JPS62298115A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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JPS62298115A
JPS62298115A JP61140048A JP14004886A JPS62298115A JP S62298115 A JPS62298115 A JP S62298115A JP 61140048 A JP61140048 A JP 61140048A JP 14004886 A JP14004886 A JP 14004886A JP S62298115 A JPS62298115 A JP S62298115A
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JP
Japan
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film
silicon oxide
oxide film
silicon
silicon nitride
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Application number
JP61140048A
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Japanese (ja)
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Masami Kanegae
鐘ヶ江 正己
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To shorten the time required for manufacture of a dielectric film by a method wherein the lower silicon film, the silicon nitride film and the upper silicon oxide film, which constitute a dielectric film, are formed by the same process using the same manufacturing device. CONSTITUTION:A field insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and a p-channel stopper region 3 is formed under the film 2. The entire surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2 and the inner wall of a groove 6 are oxidized, and the silicon oxide film 7A, which is a part of the dielectric film of a capacitor, is formed. The silicon nitride film 7B, which is a part of the dielectric film, is formed on the silicon oxide film 7A. Then, the surface of the silicon nitride film 7B is oxidized in the same device, and a silicon oxide film 7C, which is a part of the dielectric film, is formed. The above-mentioned films are formed in the same process and in the same film-forming device as mentioned above without taking in ind out a wafer 1. Then, a polycrystalline silicon film 8, which becomes a capacity electrode later, is formed on the whole surface of the semiconductor substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜形成技術に関するものであり、特に、容
量素子の誘電体膜を形成する技術に適用して有効な技術
に関するものである。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thin film forming technique, and is particularly effective when applied to a technique of forming a dielectric film of a capacitive element. It is related to technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

容量素子の誘電体膜を下から順に酸化シリコン膜、窒化
シリコン膿、酸化シリコン膜を積層して構成する技術が
、日経マグロウヒル社、1983年8月22日発行、日
経エレクトロニクス別冊「マイクロデバイセズJ pH
2〜P116に記載されている。前記3層膜を構成して
いる前記下の酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、上の酸
化シリコン膜のそれぞれは、異る製造装置によって別工
程で形成している。
The technology for constructing the dielectric film of a capacitive element by laminating a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film in order from the bottom is described in the Nikkei Electronics special issue "Micro Devices J pH" published by Nikkei McGraw-Hill on August 22, 1983.
2 to P116. The lower silicon oxide film, silicon nitride film, and upper silicon oxide film constituting the three-layer film are each formed in different steps using different manufacturing apparatuses.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者は前記技術を検討した結果、次の問題点を見出
した。
As a result of studying the above technology, the inventor found the following problem.

二3層膜のそれぞれを別工程で形成したのでは。It seems that each of the 23 layers was formed in separate processes.

ウェハの出し入れ、搬送等のため膜形成に要する時間が
長くなる。
The time required for film formation increases due to loading and unloading of wafers, transportation, etc.

また、ウェハを製造装置から次の製造装置へ移す間にC
,Fe、Cu等によって汚染される。
Also, while transferring wafers from one manufacturing device to the next, C.
, Fe, Cu, etc.

本発明の目的は、半導集積回路装置の製造に要する時間
を短縮することにある。
An object of the present invention is to shorten the time required to manufacture a semiconductor integrated circuit device.

本発明の他の目的は、半導体集積回路装置の信頼性の向
上を図ることにある。
Another object of the present invention is to improve the reliability of a semiconductor integrated circuit device.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、3層膜又は2層膜のそれぞれを同一製造装置
内で形成するものである。
That is, each of the three-layer film or the two-layer film is formed within the same manufacturing apparatus.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、3層膜又は2層膜のそれぞれを
同一工程で形成することができるので、半導体集積回路
装置の製造に要する時間を短縮することができる。また
、誘電体膜の汚染を低減して半導体集積回路装置の信頼
性を向上することができる。
According to the above-described means, each of the three-layer film or the two-layer film can be formed in the same process, so that the time required for manufacturing a semiconductor integrated circuit device can be shortened. Furthermore, contamination of the dielectric film can be reduced and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図乃至第10図は、DRAMの製造工程におけるメ
モリセルの断面図である。
1 to 10 are cross-sectional views of a memory cell in a DRAM manufacturing process.

