TW307032B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 琎明背暑 本發明係有鬭一種製備半導讎元件之方法，更特別而 言，俤有W—種製備半導讎元件内之霣容器之方法，其抑 制鏞存電極輿氣化担<Taz〇s>介電膜藺氧化物之生成。 半導讎元件之霣容器係由雜存霣極，介霄膜及被電極 所組成。 第1A至1C·爲顯示依據傅统方法製備半導讎元件電容 器之步驪之截面·。 參考數字11係表示半導讎基材，參考數宇13係表示中 間層絕鐮層，參考數字係表示接觸孔，參考數宇15俤表示 髂存電極，參考數字17係表示蕉化物膜，且參考數宇19係 表示介霣膜。 參考第1D·，絕鏵材料被沈稹於具有晶讎管（未示出） 之半導鼸基材11上。然後*接鷗孔14及中閜層絕嫌層13藉 由蝕刻絕续材料而曝露出暴體管之來源礓（未示出）而形成 之。用K棋製於下一步骤之鏞存结點15内之材料層（未示 出）藉由沈積足Μ掩埋包含接觸孔14之半導鱧基材U上之 一接觸孔之導«材料而形成之，然後，将其触刻*於接觸 孔14上形成皤存電極15。 導霣材料爲含有矽之材料，例如，聚矽或無規矽。 參考第1Β· * «化物膜17藉由使用氡氦化皤存《檯15 之表面而形成之，其俤作爲氧之陣壁層。 形成氦化物臢17之目的係避免於下述之形成1^2〇5介 電膜步骤中於皤存霣極15及介電膜闋形成氧化物膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） I I I I I I I I 裝— — I I I I 訂— — I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 -__?Z_ 五、發明説明（2 ) 參考第1C·，介電膜19傈藉由於具有氦化物膜17上沈 稹Ta«Os而形成之》然後，包含介電膜19之半導讎基材使 用乾嫌氧作熱處理》 乾嫌氧處理係蘑免漏泄電滾因介霣膜19内«空嫌而增 加，其係於8001C施行30分鳙。 然而，氛（NIM基於《化物膜17之表面形成之，生成 對介電膜之損害*因而增加漏泄霣滾》 再者，因介*議19及氮化物_ 17之Jf度係由所欲«池 «容澜定之，作爲«陣壁層之*化物膜17不能被作得更厚 。因此*氮化物膜17厚度之限制妨礙健存電極15及介霣膜 19間氧化物膜生成之完全抑制，因此，增加Μ等效氧化物 膜厚度表之之介霄膜19之厚嫌。 ^鳙被 本發明之目的傈提供一種製備半導讎元件内電容器之 方法，其中*皤存霣極與氧化坦（Tas〇s>間氧化物膜之成 長被抑制*且對霄容器介«_之損害被降低。 爲連成上述目的，其提供一種用Μ製備半導讎元件内 之霣容器之方法*其包含下列步朦：藉由依序氦化及氣化 形成於半導钃基材上之雔存«棰表面而於皤存霄極表面上 形成障鑒層；鞴由於該障壁層上沈^Tai〇3而形成介霣層 :及使用氣氣熱處理包含介霣膜之半導讎基材》 氦化反應較佳係使用快速熱處理UTP)及火鑪之一者 施行之。 較佳者，用Μ施行RTP方法中之糞化反醮之裝置係與 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） — Mil i I I I 裝 I 訂—— I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7____ 五、發明説明（3 ) 真空承載鎮及使用N2沖提之裝置之一者一起使用。 較佳者，氱化反應係於800〜900t：施行10〜200秒。 較佳者，本發明係使用NH3、N*0及N*氣鱅之一者施行 之0 於依雒本發明之裂備半導鼸元件内霱容器之方法中， 因由気化反醮及氧化反應形成之Si0N係作爲氧障矍層，其 較傅統《化物膜強，因此* Μ等效氣化物膜厚度表之介電 膜厚度可被減i^。再者，《化反應後，留在所成结構表面 上之殘留ΝΗ3基於ft化反«{期藺移除之，因此，降低對介 霣膜之損害。结果*漏泄電潦性質可被改良。 _示篛翟說明 本發明之上述目的及優點將藉由參考附_詳细描述較 佳實施例而變得更明顯；其中： 第1Α至1C·為顯示依鐮傅統方法製備半導讎元件中之 霣容器之步骤之截面_; 第2A至2C·爲顯示依》本發明裂備半導黼元件中之電 容器之步》之截面_; 第3A及3B_爲示介電膜藉由沈積TuOs至85A厚度 形成於於不同條件下形成之儲存電極之情況中，施加電壓 為1.5V之氣化物當*厚度分佈<T0XEQs>及漏泄霣滾分佈。 第4A至4B·係示介霣膜藉由沈積Ta2〇3至100A厚度 形成於於不同條件下而形成之《存«極之情況中，施加« 壓¾1.5V之TOXEQs及漘泄霣流分佈；及 第5A及5B·爲圓示介霣膜藉由沈稹Ta2〇s至125A厚度 本纸張尺度遑用中國國家標準（CN’S ) A4規格（210X297公釐） I I I I I I I 裝 I I I I 訂— I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印11 A7 B7 五、發明説明（4 ) 形成於於不同條件下形成之鹪存電檷情況中，施加霱S爲 1.5V之TOXEQs及湯泄霣潢分佈。 太葙昍^雄拥撖明 於2A至2C·中，參考數字21表示半導鱷基材，參考數 宇23表示中閜層總鐮層，參考數字24表示接觸乳，參考數 字25表示鑲存霣極，參考數字27表示ft陣璺層，及參考數 字29表示介霣膜。 參考第2A·，鎘錄材料沈稹於具有矗讎管（未示出〉之 半導讎基材21上。然後*藉由蝕刻絕鐮材料M_露矗讎管 之來灌6(未示出）而形成接鼸孔24及中閨層絕縑層23。為 形成於下一步隳将被構製於皤存電極25內之材料層（未示 出），導讎材料被沈積於中間層絕錄層23,以充分填充接 «孔24。其後，藉由蝕刻材料層而於接鼸孔24上形成健存 電極25。 導霣材料爲含有矽之材料，例如，聚矽或無規矽。 參考第2BII，藉由依據硝化及氧化儲存霣槿25表面而 由SiON形成«陣璧層27。 硝化反《係藉由快逋熱處理（RTP>而施行之，其係於 800-90010使用稱氣（NH3)進行10-200秒。结果，Si3N*之 硝化膜（未示出）形成於截存電槿25上。 此處，NH3未被Na〇或N2取代。 氣化反應偁使用“氣讎於如厢硝化反臛般之相同條件 下施行之。此處，硝化反臁期問殘存於硝化膜表面上之NH3 基酸移除且由Si3N«轉換成SiON之氣陣璺層27被形成之。 本紙伕尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 1^--------^------,,τ-------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 j'發明説明（5) 藉由移除半導讎基材21至用於施行硝化或氣化反應（ 鞴由真空負載栓）之裝置或硝化反鼸及氧化反應前之使用 N*沖提之裝置，使天然氣化膜及污染物免於沈積於《存霣 極25。 參考第2C·，藉由將沈積於所成结構之整饈表 面至預定厚度而形成介«膜29,其典第2B麵一起描述，然 後使用乾〇«熱處理包含介霣膜29之半導鼸基材21。 其次，板狀霣槿（未示出）於下步*中形成之，》此， 完成霄容器》 第3A及3B·係各示於藉由沈積Tads至厚度爲85A 使介霣鼷形成於於各«不同條件下形成之β存電槿上之情 況中，施加1.5Vmfi至晶鼸管時，之氣化物當覺厚度分佈 及漏泄霣滾分佈。 此處，參考字a及b表示使用傳统技術，於纗存霣極表 面上施行快速熱硝化（RTN>後，藉由沈積Ta2〇s至85A厚度 之澜試结果。 參考字c表示本發明中，依序藉由使用RTN方法磺化鶼 存霣極表面及氣化該硝化表面短畤閜（約60秒），藉此形成 氧障里層，然後，沈積Ta2〇s至85A厚度而形成介«膜之 情況。參考數宇d揩示本發明中，依序藉由使用RTN方法硝 化健存電極表面及使用RT0方法氧化該礴化表面相對較長 時間（約120秒 >，藉此形成氧陣壁層，然後沈積Ta2(^至85 Α»度而形成介霣臢之情況。 