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JP3149231B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JP3149231B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3149231B2
JP3149231B2 JP32273591A JP32273591A JP3149231B2 JP 3149231 B2 JP3149231 B2 JP 3149231B2 JP 32273591 A JP32273591 A JP 32273591A JP 32273591 A JP32273591 A JP 32273591A JP 3149231 B2 JP3149231 B2 JP 3149231B2
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semiconductor device
manufacturing
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亮 春田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、容量素子を有する半導体装置に適用して有効な技術
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and, more particularly, to a technology effective when applied to a semiconductor device having a capacitance element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置、特に、選択用MISFET
と容量素子とを直列に接続したDRAM(ynamic
andom ccess emory)のメモリセルを有する半導
体装置においては、集積度を向上するために、メモリセ
ルの寸法が縮少されてきている。これに伴い、容量素子
の寸法が縮小されてきている。しかし、例えば、α線に
よるソフトエラーに対する信頼性を保つためには、容量
素子の蓄積電荷量を所定値以下にすることはできない。
そこで、メモリセルの寸法を縮小すると共に、ソフトエ
ラーに対する信頼性を向上するために、スタックト構造
の容量素子が使用されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices, in particular, MISFETs for selection
DRAM which connects the capacitive element in series with the (D ynamic R
In a semiconductor device having a andom A ccess M emory) memory cells, in order to improve the integration degree, the size of the memory cells have been reduced small. Accordingly, the size of the capacitive element has been reduced. However, for example, in order to maintain the reliability against soft errors due to α-rays, the amount of charge stored in the capacitor cannot be reduced to a predetermined value or less.
Therefore, in order to reduce the size of the memory cell and improve the reliability against soft errors, a capacitor having a stacked structure is used.

【0003】前記容量素子は、下部電極、この下部電極
上に電荷蓄積用絶縁膜を介して設けられた上部電極の夫
々から構成されている。前記下部電極は、例えば、多結
晶珪素膜で構成されている。この下部電極は、前記選択
用MISFETのソース領域またはドレイン領域に接続
されている。前記電荷蓄積用絶縁膜は、例えば、前記下
部電極を構成する多結晶珪素膜を熱酸化することにより
形成された酸化珪素膜で構成されている。または、前記
多結晶珪素膜上に形成された窒化珪素膜、及びこの窒化
珪素膜を熱酸化することにより、前記窒化珪素膜上に形
成された酸化珪素膜の夫々からなる積層膜で構成されて
いる。前記上部電極は、例えば、多結晶珪素膜で構成さ
れている。
[0003] The capacitive element is composed of a lower electrode and an upper electrode provided on the lower electrode via a charge storage insulating film. The lower electrode is made of, for example, a polycrystalline silicon film. This lower electrode is connected to the source or drain region of the selection MISFET. The charge storage insulating film is made of, for example, a silicon oxide film formed by thermally oxidizing a polycrystalline silicon film constituting the lower electrode. Alternatively, a silicon nitride film formed on the polycrystalline silicon film, and a stacked film including a silicon oxide film formed on the silicon nitride film by thermally oxidizing the silicon nitride film. I have. The upper electrode is made of, for example, a polycrystalline silicon film.

【0004】しかし、更に、メモリセルの寸法の縮小を
図るには、例えば、前記電荷蓄積用絶縁膜の誘電率を大
きし、単位面積当たりの蓄積電荷量を大きくし、容量素
子の寸法を縮小する必要がある。そこで、前記酸化珪素
膜や窒化珪素膜に換えて、これらの酸化珪素膜や窒化珪
素膜よりも誘電率が大きい金属酸化膜、例えば、酸化タ
ンタル(Ta25)膜で電荷蓄積用絶縁膜を構成する方
法が提案されている。
However, in order to further reduce the size of the memory cell, for example, the dielectric constant of the charge storage insulating film is increased, the amount of stored charge per unit area is increased, and the size of the capacitor is reduced. There is a need to. Therefore, instead of the silicon oxide film and the silicon nitride film, a metal oxide film having a higher dielectric constant than the silicon oxide film and the silicon nitride film, for example, a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film is used as a charge storage insulating film. Has been proposed.

【0005】前記酸化タンタル膜は、例えば、CVD法
で形成される。この種の技術に関しては、例えば、アイ
・イー・イー・イー、シンポジウム オン ブイエルエ
スアイ テクノロジー(1990年)第13頁乃至第1
4頁(IEEE,Symposiumon VLSI Technolog
y(1990)pp13−14)に記載されている。
The tantalum oxide film is formed by, for example, a CVD method. For this type of technology, see, for example, IEE, Symposium on VSI Technology (1990), pages 13 to 1.
Page 4 (IEEE, Symposiumon VLSI Technolog
y (1990) pp. 13-14).

【0006】また、前記酸化タンタル膜は、例えば、電
子ビーム蒸着法または高周波スパッタリング法でタンタ
ル膜を形成し、この後、このタンタル膜を酸化すること
により形成される。この種の技術に関しては、例えば、
アメリカン・インスティテュート・オブ・フィジック
ス、ジャーナル オブ アプライド フィジックス、5
4,11(1983年)第6502頁乃至6508頁
(American Instituteof Physics,Journal of
Applied Physics,54(11)(1983)pp65
02−6508)に記載されている。
The tantalum oxide film is formed, for example, by forming a tantalum film by an electron beam evaporation method or a high-frequency sputtering method, and then oxidizing the tantalum film. For this type of technology, for example,
American Institute of Physics, Journal of Applied Physics, 5
4, 11 (1983) pp. 6502-6508 (American Institute of Physics, Journal of
Applied Physics, 54 (11) (1983) pp65
02-6508).

【0007】しかし、前記電子ビーム蒸着法または高周
波スパッタリング法でタンタル膜を形成後、熱酸化して
酸化タンタル膜を形成する方法では、タンタル膜の形成
時に表面に凹凸が形成されてしまうため、熱酸化で形成
される酸化タンタル膜の膜厚にばらつきが生じる。膜厚
にばらつきが生じた場合には、酸化タンタル膜の絶縁耐
圧が低下してしまうので、半導体装置の信頼性が低下す
るという問題がある。
However, in the method of forming a tantalum oxide film by thermal oxidation after forming a tantalum film by the above-mentioned electron beam evaporation method or high frequency sputtering method, irregularities are formed on the surface when the tantalum film is formed. The thickness of the tantalum oxide film formed by oxidation varies. If the film thickness varies, the withstand voltage of the tantalum oxide film is reduced, which causes a problem that the reliability of the semiconductor device is reduced.

【0008】そこで、反応性スパッタリング法で酸化タ
ンタル膜を形成後に、再酸化を行なう方法が提案されて
いる。再酸化を行なうことにより、酸化タンタル膜の膜
厚が薄い領域において、この酸化タンタル膜の下地の珪
素が熱酸化されて酸化珪素膜が形成される。この方法に
よれば、酸化タンタル膜の膜厚の薄い部分の絶縁耐圧
は、再酸化工程で形成された酸化珪素膜によって向上さ
れるので、電荷蓄積用絶縁膜の絶縁耐圧を向上すること
ができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上する
ことができる。この種の技術に関しては、例えば、応用
物理学会、応用物理、58,11(1989年)第16
22頁乃至第1628頁に記載されている。
[0008] Therefore, there has been proposed a method of performing reoxidation after forming a tantalum oxide film by a reactive sputtering method. By performing re-oxidation, in a region where the thickness of the tantalum oxide film is small, silicon underlying the tantalum oxide film is thermally oxidized to form a silicon oxide film. According to this method, the withstand voltage of the thin portion of the tantalum oxide film is improved by the silicon oxide film formed in the reoxidation step, so that the withstand voltage of the charge storage insulating film can be improved. . Thereby, the reliability of the semiconductor device can be improved. Regarding this kind of technology, for example, the Japan Society of Applied Physics, Applied Physics, 58, 11 (1989),
It is described on pages 22 to 1628.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前記従来技術を検討した結果、以下のような問題
点を見出した。
However, the present inventor has found the following problems as a result of studying the above prior art.

【0010】酸化タンタル膜をCVD法で形成する場合
には、下地の珪素(多結晶珪素膜)が酸化タンタルと反
応して酸化タンタルを還元してしまう。この珪素による
酸化タンタルの還元反応を防止するためには、下地の珪
素上に酸化珪素膜を形成した後、この酸化珪素膜上に酸
化タンタル膜を形成しなければならない。従って、電荷
蓄積用絶縁膜は、酸化珪素膜と酸化タンタル膜の積層膜
で構成されている。
When a tantalum oxide film is formed by a CVD method, underlying silicon (polycrystalline silicon film) reacts with the tantalum oxide to reduce the tantalum oxide. In order to prevent the reduction reaction of tantalum oxide by silicon, a tantalum oxide film must be formed on the silicon oxide film after forming a silicon oxide film on the underlying silicon. Therefore, the charge storage insulating film is composed of a stacked film of a silicon oxide film and a tantalum oxide film.

