发明名称 半导体装置的电容器之形成法
摘要 本发明关于一种形成半导体装置之电容器的方法,其特别处理了较低的电荷储存电极的表面,以便改善在使用具有特定介电常数作为介电膜的Ta2O5,膜电容器中,以 PECVD方法沈积Ta2O5膜之不佳的梯级覆盖,并根据使用梯级覆盖优良的LPCVD方法,来沉积Ta205膜,以改善电容器的电特性,防止漏电流产生,而且根据结果,它改善了半导体装置之特性和可靠性。
申请公布号 TW396501 申请公布日期 2000.07.01
申请号 TW087109222 申请日期 1998.06.10
申请人 现代电子产业股份有限公司 发明人 林灿
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人 林镒珠 台北巿长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种半导体装置的电容器之形成方法,其包括的步骤有:提供一半导体基板;在该半导体基板的顶端形成一电荷储存电极;氮化该电荷储存电极的整个表面;电浆处理并氧化已氮化的电荷储存电极的表面;以LPCVD方法,在该电荷储存电极的表面上沈积Ta2O5膜,并电浆处理Ta2O5膜,其中沈积和电浆处理Ta2O5膜的过程,如果没有多次,至少进行一次;热处理该Ta2O5膜;以及在该整个表面的顶端形成一平板电极。2.根据申请专利范围第1项的方法,其中以RTN方法,在800-900℃的温度下,进行该电荷储存电极的氮化过程达40-100秒。3.根据申请专利范围第1项的方法,其中于150-450℃的温度下,使用激发电浆气体N2O或O2,来氧化已氮化的该电荷储存电极之表面。4.根据申请专利范围第1项的方法,其中以使用H2O或O2蒸气的乾式或湿式氧化方法,来氧化已氮化的该电荷储存电极之表面。5.根据申请专利范围第1项的方法,其中于150-450℃的温度下,使用N2O或O2气体,或紫外线活化的UV-O3气体,来进行该Ta2O5膜的电浆处理过程。6.根据申请专利范围第1项的方法,其中在700-820℃的温度下,N2O或O2气氛中,来进行该Ta2O5膜的热处理过程,藉此使该Ta2O5膜多晶化。7.一种半导体装置的电容器之形成方法,其包括的步骤有:提供一半导体基板;在该半导体基板的顶端形成一电荷储存电极;氮化该电荷储存电极的整个表面;电浆处理并氧化已氮化的电荷储存电极的表面;以LPCVD方法,沈积Ta2O5膜到该电荷储存电极的表面;电浆处理该Ta2O5膜;热处理该Ta2O5膜;以及在整个表面的顶端形成一平板电极。8.根据申请专利范围第7项的方法,其中以RTN方法,在800-900℃的温度下,进行该电荷储存电极的氮化过程达40-100秒。9.根据申请专利范围第7项的方法,其中于150-450℃的温度下,使用激发电浆气体N2O或O2,或以H2O或O2蒸气的乾式或湿式氧化方法,来氧化已氮化的该电荷储存电极之表面。10.根据申请专利范围第7项的方法,其中以PECVD方法沉积一部分的该Ta2O5膜之后的LPCVD方法,来沉积该Ta2O5膜剩余部分的步骤,来进行已氮化的电荷储存电极之该氧化过程。11.根据申请专利范围第10项的方法,其中在350-450℃的温度、1 mTorr-9 Torr的压力、使用N2O或O2气体或Ta(OC2H5)5材料的条件下,来进行以该PECVD方法沉积该Ta2O5膜的过程,且该Ta2O5膜厚5-50A。12.根据申请专利范围第7项的方法,其中于150-450℃的温度下,使用N2O或O2气体,或紫外线活化的UV-O3气体,来进行该Ta2O5膜的电浆处理过程。13.根据申请专利范围第7项的方法,其中在700-820℃的温度下,N2O或O2气氛中,来进行该Ta2O5膜的热处理过程,藉此使该Ta2O5膜多晶化。14.一种半导体装置的电容器之形成方法,其包括的步骤有:提供一半导体基板;在该半导体基板的顶端形成一电荷储存电极;移除该电荷储存电极顶端的自然氧化膜;氮化该结构的表面;电浆处理已氮化的表面;以LPCVD方法,沈积一部分的第一Ta2O5膜到该结构的表面;电浆处理该第一Ta2O5膜;以LPCVD方法,在该结构的表面上沈积第二Ta2O5膜;电浆处理并热处理该第一和第二Ta2O5膜;以及在该整个表面的顶端形成一平板电极。15.根据申请专利范围第14项的方法,其中使用RTN方法,来进行该电荷储存电极的氮化过程。16.根据申请专利范围第14项的方法,其中沉积该第一Ta2O5膜50-70A厚。17.根据申请专利范围第14项的方法,其中该第一和第二Ta2O5膜以非晶形状态沉积。18.根据申请专利范围第14项的方法,其中在130-450℃的温度、100-300W的功率下,来进行该N2O电浆处理过程达1-20分钟。19.根据申请专利范围第14项的方法,其中在750-820℃的温度、O2的气氛下,进行该热处理过程达5-30分钟,或者在800-900℃的温度、O2或N2O的气氛下,进行该热处理过程70-80秒。20.根据申请专利范围第14项的方法,其中沉积厚40-50A的该第一Ta2O5膜,而没有电浆处理该氮化的表面。图式简单说明:第一图为根据本发明范例I,来形成半导体装置的电容器之截面图。第二图为根据本发明范例I,来形成半导体装置的电容器之方法中,根据沈积Ta2O5膜的方法,显示漏电流特性的图形。第三图为根据本发明范例I,来形成半导体装置的电容器之方法中,根据N2O或非N2O处理电浆的方法,显示小片电容器之漏电流特性的图形。第四图到第七图为根据本发明范例II,来形成半导体装置的电容器之截面图。第八图为根据本发明范例I,来形成半导体装置的电容器之方法中,根据沈积Ta2O5膜前的N2O处理电浆,显示电容器之漏电流特性的图形。第九图为根据本发明范例II,来形成半导体装置的电容器之方法中,根据沈积Ta2O5膜前的N2O处理电浆,显示改善的电容器之电特性的图形。
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