JPH1022460A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH1022460A JPH1022460A JP19298496A JP19298496A JPH1022460A JP H1022460 A JPH1022460 A JP H1022460A JP 19298496 A JP19298496 A JP 19298496A JP 19298496 A JP19298496 A JP 19298496A JP H1022460 A JPH1022460 A JP H1022460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下部電極と誘電体膜との間に酸化膜の生成を
抑制するための酸化抑制膜を形成することにより、キャ
パシタの容量値の増加およびバラツキを小さくすること
ができる半導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１の一部に不純物層（下部
電極）２を形成する。不純物層２の上に絶縁膜３を形成
したのち、絶縁膜３を選択的に異方性ドライエッチング
して開口３ａを形成する。エッチングガスにはトリフル
オトメタン（ＣＨＦ3 ）ガスとテトラフルオロメタン
（ＣＦ4 ）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとからなる混合
ガスを用いる。これにより、開口３ａにより露出された
不純物層２の上に酸化抑制膜４が形成され、酸化膜の生
成を抑制する。酸化抑制膜４の上に、絶縁膜３の開口３
ａを介して誘電体膜５と上部電極６とを順次積層する。
抑制するための酸化抑制膜を形成することにより、キャ
パシタの容量値の増加およびバラツキを小さくすること
ができる半導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１の一部に不純物層（下部
電極）２を形成する。不純物層２の上に絶縁膜３を形成
したのち、絶縁膜３を選択的に異方性ドライエッチング
して開口３ａを形成する。エッチングガスにはトリフル
オトメタン（ＣＨＦ3 ）ガスとテトラフルオロメタン
（ＣＦ4 ）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとからなる混合
ガスを用いる。これにより、開口３ａにより露出された
不純物層２の上に酸化抑制膜４が形成され、酸化膜の生
成を抑制する。酸化抑制膜４の上に、絶縁膜３の開口３
ａを介して誘電体膜５と上部電極６とを順次積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜に形成され
た開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極が順
次積層された容量体を有する半導体装置およびその製造
方法に関する。
た開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極が順
次積層された容量体を有する半導体装置およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化・軽量化・低電
力化に伴い、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integrated
Circuit ）の高集積化およびデバイスの極微細化が著し
く進展してきている。こうしたなか、バイポーラＬＳＩ
やＢｉＣＭＯＳＬＳＩ（bipolar Complementary MOS LS
I ）の微細化においては、ＬＳＩの面積のなかで大きな
割合を占めている容量体（キャパシタ；例えば、ＭＩＳ
キャパシタ）を微細化することが重要となる。このキャ
パシタを微細化しつつ現在と同等以上の容量値とするに
は、新たな高誘電体材料を開発するか、あるいは現在用
いられている誘電体膜を薄膜化する必要がある。
力化に伴い、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integrated
Circuit ）の高集積化およびデバイスの極微細化が著し
く進展してきている。こうしたなか、バイポーラＬＳＩ
やＢｉＣＭＯＳＬＳＩ（bipolar Complementary MOS LS
I ）の微細化においては、ＬＳＩの面積のなかで大きな
割合を占めている容量体（キャパシタ；例えば、ＭＩＳ
キャパシタ）を微細化することが重要となる。このキャ
パシタを微細化しつつ現在と同等以上の容量値とするに
は、新たな高誘電体材料を開発するか、あるいは現在用
いられている誘電体膜を薄膜化する必要がある。
【０００３】従来、キャパシタの形成においては、絶縁
膜に対する開口の形成をウエットエッチングによりまた
はハロゲンガスを含むエッチングガスを用いたドライエ
ッチングにより行っていた。なお、ドライエッチングに
より開口を形成する場合には、コンタクトホールを形成
する場合と同様に、ドライエッチングをしたのち、開口
