发明名称 制造半导体构件的方法
摘要 生产半导体构件之方法包括下列步骤:于半导体基材上方成形介电膜,于减压气氛下安置半导体基材及介电膜,及于减压气氛内引进反应气体供沉积金属或金属氮化物及氧化气体因而于介电膜上方形成由金属或金属氮化物制成的含氧导体膜。
申请公布号 TW417301 申请公布日期 2001.01.01
申请号 TW087108881 申请日期 1998.06.04
申请人 富士通股份有限公司 发明人 西川伸之;铃木寿哉
分类号 H01L29/40 主分类号 H01L29/40
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种生产半导体装置之方法,包含下列步骤:于半导体基材上或上方形成一张介电膜;将氧化气体引至介电膜上;引进第一反应气体及第二反应气体供沉积金属或金属氮化物;减少介电膜上的氧化气体;及经由第一反应气体与第二反应气体反应而于介电膜上形成包括金属或金属氮化物之导体膜。2.如申请专利范围第1项之生产半导体装置之方法,其又包含下列步骤:于形成介电膜后而于引进氧化气体至半导体基材前使介电膜暴露于含氧化物之加热气氛或含氧化物之电浆气氛。5.如申请专利范围第1项之生产半导体装置之方法,其又包含于第一腔室暴露介电膜于含氧化物之加热气氛或含氧化物之电浆气氛;及于与第一腔室不同的第二腔室引进氧化气体至半导体基材上。4.一种生产半导体装置之方法,包含下列步骤:于半导体基材上或上方形成一张介电膜;使该介电膜之薄膜性质改良;使介电膜表面暴露于含氧化气体之低压气氛;供给第一反应气体及第二反应气体反应供沉积由金属或金属氮化物制成之氧化物膜,因此第一气体、第二气体及氧化气体反应结果于介电膜上形成含氧化物之金属层或含氧化物之金属氮化物层;介于第一反应气体与第二反应气体间诱发反应因此于介电膜上跨越含氧化物之金属层或含氧化物膜之金属氮化物层形成与介电膜相对之导体膜意图供形成一个电子;及于形成导体膜之中途中止氧化气体之供给。5.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该介电膜之形成包括形成氧化物介电物质。6.如申请专利范围第5项之生产半导体装置之方法,其中该介电物质膜系经由沉积元素周期表第3A族、4A族或5A族元素之氧化物或沉积选自铅钛锆酸盐,氧锶钛酸盐,钡锶钛酸盐及锶铋钽酸盐之一者形成。7.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其又包含介于半导体基材与介电膜间形成由金属、导电金属氧化物或金属氮化物组成的下电极之步骤。8.如申请专利范围第7项之生产半导体装置之方法,其中该下电极系由选自钨,钌,氧化钌,氧化铱,氮化钛,氮化钨,钼,氮化钼,钽及氮化钽之任一者形成。9.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其又包含于形成介电膜之前介于半导体基材与介电膜间形成含杂质之半导体膜之步骤。10.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该氧化气体为至少一种氧化物组成的分子气体。11.如申请专利范围第10项之生产半导体装置之方法,其中该氧化气体含有选自O2.H2O、O3.CO、CO2.N2O、NO2或NO之至少一者。12.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中于低温气氛之氧化气体系以至少一种选自氦、氩及氮之气体稀释。13.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该暴露介电膜于低压气氛之氧化气体之步骤系于形成导体膜使用的同一反应腔室进行。14.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该处理改良介电膜品质系与介电膜暴露于该气氛之氧化气体之步骤不同。15.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该第一反应气体含有脱氧元素。16.如申请专利范围第15项之生产半导体装置之方法,其中该第一反应气体含有氨气, 气之烷基化合物及胺化合物气体中之至少一者。17.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该形成导体膜之第二反应气体包含非脱氧元素。18.如申请专利范围第17项之生产半导体装置之方法,其中该第二反应气体为至少一种TiCl4.TiI4.TiBr4及TiF4气体。19.如申请专利范围第4项之生产半导体装置之方法,其中该导体膜为氮化钛膜,氧化氮化钛膜,或氧化氮化钛育氮化钛之双层膜。20.一种生产半导体装置之方法,包含下列步骤:使该介电膜之薄膜性质改良;使介电膜表面暴露于含氧化气体之低压气氛;供给第一反应气体及第二反应气体反应供沉积由金属或金属氮化物制成之氧化物膜,因此第一气体、第二气体及氧化气体反应结果于介电膜上形成含氧化物之金属层或含氧化物之金属氮化物层;及于形成上电极之中途减低氧化气体之流量容积。21.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该氧化气体之供给系与第一反应气体及第二反应气体之停止供给同时或随后停止。