发明名称 制造半导体元件之电容器之方法
摘要 一种制造半导体元件之电容器之方法,其能确保优异的电气特性及高容量,而除去不纯物得到良质的高介电膜,同时简化制造过程,节省生产成本者。其法系在半导体基板下部构造物上形成下部电极,而在下部电极上蒸着非晶质TaON薄膜后,在NH3气体环境下至少进行一次以上的退火过程而形成多层构造的TaON介电体膜,而在该多层构造TaON介电体膜上形成上部电极。〔选择图〕第4图
申请公布号 TW543139 申请公布日期 2003.07.21
申请号 TW089127925 申请日期 2000.12.27
申请人 现代电子产业股份有限公司 发明人 李起正;金东俊
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 廖瑞堂 台北市中山区民生东路三段二十一号十楼
主权项 1.一种制造半导体元件之电容器之方法包括下列步骤:在一半导体基板上形成一下部电极;在一氨气环境下,使用内置(in-situ)电浆设施,氮化下部电极的上表面;利用于下部电极上形成一第一非晶质TaON薄膜,在下部电极上形成一介电体膜;在氨气环境下,对第一非晶质TaON薄膜退火;在下部电极上形成一第二非晶质TaON薄膜;对第二非晶质TaON薄膜进行退火以形成一多层TaON介电体膜;以及在该TaON介电体膜上形成上部电极。2.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述上部电极与下部电极各单独使用渗杂聚矽与金属物质,或将这些积层使用。3.如申请专利范围第2项之制造方法,其中所述金属物质,系从TiN、Tt、TaN、W、WN、WSi、Ru、RuO2.Ir及Pt中任选一种使用。4.如申请专利范围第2项之制造方法,其中所述下部电极如使用渗杂聚矽,则更包含在该下部电极表面成长半球型凹凸构造之聚矽的过程。5.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述TaON在蒸着前,以in-situ或ex-situ采用HF、SiF6及NF6中任一种的乾式洗净过程或采用HF溶液的湿式洗净过程除去该下部电极表面的自然氧化膜与微粒之步骤。6.如申请专利范围第5项之制造方法,所述洗净工程实施之前/后,共同使用NH4OH或H2SO4溶液的化合物以清洗界面。7.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜的蒸着,系在600℃以下的低压化学气相蒸着室内实施。8.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜的蒸着,为了获得有Ta成份的化学蒸汽,系将Ta(OC2H5)5在维持于150-200℃之蒸发器中蒸发后,经150℃以上之供应管,注入于低压化学气相蒸着室(LP-CVD)内而成。9.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜,系将Ta化学蒸汽与NH3反应瓦斯经流量调节器供应后,在100 torr以下的环境诱导表面化学反应而蒸着者。10.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜的蒸着过程时,为了改善膜质,将O2气体依低压化学气相蒸着室的温度、压力及Ta化学蒸汽注入量在5-500 sccm之范围定量供应。11.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜,系将含有Ta化学蒸汽的反应瓦斯经装设于低压化学气相蒸着室上部的篷头垂直均匀的喷射于晶元上而蒸者。12.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜,系将含有Ta化学蒸汽的反应瓦斯经装设于低压化学气相蒸着室上部或侧面的喷射器以抛物线状均匀的喷射于晶元上而蒸着。13.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜,系将含有Ta化学蒸汽的反应瓦斯经装设于低压化学气相蒸着室上部的喷射器,以反流方式均匀喷射于晶元上而蒸着14.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述退火过程,系在NH3或N2O环境下以电浆处理者。15.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述退火过程,系在UV-O3环境中以低温退火过程实施者。16.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述退火过程,系使用电气炉或急速热处理方式,在650-950℃温度下,N2O、O2及N2中任一种之环境中实施者。17.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述氮化下部电极之上表面系进行1-5分钟者。18.如申请专利范围第1项之制造方法,其中所述非晶质TaON膜之蒸着前,低压下移送晶元至室内后,包含在in-situ N2O环境中以电浆均匀氧化处理下部电极表面之步骤。19.一种制造半导体元件电容器之制造方法,包括下列步骤:在一半导体基板上形成一下部电极;在一氨气环境下,使用内置(in-situ)电浆设施,氮化下部电极的上表面;在下部电极上形成一第一非晶质TaON薄膜;在氨气环境下,对第一非晶质TaON薄膜退火;形成一第二非晶质TaON薄膜;对第二非晶质TaON薄膜进行第一次退火;对第二非晶质TaON薄膜进行第二次退火,藉此形成一多层TaON介电体膜;以及在该TaON介电体膜上形成上部电极。20.一种制造半导体元件电容器之制造方法,包括的步骤有:在半导体基板的下部构造上形成下部电极;氮化处理该下部电极以形成氮化膜;在下部电极上蒸着非晶质TaON薄膜后,在NH3气体环境中实施退火过程二次而形成多层构造的TaON介电体膜;及在该TaON介电体膜上形成上部电极。图式简单说明:第1图为本发明之具有多层TaON薄膜的半导体元件之电容器的制造方法之过程说明图;第2图为本发明之具有多层TaON薄膜的半导体元件之电容器的制造方法之过程说明图;第3图为本发明之具有多层TaON薄膜的半导体元件之电容器的制造方法之过程说明图;第4图为本发明之具有多层TaON薄膜的半导体元件之电容器的制造方法之过程说明图;第5图为本发明的半导体元件之电容器的制造方法中,表示以在蒸着TaON薄膜后所实施的退火过程,除去残存于TaON薄膜内的氧气空孔及碳化合物的过程图。
地址 大韩民国