发明名称 半导体装置之制造方法
摘要 在电容器的制造中,本发明能使一TiO2藉由在不含氧的环境下的热处理形成一TiN薄膜。这用来防止形成底电极之多晶矽在热处理过程中被氧化。因此,一旦底电极在一晶圆上形成,一TiN薄膜与RuO2薄膜接着形成,之后在不含氧的环境之下对矽晶圆进行热处理。以此方式,可获得一具有TiO2之介电薄膜与具金属钌之顶电极。
申请公布号 TW421880 申请公布日期 2001.02.11
申请号 TW087107786 申请日期 1998.05.20
申请人 冲电气工业股份有限公司 发明人 山内智;竹广忍;吉丸正树
分类号 H01L27/04 主分类号 H01L27/04
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种半导体装置制造方法,包括以下步骤:形成一薄板结构,具有至少一第一薄膜,用以形成一包含一可氧化物质之一氧化的介电薄膜,目的为形成一氧化的介电薄膜,与一第二薄膜,用以供应氧给该第一薄膜;以及供应氧给该第一薄膜,经由该第二薄膜,以在不含氧之环境下对该薄板结构之热处理。2.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该形成步骤包括一以将该可氧化物质氮化形成该第一薄膜的步骤,与一形成第二薄膜的步骤,用以供应氧给该可氧化物质;以及该供应步骤包括一以氧化该可氧化物质在一不含氧的环境下对该薄板结构进行热处理以形成一氧化的介电薄膜之步骤。3.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该形成步骤包括一步骤,以形成具有与该氧化的介电薄膜相同组成之该第一薄膜,以及一步骤,以形成该第二薄膜,以供应氧给在该第一薄膜中之该可氧化物质;以及该供应步骤包括一步骤,利用在不含氧的环境对该薄板结构进行热处理以补足氧之不足。4.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该第一薄膜构成该顶电极之一部份或全部。5.如申请专利范围第4项所述之半导体装置制造方法,其中该顶电极更提供一金属薄膜用以将氧活性化,并将氧由该第二薄膜给该第一薄膜。6.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该第二薄膜构成该底电极之一部份或全部。7.如申请专利范围第6项所述之半导体装置制造方法,其中该底电极更具备一形成于一穿透孔中之一中间绕卷层,一阻障层形成于该中间绕卷层上,一金属层形成于该阻障层上,使得压缩应力得以被施加,且用以提供氧之该第二薄膜形成于该金属层上。8.如申请专利范围第6项所述之半导体装置制造方法,其中该底电极更具备一形成于一穿透孔中之一中间绕卷层,一阻障层形成于该中间绕卷层上,一第一金属层形成于该阻障层上,使得压缩应力得以被施加,且用以提供氧之该第二薄膜形成于该第一金属层上,一第二金属层形成于该第二薄膜上使得张力可以被施加。9.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该形成步骤包括一步骤,以形成该电容器之一底电极的部份或全部之该第二薄膜,以及一步骤,以形成该电容器之一顶电极的部份或全部之该第二薄膜。10.如申请专利范围第9项所述之半导体装置制造方法,其中该底电极更具备一形成于一穿透孔中之一中间绕卷层,一阻障层形成于该中间绕卷层上,一第三金属层形成于该阻障层上,使得压缩应力得以被施加,且该底电极之该第二薄膜形成于该第三金属层上;以及该顶电极具备形成于该第一薄膜上之该顶电极的该第二薄膜,以及一第四金属膜形成于该顶电极之该第二薄膜上使得压缩应力得以被施加。11.如申请专利范围第10项所述之半导体装置制造方法,其中该底电极更具备一第五金属薄膜,用以将由该底电极之该第二薄膜所提供之氧活性化。12.如申请专利范围第10项所述之半导体装置制造方法,其中该顶电极更具备一第六金属薄膜,用以将由该顶电极之该第二薄膜所提供之氧活性化。13.如申请专利范围第2项所述之半导体装置制造方法,其中该第一薄膜系一氮化钛薄膜、氮化钽薄膜、氮化锆薄膜或氮化铪。14.如申请专利范围第3项所述之半导体装置制造方法,其中该第一薄膜系氧化钽或铅锆钛盐。15.如申请专利范围第3项所述之半导体装置制造方法,其中该第一薄膜系一非晶钡锶钛盐薄膜或一铅锆钛盐;以及该氧化的介电薄膜系一钡锶钛盐薄膜或一铅锆钛盐,并在该供应步骤被结晶化。16.如申请专利范围第1项所述之半导体装置制造方法,其中该第二薄膜系一氧化钌薄膜、一氧化铱薄膜或一该氧化钌与该氧化铱混合物之薄膜17.如申请专利范围第5项所述之半导体装置制造方法,其中该金属薄膜系由钌、铱或铂所形成。18.如申请专利范围第8项所述之半导体装置制造方法,其中该金属薄膜系由钌、铱或铂所形成。19.如申请专利范围第10项所述之半导体装置制造方法,其中该金属薄膜系由钌、铱或铂所形成。图式简单说明:第一图A-第一图C系制程的截面图,其用来说明根据第一实施例之半导体装置的制造方法;第二图绘示根据第一实施例之电容器组成之X-射线分析图案;第三图A-第三图C系制程的截面图,其用来说明根据第二实施例之半导体装置的制造方法;第四图绘示根据第二实施例之半导体装置的制造方法在钌(Ru)薄膜形成期间之气体压力与在钌(Ru)薄膜形成后所受之应力之间的关系说明图;第五图绘示当分析第二实施例之电容器组成时之X-射线分析图案,其中5(A)表示钌(Ru)薄膜形成使得伸张应力会被施加,以及5(B)表示钌(Ru)薄膜形成使得压缩应力会被施加;第六图A-第六图C系制程的截面图,其用来说明根据第三实施例之半导体装置的制造方法;第七图A-第七图C系制程的截面图,其用来说明根据第四实施例之半导体装置的制造方法;第八图A-第八图C系制程的截面图,其用来说明根据第五实施例之半导体装置的制造方法;第九图A-第九图C系制程的截面图,其用来说明根据第六实施例之半导体装置的制造方法;第十图A-第十图C系制程的截面图,其用来说明根据第七实施例之半导体装置的制造方法;第十一图A-第十一图C系制程的截面图,其用来说明根据第八实施例之半导体装置的制造方法;第十二图A-第十二图C系制程的截面图,其用来说明根据第九实施例之半导体装置的制造方法;第十三图A-第十三图C系制程的截面图,其用来说明根据第十实施例之半导体装置的制造方法;第十四图A-第十四图C系制程的截面图,其用来说明根据第十一实施例之半导体装置的制造方法;第十五图A-第十五图C系制程的截面图,其用来说明根据第十二实施例之半导体装置的制造方法;以及第十六图系一截面图,用以显示说明习知之半导体装置组态之例子。
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