により露出された半導体基板の表面における堆積物およ
び損傷層をケミカル・ドライエッチング等により除去す
るようにしていた。このようにして絶縁膜に開口を形成
していた従来の半導体装置では、一般に、開口により露
出された半導体基板の表面に自然酸化膜が形成されてし
まう。この自然酸化膜はキャパシタの容量値の低下やバ
ラツキの原因となるものであり、誘電体膜の薄膜化が進
むにつれその影響が無視できなくなってきている。
膜に対する開口の形成をウエットエッチングによりまた
はハロゲンガスを含むエッチングガスを用いたドライエ
ッチングにより行っていた。なお、ドライエッチングに
より開口を形成する場合には、コンタクトホールを形成
する場合と同様に、ドライエッチングをしたのち、開口
により露出された半導体基板の表面における堆積物およ
び損傷層をケミカル・ドライエッチング等により除去す
るようにしていた。このようにして絶縁膜に開口を形成
していた従来の半導体装置では、一般に、開口により露
出された半導体基板の表面に自然酸化膜が形成されてし
まう。この自然酸化膜はキャパシタの容量値の低下やバ
ラツキの原因となるものであり、誘電体膜の薄膜化が進
むにつれその影響が無視できなくなってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置およびその製造方法では、この自然酸化膜の
生成を制御することができなかったので、キャパシタを
精度良く微細化することが難しく、ＬＳＩの微細化およ
び信頼性の点で問題があった。
半導体装置およびその製造方法では、この自然酸化膜の
生成を制御することができなかったので、キャパシタを
精度良く微細化することが難しく、ＬＳＩの微細化およ
び信頼性の点で問題があった。
【０００５】また、キャパシタの微細化が進むにつれ絶
縁膜に形成する開口の面積も小さくなるので、微小面積
をエッチングする必要が生じてきた。更に、ＬＳＩの信
頼性を向上させる観点から絶縁膜の開口精度を向上させ
る必要も生じてきた。よって、絶縁膜に対する開口の形
成は、精度良くエッチングすることができる異方性ドラ
イエッチングにより行う必要が生じてきた。
縁膜に形成する開口の面積も小さくなるので、微小面積
をエッチングする必要が生じてきた。更に、ＬＳＩの信
頼性を向上させる観点から絶縁膜の開口精度を向上させ
る必要も生じてきた。よって、絶縁膜に対する開口の形
成は、精度良くエッチングすることができる異方性ドラ
イエッチングにより行う必要が生じてきた。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、下部電極と誘電体膜との間に酸化膜
の生成を抑制するための酸化抑制膜を形成することによ
り、キャパシタの容量値の増加およびバラツキを小さく
することができる半導体装置およびその製造方法を提供
することにある。
ので、その目的は、下部電極と誘電体膜との間に酸化膜
の生成を抑制するための酸化抑制膜を形成することによ
り、キャパシタの容量値の増加およびバラツキを小さく
することができる半導体装置およびその製造方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、絶縁膜に形成された開口を介して下部電極の上に誘
電体膜と上部電極が順次積層された容量体を有するもの
であって、容量体が、下部電極と誘電体膜との間に酸化
膜の生成を抑制するための酸化抑制膜を備えるように構
成したものである。
は、絶縁膜に形成された開口を介して下部電極の上に誘
電体膜と上部電極が順次積層された容量体を有するもの
であって、容量体が、下部電極と誘電体膜との間に酸化
膜の生成を抑制するための酸化抑制膜を備えるように構
成したものである。
【０００８】本発明に係る半導体装置の製造方法は、下
部電極の上に絶縁膜を形成しこの絶縁膜を選択的に除去
して開口を形成したのちこの開口を介して前記下部電極
の上に誘電体膜と上部電極を順次積層することにより容
量体を形成してなるものであって、開口を形成するに際
し、有機化合物のハロゲン誘導体ガスを少なくとも含ん
だエッチングガスを用いて絶縁膜を選択的に異方性ドラ
イエッチングするものである。
部電極の上に絶縁膜を形成しこの絶縁膜を選択的に除去
して開口を形成したのちこの開口を介して前記下部電極
の上に誘電体膜と上部電極を順次積層することにより容
量体を形成してなるものであって、開口を形成するに際
し、有機化合物のハロゲン誘導体ガスを少なくとも含ん
だエッチングガスを用いて絶縁膜を選択的に異方性ドラ
イエッチングするものである。
【０００９】本発明の半導体装置では、絶縁膜に形成さ
れた開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極が
順次積層されて容量体が形成されている。また、下部電
極と誘電体膜との間には酸化抑制膜が形成されており、
半導体装置の製造工程中において下部電極と誘電体膜と
の間に酸化膜が生成されてしまうことを抑制している。
れた開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極が