【0011】また、前記電子ビーム蒸着法または高周波
スパッタリング法でタンタル膜を形成後、熱酸化で酸化
タンタル膜を形成する場合には、酸化タンタル膜を形成
するための熱酸化工程で、酸化タンタル膜と下地の珪素
との界面に、酸化珪素膜が形成されてしまう。従って、
電荷蓄積用絶縁膜は、酸化珪素膜と酸化タンタル膜の積
層膜で構成されている。
In the case where a tantalum oxide film is formed by thermal oxidation after a tantalum film is formed by the electron beam evaporation method or the high frequency sputtering method, the tantalum oxide film is formed in a thermal oxidation step for forming the tantalum oxide film. A silicon oxide film is formed at the interface between the silicon and the underlying silicon. Therefore,
The charge storage insulating film is composed of a laminated film of a silicon oxide film and a tantalum oxide film.

【0012】また、前記反応性スパッリング法で酸化タ
ンタル膜を形成し、再酸化する方法でも、同様に、電荷
蓄積用絶縁膜は、酸化珪素膜と酸化タンタルとの積層膜
で構成される。
Also, in the method of forming a tantalum oxide film by the reactive sputtering method and reoxidizing the same, the charge storage insulating film is similarly formed of a laminated film of a silicon oxide film and a tantalum oxide.

【0013】このように、珪素上にCVD法、電子ビー
ム蒸着法、スパッタリング法で酸化タンタル膜を形成し
た場合には、電荷蓄積用絶縁膜は、酸化珪素膜と酸化タ
ンタル膜の積層膜で構成されるので、電荷蓄積用絶縁膜
の誘電率が、酸化タンタル膜の単層膜の誘電率よりも低
下してしまうという問題があった。
As described above, when a tantalum oxide film is formed on silicon by a CVD method, an electron beam evaporation method, or a sputtering method, the charge storage insulating film is formed of a laminated film of a silicon oxide film and a tantalum oxide film. Therefore, there is a problem that the dielectric constant of the charge storage insulating film is lower than the dielectric constant of the single-layered tantalum oxide film.

【0014】本発明の目的は、容量素子を有する半導体
装置の製造方法において、高集積化を図ることが可能な
技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of achieving high integration in a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor.

【0015】本発明の他の目的は、前記半導体装置の製
造方法において、信頼性を向上することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving reliability in the method of manufacturing a semiconductor device.

【0016】本発明の他の目的は、前記半導体装置の製
造方法において、高誘電率の電荷蓄積用絶縁膜を形成す
ることが可能な技術を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a technique capable of forming a high dielectric constant charge storage insulating film in the method of manufacturing a semiconductor device.

【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0019】(1)基板上に設けた下部電極上に電荷蓄
積用絶縁膜を介して上部電極を設けた容量素子を有する
半導体装置の製造方法において、珪素膜を形成する工程
と、この珪素膜上に、酸化条件が夫々異なる少なくとも
2種類の金属からなる金属膜を形成する工程と、前記少
なくとも2種類の金属のうち第1の金属を選択的に酸化
し、酸化されない第2の金属の表面または金属膜の表面
に前記第1の金属の酸化膜を形成し電荷蓄積用絶縁膜を
形成すると共に前記珪素膜と第2の金属膜または金属膜
で下部電極を形成する工程と、この電荷蓄積用絶縁膜上
に上部電極を形成する工程とを備える。
(1) In a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitive element having an upper electrode provided on a lower electrode provided on a substrate via a charge storage insulating film, a step of forming a silicon film and the silicon film Forming a metal film made of at least two kinds of metals having different oxidation conditions, selectively oxidizing a first metal of the at least two kinds of metals, and forming a surface of a second metal that is not oxidized; Or forming an oxide film of the first metal on the surface of the metal film to form an insulating film for charge storage, and forming a lower electrode of the silicon film and the second metal film or the metal film; Forming an upper electrode on the insulating film.

【0020】(2)前記金属膜を形成した後、この金属
膜上に前記第1の金属の酸化膜を堆積し電荷蓄積用絶縁
膜を形成する工程と、前記第1の金属の酸化膜を酸化す
る工程とを備える。
(2) After the formation of the metal film, a step of depositing an oxide film of the first metal on the metal film to form a charge storage insulating film; Oxidizing.

【0021】(3)前記珪素膜上に、耐酸化性膜を形成
した後、前記金属膜を形成する。
(3) After forming an oxidation resistant film on the silicon film, the metal film is formed.

【0022】(4)第1の電極上に、電荷蓄積用絶縁膜
を介して第2の電極を設けた容量素子を有する半導体装
置の製造方法において、酸化条件が夫々異なる少なくと
も2種類の金属からなる金属膜で第1の電極を形成する
工程と、この金属膜上に第1の金属の酸化膜を堆積し電
荷蓄積用絶縁膜を形成する工程と、前記第1の金属の酸
化膜を酸化する工程と、前記電荷蓄積用絶縁膜上に第2
の電極を形成する工程とを備える。
(4) In a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor in which a second electrode is provided on a first electrode via a charge storage insulating film, at least two kinds of metals having different oxidation conditions are used. Forming a first electrode with a metal film, forming an oxide film of a first metal on the metal film to form a charge storage insulating film, and oxidizing the first metal oxide film. And a second step on the charge storage insulating film.
Forming an electrode.

【0023】(5)前記第1の金属を選択的に酸化する
雰囲気は、水素と水蒸気の混合気体である。
(5) The atmosphere for selectively oxidizing the first metal is a mixed gas of hydrogen and water vapor.

【0024】(6)前記第1の金属はIVa族またはVa
族元素のいずれかまたは2種以上の組み合わせであり、
前記第2の金属はMo或いはWまたはMoとWである。
(6) The first metal is a group IVa or Va
Any one or a combination of two or more group elements;
The second metal is Mo or W or Mo and W.

【0025】(7)前記耐酸化性膜は、TiN、Ti−W
合金、TiSi2、NiSi、CoSi2のいずれかである。
(7) The oxidation resistant film is made of TiN, Ti-W
Alloy, TiSi 2 , NiSi, or CoSi 2 .

【0026】[0026]

【作用】前述した手段(1)、(5)または(6)によ
れば、第1の金属(IVa族またはVa族元素のいずれか
または2種以上の組み合わせ)と第2の金属(Mo或い
はWまたはMoとW)からなる金属膜から選択的に第1
の金属の酸化膜を形成したことにより、この第1の金属
の酸化膜の下地にある第2の金属がバリア層として機能
するので、下部電極を構成する珪素と第1の金属の酸化
膜との間で還元反応は起こらない。従って、2種類の金
属からなる金属膜上に酸化珪素膜を形成する必要はない
ので、第1の金属の酸化膜の単層膜で電荷蓄積用絶縁膜
を形成することができる。
According to the above-mentioned means (1), (5) or (6), the first metal (one or a combination of two or more elements of the group IVa or Va) and the second metal (Mo or Mo) are used. W or a metal film composed of Mo and W).
Is formed, the second metal underlying the first metal oxide film functions as a barrier layer, so that the silicon constituting the lower electrode and the first metal oxide film No reduction reaction occurs between the two. Therefore, since it is not necessary to form a silicon oxide film on a metal film made of two kinds of metals, the charge storage insulating film can be formed with a single-layer film of the first metal oxide film.

【0027】また、前記2種類の金属からなる金属膜と
第1の金属の酸化膜との界面には、珪素は存在しないの
で、第1の金属の酸化膜と金属膜との界面に酸化珪素膜
が形成されることはない。従って、電荷蓄積用絶縁膜を
第1の金属の酸化膜の単層膜で形成することができる。
Since silicon does not exist at the interface between the metal film composed of the two kinds of metals and the oxide film of the first metal, silicon oxide is formed at the interface between the oxide film of the first metal and the metal film. No film is formed. Therefore, the charge storage insulating film can be formed of a single-layer film of the first metal oxide film.

【0028】また、第1の金属を選択的に酸化した場
合、この第1の金属の酸化物が、2種類の金属からなる
金属膜の表面に析出する。この析出した第1の金属の酸
化膜は、一定の膜厚で成長が止まる。この現象は、一種
の粒界偏析のようなものと考えられる。従って、金属膜
を十分に酸化しても、第1の金属の酸化膜のみが選択的
に形成される。
When the first metal is selectively oxidized, an oxide of the first metal is deposited on the surface of the metal film composed of two kinds of metals. This deposited first metal oxide film stops growing at a constant film thickness. This phenomenon is considered to be a kind of grain boundary segregation. Therefore, even if the metal film is sufficiently oxidized, only the oxide film of the first metal is selectively formed.