第4A及4B_係各別匾示»由沈稹Ta*〇s至100A厚度於 本紙張尺度逍用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） I^--------裝-- (請先閲面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 線 8 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（6 ) 於各檷不同條件形成之健存«棰上，形成介«膜之情況中 ，施加1.5V霣壓至晶鼸管時，TOXEQs分佈及漏泄電滾分佈 〇 參考宇a，b，c及d指示相同於第3A及3B_所示條件下 之澜試结果。 第5A及5B_係各別示藉由沈稹Tai〇s至125A厚度於 各種不间條件形成之《存電極上，形成介霣臢之情況中| 施加1.5V*壓至晶鳢管時，TOXEQs分佈及漘泄《潢分佈》 參考字a，b，c及d指示相同於第1·所示條件下之 試结果。 由上述示，值得注意的是，舆鐮存鬌極之表面僅被 硝化反應之習知技蕕相比，於饑存霄極之表面依序施行硝 化反«及氧化反應之本發明中*當量氧化物膜之》度減少 約2Α且漏泄霣滾減少約（1ΧΕ0.5) nA/ca*。 亦值得注意的是，當了^心介霣膜較厚時，當量氧化 物膜厚度及漏泄霣液滅少。 因此，依據本發明之製備半導鼸元件中之晶鼸管之方 法中，因由硝化反«及氧化反*而形成之Si ON作為氣陣壁 層，其較傳統硝化物層強，以當ft氣化物膜厚度表之之介 霣膜厚度被減少，且因硝化反醒處理後殘留在所成结構表 面上之NH3基於填化處理期Μ被移除之，因此，降低對介 «禊之損寄。結果，漏泄電流特性可被改善。 本發明並非受限於上述實施例，且醮淸楚地瞭解對熟 習此項技蕕者而言，於本發明範矚及精神範醻内可作許多 變化。 本紙張尺度適用t國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 9 I Ml I 11 n ^ I n 1 n ^ I i 11 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1_ 一種裂備半導Λ元件內霣容器之方法，其步驟包含： 藉由依據硝化及氧化形成於半導讎，基材上之镛 存霣極，而於該鏞存霣極表面上形成氧障鑒暦；鞴由 沈稹Tai〇s於该氧障壁靥上形成介霄膜；及使用氧氣 熱處理包含該介電臢之該半導黼基材。 2. 如申讅專利範第1項所述之用於製備半導鱺元件内 之霣容器之方法，其中該硝化反醮係使用快速熱«理 <RTP>及火鑪之一者施行之。 3. 如申請専利耱園第1項所述之用於«(備半導讎元件内 之«容器之方法，其中該礴化反應係於800-900TC施 行 10-2000秒。 4. 如申請《利範_第2項所述之用於製備半導讎元件内 之«容器之方法，其中用K於RTP方法中施行該硝化 反醮之装置係與真空真載栓及使用N«沖提之装置之一 者一起使用。 5. 如申請專利範圈第1項所述之用於製備半導讎元件内 之電容器之方法，其中该硝化反醮係使用NHa，N*0及 氣讎之一者施行之。 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 (請先»讀背面之注意事項再填寫本頁) 6. 如申請專利範疆第1項所述之用於製備半導鳢元件内 之電容器之方法*其中該熱處理係使用RTP方法施行 之0 7. 如申請専利範第1項所述之用於製備半導讎元件内 之«容器之方法，其中用以施行該氧化反醮之裝置係 與真空負載栓及使用沖提之装置之一者一起使用。 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 10 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8. 如申讅專利範第1項所述之用於裂備半導龌元件内 之電容器之方法，其中該熱處理係於800-90〇π施行 10-200 秒。 9. 如申請專利範第1項所述之用於裂備半導讎元件内 之霣容器之方法，其中該氧陣Μ層係由SiON形成。 5 裝 訂 線 (請先阶讀賞面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) .Μ規格（210X297公釐） 11