順次積層されて容量体が形成されている。また、下部電
極と誘電体膜との間には酸化抑制膜が形成されており、
半導体装置の製造工程中において下部電極と誘電体膜と
の間に酸化膜が生成されてしまうことを抑制している。
【００１０】本発明の半導体装置の製造方法では、下部
電極の上に絶縁膜を形成したのち、この絶縁膜を選択的
に異方性ドライエッチングして開口を形成する。このと
き、エッチングガスとしては、有機化合物のハロゲン誘
導体ガスを少なくとも含んだものを用いる。これによ
り、下部電極のうち開口により露出された領域の上に酸
化抑制膜が形成され、製造工程中においてこの領域の上
に酸化膜が形成されることを抑制する。そののち、この
開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極を順次
積層する。
電極の上に絶縁膜を形成したのち、この絶縁膜を選択的
に異方性ドライエッチングして開口を形成する。このと
き、エッチングガスとしては、有機化合物のハロゲン誘
導体ガスを少なくとも含んだものを用いる。これによ
り、下部電極のうち開口により露出された領域の上に酸
化抑制膜が形成され、製造工程中においてこの領域の上
に酸化膜が形成されることを抑制する。そののち、この
開口を介して下部電極の上に誘電体膜と上部電極を順次
積層する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施の形態に係る半導体
装置の構成を表すものである。この半導体装置は、半導
体基板（例えばｐ型シリコン半導体基板）１のキャパシ
タ形成領域にキャパシタの下部電極として不純物層（例
えばＮ+ 不純物拡散層）２が形成されている。この不純
物層２の上には二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）よりなる絶縁膜
（例えばフィールド絶縁膜）３が形成されている。この
絶縁膜３には開口３ａが形成されており、不純物層２の
表面のうちの一部を絶縁膜３から露出するようになって
いる。
装置の構成を表すものである。この半導体装置は、半導
体基板（例えばｐ型シリコン半導体基板）１のキャパシ
タ形成領域にキャパシタの下部電極として不純物層（例
えばＮ+ 不純物拡散層）２が形成されている。この不純
物層２の上には二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）よりなる絶縁膜
（例えばフィールド絶縁膜）３が形成されている。この
絶縁膜３には開口３ａが形成されており、不純物層２の
表面のうちの一部を絶縁膜３から露出するようになって
いる。
【００１３】開口３ａにより露出された不純物層２の上
には、不純物層２の表面に酸化膜（自然酸化膜）が生成
されるのを抑制するための酸化抑制膜４が形成されてい
る。この酸化抑制膜４は、後述するように有機化合物の
ハロゲン化誘導体を含むエッチングガスを用いて絶縁膜
３を選択的にエッチングすることにより開口３ａと共に
形成されるものであって、Ｓｉ−Ｃ結合を少なくとも一
部に有する物質により構成されている。なお、図２にこ
の酸化抑制膜４をＸ線光電子分光法により分析した結果
を示す。このように図２からも、酸化抑制膜４を構成す
る物質が少なくとも一部にＳｉ−Ｃ結合を有しているこ
とを確認することができる。
には、不純物層２の表面に酸化膜（自然酸化膜）が生成
されるのを抑制するための酸化抑制膜４が形成されてい
る。この酸化抑制膜４は、後述するように有機化合物の
ハロゲン化誘導体を含むエッチングガスを用いて絶縁膜
３を選択的にエッチングすることにより開口３ａと共に
形成されるものであって、Ｓｉ−Ｃ結合を少なくとも一
部に有する物質により構成されている。なお、図２にこ
の酸化抑制膜４をＸ線光電子分光法により分析した結果
を示す。このように図２からも、酸化抑制膜４を構成す
る物質が少なくとも一部にＳｉ−Ｃ結合を有しているこ
とを確認することができる。
【００１４】この酸化抑制膜４の上には、窒化珪素（Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ）よりなるキャパシタの誘電体膜５が形成され
ており、この誘電体膜５の上には、アルミニウム（Ａ
ｌ）などの適宜の金属よりなる上部電極６が形成されて
いる。
ｉ3 Ｎ4 ）よりなるキャパシタの誘電体膜５が形成され
ており、この誘電体膜５の上には、アルミニウム（Ａ
ｌ）などの適宜の金属よりなる上部電極６が形成されて
いる。
【００１５】この半導体装置では、また、絶縁膜３に下
部電極である不純物層２とのコンタクトを取るためのコ
ンタクト用開口３ｂが形成されており、不純物層２の表
面のうち他の一部を絶縁膜３から露出するようになって
いる。このコンタクト用開口３ｂにより露出された不純
物層２の上には、アルミニウムなどの適宜の金属よりな
る下部電極の取り出し電極７が形成されている。
部電極である不純物層２とのコンタクトを取るためのコ
ンタクト用開口３ｂが形成されており、不純物層２の表
面のうち他の一部を絶縁膜３から露出するようになって
