專利名稱：半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造方法，使用該方法可以容易地由具有低雜質(zhì)濃度且具有優(yōu)良的臺階覆蓋率性能的硅酸鉿膜制造具有深溝槽的溝槽電容器的電容器絕緣膜。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件按比例縮小，已經(jīng)進(jìn)行了關(guān)于將高介電常數(shù)膜(高k膜)應(yīng)用于各柵絕緣膜和電容器絕緣膜的檢查。許多高k膜被制成其金屬氧化物或硅化物材料的形式。在這些高k膜中，HfSiON具有耐熱性能和高k，是用于各個柵絕緣膜和電容器絕緣膜的材料的有希望的侯選。通過利用各種膜沉積方法中的原子層沉積(ALD)方法，可以實現(xiàn)對薄膜厚度和組分的高水平控制。這種ALD方法例如在日本專利公開第2004-165668中得到描述。在任一高k材料中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)漏電流是通過膜內(nèi)包含的雜質(zhì)所提供的陷阱能級而穿過該膜。因此，從原材料中減小雜質(zhì)(例如碳(C)、氫(H)和氯(Cl))的濃度是非常重要的。盡管在這種情況下，在形成膜之后難以通過處理充分地除去這些雜質(zhì)以改變膜性能。因此，重要的是在膜沉積階段充分地減小膜內(nèi)包含的雜質(zhì)的濃度。
另一方面，為了促進(jìn)按比例縮小，各種新電容器通過采用注入圓柱形或深溝槽(DT)形的三維結(jié)構(gòu)而確保足夠的表面積。因此，各種新電容器維持了數(shù)據(jù)儲存性能。因此需要實現(xiàn)一種技術(shù)，為該三維結(jié)構(gòu)形成具有優(yōu)良臺階覆蓋率的絕緣膜。
采用ALD方法，由于溫度更低而使氣相反應(yīng)受到抑制，因此可以獲得優(yōu)良的覆蓋性能。然而，由于臺階覆蓋率和膜內(nèi)包含的雜質(zhì)的濃度呈現(xiàn)折衷關(guān)系，難以找到滿足優(yōu)良臺階覆蓋性能和雜質(zhì)濃度減小的工藝條件。

發(fā)明內(nèi)容
有待解決的問題為，由于在低溫工藝中使用了ALD方法，難以獲得包含更少雜質(zhì)的精細(xì)膜。
盡管由于使用了ALD方法，氣相反應(yīng)通常由于溫度降低而受抑制，可以獲得優(yōu)良的覆蓋性能，但臺階覆蓋率和膜中包含的雜質(zhì)的濃度呈折衷關(guān)系。
考慮到前述問題，期望提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，使用該方法可以通過ALD方法沉積用于高k電容器的絕緣膜。
根據(jù)本發(fā)明實施方案，提供了一種具有溝槽電容器的半導(dǎo)體器件的制造方法，該溝槽電容器包括形成于溝槽內(nèi)表面上的第一電極、形成于第一電極表面上的電容器絕緣膜和形成于電容器絕緣膜表面上的第二電極，該方法包括步驟使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過原子層沉積方法沉積形式為硅酸鉿膜的電容器絕緣膜。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法的實施方案中，使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過原子層沉積方法沉積形式為硅酸鉿膜的溝槽電容器的電容器絕緣膜。因此可以降低硅酸鉿膜中包含的諸如碳(C)的雜質(zhì)的濃度。此外，當(dāng)通過調(diào)整硅酸鉿膜的基板溫度和膜沉積壓力而形成溝槽電容器時，硅酸鉿膜可以被沉積以獲得優(yōu)良的臺階覆蓋率。按照這種方式，諸如碳(C)的雜質(zhì)濃度的減小使得漏電流的產(chǎn)生水平不高于電容器絕緣膜的容許水平。
