚＨｓ）ｓ ｙｃ脇らず
室温における蒸気圧が低い種々な物質を気相成長の反応
源として使用することができる。酸化物が高い比誘電率
を示すところのＴａ、Ｔｉなどの元素を含む化合物は室
温における蒸気圧が低いものがほとんどあシ、比誘電率
の大きい膜の形成において本発明の方法は非常に有効で
ある。
第１図は本発明の一実施例を説明するための図でるる。
淘、図において、１０１・・・・・・反応管、１ｏ２・
・・・・・皿、１０３・・・・・・固体または液体の反
応源、１ｏ４・・・・・・拡散炉、１０５，１０６，１
０７・・・・・・ヒーター、１０８・・・・・・温度コ
ントローラ、１０９・・・・・・ロータリーポンプ、１
１０・・・・・・メカニカルブースター、１１１・・・
・・・冷却トラップ、１１２，１１３，１１４・旧・・
エアパルプ、１１５，１１６，１１７・・・・・・配管
、１１８・・・・・・ガスシステム、１１９・旧・・ボ
ード、１２ｏ・・・・・・半導体基鈑、。
・・・・・皿、１０３・・・・・・固体または液体の反
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１０・・・・・・メカニカルブースター、１１１・・・
・・・冷却トラップ、１１２，１１３，１１４・旧・・
エアパルプ、１１５，１１６，１１７・・・・・・配管
、１１８・・・・・・ガスシステム、１１９・旧・・ボ
ード、１２ｏ・・・・・・半導体基鈑、。
Claims (1)
- 内部に固体または液体状態である一種以上の反応源を置
く場所を有する反応管内に於いて、加熱装置によシ該反
応源を気化し、キャリアガスを流すことによシ該反応源
の流量を反応に必要な他のガスの流量とは独立に調節し
て、気相成長法によシ半導体基板上に形成される絶縁膜
に該反応源の組成物質を含む絶縁物質と該反応源以外の
ガスによシ生成される絶縁物質とを混在させることを特
徴とした絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1642184A JPS60160621A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1642184A JPS60160621A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160621A true JPS60160621A (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=11915769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1642184A Pending JPS60160621A (ja) | 1984-01-31 | 1984-01-31 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160621A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100225556B1 (ko) * | 1991-07-10 | 1999-10-15 | 이데이 노부유끼 | 반도체기억장치의 커패시터 및 그 제조방법 |
-
1984
- 1984-01-31 JP JP1642184A patent/JPS60160621A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100225556B1 (ko) * | 1991-07-10 | 1999-10-15 | 이데이 노부유끼 | 반도체기억장치의 커패시터 및 그 제조방법 |
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