第1図に示すように、p−型単結晶シリコンからなる半
導体基板(ウェハ)1にメモリセル領域を規定するよう
に、所定表面を酸化して酸化シリコン膜からなるフィー
ルド絶縁膜2を形成し、またフィールド絶縁膜2の下に
p型チャネルストッパ領域3を形成する。次に、フィー
ルド絶縁膜2から露出している半導体基板1の表面を酸
化することによって、後に形成される酸化シリコン膜か
らなるエツチングマスク5の下地膜としての酸化シリコ
ン膜4を形成する。次に、半導体基板1上の全面に例え
ばCVDによって酸化シリコン膜を形成し、これを図示
していないレジスト膜からなるマスクを用いたエツチン
グによってパターニングして溝6部を開口したエツチン
グマスク5を形成する。レジスト膜からなるマスクはエ
ツチングマスク5を形成した後に除去する。次に、マス
ク5から露出している酸化シリコン膜4をエツチングに
よって除去し、さらにこのエツチングによって露出した
半導体基板1の表面を反応性イオンエツチング(RIE
)によってエツチングして溝6を形成する。溝6は、半
導体基板1の主面部の所定領域に形成される。)簿6を
形成した後に酸化シリコン膜からなるエツチングマスク
6及び下地膜としての酸化シリコン膜4を除去する。
As shown in FIG. 1, a field insulating film 2 made of a silicon oxide film is formed by oxidizing a predetermined surface of a semiconductor substrate (wafer) 1 made of p-type single crystal silicon so as to define a memory cell region. Also, a p-type channel stopper region 3 is formed under the field insulating film 2. Next, the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2 is oxidized to form a silicon oxide film 4 as a base film for an etching mask 5 made of a silicon oxide film to be formed later. Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD, and this is patterned by etching using a mask made of a resist film (not shown) to form an etching mask 5 with openings in the grooves 6. do. The mask made of a resist film is removed after the etching mask 5 is formed. Next, the silicon oxide film 4 exposed through the mask 5 is removed by etching, and the surface of the semiconductor substrate 1 exposed by this etching is then subjected to reactive ion etching (RIE).
) to form grooves 6. Groove 6 is formed in a predetermined region of the main surface of semiconductor substrate 1 . ) After forming the substrate 6, the etching mask 6 made of a silicon oxide film and the silicon oxide film 4 as a base film are removed.

次に、第2図に示すように、フィールド絶縁膜4から露
出している半導体基板1の全表面及び溝6の内壁を酸化
して、容量素子の誘電体膜の一部である酸化シリコン膜
7Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 2, the entire surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 4 and the inner wall of the trench 6 are oxidized to form a silicon oxide film that is part of the dielectric film of the capacitive element. 7A is formed.

二こで、前記酸化シリコン膜7A及び後に形成される窒
化シリコン膜7B、酸化シリコン膜7Cを形成するため
の形成装置を第11図を用いて説明する。
Now, a forming apparatus for forming the silicon oxide film 7A, a silicon nitride film 7B, and a silicon oxide film 7C to be formed later will be explained with reference to FIG.

第11図は、誘電体膜7を形成するための低圧反応炉の
概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of a low pressure reactor for forming the dielectric film 7.

第11図において、17は石英管、18は石英管17の
閉じ蓋、19は反応ガス、キャリアガスを石英管17内
に送り込むための導入管、20はサセプター、21は加
熱コイル、22は排気管である。サセプター20に複数
のウェハ(半導体基板)1が載置しである。この装置は
、ホットウォール(Hot  Wall)型である。
In FIG. 11, 17 is a quartz tube, 18 is a closing lid of the quartz tube 17, 19 is an introduction tube for sending reaction gas and carrier gas into the quartz tube 17, 20 is a susceptor, 21 is a heating coil, and 22 is an exhaust gas. It's a tube. A plurality of wafers (semiconductor substrates) 1 are placed on a susceptor 20. This device is of the Hot Wall type.