例如，當(dāng)使用四甲基乙基胺基鉿(Hf[N(CH3)(C2H5)]4)為鉿原材料并使用四甲基乙基胺基硅(Si[N(CH3)(C2H5)]4)為硅原材料以沉積硅酸鉿(HfSiOx)膜時，不可避免地，待沉積的硅酸鉿膜的原材料中包含的部分碳保留在所得的硅酸鉿膜內(nèi)。因此，殘余的碳(C)產(chǎn)生對漏電流有貢獻(xiàn)的陷阱能級。在本發(fā)明的實施方案中，通過使用這些原材料并以臭氧(O3)為氧化劑，硅酸鉿膜中包含的雜質(zhì)的濃度可以被顯著降低。因此，漏電流可以制成落在電容器絕緣膜的容許范圍內(nèi)。
此外，當(dāng)利用原子層沉積方法沉積硅酸鉿膜以形成具有大的表面積的三維電容器時，需要供給充足數(shù)量的前驅(qū)體，且其在氣相中的熱分解以及與殘余氣體的反應(yīng)也要受到抑制，從而加速前驅(qū)體在表面上的吸附反應(yīng)。在本發(fā)明的實施方案中，當(dāng)使用Hf[N(CH3)(C2H5)]4為鉿原材料，Si[N(CH3)(C2H5)]4為硅原材料以沉積HfSiOx膜時，即使例如對于溝槽形狀具有大的表面積的情形，通過指定膜沉積氣氛壓力范圍及其基板溫度范圍，可以獲得足夠的覆蓋性能。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法中，使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過原子層沉積方法沉積形式為硅酸鉿膜的溝槽電容器的電容器絕緣膜。因此，硅酸鉿膜中包含的諸如碳(C)的雜質(zhì)濃度可以降低，而且通過調(diào)整基板溫度和膜沉積壓力可以實現(xiàn)具有優(yōu)良臺階覆蓋率的膜沉積。因此，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法的實施方案的優(yōu)點為，溝槽電容器的漏電流水平可以降低到容許水平。


圖1A至1D為分別示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法實施方案的制造工藝剖面視圖；圖2為示出了沉積硅酸鉿(HfSiOx)膜時，以基板溫度為參數(shù)，HfSiOx膜中的碳(C)濃度與深度位置之間關(guān)系的曲線圖表示；圖3為示出了使用熱沉積光譜儀(thermal deposition spectroscopy、TDS)獲得的HfSiOx膜中分子量(對應(yīng)于M/e＝28C2H4)的光譜圖示；圖4為示出了當(dāng)膜沉積氣氛壓力保持恒定時漏電流與等效氧化物厚度之間關(guān)系的曲線圖表示；圖5為示出了當(dāng)基板溫度保持恒定(例如，處于380℃)時漏電流與等效氧化物厚度之間關(guān)系的曲線圖表示；圖6為示出了當(dāng)鉿與硅的組分比保持恒定(例如，Hf/(Hf+Si)＝50％)時漏電流、臺階覆蓋率以及膜沉積氣氛壓力之間關(guān)系的曲線圖表示；圖7為示出了當(dāng)鉿與硅的組分比保持恒定(例如，Hf/(Hf+Si)＝50％)時漏電流、臺階覆蓋率以及基板溫度之間關(guān)系的曲線圖表示；以及圖8為示出了原子層沉積(ALD)工藝中晶片溫度改變時每個循環(huán)內(nèi)所供給的前驅(qū)體數(shù)量的膜沉積速率行為的曲線圖。
具體實施例方式
下文中將分別參考圖1A至1D所示的制造工藝剖面視圖，詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明半導(dǎo)體器件制造方法的實施方案。此外，由于圖1A至1D是示意性繪制的，縱橫縮小比例并不與真實情況一致。