【0029】このように、電荷蓄積用絶縁膜を、第1の
金属の酸化膜の単層膜で形成することができるので、酸
化珪素膜の単層膜または酸化珪素膜と第1の金属の酸化
膜との積層膜で電荷蓄積用絶縁膜を形成した場合より
も、誘電率は大きくなる。これにより、半導体装置の製
造方法において、高誘電率の誘電体膜を形成できる。ま
た、電荷蓄積用絶縁膜の単位面積当たりの蓄積電荷量は
大きくなるので、容量素子の寸法を縮小し、半導体装置
の高集積化を図ることができる。
As described above, since the charge storage insulating film can be formed of a single-layer film of the first metal oxide film, the single-layer film of the silicon oxide film or the silicon oxide film and the first metal oxide film can be formed. The dielectric constant is higher than in the case where the charge storage insulating film is formed of a stacked film with an oxide film. Thereby, in the method of manufacturing a semiconductor device, a dielectric film having a high dielectric constant can be formed. Further, since the amount of charge stored per unit area of the charge storage insulating film increases, the size of the capacitor can be reduced, and high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0030】前述した手段(2)によれば、2種類の金
属からなる金属膜上に堆積した第1の金属の酸化膜の膜
厚にばらつきがある場合にも、酸化を行なうことによ
り、第1の金属の酸化膜の膜厚が薄い領域(ウィークス
ポット)において、下地の金属膜中の第1の金属の酸化
膜が金属膜の表面に析出する。この酸化で形成された第
1の金属の酸化膜によって、膜厚が薄い領域の第1の金
属の酸化膜の膜厚は厚くなる。更に、前記金属膜の表面
に析出する第1の金属の酸化膜は、一定の膜厚で成長が
止まる。従って、金属膜上に形成された第1の金属の酸
化膜を十分に酸化でき、第1の金属の酸化膜の膜厚のば
らつきを低減することができる。これにより、電荷蓄積
用絶縁膜の絶縁耐圧は向上されるので、半導体装置の信
頼性を向上することができる。
According to the means (2) described above, even if the thickness of the oxide film of the first metal deposited on the metal film composed of two kinds of metals varies, the oxidation can be performed by performing the oxidation. In a region (weak spot) where the thickness of the first metal oxide film is small, the first metal oxide film in the underlying metal film is deposited on the surface of the metal film. Due to the first metal oxide film formed by the oxidation, the thickness of the first metal oxide film in the thin region is increased. Further, the growth of the first metal oxide film deposited on the surface of the metal film stops at a constant film thickness. Therefore, the oxide film of the first metal formed on the metal film can be sufficiently oxidized, and variation in the thickness of the oxide film of the first metal can be reduced. Accordingly, the withstand voltage of the charge storage insulating film is improved, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0031】前述した手段(3)または(7)によれ
ば、2種類の金属からなる金属膜を酸化する工程、また
は、第1の金属の酸化膜を酸化する工程において、下部
電極を構成する珪素の酸化を防ぐことができ、かつ、金
属膜と珪素との反応を防ぐことができる。
According to the above means (3) or (7), the lower electrode is formed in the step of oxidizing the metal film made of two kinds of metals or in the step of oxidizing the oxide film of the first metal. The oxidation of silicon can be prevented, and the reaction between the metal film and silicon can be prevented.

【0032】前述した手段(4)によれば、前記手段
(1)と同様に、電荷蓄積用絶縁膜を、第1の金属の酸
化膜の単層膜で形成することができるので、酸化珪素膜
の単層膜または酸化珪素膜と第1の金属の酸化膜との積
層膜で電荷蓄積用絶縁膜を形成した場合よりも、誘電率
は大きくなる。これにより、半導体装置の製造方法にお
いて、高誘電率の誘電体膜を形成できる。また、電荷蓄
積用絶縁膜の単位面積当たりの蓄積電荷量は大きくなる
ので、容量素子の寸法を縮小し、半導体装置の高集積化
を図ることができる。
According to the means (4) described above, similarly to the means (1), the charge storage insulating film can be formed of a single-layer film of the first metal oxide film. The dielectric constant is higher than when a charge storage insulating film is formed of a single-layer film of a film or a stacked film of a silicon oxide film and a first metal oxide film. Thereby, in the method of manufacturing a semiconductor device, a dielectric film having a high dielectric constant can be formed. Further, since the amount of charge stored per unit area of the charge storage insulating film increases, the size of the capacitor can be reduced, and high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0033】また、前記の手段(2)と同様に、2種類
の金属からなる金属膜上に堆積した第1の金属の酸化膜
の膜厚にばらつきがある場合にも、酸化を行なうことに
より、第1の金属の酸化膜の膜厚が薄い領域において、
下地の金属膜中の第1の金属が選択的に酸化されて第1
の金属の酸化膜が形成される。この酸化で形成された第
1の金属の酸化膜によって、膜厚が薄い領域の第1の金
属の酸化膜の膜厚は厚くなるので、第1の金属の酸化膜
の膜厚のばらつきを低減することができる。これによ
り、電荷蓄積用絶縁膜の絶縁耐圧は向上されるので、半
導体装置の信頼性を向上することができる。
As in the case of the above-mentioned means (2), even if the thickness of the first metal oxide film deposited on the metal film composed of two kinds of metals varies, the oxidation is performed by performing the oxidation. In the region where the thickness of the first metal oxide film is small,
The first metal in the underlying metal film is selectively oxidized to form the first metal.
Is formed. The thickness of the first metal oxide film in the thin region is increased by the first metal oxide film formed by the oxidation, so that the variation in the thickness of the first metal oxide film is reduced. can do. Accordingly, the withstand voltage of the charge storage insulating film is improved, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0035】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0036】〔実施例1〕本発明の実施例1の半導体装
置を、図1(要部断面図)を用いて説明する。
Embodiment 1 A semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

【0037】図1に示すように、本実施例1の半導体装
置は、選択用MISFETQsとスタックト構造の容量
素子Cとを直列回路したメモリセルを有するDRAMで
ある。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the first embodiment is a DRAM having a memory cell in which a selection MISFET Qs and a capacitive element C having a stacked structure are connected in series.

【0038】前記半導体装置は、p-型半導体基板1で
構成されている。このp-型半導体基板1は、例えば、
単結晶珪素で構成されている。このp-型半導体基板1
の主面部には、p-型ウェル領域2が設けられている。
このp-型ウェル領域2の非活性領域の主面部には、素
子間分離絶縁膜4が設けられている。また、この素子間
分離絶縁膜4の下には、チャネルストッパ領域を構成す
るp+型半導体領域3が設けられている。各素子間は、
主に、これらの素子間分離絶縁膜4及びp+型半導体領
域3で構成される分離領域により、絶縁分離されてい
る。
The semiconductor device comprises a p-type semiconductor substrate 1. This p − type semiconductor substrate 1 is, for example,
It is made of single crystal silicon. This p-type semiconductor substrate 1
Is provided with ap − type well region 2.
An element isolation insulating film 4 is provided on the main surface of the non-active region of the p − -type well region 2. A p + type semiconductor region 3 constituting a channel stopper region is provided below the element isolation insulating film 4. Between each element,
Mainly, the isolation is performed by the isolation region composed of the element isolation insulating film 4 and the p + type semiconductor region 3.

【0039】前記選択用MISFETQsは、前記p-
型ウェル領域2の活性領域の主面部に設けられている。
この選択用MISFETQsは、主に、ゲート絶縁膜
5、ゲート電極6、一対のn型半導体領域7の夫々から
構成されている。
The selection MISFET Qs is connected to the p-
It is provided on the main surface of the active region of the mold well region 2.
The selection MISFET Qs mainly includes a gate insulating film 5, a gate electrode 6, and a pair of n-type semiconductor regions 7.

【0040】前記ゲート絶縁膜5は、前記p-型ウェル
領域2の主面に設けられている。このゲート絶縁膜5
は、例えば、酸化珪素膜で構成されている。
The gate insulating film 5 is provided on the main surface of the p − type well region 2. This gate insulating film 5
Is composed of, for example, a silicon oxide film.

【0041】前記ゲート電極6は、前記ゲート絶縁膜5
上に設けられている。このゲート電極6は、例えば、多
結晶珪素膜で構成されている。このゲート電極6の上部
には、絶縁膜9が設けられている。この絶縁膜9は、例
えば、酸化珪素膜で構成されている。また、このゲート
電極6の側壁部には、サイドウォールスペーサ10が設
けられている。このサイドウォールスペーサ10は、例
えば、酸化珪素膜で構成されている。
The gate electrode 6 is formed on the gate insulating film 5
It is provided above. This gate electrode 6 is made of, for example, a polycrystalline silicon film. An insulating film 9 is provided on the gate electrode 6. This insulating film 9 is made of, for example, a silicon oxide film. A sidewall spacer 10 is provided on the side wall of the gate electrode 6. The sidewall spacer 10 is made of, for example, a silicon oxide film.

【0042】前記一対のn型半導体領域7は、前記p-
型ウェル領域2の主面部において、前記ゲート電極6の
側部に設けられている。この一対のn型半導体領域7
は、ソース領域及びドレイン領域を構成する。
The pair of n-type semiconductor regions 7 is formed by
The main surface of the mold well region 2 is provided on the side of the gate electrode 6. This pair of n-type semiconductor regions 7
Constitute a source region and a drain region.

