JPS6318635A - 溝内に誘電体膜を形成する方法 - Google Patents
溝内に誘電体膜を形成する方法Info
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- JPS6318635A JPS6318635A JP16303786A JP16303786A JPS6318635A JP S6318635 A JPS6318635 A JP S6318635A JP 16303786 A JP16303786 A JP 16303786A JP 16303786 A JP16303786 A JP 16303786A JP S6318635 A JPS6318635 A JP S6318635A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はトレンチ溝キャパシタの形成方法に関し、特に
、キャパシタに用いる容量絶縁膜の形成方法に関する。
、キャパシタに用いる容量絶縁膜の形成方法に関する。
記憶機能をもつ高集積半導体装置においてはトレンチ溝
キャパシタが用いられている。高集積半導体装置素子の
ように微細化が進むと小さい占有面積で必要な容量を確
保するために、高誘電率（ｊ＞２０ ）の誘電体膜をト
レンチ溝内に形成が必要がある。、かかる高誘電率膜と
して、タンタル酸化膜があり、電気的絶縁性の良いタン
タル酸化膜の形成法として、光気相成長法がある（例え
ば、昭和６０年度電子通信学会総合全国大会予稿集Ｐ１
−３２６に記載されている）。
キャパシタが用いられている。高集積半導体装置素子の
ように微細化が進むと小さい占有面積で必要な容量を確
保するために、高誘電率（ｊ＞２０ ）の誘電体膜をト
レンチ溝内に形成が必要がある。、かかる高誘電率膜と
して、タンタル酸化膜があり、電気的絶縁性の良いタン
タル酸化膜の形成法として、光気相成長法がある（例え
ば、昭和６０年度電子通信学会総合全国大会予稿集Ｐ１
−３２６に記載されている）。
しかしながら、深いトレンチ溝内にメンタル酸ントでは
ないため、深いトレンチ溝内−様に成膜を行なうことが
できないという欠点がある。従って形成されるトレンチ
溝キャパシタの％性に著しるしい変動が生じるという問
題があった。
ないため、深いトレンチ溝内−様に成膜を行なうことが
できないという欠点がある。従って形成されるトレンチ
溝キャパシタの％性に著しるしい変動が生じるという問
題があった。
本発明の目的は高誘電率膜を深いトレンチ溝内に一様に
形成する光気相成長法を用いたトレンチ溝キャパシタの
形成方法を提供することにある。
形成する光気相成長法を用いたトレンチ溝キャパシタの
形成方法を提供することにある。
本発明のトレンチ溝キャパシタの形成方法は、トレンチ
溝への容量絶縁膜形成がＸ ｅ −Ｈｇ点光源ランプと
凸レンズとを用いて形成される空間的コヒーレントかつ
基板に垂直に向かう波動ベク）７全もつ紫外光の照射下
にＴａ（ＯＣＨ３）５ガスあるいはＴａ（ＯＣｚＨｓ）
ｓ ガスと０２ガスとを導入する光気相成長方法、あ
るいは、トレンチ溝への容量 量絶縁膜形成が、ＡｒＦ 工社マレーザと凹レンズと
凸レンズとを周いて形成される空間的コヒーレントかつ
基板に垂直に向かう波動ベクトルスをもつ紫外光の照射
下に第１ステップとしてＳｉＨ４ガスとＮＨｓ ガス
とを導入し、第２ステップとしてＴａ（ＯＣＨｓ）ｓ
ガスあるいはＴａ（ＯＣｚＨｓ）ｓと０２ガスとを導入
し、第３ステップとしてＳ ｉＨ４ガスとＮＨｓガスと
を導入する光気相成長方法を得る。
溝への容量絶縁膜形成がＸ ｅ −Ｈｇ点光源ランプと
凸レンズとを用いて形成される空間的コヒーレントかつ
基板に垂直に向かう波動ベク）７全もつ紫外光の照射下
にＴａ（ＯＣＨ３）５ガスあるいはＴａ（ＯＣｚＨｓ）
ｓ ガスと０２ガスとを導入する光気相成長方法、あ
るいは、トレンチ溝への容量 量絶縁膜形成が、ＡｒＦ 工社マレーザと凹レンズと