如圖1A所示，溝槽12形成于半導(dǎo)體基板(或半導(dǎo)體層)11內(nèi)，其中計劃在該溝槽12內(nèi)形成電容器。順便地說，對于形成溝槽12的方法，存在各種類型的現(xiàn)有方法。溝槽12形成方法的一個示例如下所述。也就是說，氧化膜13和氮化膜14按照這個順序形成于半導(dǎo)體基板(或半導(dǎo)體層)11的表面上。在此之后，利用標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)形成用于形成各個溝槽的掩模層(未示出)之后，以該掩模層為蝕刻掩模使用任何合適的蝕刻方法在氮化膜14和氧化膜13內(nèi)形成開口部分15。此外，以該掩模層以及氮化膜14為蝕刻掩模，半導(dǎo)體基板11被選擇性地蝕刻掉以形成溝槽12。上述的蝕刻工藝采用了反應(yīng)離子蝕刻。各個溝槽12此時厚度范圍為例如5.0至8.0μm，溝槽在半導(dǎo)體基板11表面上開口的范圍為幾十納米到250nm。因此，形成了高寬比分別為400以上的溝槽12。
在此之后，例如通過化學(xué)處理除去掩模層。其結(jié)果為，氮化膜14的表面被暴露。
接著，如圖1B所示，為了形成板側(cè)電極(plate side electrode)，各個溝槽12內(nèi)的空間被清洗。在此之后，各個溝槽12內(nèi)部的半導(dǎo)體基板11的一部分通過例如氣相擴(kuò)散而摻砷(As)或磷(P)，從而形成第一電極(板電極、plate electrode)21。
接著，如圖1C所示，電容器絕緣膜22形成于各個溝槽12的內(nèi)表面上。
接著，如圖1D所示，第二電極(節(jié)點電極)23經(jīng)由電容器絕緣膜22形成于各個溝槽12內(nèi)部。第二電極23例如可以由包含特定導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅或多晶硅形成。另外，第二電極23還可由金屬形成。按照上述方式，形成了包含第一電極21、電容器絕緣膜22和第二電極23的電容器1。
接著在下文中將詳細(xì)地描述電容器絕緣膜22的形成方法。電容器絕緣膜22被制成硅酸鉿(HfSiOx)膜的形式。在形成硅酸鉿膜的工藝中利用了原子層沉積(ALD)方法(下文中簡稱“ALD方法”)。對于ALD方法，已知的一種方法是同時將鉿原材料和硅原材料引入膜沉積氣氛中從而以一個循環(huán)沉積硅酸鉿膜，另一種方法是交替地沉積氧化鉿(HfO2)薄膜和氧化硅(SiO2)薄膜以形成硅酸鉿膜。在本發(fā)明的這個實施方案中，采用了前一種膜沉積方法。
鉿(Hf)原材料可以使用下述任意一種四氯化鉿HfCl4、四乙酰丙酮鉿Hf(C5H7O2)4、四二乙基胺基鉿Hf[N(C2H5)2]4、四二甲基胺基鉿Hf[N(CH3)2]4、四-t-丁氧基鉿Hf[O-(t-C4H9)]4以及四甲基乙基胺基鉿Hf[N(CH3)(C2H5)]4。在本實施方案中，以四甲基乙基胺基鉿Hf[N(CH3)(C2H5)]4為示例。
此外，硅原材料可以使用下述任意一種四氯化硅SiCl4、六氯化二硅Si2Cl6、四二甲基胺基硅Si[N(CH3)2]4、二甲基二硅醚[(CH3)2SiH]2O、三二甲基胺基硅烷SiH[N(CH3)2]3以及四甲基乙基胺基硅Si[N(CH3)(C2H5)]4。在本實施方案中，以四甲基乙基胺基硅Si[N(CH3)(C2H5)]4為示例。
此外，氧化劑可以使用下述任意一種臭氧O3、氧氣O2、水(水蒸汽)H2O、重水D2O等。在本實施方案中，以臭氧O3為示例。
另外，可以使用氬氣(Ar)作為吹掃氣體。此外，盡管除了氬氣之外，還可以使用稀有氣體、氮氣等作為吹掃氣體，但是考慮到吹掃效率、成本等仍優(yōu)選使用氬氣。