前記酸化シリコン膜7Aを形成するためには。To form the silicon oxide film 7A.

反応ガスとしてO12,’02 + HCl又はN20
のいずれかを用い、酸化温度は700〜1000℃程度
にする。キャリアガスには、N2を用いる。
O12,'02 + HCl or N20 as reaction gas
The oxidation temperature is about 700 to 1000°C. N2 is used as the carrier gas.

次に、第3図に示すように、酸化シリコン膜7Aを形成
したときの形成装置と同一装置内で、酸化シリコン膜7
Aの上にCVDによって誘電体膜の一部である窒化シリ
コン膜7Bを形成する。窒化シリコン膜7Bは、後にこ
の窒化シリコン膜7Bの表面を酸化して酸化シリコン膜
7Cを形成するので、その酸化シリコン膜7Cを形成し
得るような膜厚に形成する。窒化シリコン膜7Bを形成
するための反応ガスは、S i Ha + N Hsを
用いる。形成装置内は、O,1Toll程度の気圧にし
てウェハ1上における窒化シリコン膜7Bの成長速度が
均一なるようにする。
Next, as shown in FIG. 3, the silicon oxide film 7A is
A silicon nitride film 7B, which is part of the dielectric film, is formed on A by CVD. Since the silicon nitride film 7B will later oxidize the surface of the silicon nitride film 7B to form a silicon oxide film 7C, it is formed to a thickness that allows the silicon oxide film 7C to be formed. S i Ha + N Hs is used as a reaction gas for forming the silicon nitride film 7B. The inside of the forming apparatus is kept at an atmospheric pressure of about 0.1 Toll so that the growth rate of the silicon nitride film 7B on the wafer 1 is uniform.

次に、第4図に示すように、前記酸化シリコン膜7A及
び窒化シリコン*7Bを形成したときの形成装置と同一
装置内で、窒化シリコン膜7Bの表面を酸化して誘電体
膜の一部である酸化シリコン膜7Cを形成する。反応ガ
スとしては02.02 + HCl又はH2Oのいずれ
かを用い、酸化温度は700〜1000℃程度にする。
Next, as shown in FIG. 4, the surface of the silicon nitride film 7B is oxidized to form a part of the dielectric film in the same device used to form the silicon oxide film 7A and silicon nitride *7B. A silicon oxide film 7C is formed. Either 02.02 + HCl or H2O is used as the reaction gas, and the oxidation temperature is about 700 to 1000C.

このように、酸化シリコン膜7A、窒化シリコン膜7B
、酸化シリコン膜7Cは、ウェハ1を出し入れすること
なく、同一形成装置内で同一工程で形成される。このた
め、酸化シリコン膜7Aの形成から酸化シリコン膜7C
の形成終了までに要する時間を短縮することができる。
In this way, the silicon oxide film 7A, the silicon nitride film 7B
The silicon oxide film 7C is formed in the same forming apparatus in the same process without taking the wafer 1 in and out. For this reason, from the formation of the silicon oxide film 7A to the formation of the silicon oxide film 7C.
The time required to complete the formation can be shortened.

また、酸化シリコン膜7Aから酸化シリコン膜7Cを形
成するまでの間にウェハ1を形成装置から出さずに済む
ので、膜7A、7B、7CがC1Fe、Cu等によって
汚染されるのを防止することができる。これにより、膜
7A、7B、7Cによって構成される誘電体膜の絶縁破
壊耐圧等の信頼性が向上するので、半導体集積回路装置
の信頼性を向上することができる。
Further, since the wafer 1 does not need to be removed from the forming apparatus during the period from the silicon oxide film 7A to the silicon oxide film 7C, the films 7A, 7B, and 7C are prevented from being contaminated by C1Fe, Cu, etc. Can be done. This improves the reliability of the dielectric breakdown voltage and the like of the dielectric film constituted by the films 7A, 7B, and 7C, so that the reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

なお、以後の説明では酸化シリコン膜7A、窒化シリコ
ン膜7B、M化シリコン膜7Cを1つのMfi体[7と
して図示する。
In the following description, the silicon oxide film 7A, the silicon nitride film 7B, and the silicon nitride film 7C are illustrated as one Mfi body [7].