凸レンズとを周いて形成される空間的コヒーレントかつ
基板に垂直に向かう波動ベクトルスをもつ紫外光の照射
下に第１ステップとしてＳｉＨ４ガスとＮＨｓ ガス
とを導入し、第２ステップとしてＴａ（ＯＣＨｓ）ｓ
ガスあるいはＴａ（ＯＣｚＨｓ）ｓと０２ガスとを導入
し、第３ステップとしてＳ ｉＨ４ガスとＮＨｓガスと
を導入する光気相成長方法を得る。
本発明によればトレンチ溝への容量′ｅ縁膜の形成が空
間的コヒーレントかつ基板に垂直である波動ベクトルノ
をもつ紫外光の照射下に材料ガスを導入する光気相成長
であるので、深いトレンチ溝内にも紫外光が一様に照射
され、電気絶縁性の優れた光気相成長絶縁膜を一様に形
成することが可能である。
間的コヒーレントかつ基板に垂直である波動ベクトルノ
をもつ紫外光の照射下に材料ガスを導入する光気相成長
であるので、深いトレンチ溝内にも紫外光が一様に照射
され、電気絶縁性の優れた光気相成長絶縁膜を一様に形
成することが可能である。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１実施例に用いた容に絶縁膜光気相
成長装置の概念図、第２図（ａ）〜＜ｃ＞はトレンチ溝
キャパシタ形成工程を工程順に示した縦断面図である。
成長装置の概念図、第２図（ａ）〜＜ｃ＞はトレンチ溝
キャパシタ形成工程を工程順に示した縦断面図である。
まず、第１図において１０１はランプ室、１０２はＸ
ｅ −Ｈｇ点光源ランプｃｓｏｏｗ）、１０３は凸レン
ズ、１０４は反応室、１０５は基板台、１０６は材料ガ
ス導入口、１０７ｉ、ｉガス排気口である。Ｘｅ−Ｈｇ
点光源ランプ１０２から発せられる紫外光は凸レンズ１
０３を通過することＫより波動ベクトルズが空間的にコ
レーレントかつトレンチ溝をもつ半導体基板１０８に垂
直である紫外光に成形される。この紫外光照射下に材料
カスとしてＴ ａ （ＯＣＨ３） ５ ガスするいはＴ
ａ（ＯＣｚＨ５戸ガスと０２ガスとを導入してタンタル
酸化膜を光気相成長きして深いトレンチ溝にも一様にタ
ンタル酸化膜を形成する。
ｅ −Ｈｇ点光源ランプｃｓｏｏｗ）、１０３は凸レン
ズ、１０４は反応室、１０５は基板台、１０６は材料ガ
ス導入口、１０７ｉ、ｉガス排気口である。Ｘｅ−Ｈｇ
点光源ランプ１０２から発せられる紫外光は凸レンズ１
０３を通過することＫより波動ベクトルズが空間的にコ
レーレントかつトレンチ溝をもつ半導体基板１０８に垂
直である紫外光に成形される。この紫外光照射下に材料
カスとしてＴ ａ （ＯＣＨ３） ５ ガスするいはＴ
ａ（ＯＣｚＨ５戸ガスと０２ガスとを導入してタンタル
酸化膜を光気相成長きして深いトレンチ溝にも一様にタ
ンタル酸化膜を形成する。
かかるタンタル酸化膜の光気相成長法を用いたトレンチ
溝キャパシタ形成について以下に説明する。第２図（ａ
）は、Ｐ型シリコン基板２０１に公知のプロセス技術に
より溝エツチングをし、この溝内を含めて表面に５ｏｏ
Ｘ厚の第１タングステンシリサイド膜２０２を気相成長
した状態を示している。続いて、第２図（ｂ）に示す様
に１第１図を参照して説明した光気相成長法によパ ２
００ ＸＪＩのタンタル酸化膜２０３を形成する。ここ
でタンタル酸化膜２０３の成長条件としてＴａ（ＯＣＨ
ｘ）ｓガスを含むＡｒキャリアガス５００Ｓｅｅｍ、Ｏ
ｘガスを５ＱＳｃｃｍ、圧力ＩＴｏｒｒ、基板温度５０
０℃がとられた。このタンタル酸化膜２０３による誘電
体Ｍを形成後、第２図（ｃ）ｉ’ｌ：示す、様に５ｏｏ
Ｘ厚の第２タングステンシリサイド膜２０４を気相成長
し、さらにその上に通常の気相成長／エッチパック技術
によシポリシリコン電極２０５′ｆＪ：形成して、トレ
ンチ溝キャパシタ構造が完成する。
溝キャパシタ形成について以下に説明する。第２図（ａ
）は、Ｐ型シリコン基板２０１に公知のプロセス技術に
より溝エツチングをし、この溝内を含めて表面に５ｏｏ
Ｘ厚の第１タングステンシリサイド膜２０２を気相成長
した状態を示している。続いて、第２図（ｂ）に示す様