使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過ALD方法沉積硅酸鉿膜時，將氣體供給到膜沉積氣氛(例如，腔內(nèi))的基本循環(huán)如下。即，依次執(zhí)行引入鉿原材料和硅原材料、通過引入吹掃氣體抑制殘余氣體(鉿原料氣體和硅原材料氣體)的氣相反應(yīng)、以及通過因此吹掃氣體抑制殘余氣體(氧化氣體)的氣相反應(yīng)。在本實施方案的氧化工藝中，以氧氣(O2)為載氣，致使?jié)舛燃s250g/m3的臭氧(O3)以約350cm3/min的流速流入膜沉積氣氛。
在利用ALD方法的工藝中，通過調(diào)整基板溫度和膜沉積氣氛(例如，腔內(nèi))壓力，可以調(diào)整臭氧(O3)的氧化力。例如，通過采用高溫高壓的工藝，可以增大臭氧(O3)的氧化力，這使得可以降低硅酸鉿(HfSiOx)膜中包含的雜質(zhì)濃度。
現(xiàn)在將參考圖2如下示例，即，通過改變基板溫度而沉積硅酸鉿膜時，硅酸鉿膜中包含的碳(C)濃度的變化。圖2為示出了沉積硅酸鉿(HfSiOx)膜時，以基板溫度為參數(shù)，HfSiOx膜中的碳(C)濃度與深度位置之間關(guān)系的曲線圖表示。在該圖中，縱軸代表硅酸鉿膜中包含的殘余碳(C)的濃度，橫軸代表硅酸鉿膜的深度。
如圖2所示，可以理解，通過增大基板溫度，硅酸鉿膜中包含的殘余碳(C)的濃度降低。
此外，圖3為示出了使用熱沉積光譜儀(TDS)獲得的硅酸鉿(HfSiOx)膜中分子量(對應(yīng)于M/e＝28C2H4)的光譜圖示。在該圖中，縱軸代表探測強度，橫軸代表基板溫度。
如圖3所示，對應(yīng)于C2H4的有機物質(zhì)的基板的解吸附確認(rèn)在330℃溫度附近。因此可以理解，為了充分降低硅酸鉿膜中包含的殘余碳的濃度，ALD工藝中基板溫度理想地設(shè)置為330℃以上的高溫。
接著，參考圖4解釋當(dāng)膜沉積氣氛壓力保持恒定時，漏電流與等效氧化物厚度之間的關(guān)系。在該圖中，縱軸代表漏電流，橫軸代表等效氧化物厚度。
如圖4所示，可以理解，當(dāng)膜沉積氣氛壓力保持恒定(例如，處于267Pa)時，對于相同的等效氧化物厚度，隨著基板溫度降低，漏電流表現(xiàn)出增大的趨勢。
此外，現(xiàn)在將參考圖5描述當(dāng)基板溫度保持恒定(例如，處于380℃)時，漏電流和等效氧化物厚度之間的關(guān)系。在該圖中，縱軸代表漏電流，橫軸代表等效氧化物厚度。
如圖5所示，可以理解，當(dāng)基板溫度保持恒定(例如，處于380℃)時，對于相同的等效氧化物厚度，隨著膜沉積氣氛壓力降低，漏電流表現(xiàn)出增大的趨勢。此外，從圖5可以看出，當(dāng)膜沉積氣氛壓力不高于267Pa時，漏電流突然增大。因此，膜沉積氣氛壓力優(yōu)選地不低于267Pa。
接著，將參考圖6描述當(dāng)鉿與硅的組分比保持恒定(例如，Hf/(Hf+Si)＝50％)時漏電流、臺階覆蓋率以及膜沉積氣氛壓力之間的關(guān)系。在該圖中，左縱軸代表漏電流，右縱軸代表臺階覆蓋率，橫軸代表膜沉積氣氛壓力。
如圖6所示，可以理解，盡管當(dāng)膜沉積氣氛壓力不低于267Pa時，漏電流被抑制至低水平，但是當(dāng)膜沉積氣氛壓力低于267Pa時，漏電流增大。這種漏電流增大的原因在于，當(dāng)膜沉積氣氛壓力低于267Pa時，硅酸鉿膜中包含的殘余雜質(zhì)的濃度變得容易增大。此外，還可以理解，當(dāng)膜沉積氣氛壓力高于533Pa時臺階覆蓋率突然變差，當(dāng)膜沉積氣氛壓力為667Pa時臺階覆蓋率變?yōu)?0％，當(dāng)膜沉積氣氛壓力變?yōu)?00Pa時根本未獲得臺階覆蓋。