次に第5図に示すように、例えばCVDによって半導体
基板1上の全面に、後に容量電極となる多結晶シリコン
膜8を形成する。溝6の内部は多結晶シリコン膜8によ
って空胴を生じろことなく埋込まれる。多結晶シリコン
膜8は、容量電極8(第7図参照)の低抵抗化のために
熱拡散、イオン打込み等によってN型不純物例えばリン
<P)を導入する。
Next, as shown in FIG. 5, a polycrystalline silicon film 8, which will later become a capacitor electrode, is formed over the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD. The inside of trench 6 is filled with polycrystalline silicon film 8 without creating a cavity. In order to lower the resistance of the capacitor electrode 8 (see FIG. 7), an N-type impurity, for example, phosphorus<P, is introduced into the polycrystalline silicon film 8 by thermal diffusion, ion implantation, or the like.

次に、第6図に示すように、RIEによって多結晶シリ
コン膜8を上面からエツチングして半導体基板1上の不
要な多結晶シリコン膜8を除去する。
Next, as shown in FIG. 6, unnecessary polycrystalline silicon film 8 on semiconductor substrate 1 is removed by etching polycrystalline silicon film 8 from the upper surface by RIE.

次に、第7図に示すように、例えばCVDによって半導
体基板1上に再度多結晶シリコン膜8を形成し、この多
結晶シリコン膜8を図示していないレジスト膜からなる
マスクを用いたエツチングによってパターニングして、
半導体基板1上における容量電極8を形成する。容量電
極8の半導体基板1上の部分は、メモリセルアレイ領域
中の選択MISFET領域を除いた全領域に設けられる
Next, as shown in FIG. 7, a polycrystalline silicon film 8 is formed again on the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD, and this polycrystalline silicon film 8 is etched using a mask made of a resist film (not shown). patterning,
A capacitor electrode 8 on the semiconductor substrate 1 is formed. The portion of the capacitor electrode 8 on the semiconductor substrate 1 is provided in the entire area except the selected MISFET area in the memory cell array area.

容量電極8は、半導体基板1上に設けられている多結晶
シリコン膜8と溝6の内部に埋込まれている多結晶シリ
コン膜8からなっている。
The capacitor electrode 8 is made up of a polycrystalline silicon film 8 provided on the semiconductor substrate 1 and a polycrystalline silicon film 8 embedded in the groove 6 .

次に、第8図に示すように、容量電極8の露出している
表面を酸化して酸化シリコン膜からなる絶縁膜9を形成
する。次に、フィールド絶縁膜2及び絶縁膜9から露出
している誘電体膜7を除去して半導体基板1の表面を露
出させる。この露出した半導体基板1の表面を再度酸化
して酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜1oを形成す
る9次に、例えばCVDによって半導体基板1上の全面
に多結晶シリコン膜を形成し、この多結晶シリコン膜を
レジスト膜からなるマスクを用いたエツチングによって
パターニングしてゲート電極11及びワード線WLを形
成する。なお、ゲート電極11及びワード線WLは、M
o、W、Ta、T i等の高融点金属膜又はそれのシリ
サイド膜で形成してもよく、また多結晶シリコン膜の上
に前記高融点金属膜又は高融点シリサイド膜を積層した
2層膜としてもよい。
Next, as shown in FIG. 8, the exposed surface of the capacitor electrode 8 is oxidized to form an insulating film 9 made of a silicon oxide film. Next, the dielectric film 7 exposed from the field insulating film 2 and the insulating film 9 is removed to expose the surface of the semiconductor substrate 1. The exposed surface of the semiconductor substrate 1 is oxidized again to form a gate insulating film 1o made of a silicon oxide film.Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD, and this polycrystalline silicon film is The silicon film is patterned by etching using a mask made of a resist film to form gate electrodes 11 and word lines WL. Note that the gate electrode 11 and the word line WL are
It may be formed of a high melting point metal film such as O, W, Ta, or Ti or a silicide film thereof, or a two-layer film in which the high melting point metal film or high melting point silicide film is laminated on a polycrystalline silicon film. You can also use it as