いる。このコンタクト用開口３ｂにより露出された不純
物層２の上には、アルミニウムなどの適宜の金属よりな
る下部電極の取り出し電極７が形成されている。
【００１６】このような構成を有する半導体装置は次の
ようにして製造することができる。図３および図４は図
１に示した半導体装置の各工程毎における断面図であ
る。
ようにして製造することができる。図３および図４は図
１に示した半導体装置の各工程毎における断面図であ
る。
【００１７】まず、図３（ａ）に示したように、半導体
基板１の上にフォトレジスト膜１１を塗布形成し、それ
を選択的に露光してパターニングしたのち、このフォト
レジスト膜１１をマスクとして例えばイオン打ち込みに
より半導体基板１のキャパシタ形成領域にリン（Ｐ）を
埋め込みｎ型の不純物層２を形成する。
基板１の上にフォトレジスト膜１１を塗布形成し、それ
を選択的に露光してパターニングしたのち、このフォト
レジスト膜１１をマスクとして例えばイオン打ち込みに
より半導体基板１のキャパシタ形成領域にリン（Ｐ）を
埋め込みｎ型の不純物層２を形成する。
【００１８】次いで、フォトレジスト膜１１を除去した
のち、図３（ｂ）に示したように、半導体基板１の上
に、例えばアルコキシシラン（Si(OC2H5)4）ガスを反応
ガスとして供給しつつＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法により二酸化珪素よりなる絶縁膜３を形成す
る。そののち、この絶縁膜３の上にフォトレジスト膜１
２を塗布形成してそれを選択的に露光することによりパ
ターニングし、開口３ａに対応する開口領域１２ａが開
口されたパターンを形成する。
のち、図３（ｂ）に示したように、半導体基板１の上
に、例えばアルコキシシラン（Si(OC2H5)4）ガスを反応
ガスとして供給しつつＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion ）法により二酸化珪素よりなる絶縁膜３を形成す
る。そののち、この絶縁膜３の上にフォトレジスト膜１
２を塗布形成してそれを選択的に露光することによりパ
ターニングし、開口３ａに対応する開口領域１２ａが開
口されたパターンを形成する。
【００１９】続いて、このフォトレジスト膜１２をマス
クとして異方性ドライエッチングを行う。このとき、エ
ッチングガスとしては、トリフルオロメタン（ＣＨ
Ｆ3 ）ガスとテトラフルオロメタン（ＣＦ4 ）ガスとア
ルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスを用いる。これによ
り、図３（ｃ）に示したように、絶縁膜３が選択的にエ
ッチングされ、開口３ａが形成される。また、この開口
３ａにより露出された不純物層２の上には、Ｓｉ−Ｃ結
合を少なくとも一部に有する物質により構成された酸化
抑制膜４が形成されると共に、この酸化抑制膜４の上に
炭素系ポリマを主体とする堆積層１３が形成される。
クとして異方性ドライエッチングを行う。このとき、エ
ッチングガスとしては、トリフルオロメタン（ＣＨ
Ｆ3 ）ガスとテトラフルオロメタン（ＣＦ4 ）ガスとア
ルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスを用いる。これによ
り、図３（ｃ）に示したように、絶縁膜３が選択的にエ
ッチングされ、開口３ａが形成される。また、この開口
３ａにより露出された不純物層２の上には、Ｓｉ−Ｃ結
合を少なくとも一部に有する物質により構成された酸化
抑制膜４が形成されると共に、この酸化抑制膜４の上に
炭素系ポリマを主体とする堆積層１３が形成される。
【００２０】このようにして開口３ａを形成したのち、
酸素ガスによるプラズマアッシングを行い、図４（ａ）
に示したように、フォトレジスト膜１２を除去する。そ
ののち、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）と過酸化水素水（Ｈ
2 Ｏ2 ）との混合液により洗浄を行い、更に、水酸化ア
ンモニウム（ＮＨ4 ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）
と水（Ｈ2 Ｏ）との混合液により洗浄を行う。これによ
り、開口３ａにより露出された不純物層２の上には酸化
抑制膜４のみが残存した状態となる。
酸素ガスによるプラズマアッシングを行い、図４（ａ）
に示したように、フォトレジスト膜１２を除去する。そ
ののち、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）と過酸化水素水（Ｈ
2 Ｏ2 ）との混合液により洗浄を行い、更に、水酸化ア
ンモニウム（ＮＨ4 ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ2 Ｏ2 ）
と水（Ｈ2 Ｏ）との混合液により洗浄を行う。これによ
り、開口３ａにより露出された不純物層２の上には酸化
抑制膜４のみが残存した状態となる。
【００２１】洗浄をしたのち、図４（ｂ）に示したよう