に１第１図を参照して説明した光気相成長法によパ ２
００ ＸＪＩのタンタル酸化膜２０３を形成する。ここ
でタンタル酸化膜２０３の成長条件としてＴａ（ＯＣＨ
ｘ）ｓガスを含むＡｒキャリアガス５００Ｓｅｅｍ、Ｏ
ｘガスを５ＱＳｃｃｍ、圧力ＩＴｏｒｒ、基板温度５０
０℃がとられた。このタンタル酸化膜２０３による誘電
体Ｍを形成後、第２図（ｃ）ｉ’ｌ：示す、様に５ｏｏ
Ｘ厚の第２タングステンシリサイド膜２０４を気相成長
し、さらにその上に通常の気相成長／エッチパック技術
によシポリシリコン電極２０５′ｆＪ：形成して、トレ
ンチ溝キャパシタ構造が完成する。
ここで、第１タングステンシリサイド膜２０２第２タン
グステンシリサイド膜２０４はタンタル酸化膜２０３の
Ｐ型シリコン基板２０１あるいはポリシリコン電極２０
５に対するバリヤ膜の漁法をもつ。
グステンシリサイド膜２０４はタンタル酸化膜２０３の
Ｐ型シリコン基板２０１あるいはポリシリコン電極２０
５に対するバリヤ膜の漁法をもつ。
第３図は本発明の第２の実施例に用いた容量絶縁膜光気
相成長装置の概念図、第４図（ａ）〜（ｃ）トレンチ溝
キャパシタ形成の縦断面図である。かかる第２の実施例
の光気相成長装置においては、その反応室構造は第１笑
施例の反応室構造と同じであるが、空間的にコヒーレン
トかつ基板に垂直に向かう波動ベクトルノをもつ紫外線
の照射が、２０ＷのＡｒＦ エキシマレーザ３０１、反
射ミラー３０２凹レンズ３０３、凸レンズ１０３を用い
てなされている。この光気相成長装置においては、波長
１９３ｍｍ の深紫外光のみを強い光強度をもって照
射できるため、ＳｉＨ４ガスとＮＨｓ ガスとを反応
させシリコン窒化膜も形成できるという特徴がある。
相成長装置の概念図、第４図（ａ）〜（ｃ）トレンチ溝
キャパシタ形成の縦断面図である。かかる第２の実施例
の光気相成長装置においては、その反応室構造は第１笑
施例の反応室構造と同じであるが、空間的にコヒーレン
トかつ基板に垂直に向かう波動ベクトルノをもつ紫外線
の照射が、２０ＷのＡｒＦ エキシマレーザ３０１、反
射ミラー３０２凹レンズ３０３、凸レンズ１０３を用い
てなされている。この光気相成長装置においては、波長
１９３ｍｍ の深紫外光のみを強い光強度をもって照
射できるため、ＳｉＨ４ガスとＮＨｓ ガスとを反応
させシリコン窒化膜も形成できるという特徴がある。
かかる光気相成長装置で容量用誘電体膜を形成するトレ
ンチ溝キャパシタ形成について以下に説明する。
ンチ溝キャパシタ形成について以下に説明する。
第４図（ａ）は、Ｐ型シリコン基板２０１に公知のエツ
チング技術で溝を形成した状態を示している。
チング技術で溝を形成した状態を示している。
続いて、第３図全参照して説明した光気相成長装置を用
いて容量素子用誘電体膜を形成する。この誘電体膜の形
成においては、波長１９３ｍｍ 光の照度１００ ｍ
Ｗ／、−、ｉ、 基板温度５００°Ｃ下で、第１ステ
ップとしてＳｉＨ４ガス（２０Ｓｃｃｍ）とＮＨｓガス
（１００Ｓｃｃｎｎ）を導入して第１シリコン窒化膜４
０１を形成し、その後排気した後に第２ステップとして
Ｔａ（ＯＣＨ３）５ ガスを含むＡｒキャリアガス（
５００Ｓｃｃｍ）と０２ガス（５０３ｃｃｍ）ｉ導入し
てタンタル酸化膜２０３を形成し、再び排気した後第３
ステップとしてＳｉＨ４ガス（２０Ｓｃｃｍ）とＮＨ３
ガス（１００Ｓｃｃｍ）を導入して第２７リコン窒化膜
４０２を形成する。このようにして、第４図（ｂ）に示
す様に、第１シリコン窒化膜（３０Ｘ厚）４０１／タン
タル酸化膜（１００Ｘ厚）２０３／第２シリコン窒化膜
（ａｏＸ厚）４０２の３層膜を形成する。この３層膜を
形成後、第４図（ｅ）に示す様に、通常の気相成長／エ
ッチバック技術によシボリシリコン電極２０５を形成し
て、トレンチ溝キャパシタが完成する。
いて容量素子用誘電体膜を形成する。この誘電体膜の形
成においては、波長１９３ｍｍ 光の照度１００ ｍ
Ｗ／、−、ｉ、 基板温度５００°Ｃ下で、第１ステ
ップとしてＳｉＨ４ガス（２０Ｓｃｃｍ）とＮＨｓガス