22.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该介电膜之形成包括形成氧化物介电物质。23.如申请专利范围第22项之生产半导体装置之方法,其中该介电物质膜系经由沉积元素周期表第3A族、4A族或5A族元素之氧化物或沉积选自铅钛锆酸盐,氧锶钛酸盐,钡锶钛酸盐及锶铋钽酸盐之一者形成。24.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其又包含介于半导体基材与介电膜间形成由金属、导电金属氧化物或金属氮化物组成的下电极之步骤。25.如申请专利范围第24项之生产半导体装置之方法,其中该下电极系由选自钨,钌,氧化钌,氧化铱,氮化钛,氮化钨,钼,氮化钼,钽及氮化钽之任一者形成。26.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其又包含于形成介电膜之前介于半导体基材与介电膜间形成含杂质之半导体膜之步骤。27.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该氧化气体为至少一种氧化物组成的分子气体。28.如申请专利范围第27项之生产半导体装置之方法,其中该氧化气体含有选自O2.H2O、O3.CO、CO2.N2O、NO2或NO之至少一者。29.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中于低温气氛之氧化气体系以至少一种选自氦、氩及氮之气体稀释。30.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该暴露介电膜于低压气氛之氧化气体之步骤系于形成导体膜使用的同一反应腔室进行。31.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该处理改良介电膜品质系与介电膜暴露于该气氛之氧化气体之步骤不同。32.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该第一反应气体含有脱氧元素。33.如申请专利范围第32项之生产半导体装置之方法,其中该第一反应气体含有氨气, 气之烷基化合物及胺化合物气体中之至少一者。34.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该形成导体膜之第二反应气体包含非脱氧元素。35.如申请专利范围第34项之生产半导体装置之方法,其中该第二反应气体为至少一种TiCl4.TiI4.TiBr4及TiF4气体。36.如申请专利范围第20项之生产半导体装置之方法,其中该导体膜为氮化钛膜,氧化氮化钛膜,或氧化氮化钛与氮化钛之双层膜。图式简单说明:第一图A至第一图D为剖面图示例说明根据本发明之具体例形成MIS型电容器之方法;第二图为根据本发明之具体例形成电容器上电极之CVD装置之结构图;第三图为略图示例说明形成第一图C之上电极之金属膜增长过程中之气体及压力之第一气体流程图A;第四图为略图示例说明形成第一图D之上电极之金属膜增长过程中之气体及压力之第一气体流程图B;第五图A及第五图B为剖面图示例说明参照第四图之第二气体流程图,形成电容器上电极之方法;第六图为略图显示有关藉本发明使用之氧前流沉积形成氮化钛薄膜,本发明使用之氮化氧化钛薄膜,其根据习知技术之氮化钛薄膜之增长温度与比电阻间之关系;第七图为略图显示有关藉本发明使用之氧前流沉积形成氮化钛薄膜,本发明使用之氮化氧化钛薄膜,其根据习知技术之氮化钛薄膜之若干比电阻之差;第八图为略图显示本发明使用之氮化氧化钛薄膜之氧含量与根据习知技术之氮化钛薄膜之氧含量间之差异;第九图为XRD光谱图显示本发明使用之氮化氧化钛薄膜之氧含量与根据习知技术之氮化钛薄膜之晶体构造间之差异;第十图为第一特性图显示第一图D所示构造之MIS型电容器之漏电流及藉习知方法形成之MIS型电容器之漏电流;第十一图为第二特性图显示第一图D所示构造之MIS型电容器之漏电流及藉习知方法形成之MIS型电容器之漏电流;第十二图为第一特性图显示于第十图之条件下形成的MIS型电容器置于氢气及氮气气氛于450℃历3分钟之漏电流;第十三图为第二特性图显示于第十图之条件下形成的MIS型电容器置于氢气及氮气气氛于450℃历3分钟之漏电流;第十四图为略图示例说明根据第三图所示进料形成氧前流氮化钛薄膜及基于矽基材之薄膜之氧分布;第十五图为略图示例说明第十四图之略图,纵轴系以变化刻度绘出;第十六图为略图显示本发明使用之氮化氧化钛薄膜之氧含量与根据习知技术氮化钛薄膜增长速率间之差异;第十七图A至第十七图D为剖面图示例说明根据本发明之具体例形成MIM型电容器之过程;第十八图为第一特性图示例说明第十七图D所示构造之MIM型电容器及藉习知方法形成之MIM型电容器之漏电流;第十九图为第二特性图示例说明第十七图D所示构造之MIM型电容器及藉习知方法形成之MIM型电容器之漏电流;及第二十图为略图表示用来作为第十七图D所示上电极之金层膜及/或金属化合物增长过程之气体及压力之第三气体流程图。
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