に、絶縁膜３および酸化抑制膜４の上に例えばジクロロ
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスとアンモニア（ＮＨ3 ）
ガスとを反応ガスとして供給しつつＣＶＤ法により窒化
珪素膜１４を形成する。
に、絶縁膜３および酸化抑制膜４の上に例えばジクロロ
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスとアンモニア（ＮＨ3 ）
ガスとを反応ガスとして供給しつつＣＶＤ法により窒化
珪素膜１４を形成する。
【００２２】窒化珪素膜１４を形成したのち、図４
（ｃ）に示したように、窒化珪素膜１４の上に図示しな
いフォトレジスト膜によりパターンを形成し、そのフォ
トレジスト膜をマスクとしてエッチングを行い窒化珪素
膜１４を選択的に除去して誘電体膜５を形成する。その
のち、誘電体膜５および絶縁膜３の上に図示しないフォ
トレジスト膜によりパターンを形成し、そのフォトレジ
スト膜をマスクとしてエッチングを行い絶縁膜３を選択
的に除去してコンタクト用開口３ｂを形成する。
（ｃ）に示したように、窒化珪素膜１４の上に図示しな
いフォトレジスト膜によりパターンを形成し、そのフォ
トレジスト膜をマスクとしてエッチングを行い窒化珪素
膜１４を選択的に除去して誘電体膜５を形成する。その
のち、誘電体膜５および絶縁膜３の上に図示しないフォ
トレジスト膜によりパターンを形成し、そのフォトレジ
スト膜をマスクとしてエッチングを行い絶縁膜３を選択
的に除去してコンタクト用開口３ｂを形成する。
【００２３】コンタクト用開口３ｂを形成したのち、例
えば蒸着によりアルミニウムなどよりなる図示しない金
属層を形成し、この金属層を選択的に除去して上部電極
６と下部電極の取り出し電極７とを形成する。これによ
り図１に示した半導体装置となる。
えば蒸着によりアルミニウムなどよりなる図示しない金
属層を形成し、この金属層を選択的に除去して上部電極
６と下部電極の取り出し電極７とを形成する。これによ
り図１に示した半導体装置となる。
【００２４】このようにして製造した半導体装置に関し
その特性を調べた。まず、本実施の形態に係る半導体装
置の製造方法によって絶縁膜３に開口３ａを形成しフォ
トレジスト膜１２を除去すると共に洗浄をしたのち（図
４（ａ）参照）、開口３ａにより露出された不純物層２
の領域に生成された酸化膜（自然酸化膜）の厚さを調べ
た。その結果を従来の半導体装置と比較して図５に示
す。なお、従来例１というのは、開口３ａをウエットエ
ッチングにより形成したことを除き、他は本実施の形態
と同様にして製造したものである。また、従来例２とい
うのは、開口３ａをハロゲンガスを含むエッチングガス
を用いてドライエッチングにより形成したのちケミカル
・ドライエッチングを約１０Å行い、開口３ａにより露
出された不純物層２の領域における堆積層と損傷層とを
除去したことを除き、他は本実施の形態と同様にして製
造したものである。このように、本実施の形態の半導体
装置は、従来の半導体装置に比べて酸化膜の膜厚が薄く
なり、酸化膜の生成が抑制されることが分かる。
その特性を調べた。まず、本実施の形態に係る半導体装
置の製造方法によって絶縁膜３に開口３ａを形成しフォ
トレジスト膜１２を除去すると共に洗浄をしたのち（図
４（ａ）参照）、開口３ａにより露出された不純物層２
の領域に生成された酸化膜（自然酸化膜）の厚さを調べ
た。その結果を従来の半導体装置と比較して図５に示
す。なお、従来例１というのは、開口３ａをウエットエ
ッチングにより形成したことを除き、他は本実施の形態
と同様にして製造したものである。また、従来例２とい
うのは、開口３ａをハロゲンガスを含むエッチングガス
を用いてドライエッチングにより形成したのちケミカル
・ドライエッチングを約１０Å行い、開口３ａにより露
出された不純物層２の領域における堆積層と損傷層とを
除去したことを除き、他は本実施の形態と同様にして製
造したものである。このように、本実施の形態の半導体
装置は、従来の半導体装置に比べて酸化膜の膜厚が薄く
なり、酸化膜の生成が抑制されることが分かる。
【００２５】また、この半導体装置において形成した酸
化抑制膜４により酸化膜の生成が抑制される事実を検証
した。具体的には、本実施の形態に係る半導体装置の製
造方法において開口３ａを形成するのと同様にしてトリ
フルオトメタンガスとテトラフルオロメタンガスとを含
むエッチングガスを用いシリコン半導体基板を３秒間異
方性ドライエッチングしてその表面に酸化抑制膜を形成
した。そののち、この酸化抑制膜を形成したシリコン半
導体基板をなにも処理していないシリコン半導体基板と
共に横型拡散炉中に挿入してドライ酸素雰囲気中におい
て９５０℃で熱酸化し、酸化膜の生成状態を観察した。
その結果を図６に示す。このように、本実施の形態にお
ける酸化抑制膜４を形成したものは、酸化抑制膜を形成
しなかったものに比べて酸化膜の生成速度が遅くなる。
すなわち、本実施の形態における酸化抑制膜４は酸化膜
の生成を抑制することが分かる。