【0043】前記容量素子Cは、下部電極13、この下
部電極13上に電荷蓄積用絶縁膜14及びその上に設け
られた上部電極15の夫々から構成されている。この容
量素子Cは、前記選択用MISFETQsのゲート電極
6上を含む領域に設けられている。
The capacitive element C comprises a lower electrode 13, a charge storage insulating film 14 on the lower electrode 13, and an upper electrode 15 provided thereon. The capacitance element C is provided in a region including the portion above the gate electrode 6 of the selection MISFET Qs.

【0044】前記下部電極13は、前記選択用MISF
ETQsの一対のn型半導体領域7の一方に接続されて
いる。この下部電極13は、例えば、下層側から多結晶
珪素膜11とタンタルを含有するタングステン膜(以
下、タンタル・タングステン膜という)12を積層した
積層膜で構成されている。本発明では、この金属膜は、
IVa族元素とVa族元素からなる金属膜であれば良い
が、本実施例1では、タンタルとタングステンからなる
金属膜を例に説明する。前記タンタル・タングステン膜
12のタンタル含有量は、例えば、50atm%程度であ
る。このタンタル・タングステン膜12は、例えば、合
金ターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。
このタンタル・タングステン膜12の膜厚は、例えば、
500nm程度である。なお、このタンタル・タングステ
ン膜12を構成するタンタルとタングステンは、化合物
ではなく、混合物であり、その組成比は特に限定されな
い。
The lower electrode 13 is provided with the selection MISF.
It is connected to one of a pair of n-type semiconductor regions 7 of ETQs. The lower electrode 13 is composed of, for example, a laminated film in which a polycrystalline silicon film 11 and a tungsten film containing tantalum (hereinafter, referred to as a tantalum-tungsten film) 12 are laminated from the lower layer side. In the present invention, this metal film
Any metal film made of a group IVa element and a Va group element may be used. In the first embodiment, a metal film made of tantalum and tungsten will be described as an example. The tantalum content of the tantalum-tungsten film 12 is, for example, about 50 atm%. This tantalum-tungsten film 12 is formed by, for example, a sputtering method using an alloy target.
The thickness of the tantalum / tungsten film 12 is, for example,
It is about 500 nm. Note that tantalum and tungsten constituting the tantalum-tungsten film 12 are not compounds but mixtures, and the composition ratio is not particularly limited.

【0045】前記電荷蓄積用絶縁膜14は、例えば、酸
化タンタル膜で構成されている。酸化タンタル膜の誘電
率は、酸化珪素膜の6倍程度であり、酸化珪素膜や窒化
珪素膜またはこれらの積層膜よりも大きい。例えば、従
来の電荷蓄積用絶縁膜を構成する酸化珪素膜の膜厚が2
乃至3nm程度の場合、本実施例の電荷蓄積用絶縁膜14
は、18乃至24nm程度の膜厚で構成すれば良い。ま
た、更に、電荷蓄積用絶縁膜14の膜厚を薄くすること
により、容量素子Cの単位面積当たりの蓄積電荷量は大
きくなる。従って、同一電荷蓄積量を確保するための容
量素子の寸法を縮小することができるので、半導体装置
の高集積化を図ることができる。
The charge storage insulating film 14 is made of, for example, a tantalum oxide film. The dielectric constant of the tantalum oxide film is about six times that of the silicon oxide film, and is larger than that of the silicon oxide film, the silicon nitride film, or a stacked film thereof. For example, the thickness of the silicon oxide film forming the conventional charge storage insulating film is 2
In the case of about 3 nm, the charge storage insulating film 14 of this embodiment is used.
May have a thickness of about 18 to 24 nm. Further, by reducing the thickness of the charge storage insulating film 14, the amount of stored charge per unit area of the capacitor C is increased. Therefore, the size of the capacitor for securing the same charge accumulation amount can be reduced, so that high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0046】前記上部電極15は、例えば、タングステ
ン膜で構成されている。このタングステン膜の膜厚は、
例えば、100nm程度である。
The upper electrode 15 is made of, for example, a tungsten film. The thickness of this tungsten film is
For example, it is about 100 nm.

【0047】前記上部電極15上には、層間絶縁膜17
が設けられている。この層間絶縁膜17は、例えば、酸
化珪素膜上にBPSG(oron hospho ilicate
lass)膜を設けた積層膜で構成されている。
On the upper electrode 15, an interlayer insulating film 17
Is provided. The interlayer insulating film 17 is, for example, BPSG on the silicon oxide film (B oron P hospho S ilicate
(G lass) film.

【0048】この層間絶縁膜17上には、データ線18
が設けられている。このデータ線18は、例えば、タン
グステン膜で構成されている。このデータ線18は、前
記層間絶縁膜17に設けられた接続孔を通して、前記選
択用MISFETQsの一対のn型半導体領域7の他方
に接続されている。また、このデータ線18の上層に
は、図示しない表面保護膜が設けられている。
The data line 18 is formed on the interlayer insulating film 17.
Is provided. The data line 18 is made of, for example, a tungsten film. The data line 18 is connected to the other of the pair of n-type semiconductor regions 7 of the selection MISFET Qs through a connection hole provided in the interlayer insulating film 17. Further, a surface protective film (not shown) is provided on the data line 18.

【0049】次に、本実施例1の半導体装置の製造方法
を、図2乃至図4(工程毎に示す要部断面図)を用いて
説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0050】まず、p-型半導体基板1の主面部に、p-
型ウェル領域2、チャネルストッパ領域を構成するp+
型半導体領域3、素子間分離絶縁膜4の夫々を形成す
る。
First, p-type semiconductor substrate 1 is provided with p-type semiconductor substrate 1.
Type well region 2 and p + forming channel stopper region
The mold semiconductor region 3 and the element isolation insulating film 4 are formed.

【0051】次に、前記p-型ウェル領域2の主面部を
熱酸化し、選択用MISFETQsのゲート絶縁膜5を
形成する。この後、このゲート絶縁膜5上に多結晶珪素
膜を形成する。
Next, the main surface of the p − -type well region 2 is thermally oxidized to form the gate insulating film 5 of the selection MISFET Qs. Thereafter, a polycrystalline silicon film is formed on gate insulating film 5.

【0052】次に、前記多結晶珪素膜をフォトリソグラ
フィ技術及びエッチング技術でパターンニングし、図2
に示すように、選択用MISFETQsのゲート電極6
を形成する。この後、酸化珪素膜を形成し、フォトリソ
グラフィ技術及びエッチング技術でパターンニングし
て、前記ゲート電極6上に絶縁膜9を形成する。また、
ゲート電極6と絶縁膜9のパターンニングは、一回の工
程で行なっても良い。
Next, the polycrystalline silicon film is patterned by a photolithography technique and an etching technique.
As shown in the figure, the gate electrode 6 of the selection MISFET Qs
To form Thereafter, a silicon oxide film is formed and patterned by photolithography and etching to form an insulating film 9 on the gate electrode 6. Also,
The patterning of the gate electrode 6 and the insulating film 9 may be performed in one step.

【0053】次に、主に、前記ゲート電極6を不純物導
入用のマスクとして、前記p-型ウェル領域2の主面部
にn型不純物をイオン打ち込み法で導入し、一対のn型
半導体領域7を形成する。
Next, using the gate electrode 6 as a mask for impurity introduction, an n-type impurity is implanted into the main surface of the p − -type well region 2 by ion implantation to form a pair of n-type semiconductor regions 7. To form

【0054】次に、酸化珪素膜を堆積する。この後、こ
の酸化珪素膜を堆積した膜厚に相当する分、異方性エッ
チングでエッチングし、前記ゲート電極6及び絶縁膜9
の側壁部にサイドウォールスペーサ10を形成する。
Next, a silicon oxide film is deposited. Thereafter, the silicon oxide film is anisotropically etched by an amount corresponding to the thickness of the deposited silicon oxide film.
A sidewall spacer 10 is formed on the side wall portion of.

【0055】次に、例えば、CVD法で、多結晶珪素膜
11を堆積する。この後、この多結晶珪素膜11をフォ
トリソグラフィ技術及びエッチング技術でパターンニン
グする。
Next, a polycrystalline silicon film 11 is deposited by, for example, a CVD method. Thereafter, the polycrystalline silicon film 11 is patterned by a photolithography technique and an etching technique.