次に、第9図に示すように、ゲート電極11をイオン打
込みのマスクとして、N型不純物例えばリン(P)を半
導体基板lの表面に導入してソース、ドレイン領域の一
部であるn型半導体領域12を形成する0次に、例えば
CVDによって酸化シリコン腹を半導体基板1上の全面
に形成し、この酸化シリコン膜をRIEによってエツチ
ングすることにより半導体基板1の表面を露出させて、
サイドウオールスペーサ14を形成する。なお、前記R
IE時にゲート絶縁膜10が除去されて半導体基板1が
露出するので、半導体基板1の表面を酸化してその露出
していた表面に酸化シリコン膜10を形成する。次に、
ゲート??を極11及びサイドウオールスペーサ14を
マスクとして、イオン打込みによってN型不純物例えば
ヒ素(As)を半導体基板1の表面に導入してソース、
ドレイン領域の一部であるn゛型半導体領域13を形成
する。
Next, as shown in FIG. 9, using the gate electrode 11 as a mask for ion implantation, an N-type impurity such as phosphorus (P) is introduced into the surface of the semiconductor substrate l to form an n-type impurity that is part of the source and drain regions. Forming the semiconductor region 12 Next, a silicon oxide layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD, and this silicon oxide film is etched by RIE to expose the surface of the semiconductor substrate 1.
A side wall spacer 14 is formed. In addition, the above R
Since the gate insulating film 10 is removed during IE and the semiconductor substrate 1 is exposed, the surface of the semiconductor substrate 1 is oxidized and a silicon oxide film 10 is formed on the exposed surface. next,
Gate? ? Using the poles 11 and sidewall spacers 14 as masks, N-type impurities such as arsenic (As) are introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation to form sources,
An n-type semiconductor region 13, which is a part of the drain region, is formed.

次に、第10図に示すように、例えばCVDによって半
導体基板1上の全面にリンシリケートガラス(P S 
G)膜からなる絶縁膜15を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, phosphosilicate glass (P S
G) Form an insulating film 15 made of a film.

次に、メモリセルの読み出し時におけるドレイン領域の
一部であるn゛型半導体領域13の上の絶縁膜15を選
択的に除去して接続孔16を形成する。
Next, the insulating film 15 on the n-type semiconductor region 13, which is a part of the drain region during reading of the memory cell, is selectively removed to form a contact hole 16.

次に、例えばスパッタによってアルミニウム膜を半導体
基板1上の全面に形成し、このアルミニウム膜をレジス
ト膜からなるマスクを用いたエツチングによってパター
ニングしてデータ線DLを形成する。この後、図示して
いないが、保護膜として例えばCVDによってPSG膜
を形成し、さらに例えばプラズマCVDによって窒化シ
リコン膜を積層して本実施例の製造工程は終了する。
Next, an aluminum film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by sputtering, for example, and this aluminum film is patterned by etching using a mask made of a resist film to form data lines DL. Thereafter, although not shown, a PSG film is formed as a protective film by, for example, CVD, and a silicon nitride film is further laminated by, for example, by plasma CVD, thereby completing the manufacturing process of this embodiment.

〔実施例■〕[Example ■]

第12図は、前記誘電体膜7を構成する酸化シリコン膜
7A、窒化シリコン膜7B、酸化シリコン膜7Cを形成
するための高圧反応炉の概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram of a high-pressure reactor for forming the silicon oxide film 7A, silicon nitride film 7B, and silicon oxide film 7C that constitute the dielectric film 7.

実施例■は、酸化シリコン膜7Aを半導体基板1表面の
酸化によって形成し、窒化シリコン膜7Bを酸化シリコ
ン膜7Aの表面の直接窒化によって形成し、酸化シリ・
コン膜7Cを窒化シリコン膜7Bの表面の酸化によって
形成するものである。
In Example 2, the silicon oxide film 7A is formed by oxidizing the surface of the semiconductor substrate 1, and the silicon nitride film 7B is formed by direct nitriding of the surface of the silicon oxide film 7A.
The silicon film 7C is formed by oxidizing the surface of the silicon nitride film 7B.