化抑制膜４により酸化膜の生成が抑制される事実を検証
した。具体的には、本実施の形態に係る半導体装置の製
造方法において開口３ａを形成するのと同様にしてトリ
フルオトメタンガスとテトラフルオロメタンガスとを含
むエッチングガスを用いシリコン半導体基板を３秒間異
方性ドライエッチングしてその表面に酸化抑制膜を形成
した。そののち、この酸化抑制膜を形成したシリコン半
導体基板をなにも処理していないシリコン半導体基板と
共に横型拡散炉中に挿入してドライ酸素雰囲気中におい
て９５０℃で熱酸化し、酸化膜の生成状態を観察した。
その結果を図６に示す。このように、本実施の形態にお
ける酸化抑制膜４を形成したものは、酸化抑制膜を形成
しなかったものに比べて酸化膜の生成速度が遅くなる。
すなわち、本実施の形態における酸化抑制膜４は酸化膜
の生成を抑制することが分かる。
【００２６】更に、本実施の形態に係る半導体装置にお
けるキャパシタの容量値および半導体基板の表面に平行
な同一面内における容量値の均一性を調べた。なお、誘
電体膜５の膜厚は約３２ｎｍとし、開口３ａの直径は約
１７０μｍとした。その結果を上述した従来例１および
従来例２と共に図７に示す。このように、本実施の形態
に係る半導体装置は、従来の半導体装置に比べて容量値
が高くなり、かつ容量値のバラツキが小さくなることが
分かる。
けるキャパシタの容量値および半導体基板の表面に平行
な同一面内における容量値の均一性を調べた。なお、誘
電体膜５の膜厚は約３２ｎｍとし、開口３ａの直径は約
１７０μｍとした。その結果を上述した従来例１および
従来例２と共に図７に示す。このように、本実施の形態
に係る半導体装置は、従来の半導体装置に比べて容量値
が高くなり、かつ容量値のバラツキが小さくなることが
分かる。
【００２７】このように本実施の形態に係る半導体装置
によれば、開口３ａにより露出された不純物層２の上に
酸化抑制膜４を形成するようにしたので、不純物層２と
誘電体膜５との間に酸化膜が生成してしまうことを抑制
することができる。よって、キャパシタの容量値を高く
することができると共に、容量値のバラツキを小さくす
ることができる。
によれば、開口３ａにより露出された不純物層２の上に
酸化抑制膜４を形成するようにしたので、不純物層２と
誘電体膜５との間に酸化膜が生成してしまうことを抑制
することができる。よって、キャパシタの容量値を高く
することができると共に、容量値のバラツキを小さくす
ることができる。
【００２８】また本実施の形態に係る半導体装置の製造
方法によれば、トリフルオロメタンガスとテトラフルオ
ロメタンガスとアルゴンガスとの混合ガスをエッチング
ガスとして絶縁膜３を異方性ドライエッチングし開口３
ａを形成するようにしたので、開口３ａにより露出され
た不純物層２の上に酸化抑制膜４を形成することができ
る。よって、不純物層２と誘電体膜５との間に酸化膜が
生成してしまうことを抑制することができる。
方法によれば、トリフルオロメタンガスとテトラフルオ
ロメタンガスとアルゴンガスとの混合ガスをエッチング
ガスとして絶縁膜３を異方性ドライエッチングし開口３
ａを形成するようにしたので、開口３ａにより露出され
た不純物層２の上に酸化抑制膜４を形成することができ
る。よって、不純物層２と誘電体膜５との間に酸化膜が
生成してしまうことを抑制することができる。
【００２９】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、絶縁膜３に開口３ａを形成する際のエッチングガ
スとしてトリフルオロメタンガスとテトラフルオロメタ
ンガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いるようにした
が、トリフルオロメタンガスまたはテトラフルオロメタ
ンガスのいずれか一方のみを含むエッチングガスを用い
て異方性ドライエッチングを行うようにしてもよい。
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、絶縁膜３に開口３ａを形成する際のエッチングガ
スとしてトリフルオロメタンガスとテトラフルオロメタ
ンガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いるようにした
が、トリフルオロメタンガスまたはテトラフルオロメタ
ンガスのいずれか一方のみを含むエッチングガスを用い
て異方性ドライエッチングを行うようにしてもよい。
【００３０】また、トリフルオロメタンガスおよびテト
ラフルオロメタンガスに限らず、ジフルオロメタン（Ｃ
Ｈ2 Ｆ2 ）ガスなどの他の飽和フッ化物ガスのうちの少
なくとも１種を含むエッチングガスを用いるようにして
もよく、オクタフルオロブテン（Ｃ4 Ｆ8 ）ガスやヘキ
サフルオロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）ガスなどの不飽和フッ化
物ガスのうちの少なくとも１種を含むエッチングガスを
用いるようにしてもよい。なお、飽和フッ化物ガスおよ
び不飽和フッ化物ガスに限らず、脂肪族フッ化物ガス、