【0056】次に、50atm%程度のタンタルを含むタ
ンタル・タングステン膜12を、例えば、合金ターゲッ
トを用いたスパッタリング法で形成する。このタンタル
・タングステン膜12は、例えば、500nm程度の膜厚
で形成される。この後、このタンタル・タングステン膜
12を、図3に示すように、フォトリソグラフィ技術及
びエッチング技術でパターンニングする。この工程を行
なうことにより、多結晶珪素膜11とタンタル・タング
テステン膜12の積層膜からなる下部電極13が形成さ
れる。
Next, a tantalum-tungsten film 12 containing about 50 atm% of tantalum is formed by, for example, a sputtering method using an alloy target. The tantalum / tungsten film 12 is formed, for example, with a thickness of about 500 nm. Thereafter, the tantalum-tungsten film 12 is patterned by photolithography and etching as shown in FIG. By performing this step, lower electrode 13 composed of a laminated film of polycrystalline silicon film 11 and tantalum / tungsten film 12 is formed.

【0057】次に、700℃程度の温度で、30分程度
の熱処理を行なう。この熱処理時の雰囲気は、例えば、
30%程度の水蒸気と水素の混合気体であり、圧力は1
気圧程度である。この熱処理工程では、前記水蒸気と水
素ガスとの分圧が重要であり、特に、全圧を規定する必
要はない。この熱処理を行なうことにより、前記タンタ
ル・タングステン膜12中に含まれているタンタルが酸
化され、このタンタル・タングステン膜12の表面に、
図4に示すように、酸化タンタル膜14が形成される。
つまり、タンタル・タングステン膜12中のタングステ
ンは酸化されず、タンタルのみが酸化される。なお、こ
のタンタル・タングステン膜12中のタンタルを選択的
に酸化することにより、一部の酸化タンタルがタンタル
・タングステン膜12の表面に析出すると共に、残部の
酸化タンタルはタンタル・タングステン膜12中に残存
するため、タンタル・タングステン膜12は、タングス
テンと酸化タンタルで構成されるようになる。この熱処
理で形成された酸化タンタル膜14は、容量素子Cの電
荷蓄積用絶縁膜14を構成する。この酸化タンタル膜1
4の形成時には、水蒸気が酸化剤、水素ガスが還元剤に
なる。ここで、前記の選択的な酸化は、水蒸気と水素と
の分圧比が、図5(電荷蓄積用絶縁膜形成時の水蒸気と
水素の分圧比を示す図)に示す曲線A,Bで囲まれた領
域内で可能である。曲線Aより分圧比が大きい領域で
は、タンタル、タングステン共に酸化され、酸化タンタ
ルと酸化タングステンが同時に形成される。曲線Bより
分圧比が小さい領域では、タンタルもタングステンも酸
化されない。つまり、曲線A,Bで囲まれた領域内で
は、タンタルのみが選択的に酸化され、タングステンは
酸化されず、酸化タンタルとタングステンが形成され
る。更に、同図5の斜線を施した領域では、酸化タンタ
ル膜の選択酸化をより効果的に行なうことができる。な
お、同図5に示す条件は、全圧が1気圧の場合である
が、前述したように、全圧は、特に、規定される必要は
ない。図5において、斜線部分の熱処理温度は、450
℃から850℃である。この範囲は、酸化速度の制御性
で特定されている。つまり、高温になり過ぎると、酸化
速度が速く膜厚の制御が難しい。また、低温だと酸化速
度が遅く、スループットが悪い。更に、分圧比は、水蒸
気と水素の流量制御が容易な範囲として、下限の−3を
設定した。
Next, a heat treatment is performed at a temperature of about 700 ° C. for about 30 minutes. The atmosphere during this heat treatment is, for example,
It is a gas mixture of about 30% steam and hydrogen, and the pressure is 1
It is about atmospheric pressure. In this heat treatment step, the partial pressure between the water vapor and the hydrogen gas is important, and it is not particularly necessary to define the total pressure. By performing this heat treatment, the tantalum contained in the tantalum-tungsten film 12 is oxidized, and the surface of the tantalum-tungsten film 12
As shown in FIG. 4, a tantalum oxide film 14 is formed.
That is, the tungsten in the tantalum-tungsten film 12 is not oxidized, and only the tantalum is oxidized. By selectively oxidizing the tantalum in the tantalum-tungsten film 12, a part of the tantalum oxide is deposited on the surface of the tantalum-tungsten film 12, and the remaining tantalum oxide remains in the tantalum-tungsten film 12. Since it remains, the tantalum-tungsten film 12 is composed of tungsten and tantalum oxide. The tantalum oxide film 14 formed by this heat treatment constitutes the charge storage insulating film 14 of the capacitor C. This tantalum oxide film 1
In the formation of 4, steam becomes an oxidizing agent and hydrogen gas becomes a reducing agent. Here, in the selective oxidation, the partial pressure ratio between water vapor and hydrogen is surrounded by curves A and B shown in FIG. 5 (a diagram showing the partial pressure ratio between water vapor and hydrogen when the charge storage insulating film is formed). It is possible within the area. In the region where the partial pressure ratio is larger than the curve A, both tantalum and tungsten are oxidized, and tantalum oxide and tungsten oxide are simultaneously formed. In a region where the partial pressure ratio is smaller than the curve B, neither tantalum nor tungsten is oxidized. In other words, in the region surrounded by the curves A and B, only tantalum is selectively oxidized, and tungsten is not oxidized, and tantalum oxide and tungsten are formed. Further, in the shaded region of FIG. 5, selective oxidation of the tantalum oxide film can be performed more effectively. The condition shown in FIG. 5 is a case where the total pressure is 1 atm. However, as described above, the total pressure does not need to be particularly defined. In FIG. 5, the heat treatment temperature of the hatched portion is 450
° C to 850 ° C. This range is specified by the controllability of the oxidation rate. That is, if the temperature is too high, the oxidation rate is high and it is difficult to control the film thickness. In addition, if the temperature is low, the oxidation rate is low, and the throughput is poor. Further, the lower limit of the partial pressure ratio was set to -3 as a range in which the flow rates of steam and hydrogen could be easily controlled.

【0058】また、タンタル・タングステン膜12とn
型半導体領域7の主面の間には、前記多結晶珪素膜11
が介在しているので、酸化タンタル膜14を形成するた
めの酸化工程において、タンタル・タングステン膜12
から多結晶珪素膜11を通してタングステンまたはタン
タルが侵入してn型半導体領域7の主面部に転移が発生
することを低減できる。
The tantalum / tungsten film 12 and n
The polycrystalline silicon film 11 is provided between main surfaces of the type semiconductor region 7.
In the oxidation step for forming the tantalum oxide film 14, the tantalum-tungsten film 12
Thus, it is possible to reduce the occurrence of dislocation of tungsten or tantalum through the polycrystalline silicon film 11 and the occurrence of dislocation in the main surface of the n-type semiconductor region 7.

【0059】次に、前記電荷蓄積用絶縁膜14上に、例
えば、スパッタリング法で、100nm程度の膜厚でタン
グステン膜を形成する。この後、このタングステン膜を
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術でパターン
ニングし、容量素子Cの上部電極15を形成する。
Next, a tungsten film having a thickness of about 100 nm is formed on the charge storage insulating film 14 by, for example, a sputtering method. Thereafter, the tungsten film is patterned by photolithography and etching to form the upper electrode 15 of the capacitor C.

【0060】次に、前記上部電極15上に、酸化珪素
膜、BPSG膜の夫々を順次形成し、層間絶縁膜17を
形成する。この後、この層間絶縁膜17を構成するBP
SG膜には、リフロー処理が施される。
Next, a silicon oxide film and a BPSG film are sequentially formed on the upper electrode 15, and an interlayer insulating film 17 is formed. Thereafter, the BP constituting the interlayer insulating film 17 is formed.
The SG film is subjected to a reflow process.

【0061】次に、前記層間絶縁膜17にデータ線(1
8)を接続する接続孔を形成する。この後、タングステ
ン膜を形成し、このタングステン膜をフォトリソグラフ
ィ技術及びエッチング技術でパターンニングし、前記図
1に示すように、データ線18を形成する。この後、図
示しない表面保護膜を形成することにより、本実施例1
の半導体装置は完成する。
Next, a data line (1) is formed on the interlayer insulating film 17.
8) Forming a connection hole for connection. Thereafter, a tungsten film is formed, and the tungsten film is patterned by a photolithography technique and an etching technique to form a data line 18 as shown in FIG. Thereafter, by forming a surface protection film (not shown), the first embodiment is formed.
Is completed.

【0062】以上、説明したように、本実施例1の製造
方法によれば、タンタルとタングステンからなるタンタ
ル・タングステン膜12から、電荷蓄積用絶縁膜14を
構成する酸化タンタル膜を選択的に形成したことによ
り、前記タンタル・タングステン膜12がバリア層とし
て機能するので、下部電極13を構成する多結晶珪素膜
11と電荷蓄積用絶縁膜14を構成する酸化タンタル膜
との間で還元反応は起こらない。従って、多結晶珪素膜
11上に酸化珪素膜を形成する必要はないので、酸化タ
ンタル膜の単層膜で電荷蓄積用絶縁膜14を形成するこ
とができる。
As described above, according to the manufacturing method of the first embodiment, the tantalum oxide film forming the charge storage insulating film 14 is selectively formed from the tantalum-tungsten film 12 made of tantalum and tungsten. As a result, the tantalum-tungsten film 12 functions as a barrier layer, so that a reduction reaction occurs between the polycrystalline silicon film 11 forming the lower electrode 13 and the tantalum oxide film forming the charge storage insulating film 14. Absent. Therefore, since it is not necessary to form a silicon oxide film on the polycrystalline silicon film 11, the charge storage insulating film 14 can be formed of a single layer of a tantalum oxide film.