即，當(dāng)膜沉積氣氛壓力變?yōu)?00Pa時，硅酸鉿膜不能沉積在溝槽底部上。這種情況的原因在于，當(dāng)膜沉積氣氛壓力高于667Pa時，膜沉積是基于CVD反應(yīng)而實現(xiàn)的?？偨Y(jié)上述內(nèi)容，為了獲得優(yōu)良的電學(xué)特性和臺階覆蓋率，膜沉積氣氛壓力優(yōu)選地不低于267Pa且不高于667Pa。同樣，膜沉積氣氛壓力更優(yōu)選地不低于267Pa且不高于533Pa。需要指出，圖6中示出的臺階覆蓋率特性是針對高寬比約50的所謂深溝槽。
此外，圖7為示出了當(dāng)鉿與硅的組分比保持恒定(例如，Hf/(Hf+Si)＝50％)時漏電流、臺階覆蓋率以及基板溫度之間關(guān)系的曲線圖表示。在該圖中，左縱軸代表漏電流，右縱軸代表臺階覆蓋率，橫軸代表基板溫度。
如圖7所示，可以理解，盡管當(dāng)基板溫度不低于330℃時，漏電流被抑制至低水平，但是當(dāng)基板溫度低于330℃時，漏電流增大。這種情況的原因為，硅酸鉿膜中包含的殘余雜質(zhì)，特別是碳(C)的濃度變得容易增大。此外，還可以理解，當(dāng)基板溫度高于400℃時臺階覆蓋率突然變差。這種情況的原因在于，當(dāng)基板溫度高于400℃時，前驅(qū)體熱分解，因此膜沉積工藝不是基于原子層沉積進(jìn)行的，而是基于CVD?？偨Y(jié)上述內(nèi)容，為了獲得優(yōu)良的電學(xué)特性和臺階覆蓋率，基板溫度優(yōu)選地不低于330℃且不高于400℃。需要指出，圖7中示出的臺階覆蓋率特性是針對高寬比約50的所謂深溝槽。
另一方面，為了獲得深槽(DT)形狀中滿意的臺階覆蓋率，重要的是供給足夠數(shù)量的前驅(qū)體，同時抑制前驅(qū)體的氣相反應(yīng)。如前所述，當(dāng)ALD工藝中基板溫度過高時，前驅(qū)體熱分解，阻止最上表面的吸附反應(yīng)。因此，從圖7還可以理解，存在獲得滿意的臺階覆蓋特性的基板溫度上限。然而，還可以從圖8所示沉積速率于循環(huán)時間(脈沖時間)之間關(guān)系清楚地理解這一點。圖8為示出了對于原子層沉積工藝中晶片溫度改變時每個循環(huán)內(nèi)所供給的前驅(qū)體數(shù)量的膜沉積速率行為的曲線圖。
如圖8所示，可以理解，當(dāng)基板溫度設(shè)為380℃或400℃時，硅酸鉿膜以特定沉積速率沉積。這種狀態(tài)中，發(fā)生了純ALD反應(yīng)。因此，即時當(dāng)每個循環(huán)供給的前驅(qū)體數(shù)量增大，膜沉積速率表現(xiàn)出飽和于特定值的趨勢。另一方面，當(dāng)基板溫度設(shè)為420℃時，可以確認(rèn)，當(dāng)供給的前驅(qū)體數(shù)量增大時，膜沉積速率增大。這意味著，由前驅(qū)體熱分解產(chǎn)生的組分包含在如此沉積的硅酸鉿膜內(nèi)。也就是說，其中的原因為，膜沉積反應(yīng)從原子層沉積反應(yīng)轉(zhuǎn)變到化學(xué)氣相沉積生長(CVD)反應(yīng)。當(dāng)發(fā)生這種狀態(tài)時，由于前驅(qū)體熱分解而阻止最上表面的前驅(qū)體吸附反應(yīng)，變得難以獲得優(yōu)良的覆蓋特性。例如，經(jīng)檢驗，當(dāng)對高寬比約50的深槽(DT)沉積硅酸鉿膜時，在420℃工藝中根本沒有硅酸鉿膜被沉積在溝槽底部上，而在不高于400℃的工藝下，硅酸鉿(HfSiOx)膜被均勻地沉積在溝槽底部上。從這一點還可以理解，基板溫度優(yōu)選設(shè)為不高于400℃。此外，即使當(dāng)基板溫度設(shè)為400℃時，如果膜沉積氣氛壓力超過667Pa，則仍發(fā)生CVD反應(yīng)。從這一點還可以理解，如前所述，膜沉積氣氛壓力優(yōu)選地不低于267Pa(＝0.27kPa)且不高于667Pa(＝0.67kPa)。此外，膜沉積氣氛壓力更優(yōu)選地不低于267Pa且不高于533Pa(＝0.53kPa)。