このようにそれぞれの膜7A、7B、7Cを高圧で形成
することにより、誘電体膜7の形成時間の短縮を図り、
さらに窒化シリコンI!j17Bのピンホールの低減を
図っている。
By forming the respective films 7A, 7B, and 7C at high pressure in this way, the formation time of the dielectric film 7 can be shortened,
More silicon nitride I! We are trying to reduce pinholes in j17B.

第12図において、23は外枠容器であり、この内に石
英管17が設けられている。24は加圧用ガス導入管で
あり、これを通して加圧用ガスであるN2を外枠容器2
3内に導入する。25は外枠容器23の閉じ蓋、26は
コールドトラップである。19Aは反応ガスを石英管1
7内に導入するための導入管、19Bはキャリアガスを
導入するための導入管である。
In FIG. 12, 23 is an outer frame container in which a quartz tube 17 is provided. 24 is a pressurizing gas introduction pipe, through which N2, which is pressurizing gas, is introduced into the outer frame container 2.
It will be introduced within 3. 25 is a closing lid of the outer frame container 23, and 26 is a cold trap. 19A is the quartz tube 1 for the reaction gas.
An introduction pipe 19B is used to introduce the carrier gas into the carrier gas.

第2図に示した酸化シリコン膜6は、実施例Iと同様に
反応ガス4:02.02 +HC1,N20のいずれか
を用い、キャリアガスとして例えばN2を導入する。石
英管17内の圧力及び外枠容器23内の圧力は、4〜8
気圧(atm)程度にし。
The silicon oxide film 6 shown in FIG. 2 is formed using either the reaction gas 4:02.02+HC1 or N20 as in Example I, and for example, N2 is introduced as a carrier gas. The pressure inside the quartz tube 17 and the pressure inside the outer frame container 23 are between 4 and 8.
Adjust to atmospheric pressure (ATM).

炉17内の温度を700〜1000℃程度にする。The temperature inside the furnace 17 is set to about 700 to 1000°C.

このように、高圧で半導体基板lの表面を酸化すること
により、酸化シリコン膜6の成長速度を速めることがで
きる。酸化シリコン膜7Aは、これを後に直接窒化して
窒化シリコン膜7Bを形成し、また窒化シリコン膜7B
の一部を酸化して酸化シリコン膜7Cを形成するので、
それら窒化シリコン膜7B、酸化シリコン膜7Cを形成
し得るような膜厚に形成する。
By oxidizing the surface of the semiconductor substrate l under high pressure in this manner, the growth rate of the silicon oxide film 6 can be increased. The silicon oxide film 7A is later directly nitrided to form a silicon nitride film 7B.
Since a part of the silicon oxide film 7C is oxidized,
The film thickness is formed so that the silicon nitride film 7B and silicon oxide film 7C can be formed.

窒化シリコン膜7Bは、炉17内にNH3あるいはN2
を送り込んで酸化シリコン膜7Aの表面を直接窒化する
ことにより形成する。炉17内は1000〜1200℃
の高温にされる。
The silicon nitride film 7B is made of NH3 or N2 in the furnace 17.
The silicon oxide film 7A is formed by directly nitriding the surface of the silicon oxide film 7A. The temperature inside the furnace 17 is 1000-1200℃
exposed to high temperatures.

直接窒化による窒化シリコン膜7Bの形成では、反応が
常に酸化シリコン膜7Aの表面で起る。すなわち、既に
形成された窒化シリコン膜7Bで覆われた状態で新しい
窒化シリコン膜7Bが形成されていく。このため、窒化
シリコン膜7B内の汚染物質を低減することができるの
で、誘電体膜7の絶縁破壊耐圧の向上を図ることができ
る。また、直接窒化による窒化シリコン膜7Bは、堆積
によって形成される窒化シリコン膜7Bよりち密であり
、ピンホールが低減される。ことのため、さらに誘電体
膜7の絶縁耐圧の向上を図ることができる。
In forming the silicon nitride film 7B by direct nitriding, a reaction always occurs on the surface of the silicon oxide film 7A. That is, a new silicon nitride film 7B is formed while being covered with the already formed silicon nitride film 7B. Therefore, contaminants in the silicon nitride film 7B can be reduced, and the dielectric breakdown voltage of the dielectric film 7 can be improved. Further, the silicon nitride film 7B formed by direct nitridation is denser than the silicon nitride film 7B formed by deposition, and pinholes are reduced. Therefore, the dielectric strength voltage of the dielectric film 7 can be further improved.