【0063】また、前記タンタル・タングステン膜12
と酸化タンタル膜との界面には、珪素は存在しないの
で、タンタル・タングステン膜12と酸化タンタル膜と
の界面に酸化珪素膜が形成されることはない。従って、
電荷蓄積用絶縁膜14を酸化タンタル膜の単層膜で形成
することができる。
The tantalum / tungsten film 12
Since silicon does not exist at the interface between the tantalum oxide film and the tantalum oxide film, no silicon oxide film is formed at the interface between the tantalum / tungsten film 12 and the tantalum oxide film. Therefore,
The charge storage insulating film 14 can be formed of a single-layer tantalum oxide film.

【0064】また、タンタル・タングステン膜12中の
タンタルを選択的に酸化した場合、酸化タンタル膜がタ
ンタル・タングステン膜12の表面に析出する。この析
出した酸化タンタル膜は、一定の膜厚で成長が止まる。
この現象は、一種の粒界偏析のようなものと考えられ
る。従って、タンタル・タングステン膜12を十分に酸
化しても、酸化タンタル膜のみが選択的に形成される。
When the tantalum in the tantalum / tungsten film 12 is selectively oxidized, the tantalum oxide film is deposited on the surface of the tantalum / tungsten film 12. This deposited tantalum oxide film stops growing at a certain thickness.
This phenomenon is considered to be a kind of grain boundary segregation. Therefore, even if the tantalum-tungsten film 12 is sufficiently oxidized, only the tantalum oxide film is selectively formed.

【0065】このように、電荷蓄積用絶縁膜14を酸化
タンタル膜の単層膜で構成することができるので、酸化
珪素膜の単層膜或いは酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層膜
または酸化珪素膜と酸化タンタル膜の積層膜で電荷蓄積
用絶縁膜14を構成した場合よりも、電荷蓄積用絶縁膜
14の誘電率は大きくなる。これにより、半導体装置の
製造方法において、高誘電率の誘電体膜を形成できる。
従って、電荷蓄積用絶縁膜14の単位面積当たりの蓄積
電荷量は大きくなるので、容量素子Cの寸法を縮小し、
半導体装置の高集積化を図ることができる。
As described above, since the charge storage insulating film 14 can be constituted by a single layer film of a tantalum oxide film, a single layer film of a silicon oxide film, a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, or a silicon oxide film The dielectric constant of the charge storage insulating film 14 is higher than that in the case where the charge storage insulating film 14 is formed of a laminated film of a film and a tantalum oxide film. Thereby, in the method of manufacturing a semiconductor device, a dielectric film having a high dielectric constant can be formed.
Accordingly, the amount of charge stored per unit area of the charge storage insulating film 14 increases, so that the size of the capacitive element C is reduced.
High integration of the semiconductor device can be achieved.

【0066】なお、本実施例1では、酸化タンタル膜を
タンタル・タングステン膜12から形成した例を示した
が、タンタルを含むモリブデン膜(タンタル・モリブデ
ン膜)から酸化タンタル膜を形成することもできる。こ
の場合には、酸化タンタル膜を形成する選択的な酸化
は、水蒸気と水素との分圧比が、図6(電荷蓄積用絶縁
膜形成時の水蒸気と水素と分圧比を示す図)に示す曲線
C,Dで囲まれた領域内で可能である。曲線Cより分圧
比が大きい領域では、タンタル、モリブデン共に酸化さ
れ、酸化タンタルと酸化モリブデンが同時に形成され
る。曲線Dより分圧比が小さい領域では、タンタルもモ
リブデンも酸化されない。つまり、曲線C,Dで囲まれ
た領域内では、タンタルのみが選択的に酸化され、モリ
ブデンは酸化されず、酸化タンタルとモリブデンが形成
される。更に、同図6の斜線を施した領域では、酸化タ
ンタル膜の選択酸化をより効果的に行なうことができ
る。なお、同図6に示す条件は、全圧が1気圧の場合で
あるが、前述したように、全圧は、特に、規定される必
要はない。図6において、斜線部分の熱処理温度は、4
50℃から850℃である。この範囲は、酸化速度の制
御性で特定されている。つまり、高温になり過ぎると、
酸化速度が速く、膜厚の制御が難しい。また、低温だと
酸化速度が遅く、スループットが悪い。更に、分圧比
は、水蒸気と水素の流量制御が容易な範囲として、上限
を3、下限を−3に設定した。
In the first embodiment, the example in which the tantalum oxide film is formed from the tantalum / tungsten film 12 is shown, but the tantalum oxide film may be formed from a molybdenum film containing tantalum (tantalum / molybdenum film). . In this case, in the selective oxidation for forming the tantalum oxide film, the partial pressure ratio between water vapor and hydrogen is a curve shown in FIG. 6 (a diagram showing the partial pressure ratio between water vapor and hydrogen when forming the charge storage insulating film). This is possible within a region surrounded by C and D. In the region where the partial pressure ratio is larger than the curve C, both tantalum and molybdenum are oxidized, and tantalum oxide and molybdenum oxide are simultaneously formed. In the region where the partial pressure ratio is smaller than the curve D, neither tantalum nor molybdenum is oxidized. That is, in the region surrounded by the curves C and D, only tantalum is selectively oxidized, and molybdenum is not oxidized, and tantalum oxide and molybdenum are formed. Further, in the shaded region in FIG. 6, the selective oxidation of the tantalum oxide film can be performed more effectively. The condition shown in FIG. 6 is a case where the total pressure is 1 atm. However, as described above, the total pressure does not need to be particularly defined. In FIG. 6, the heat treatment temperature of the hatched portion is 4
50 ° C to 850 ° C. This range is specified by the controllability of the oxidation rate. In other words, if it gets too hot,
Oxidation rate is fast and it is difficult to control film thickness. In addition, if the temperature is low, the oxidation rate is low, and the throughput is poor. Further, the upper limit of the partial pressure ratio was set to 3 and the lower limit was set to -3 so that the flow rates of steam and hydrogen could be easily controlled.

【0067】なお、前記タンタル・タングステン膜12
中のタンタルは、酸化剤に対するストッパとして機能す
る。従って、酸化剤が多結晶珪素膜11に達し、タンタ
ル・タングステン膜12と多結晶珪素膜11との界面に
酸化珪素膜が形成されて、導通不良が発生することを低
減できる。
The tantalum / tungsten film 12
The tantalum inside functions as a stopper for the oxidizing agent. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the oxidizing agent reaches the polycrystalline silicon film 11 and the silicon oxide film is formed at the interface between the tantalum / tungsten film 12 and the polycrystalline silicon film 11 to cause poor conduction.

【0068】また、タンタル・タングステン膜12中の
タンタルの含有量は、酸化で形成される酸化タンタル膜
の膜厚が確保でき、かつ、酸化剤のストッパとして機能
する程度であれば良い。
Further, the content of tantalum in the tantalum-tungsten film 12 may be such that the thickness of the tantalum oxide film formed by oxidation can be secured and the tantalum oxide film functions as a stopper for the oxidizing agent.

【0069】〔実施例2〕次に、本発明の実施例2の半
導体装置の製造方法を説明する。
Embodiment 2 Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

【0070】本実施例2の半導体装置の製造方法は、前
記実施例1の半導体装置の製造方法において、前記タン
タル・タングステン膜12上に、例えばCVD法で酸化
タンタル膜14を形成し、この後、この酸化タンタル膜
14を実施例1で示した条件で酸化するものである。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment is different from the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment in that a tantalum oxide film 14 is formed on the tantalum-tungsten film 12 by, for example, a CVD method. The tantalum oxide film 14 is oxidized under the conditions described in the first embodiment.

【0071】前記タンタル・タングステン膜12に換え
て、タンタル膜を形成し、このタンタル膜上に酸化タン
タル膜14を形成した場合には、酸化工程で形成される
酸化タンタル膜の膜厚の制御が難しい。また、前記タン
タル・タングステン膜12に換えてタングステン膜を形
成し、このタングステン膜上に酸化タンタル膜14を形
成後、酸化した場合には、酸化タンタル膜14とタング
ステン膜との界面には、金属酸化物は形成されない。そ
こで、本実施例2の製造方法では、前述のように、酸化
工程で酸化される金属であるタンタルを含有するタンタ
ル・タングステン膜12を形成し、このタンタル・タン
グステン膜12上に酸化タンタル膜14を形成し、酸化
を行なっている。
When a tantalum film is formed in place of the tantalum / tungsten film 12 and a tantalum oxide film 14 is formed on the tantalum film, the thickness of the tantalum oxide film formed in the oxidation step is controlled. difficult. When a tungsten film is formed in place of the tantalum / tungsten film 12 and a tantalum oxide film 14 is formed on the tungsten film and then oxidized, a metal interface is formed between the tantalum oxide film 14 and the tungsten film. No oxide is formed. Thus, in the manufacturing method of the second embodiment, as described above, the tantalum-tungsten film 12 containing tantalum, which is a metal oxidized in the oxidation step, is formed, and the tantalum oxide film 14 is formed on the tantalum-tungsten film 12. Is formed and oxidation is performed.