因此，當(dāng)對例如深溝槽(DT)形狀的具有大高寬比和大表面積的結(jié)構(gòu)沉積硅酸鉿膜時，需要將ALD工藝中的基板溫度設(shè)為400℃以下?？陀^且共同考慮到限制漏電流時，需要將ALD工藝中的基板溫度設(shè)為330℃至400℃。
此外，對于所供給的前驅(qū)體的數(shù)量，在使用四甲基乙基胺基鉿Hf[N(CH3)(C2H5)]4的情況下，該前驅(qū)體的蒸氣壓必須設(shè)為4.0Pa以上，流速必須設(shè)為0.1cm3/min以上。同樣，在使用四甲基乙基胺基硅Si[N(CH3)(C2H5)]4的情況下，該前驅(qū)體的蒸氣壓必須設(shè)為3.10Pa以上，流速必須設(shè)為4.1cm3/min以上。在本實施方案中，在系統(tǒng)中使用鼓泡器以供給原材料，并使用氬氣(Ar)作為載氣。這種情況下，該供給數(shù)量對應(yīng)于下述情形四甲基乙基胺基鉿Hf[N(CH3)(C2H5)]4的鼓泡器溫度設(shè)為70℃且Ar的流速設(shè)為50cm3/min，四甲基乙基胺基硅Si[N(CH3)(C2H5)]4的鼓泡器溫度設(shè)為60℃且Ar的流速設(shè)為50cm3/min。
在上述描述中，鉿組分比為50％的情形已經(jīng)被示出作為示例。例如，當(dāng)鉿組分比增大時，圖7和8中分別表示臺階覆蓋率的線朝低溫和低壓方向偏移，圖7和8中分別表示漏電流的線朝漏電流更低的方向偏移。另一方面，當(dāng)鉿組分比減小時，圖7和8中分別表示臺階覆蓋率的線朝基板溫度及膜沉積氣氛壓力增大的方向偏移，圖7和8中分別表示漏電流的線朝漏電流增大的方向偏移。然而，當(dāng)鉿組分比范圍為約30％至約70％時，ALD工藝中基板溫度優(yōu)選范圍為330℃至400℃，膜沉積氣氛壓力優(yōu)選地不低于267Pa且不高于667Pa。另外，膜沉積氣氛壓力更優(yōu)選地不低于267Pa且不高于533Pa。
正如迄今為止所描述的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法的實施方案，當(dāng)電容器絕緣膜沉積為硅酸鉿(HfSiOx)膜的形式時，使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑通過原子層沉積方法沉積該硅酸鉿膜。因此，可以降低硅酸鉿膜中包含的碳(C)的雜質(zhì)濃度。此外，通過調(diào)整硅酸鉿膜的基板溫度和膜沉積壓力，可以沉積硅酸鉿膜從而在形成溝槽電容器時獲得優(yōu)良的臺階覆蓋率。按照這種方式，諸如碳(C)雜質(zhì)的濃度的降低使得漏電流發(fā)生水平不高于電容器絕緣膜所允許的水平。也就是說，可以使硅酸鉿膜中包含的雜質(zhì)濃度的降低與例如溝槽形的三維結(jié)構(gòu)中的覆蓋特性的改善相互兼容。因此，即時在高寬比為例如約50的所謂深槽(DT)電容器中，可以實現(xiàn)穩(wěn)定DRAM工作所需的30fF/單元以上的電容器電容以及1fF/單元以下的漏電流。另外，還可以用具有更高介電常數(shù)的硅酸鉿、HfSiON替代深槽(DT)電容器中絕緣膜的現(xiàn)有材料，這導(dǎo)致進(jìn)一步的按比例縮小。
此外，除了上述材料之外，上述ALD方法中鉿原材料的示例還可以使用下述材料任意一種例如四甲氧基鉿Hf(OCH3)4、四乙氧基鉿Hf(OC2H5)4、四-i-丙氧基鉿Hf(O-i-C3H7)4、四-n-丁氧基鉿Hf(O-n-C4H9)4、四二乙基胺基鉿Hf[N(C2H5)2]4、以及四-1-甲氧基-2-丙氧基鉿Hf[OC(CH3)2-CH2OCH3]4。