第4図に示した酸化シリコン膜7Cは、炉17内の圧力
を4〜8 & t rrtにして700〜1000℃程
度の温度で酸化することにより形成される。
The silicon oxide film 7C shown in FIG. 4 is formed by oxidizing at a temperature of about 700 to 1000° C. with the pressure in the furnace 17 at 4 to 8 &t rrt.

高圧酸化で形成することにより、酸化シリコン膜7Cの
形成に要する時間を低減することができる。
By forming by high pressure oxidation, the time required to form the silicon oxide film 7C can be reduced.

〔実施例■〕[Example ■]

第13図は、実施例■の誘電体膜7の形成に用いるコー
ルドウオール(cold  wall)型の反応炉の概
略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram of a cold wall type reactor used for forming the dielectric film 7 of Example (2).

第13図において、27は赤外線ランプであり、このラ
ンプ27によってウェハ1を膜7A、7B、7Cの形成
に必要な温度に加熱する。これら膜7A、7B、7Cの
形成方法は、実施例1の方法と同様であるので説明を省
略する。
In FIG. 13, 27 is an infrared lamp, and this lamp 27 heats the wafer 1 to a temperature necessary for forming the films 7A, 7B, and 7C. The method of forming these films 7A, 7B, and 7C is the same as the method of Example 1, so the explanation will be omitted.

赤外線加熱を用いることにより、石英容器17が加熱さ
れないので、炉17からのガスの発生を防止することが
できる。これにより、酸化シリコン膜7A、窒化シリコ
ン膜7B、酸化シリコン膜7Cの内の汚染物質を低減す
ることができる。したがって、誘電体膜7の信頼性を向
上することができる。
By using infrared heating, the quartz container 17 is not heated, so generation of gas from the furnace 17 can be prevented. Thereby, contaminants in the silicon oxide film 7A, the silicon nitride film 7B, and the silicon oxide film 7C can be reduced. Therefore, the reliability of the dielectric film 7 can be improved.

以上、本発明を実施例にもとずき具体的に説明したが、
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
いうまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

例えば、酸化シリコン膜7Aを省略し、誘電体膜7を、
基板1の表面上にCVD又は基板1の直接窒化によって
形成した窒化シリコン膜7Bと、これの酸化によって形
成した酸化シリコン膜7Cとの2層膜としてもよい。
For example, the silicon oxide film 7A is omitted and the dielectric film 7 is
It may be a two-layered film consisting of a silicon nitride film 7B formed on the surface of the substrate 1 by CVD or direct nitridation of the substrate 1, and a silicon oxide film 7C formed by oxidizing the silicon nitride film 7B.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、誘電体膜を構成する下の酸化シリコン膜、窒
化シリコン膜、上の酸化シリコン膜のそれぞれを同一製
造装置内で同一]工程で形成することにより、誘電体膜
の製造に要する時間を短縮することができる。
In other words, by forming the lower silicon oxide film, silicon nitride film, and upper silicon oxide film that make up the dielectric film in the same process in the same manufacturing equipment, the time required to manufacture the dielectric film can be reduced. can do.