【0072】前記酸化タンタル膜14は、例えば、42
0℃程度の温度、79.99Pa程度の圧力で、500sc
cm(tandard ubic entimeter per inute:
気体標準状態の流量)程度の酸素及び500sccm程度の
窒素をキャリアガスとし、ペンタエトキシタンタル(T
a(OC255)をバブル化することにより形成され
る。この酸化タンタル膜14は、前記実施例1と同様
に、例えば、18乃至24nm程度またはこれ以下の膜厚
で形成される。
The tantalum oxide film 14 is made of, for example, 42
At a temperature of about 0 ° C. and a pressure of about 79.99 Pa, 500 sc
cm (S tandard C ubic C entimeter per M inute:
Oxygen of about gas flow rate and nitrogen of about 500 sccm are used as carrier gas, and pentaethoxy tantalum (T
It is formed by bubbling a (OC 2 H 5 ) 5 ). This tantalum oxide film 14 is formed to a thickness of, for example, about 18 to 24 nm or less, similarly to the first embodiment.

【0073】以上、説明したように、本実施例2の半導
体装置の製造方法によれば、前記タンタル・タングステ
ン膜12上に堆積した酸化タンタル膜14の膜厚にばら
つきがある場合にも、酸化を行なうことにより、酸化タ
ンタル膜14の膜厚が薄い領域(ウィークスポット)に
おいて、下地のタンタル・タングステン膜12中のタン
タルが酸化され酸化タンタル膜が、タンタル・タングス
テン膜12の表面に析出する。この際、タンタル・タン
グステン膜12と酸化タンタル膜14との界面で消費さ
れる量のタンタルが、タンタル・タングステン膜12中
から拡散してタンタル・タングステン膜12と酸化タン
タル膜14との界面に拡散してくるので、形成される酸
化タングステン膜14の膜厚の制御を容易に行なうこと
ができる。この酸化で形成された酸化タンタル膜によっ
て、膜厚が薄い領域の酸化タンタル膜14の膜厚は厚く
なる。更に、前記タンタル・タングステン膜12の表面
に析出する酸化タンタル膜は、一定の膜厚で成長が止ま
る。従って、タンタル・タングステン膜12上に形成さ
れた酸化タンタル膜14を十分に酸化でき、酸化タンタ
ル膜14の膜厚のばらつきを低減することができる。こ
れにより、電荷蓄積用絶縁膜の絶縁耐圧は向上されるの
で、半導体装置の信頼性を向上することができる。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the second embodiment, even if the thickness of the tantalum oxide film 14 deposited on the Is performed, in the region (weak spot) where the thickness of the tantalum oxide film 14 is small, the tantalum in the underlying tantalum / tungsten film 12 is oxidized and the tantalum oxide film is deposited on the surface of the tantalum / tungsten film 12. At this time, the amount of tantalum consumed at the interface between the tantalum-tungsten film 12 and the tantalum oxide film 14 diffuses from the tantalum-tungsten film 12 to the interface between the tantalum-tungsten film 12 and the tantalum oxide film 14. Therefore, the thickness of the formed tungsten oxide film 14 can be easily controlled. Due to the tantalum oxide film formed by this oxidation, the thickness of the tantalum oxide film 14 in the region where the film thickness is small is increased. Further, the tantalum oxide film deposited on the surface of the tantalum / tungsten film 12 stops growing at a constant thickness. Accordingly, the tantalum oxide film 14 formed on the tantalum / tungsten film 12 can be sufficiently oxidized, and the thickness variation of the tantalum oxide film 14 can be reduced. Accordingly, the withstand voltage of the charge storage insulating film is improved, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0074】なお、本実施例2のタンタル・タングステ
ン膜12の代わりに、前記実施例1で説明したタンタル
・モリブデン膜を用いることもできる。その場合の酸化
条件も、前記実施例1で説明したものと同様である。
The tantalum-tungsten film 12 described in the first embodiment can be used instead of the tantalum-tungsten film 12 in the second embodiment. The oxidation conditions in that case are the same as those described in the first embodiment.

【0075】〔実施例3〕次に、本発明の実施例3の半
導体装置の構成を、図7(要部断面図)を用いて説明す
る。図7に示すように、本実施例3の半導体装置は、前
記実施例1と同様に、選択用MISFETQsとスタッ
クト構造の容量素子Cを直列接続したメモリセルを有す
るDRAMである。このメモリセルは、1bitの情報を
記憶する。なお、同図7では、周辺回路は図示せず、ま
た、説明も省略する。
Third Embodiment Next, the structure of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the semiconductor device of the third embodiment is a DRAM having a memory cell in which a selection MISFET Qs and a capacitor C having a stacked structure are connected in series, as in the first embodiment. This memory cell stores 1-bit information. In FIG. 7, peripheral circuits are not shown, and description thereof is omitted.

【0076】前記半導体装置は、p-型半導体基板50
で構成されている。このp-型半導体基板50は、例え
ば、単結晶珪素で構成されている。
The semiconductor device comprises a p-type semiconductor substrate 50
It is composed of The p − type semiconductor substrate 50 is made of, for example, single crystal silicon.

【0077】前記選択用MISFETQsは、同図7に
示すように、素子分離領域で周囲を規定され囲まれた活
性領域内において、p型半導体領域55の主面に構成さ
れる。この選択用MISFETQsは、チャネル形成領
域(p型半導体領域55)、ゲート絶縁膜57、ゲート
電極58、ソース領域及びドレイン領域として使用され
る一対のn型半導体領域61を主体に構成される。
As shown in FIG. 7, the selection MISFET Qs is formed on the main surface of the p-type semiconductor region 55 in the active region defined and surrounded by the element isolation region. The selection MISFET Qs mainly includes a channel formation region (p-type semiconductor region 55), a gate insulating film 57, a gate electrode 58, and a pair of n-type semiconductor regions 61 used as a source region and a drain region.

【0078】前記素子分離領域は、素子間分離絶縁膜
(フィールド絶縁膜)54及びこの素子間分離絶縁膜5
4下のp+型半導体領域(p型チャネルストッパ領域に
相当する)53を主体に構成される。
The element isolation region includes an element isolation insulating film (field insulating film) 54 and an element isolation insulating film 5.
The semiconductor device is mainly constituted by a p + -type semiconductor region 53 (corresponding to a p-type channel stopper region) 53 below the semiconductor device.

【0079】この素子分離領域として使用されるp+型
半導体領域53、前記選択用MISFETQsのチャネ
ル形成領域として使用されるp型半導体領域55の夫々
は、p-型ウェル領域51の主面部に設けられている。
このp-型ウェル領域51は、前記p-型半導体基板50
の主面部に設けられている。前記p型半導体領域55
は、特にメモリセルが配置される領域において、p-型
ウェル領域51、p-型半導体基板50のいずれかに入
射されたα線で発生する少数キャリアに対するポテンシ
ャルバリアを構成する。
The p + -type semiconductor region 53 used as the element isolation region and the p-type semiconductor region 55 used as the channel formation region of the selection MISFET Qs are provided on the main surface of the p − -type well region 51. Have been.
This p − type well region 51 is formed by the p − type semiconductor substrate 50.
Is provided on the main surface of the main body. The p-type semiconductor region 55
Constitutes a potential barrier for minority carriers generated by α-rays incident on either the p − -type well region 51 or the p − -type semiconductor substrate 50, particularly in a region where the memory cell is arranged.

【0080】前記選択用MISFETQsのゲート絶縁
膜57は、前記p型半導体領域55の主面に設けられて
いる。このゲート絶縁膜57は、例えば、酸化珪素膜で
構成されている。
The gate insulating film 57 of the selection MISFET Qs is provided on the main surface of the p-type semiconductor region 55. The gate insulating film 57 is made of, for example, a silicon oxide film.