同樣，除了上述材料之外，上述ALD方法中硅原材料的示例還可以使用下述材料任意一種例如二甲基二甲氧基硅烷Si(CH3)2(OCH3)2、二甲基二乙氧基硅烷Si(CH3)2(OCH3)3、甲基三甲氧基硅烷SiCH3(OCH3)3、甲基三乙氧基硅烷SiCH3(OC2H5)3、四甲基硅烷Si(CH3)4、六甲基乙硅烷[Si(CH3)2]2O、以及六甲基乙硅氮烷(CH3)3SiNHSi(CH3)3。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在落入本發(fā)明權(quán)利要求及其等同特征的范圍內(nèi)的情況下，可以根據(jù)設(shè)計要求和其它因素對本發(fā)明進(jìn)行各種調(diào)整、組合、子組合和變更。
本發(fā)明包含有關(guān)于2005年9月21日在日本專利局提交的日本專利申請第JP 2005-273145號的主題，該專利申請的全部內(nèi)容在此引用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種具有溝槽電容器的半導(dǎo)體器件的制造方法，所述溝槽電容器包括形成于溝槽內(nèi)表面上的第一電極；形成于所述第一電極的表面上的電容器絕緣膜；以及形成于所述電容器絕緣膜的表面上的第二電極，所述方法包括步驟使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過原子層沉積方法沉積形式為硅酸鉿膜的所述電容器絕緣膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中在沉積所述硅酸鉿膜的原子層沉積方法中，所述鉿原材料使用化學(xué)式如下的任意一種材料Hf[N(CH3)(C2H5)]4、HfCl4、Hf(C5H7O2)4、Hf[N(C2H5)2]4、Hf[N(CH3)2]4以及Hf[O-(t-C4H9)]4，所述硅原材料使用化學(xué)式如下的任意一種材料SiCl4、Si2Cl6、Si[N(CH3)2]4、[(CH3)2SiH]2O、SiH[N(CH3)2]3以及Si[N(CH3)(C2H5)]4，以及所述氧化劑使用化學(xué)式如下的任意一種材料O3、H2O和D2O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述原子層沉積方法中膜沉積氣氛壓力設(shè)置為不低于267Pa且不高于667Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述原子層沉積方法中其上形成所述硅酸鉿膜的基板的溫度設(shè)置為不低于330℃且不高于400℃。
全文摘要
本發(fā)明旨在使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑通過原子層沉積方法沉積硅酸鉿膜，由此改善漏電流特性和臺階覆蓋性能。本發(fā)明中公開了一種具有溝槽電容器的半導(dǎo)體器件的制造方法，該溝槽電容器包括形成于溝槽內(nèi)表面上的第一電極、形成于第一電極的表面上的電容器絕緣膜、以及形成于電容器絕緣膜的表面上的第二電極。該方法包括步驟使用鉿原材料、硅原材料和氧化劑，通過原子層沉積方法沉積形式為硅酸鉿膜的電容器絕緣膜。
文檔編號H01L21/8242GK1937173SQ200610138910
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
發(fā)明者安藤崇志 申請人:索尼株式會社