更には有機化合物のフッ素誘導体ガスであればエッチン
グガスとして同様に用いることができる。
ラフルオロメタンガスに限らず、ジフルオロメタン（Ｃ
Ｈ2 Ｆ2 ）ガスなどの他の飽和フッ化物ガスのうちの少
なくとも１種を含むエッチングガスを用いるようにして
もよく、オクタフルオロブテン（Ｃ4 Ｆ8 ）ガスやヘキ
サフルオロエタン（Ｃ2 Ｆ6 ）ガスなどの不飽和フッ化
物ガスのうちの少なくとも１種を含むエッチングガスを
用いるようにしてもよい。なお、飽和フッ化物ガスおよ
び不飽和フッ化物ガスに限らず、脂肪族フッ化物ガス、
更には有機化合物のフッ素誘導体ガスであればエッチン
グガスとして同様に用いることができる。
【００３１】更に、有機化合物のフッ素誘導体に限ら
ず、有機化合物のハロゲン誘導体であればエッチングガ
スとして同様に用いることができる。なお、好ましく
は、脂肪族ハロゲン化物ガスがよく、特に好ましくは、
飽和ハロゲン化ガスまたは不飽和ハロゲン化ガスがよ
い。
ず、有機化合物のハロゲン誘導体であればエッチングガ
スとして同様に用いることができる。なお、好ましく
は、脂肪族ハロゲン化物ガスがよく、特に好ましくは、
飽和ハロゲン化ガスまたは不飽和ハロゲン化ガスがよ
い。
【００３２】加えて、上記実施の形態では、絶縁膜３に
開口３ａを形成する際のエッチングガスとして有機化合
物のハロゲン誘導体とアルゴンガスとの混合ガスを用い
るようにしたが、アルゴンガスを含まず有機化合物のハ
ロゲン誘導体のみからなるエッチングガスを用いるよう
にしてもよい。また、アルゴンガスに限らず、ヘリウム
（Ｈｅ）ガスなどの他の不活性ガスを含むエッチングガ
スを用いるようにしてもよく、一酸化炭素（ＣＯ）ガス
や酸素（Ｏ2 ）ガスを含むエッチングガスを用いるよう
にしてもよい。
開口３ａを形成する際のエッチングガスとして有機化合
物のハロゲン誘導体とアルゴンガスとの混合ガスを用い
るようにしたが、アルゴンガスを含まず有機化合物のハ
ロゲン誘導体のみからなるエッチングガスを用いるよう
にしてもよい。また、アルゴンガスに限らず、ヘリウム
（Ｈｅ）ガスなどの他の不活性ガスを含むエッチングガ
スを用いるようにしてもよく、一酸化炭素（ＣＯ）ガス
や酸素（Ｏ2 ）ガスを含むエッチングガスを用いるよう
にしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
装置によれば、容量体が、下部電極と誘電体膜との間に
酸化膜の生成を抑制するための酸化抑制膜を備えるよう
にしたので、キャパシタの容量値を高くすることができ
ると共に、容量値のバラツキを小さくすることができ
る。よって、キャパシタを精度良く微細化することがで
き、半導体装置の微細化を図ると共に信頼性を改善する
ことができるという効果を奏する。
装置によれば、容量体が、下部電極と誘電体膜との間に
酸化膜の生成を抑制するための酸化抑制膜を備えるよう
にしたので、キャパシタの容量値を高くすることができ
ると共に、容量値のバラツキを小さくすることができ
る。よって、キャパシタを精度良く微細化することがで
き、半導体装置の微細化を図ると共に信頼性を改善する
ことができるという効果を奏する。
【００３４】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、開口を形成するに際し、有機化合物のハロゲ
ン誘導体ガスを少なくとも含んだエッチングガスを用い
て絶縁膜を選択的に異方性ドライエッチングするように
したので、下部電極と誘電体膜との間に酸化抑制膜４を
形成することができる。よって、本発明に係る半導体装
置を実現することができるという効果を奏する。
によれば、開口を形成するに際し、有機化合物のハロゲ
ン誘導体ガスを少なくとも含んだエッチングガスを用い
て絶縁膜を選択的に異方性ドライエッチングするように
したので、下部電極と誘電体膜との間に酸化抑制膜４を
形成することができる。よって、本発明に係る半導体装
置を実現することができるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置を表す
構成図である。
構成図である。
【図２】図１に示した半導体装置の酸化抑制膜を説明す
るための特性図である。
るための特性図である。
【図３】図１に示した半導体装置の製造方法を表す工程
図である。
図である。
【図４】図３に続く工程図である。
【図５】図１に示した半導体装置の不純物層と誘電体膜
との間に生成された酸化膜に関する特性図である。
との間に生成された酸化膜に関する特性図である。
【図６】図１に示した半導体装置の酸化抑制膜による酸
化抑制効果を表す特性図である。
化抑制効果を表す特性図である。
【図７】図１に示した半導体装置の容量値およびその均
一性に関する特性図である。
一性に関する特性図である。
１…半導体基板、２…不純物層（下部電極）、３…絶縁
膜、３ａ…開口、３ｂ…コンタクト用開口、４…酸化抑
制膜、５…誘電体膜、６…上部電極、７…下部電極の取
り出し電極、１１，１２…フォトレジスト膜、１３…堆
積層、１４窒化珪素膜
膜、３ａ…開口、３ｂ…コンタクト用開口、４…酸化抑