また、ウェハを製造装置から出さずにそれぞれの膜を形
成することができるので、誘電体膜の汚染物質を低減す
ることができ、したがって半導体集積回路装置の信頼性
を向上することができる。
Furthermore, since each film can be formed without removing the wafer from the manufacturing equipment, contaminants on the dielectric film can be reduced, and the reliability of the semiconductor integrated circuit device can therefore be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第10図は、DRAMの製造工程におけるメ
モリセルの断面図である。 第11図は、実施例Iの誘電体膜の形成に用いる反応炉
の概略図、 第12図は、実施例■の誘電体膜の形成に用いる反応炉
の概略図、 第13図は、実施例■の誘電体膜の形成に用いる反応炉
の概略図である。 l・・・半導体基板、2・・・フィールドMe膜、3・
・・チャネルストッパ領域、4・・・下地酸化シリコン
膜、5・・・エツチングマスク(SiO2)、6・・溝
、7A、7C・・・酸化シリコン膜、7B・・・窒化シ
リコン膜、7・・・誘電体膜、8・・・容量電極、9.
14.15・・・絶縁膜、10・・・ゲート絶縁膜、1
1・・ゲート?!!極、12.13・・・半導体領域、
16・・接続孔、WL・・・ワード線、DL・・データ
線、17・・・石英管。 18・・閉じ蓋、19.19A、19B・・・導入管、
20・・・サセプター、21・・・加熱コイル、22・
・・排気管、23・・・外枠容器、24・・・加圧用導
入管、25・・・外枠蓋、26・・・コールドトラップ
、27・・・赤外線ランプ。 代理人 弁理士 小川勝馬゛  l 第2図 第  5  図 第  6  図 第  7  図 第  8  図 第 12図 2C
1 to 10 are cross-sectional views of a memory cell in a DRAM manufacturing process. FIG. 11 is a schematic diagram of the reactor used to form the dielectric film of Example I, FIG. 12 is a schematic diagram of the reactor used to form the dielectric film of Example FIG. 2 is a schematic diagram of a reaction furnace used for forming a dielectric film in Example (2). l...Semiconductor substrate, 2...Field Me film, 3.
...Channel stopper region, 4... Base silicon oxide film, 5... Etching mask (SiO2), 6... Groove, 7A, 7C... Silicon oxide film, 7B... Silicon nitride film, 7... ...Dielectric film, 8... Capacitive electrode, 9.
14.15... Insulating film, 10... Gate insulating film, 1
1. Gate? ! ! pole, 12.13... semiconductor region,
16... Connection hole, WL... Word line, DL... Data line, 17... Quartz tube. 18...Closing lid, 19.19A, 19B...Introduction pipe,
20... Susceptor, 21... Heating coil, 22...
...Exhaust pipe, 23...Outer frame container, 24...Introduction pipe for pressurization, 25...Outer frame lid, 26...Cold trap, 27...Infrared lamp. Agent Patent Attorney Katsuma Ogawa Figure 2 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 12 Figure 2C

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、容量素子の誘電体膜を構成する3層膜、又は2層膜
のそれぞれを同一製造装置内で形成することを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。 2、前記3層膜は、半導体基板の表面を酸化して形成さ
れる酸化シリコン膜と、該酸化シリコン膜の一部を直接
窒化して形成される窒化シリコン膜又は前記酸化シリコ
ン膜の上に堆積された窒化シリコン膜と、該窒化シリコ
ン膜の表面を酸化して形成される酸化シリコン膜からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
集積回路装置の製造方法。 3、前記2層膜は、半導体基板又は多結晶シリコン膜の
上に堆積された窒化シリコン膜と、該窒化シリコン膜の
表面を酸化して形成される酸化シリコン膜からなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回
路装置の製造方法。 4、前記容量素子は、ダイナミックランダムアクセスメ
モリのメモリセルの容量素子であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置の製造方
法。
[Scope of Claims] 1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that each of a three-layer film or a two-layer film constituting a dielectric film of a capacitive element is formed in the same manufacturing apparatus. 2. The three-layer film includes a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of a semiconductor substrate, and a silicon nitride film formed by directly nitriding a part of the silicon oxide film, or on the silicon oxide film. 2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, comprising a deposited silicon nitride film and a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of the silicon nitride film. 3. A patent characterized in that the two-layer film consists of a silicon nitride film deposited on a semiconductor substrate or a polycrystalline silicon film, and a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of the silicon nitride film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1. 4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the capacitive element is a capacitive element of a memory cell of a dynamic random access memory.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107463A (en) * 1989-09-20 1991-05-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Method and device for forming insulated film

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