（１００Ｓｃｃｎｎ）を導入して第１シリコン窒化膜４
０１を形成し、その後排気した後に第２ステップとして
Ｔａ（ＯＣＨ３）５ ガスを含むＡｒキャリアガス（
５００Ｓｃｃｍ）と０２ガス（５０３ｃｃｍ）ｉ導入し
てタンタル酸化膜２０３を形成し、再び排気した後第３
ステップとしてＳｉＨ４ガス（２０Ｓｃｃｍ）とＮＨ３
ガス（１００Ｓｃｃｍ）を導入して第２７リコン窒化膜
４０２を形成する。このようにして、第４図（ｂ）に示
す様に、第１シリコン窒化膜（３０Ｘ厚）４０１／タン
タル酸化膜（１００Ｘ厚）２０３／第２シリコン窒化膜
（ａｏＸ厚）４０２の３層膜を形成する。この３層膜を
形成後、第４図（ｅ）に示す様に、通常の気相成長／エ
ッチバック技術によシボリシリコン電極２０５を形成し
て、トレンチ溝キャパシタが完成する。
かかる第２実施例においては、第１シリコン窒化膜４０
１と第２シリコン窒化膜４０２はタンタル酸化膜２０３
のＰ型シリコン基板２０１あるいはポリシリコン電極２
０５に対するバリヤ展の作用をもつ。
１と第２シリコン窒化膜４０２はタンタル酸化膜２０３
のＰ型シリコン基板２０１あるいはポリシリコン電極２
０５に対するバリヤ展の作用をもつ。
以上説明した様に１本発明はトレンチ溝内への容量絶縁
膜の形成が、空間的にコヒーレントかつ基板に垂直であ
る波動ベクトルＪ１ｗもつ紫外光の照射下に材料ガスを
導入する光気相成長であることによシ、深いトレンチ溝
内に紫外光が一様に照射され、電気絶縁性の優れた光気
相成長高誘電率膜を一様に形成できるという効果がある
。
膜の形成が、空間的にコヒーレントかつ基板に垂直であ
る波動ベクトルＪ１ｗもつ紫外光の照射下に材料ガスを
導入する光気相成長であることによシ、深いトレンチ溝
内に紫外光が一様に照射され、電気絶縁性の優れた光気
相成長高誘電率膜を一様に形成できるという効果がある
。
従って、本発明は記憶機能をもつ、高果撰半導体装置の
製造【有効である。
製造【有効である。
第１図は本発明の第１の実施例に用いた容量絶縁膜光気
相成長装置の概念図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明
の第１の実施例によるトレンチ溝キャパシタ形成工程を
工程順に示す縦断面図、第３図は本発明の第２の実施例
に用いた容量絶縁膜光気相成長装置の概念図、第４図（
ａ）〜（ｃ）￥′ｉ、本発明の第２の実施例のトレンチ
溝キャパシタ形成工程？工程順に示した縦断面図である
。 １０１・・・・・・ランプ室、１０２・・・・・・Ｘｅ
−Ｈｇ点光源ランプ、１０３・・・・・・凸レンズ、１
０４・・・・−・反応室、１０５・・・・・・基板台、
１０６・・・・−・材料ガス導入口、１０７・・・・−
・ガス排気口、１０８・・・・・・基板、２０１・・・
・・・ｐＨシリコン基板、２０２・・・・・・第１ＷＳ
ｉｘ膜、２０３ ＝−−Ｔａ２ｅｓ 膜、２０４−・・
・−ｆ；ｇ’１． ＷＳ ｉ ｘ膜、２０５−−ホＩＪ
シＩＪ ニア７７Ｍ、極、３０１・・・・・・ＡｒＦ
エキシマレーザ、３０２・・・・・反射ミラー、３
０３・・・・・・凹レンズ、４０１・・川・第１シリコ
ン窒化膜、４０２・・・・・・第２シリコン窒化膜。 弄ノ凹 ＄ ４ 男
相成長装置の概念図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明
の第１の実施例によるトレンチ溝キャパシタ形成工程を
工程順に示す縦断面図、第３図は本発明の第２の実施例
に用いた容量絶縁膜光気相成長装置の概念図、第４図（
ａ）〜（ｃ）￥′ｉ、本発明の第２の実施例のトレンチ
溝キャパシタ形成工程？工程順に示した縦断面図である
。 １０１・・・・・・ランプ室、１０２・・・・・・Ｘｅ
−Ｈｇ点光源ランプ、１０３・・・・・・凸レンズ、１
０４・・・・−・反応室、１０５・・・・・・基板台、
１０６・・・・−・材料ガス導入口、１０７・・・・−
・ガス排気口、１０８・・・・・・基板、２０１・・・