制膜、５…誘電体膜、６…上部電極、７…下部電極の取
り出し電極、１１，１２…フォトレジスト膜、１３…堆
積層、１４窒化珪素膜
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁膜に形成された開口部を介して下部
電極の上に誘電体膜と上部電極が順次積層された容量体
を有する半導体装置であって、 前記容量体は、前記下部電極と前記誘電体膜との間に酸
化膜の生成を抑制するための酸化抑制膜を備えたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 下部電極の上に絶縁膜を形成しこの絶縁
膜を選択的に除去して開口を形成したのちこの開口を介
して前記下部電極の上に誘電体膜と上部電極を順次積層
することにより容量体を形成してなる半導体装置の製造
方法であって、 前記開口を形成するに際し、有機化合物のハロゲン誘導
体ガスを少なくとも含んだエッチングガスを用いて前記
絶縁膜を選択的に異方性ドライエッチングすることを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 脂肪族ハロゲン化物ガスのうちの少なく
とも１種を前記有機化合物のハロゲン誘導体ガスとして
少なくとも含むエッチングガスを用いて前記異方性ドラ
イエッチングを行うことを特徴とする請求項２記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記脂肪族ハロゲン化物ガスのうち飽和
ハロゲン化物ガスおよび不飽和ハロゲン化物ガスのなか
の少なくとも１種を前記有機化合物のハロゲン誘導体ガ
スとして少なくとも含むエッチングガスを用いて前記異
方性ドライエッチングを行うことを特徴とする請求項３
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記脂肪族ハロゲン化物ガスのうち飽和
フッ化物ガスおよび不飽和フッ化物ガスのなかの少なく
とも１種を前記有機化合物のハロゲン誘導体ガスとして
少なくとも含むエッチングガスを用いて前記異方性ドラ
イエッチングを行うことを特徴とする請求項４記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記エッチングガスとして不活性ガス，
一酸化炭素ガスおよび酸素ガスのうちの少なくとも１種
を有機化合物のハロゲン誘導体ガスと共に含むエッチン
グガスを用いて前記異方性ドライエッチングを行うこと
を特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19298496A JP3550632B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19298496A JP3550632B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022460A true JPH1022460A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3550632B2 JP3550632B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=16300304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19298496A Expired - Fee Related JP3550632B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3550632B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075975A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-15 | Samsung Electronics Co Ltd | オクタフルオロブテンを含む蝕刻ガスを用いた半導体素子の製造方法及びその方法によって製造された半導体素子 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP19298496A patent/JP3550632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075975A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-15 | Samsung Electronics Co Ltd | オクタフルオロブテンを含む蝕刻ガスを用いた半導体素子の製造方法及びその方法によって製造された半導体素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3550632B2 (ja) | 2004-08-04 |
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