・・・ｐＨシリコン基板、２０２・・・・・・第１ＷＳ
ｉｘ膜、２０３ ＝−−Ｔａ２ｅｓ 膜、２０４−・・
・−ｆ；ｇ’１． ＷＳ ｉ ｘ膜、２０５−−ホＩＪ
シＩＪ ニア７７Ｍ、極、３０１・・・・・・ＡｒＦ
エキシマレーザ、３０２・・・・・反射ミラー、３
０３・・・・・・凹レンズ、４０１・・川・第１シリコ
ン窒化膜、４０２・・・・・・第２シリコン窒化膜。 弄ノ凹 ＄ ４ 男
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）シリコン基板に溝を形成し、その後空間的コヒーレ
ントかつ前記シリコン基板に垂直である波動ベクトルを
もつ紫外光の照射下に材料ガスを導入する光気相成長法
で誘電体膜を前記溝内に形成することを特徴とする溝内
に誘電体膜を形成する方法。 ２）前記誘電体膜の形成が点光源ランプと凸レンズとを
用いて形成される紫外光の照射下に、タンタルの有機化
合物ガスと酸素ガスとを導入反応させるタンタル酸化膜
の光気相成長であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の溝内に誘電体膜を形成する方法。 ３）前記誘電体膜の形成がレーザ光線と凹レンズと凸レ
ンズとを用いて形成される紫外光の照射下に第１ステッ
プとしてＳｉＨ＿４ガスとＮＨ＿３ガスとを導入し、そ
の後第２ステップとしてタンタルの有機化合物ガスと酸
素ガスとを導入し、しかる後第３ステップとしＳｉＨ＿
４とＮＨ＿３ガスとを導入する光気相成長であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溝内に誘電体を
形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303786A JPS6318635A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 溝内に誘電体膜を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16303786A JPS6318635A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 溝内に誘電体膜を形成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318635A true JPS6318635A (ja) | 1988-01-26 |
Family
ID=15765983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16303786A Pending JPS6318635A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | 溝内に誘電体膜を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318635A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8684148B2 (en) | 2009-09-28 | 2014-04-01 | Hitachi Automotive Sysetms, Ltd. | Disc brake |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16303786A patent/JPS6318635A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8684148B2 (en) | 2009-09-28 | 2014-04-01 | Hitachi Automotive Sysetms, Ltd. | Disc brake |
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