【0081】前記ゲート電極58は、前記ゲート絶縁膜
57上に設けられている。このゲート電極58は、例え
ば多結晶珪素膜で構成されている。この多結晶珪素膜
は、製造プロセスにおける第1層目のゲート材形成工程
で形成される。この多結晶珪素膜は、CVD法で堆積さ
れる。また、この多結晶珪素膜には、その堆積中若しく
はその堆積後に、抵抗値を低減する不純物例えばn型不
純物が導入される。このゲート電極58は、そのゲート
幅方向において、ワード線(WL)58に一体に構成さ
れ電気的に接続される(つまり、同一導電層で形成され
る)。また、選択用MISFETQsの動作速度を速く
する目的で、前記ゲート電極58を、高融点金属膜、高
融点金属珪化膜のいずれかの単層膜、若しくは多結晶珪
素膜上に高融点金属膜、高融点金属珪化膜のいずれかを
積層した積層膜で形成してもよい。
The gate electrode 58 is provided on the gate insulating film 57. This gate electrode 58 is made of, for example, a polycrystalline silicon film. This polycrystalline silicon film is formed in a gate material forming step of a first layer in a manufacturing process. This polycrystalline silicon film is deposited by a CVD method. Further, an impurity for reducing the resistance value, for example, an n-type impurity is introduced into the polycrystalline silicon film during or after the deposition. The gate electrode 58 is formed integrally with and electrically connected to the word line (WL) 58 in the gate width direction (that is, formed of the same conductive layer). Further, in order to increase the operation speed of the selection MISFET Qs, the gate electrode 58 is formed by forming a single-layer film of a refractory metal film or a refractory metal silicide film, or a refractory metal film on a polycrystalline silicon film; It may be formed of a laminated film in which any one of the refractory metal silicide films is laminated.

【0082】前記ゲート電極58の上面上には、絶縁膜
59が設けられている。また、このゲート電極58の側
面(側壁)には絶縁性のサイドウォールスペーサ(側壁
絶縁膜)62が設けられている。同様に、ワード線58
の上面上には絶縁膜59、側面にはサイドウォールスペ
ーサ62の夫々が設けられている。これらの絶縁膜5
9、サイドウォールスペーサ62は、いずれも、ゲート
電極58の一部分若しくはワード線58の一部分の表面
を被覆する絶縁膜として設けられている。これらの絶縁
膜59及びサイドウォールスペーサ62は、ゲート電極
58の全体(上面及び側面)若しくはワード線58の全
体の表面を被覆する絶縁膜を構成する。これらの絶縁膜
59、サイドウォールスペーサ62は、いずれも、ゲー
ト電極58若しくはワード線58に対して自己整合で形
成される。これらの絶縁膜59、サイドウォールスペー
サ62の夫々は、例えば、CVD法で堆積した酸化珪素
膜で構成されている。
On the upper surface of the gate electrode 58, an insulating film 59 is provided. In addition, an insulating sidewall spacer (sidewall insulating film) 62 is provided on a side surface (sidewall) of the gate electrode 58. Similarly, word line 58
An insulating film 59 is provided on the upper surface, and a sidewall spacer 62 is provided on the side surface. These insulating films 5
9. Each of the side wall spacers 62 is provided as an insulating film covering the surface of a part of the gate electrode 58 or a part of the word line 58. The insulating film 59 and the sidewall spacers 62 form an insulating film that covers the entire gate electrode 58 (upper surface and side surface) or the entire surface of the word line 58. Both the insulating film 59 and the sidewall spacer 62 are formed in self-alignment with the gate electrode 58 or the word line 58. Each of the insulating film 59 and the sidewall spacers 62 is composed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method.

【0083】前記ソース領域、ドレイン領域のいずれか
として使用されるn型半導体領域61は、前記p型半導
体領域55の主面部に設けられている。このn型半導体
領域61は、前記ゲート電極58の側部に対して自己整
合で形成される。このn型半導体領域61は、図示して
いない周辺回路のnチャネルMISFETQnのソース
領域若しくはドレイン領域を構成する低い不純物濃度の
n型半導体領域と同一の製造工程において形成される
(同一導電層に相当する)。前記nチャネルMISFE
TQnは、LDD構造が採用され、低い不純物濃度のn
型半導体領域は、nチャネルMISFETQnのLDD
部として使用される。従って、選択用MISFETQs
は、低い不純物濃度のn型半導体領域61で少なくとも
ドレイン領域が構成されるので、実質的にLDD構造と
なる。
The n-type semiconductor region 61 used as either the source region or the drain region is provided on the main surface of the p-type semiconductor region 55. The n-type semiconductor region 61 is formed in a self-alignment with the side of the gate electrode 58. The n-type semiconductor region 61 is formed in the same manufacturing process as the low impurity concentration n-type semiconductor region constituting the source or drain region of the n-channel MISFET Qn of the peripheral circuit (not shown) (corresponding to the same conductive layer). Do). The n-channel MISFE
TQn employs an LDD structure and has a low impurity concentration of n.
Semiconductor region is the LDD of the n-channel MISFET Qn.
Used as a part. Therefore, the selection MISFET Qs
Since at least the drain region is composed of the n-type semiconductor region 61 having a low impurity concentration, the semiconductor device substantially has an LDD structure.

【0084】なお、図7では図示しないが、選択用MI
SFETQsのソース領域、ドレイン領域のいずれかに
は、容量素子Cの下部電極を構成する多結晶珪素膜66
からn型不純物が拡散される。この結果、低い不純物濃
度のn型半導体領域61及び拡散された高い不純物濃度
のn+型半導体領域が形成される。
Although not shown in FIG. 7, the selection MI
Either the source region or the drain region of the SFET Qs is provided with a polycrystalline silicon film 66 constituting a lower electrode of the capacitive element C.
Diffuses n-type impurities. As a result, an n-type semiconductor region 61 having a low impurity concentration and a diffused n + -type semiconductor region having a high impurity concentration are formed.

【0085】前記容量素子Cは、同図7に示すように、
選択用MISFETQsの上部において、下部電極、電
荷蓄積用絶縁膜69、上部電極70の夫々を順次積層し
た所謂スタックト構造で構成されている。
As shown in FIG. 7, the capacitive element C
Above the selection MISFET Qs, a so-called stacked structure is formed in which a lower electrode, a charge storage insulating film 69 and an upper electrode 70 are sequentially stacked.

【0086】前記下部電極は、下層側から、多結晶珪素
膜66、窒化チタン膜67、タンタルを含有するタング
ステン膜(タンタル・タングステン膜)68を積層した
積層膜で構成されている。
The lower electrode is composed of a laminated film in which a polycrystalline silicon film 66, a titanium nitride film 67, and a tungsten film containing tantalum (tantalum / tungsten film) 68 are laminated from the lower layer side.

【0087】このように構成される下部電極は、中央部
分が選択用MISFETQsの他方のn型半導体領域6
1に電気的に接続されて、周辺部分が選択用MISFE
TQsのゲート電極58上及びこのゲート電極58に接
続されるワード線58に隣接し延在する他のワード線5
8上に引き伸ばされる。この下部電極は、層間絶縁膜6
4に形成された接続孔を通して、ゲート電極58と他の
ワード線58との間で規定される領域において、他方の
n型半導体領域61に接続されている。この下部電極と
ゲート電極58との間は、少なくともゲート電極58の
表面を被覆する絶縁膜59及びサイドウォールスペーサ
62を介して絶縁されている。前記下部電極は、この絶
縁膜59及びサイドウォールスペーサ62の表面に沿っ
て、ゲート電極58に対して自己整合で他方のn型半導
体領域61に接続される。
The lower electrode thus configured has a central portion at the other n-type semiconductor region 6 of the selection MISFET Qs.
1 and the peripheral portion is a MISFE for selection.
Another word line 5 extending over the TQs gate electrode 58 and adjacent to the word line 58 connected to the gate electrode 58
Stretched on 8. This lower electrode is formed of an interlayer insulating film 6.
In a region defined between the gate electrode 58 and the other word line 58, the connection hole is formed in the region 4 and is connected to the other n-type semiconductor region 61. The lower electrode and the gate electrode 58 are insulated through an insulating film 59 covering at least the surface of the gate electrode 58 and a sidewall spacer 62. The lower electrode is connected to the other n-type semiconductor region 61 along the surface of the insulating film 59 and the side wall spacer 62 in self-alignment with the gate electrode 58.

【0088】前記多結晶珪素膜66の膜厚は、例えば、
200nm程度である。この多結晶珪素膜は、CVD法で
堆積される。この多結晶珪素膜66には、その堆積中若
しくはその堆積後に抵抗値を低減する不純物例えばn型
不純物が導入される。
The thickness of the polycrystalline silicon film 66 is, for example,
It is about 200 nm. This polycrystalline silicon film is deposited by a CVD method. During the deposition or after the deposition, an impurity such as an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film 66.

【0089】前記窒化チタン膜67は、前記多結晶珪素
膜66の表面を覆うように設けられている。この窒化チ
タン膜67の膜厚は、例えば、100乃至200nm程度
である。この窒化チタン膜67は、例えば、スパッタリ
ング法で形成される。この窒化チタン膜67は、後述す
るが、前記多結晶珪素膜66の酸化を低減する耐酸化性
膜として機能する。
The titanium nitride film 67 is provided so as to cover the surface of the polycrystalline silicon film 66. The thickness of the titanium nitride film 67 is, for example, about 100 to 200 nm. This titanium nitride film 67 is formed by, for example, a sputtering method. The titanium nitride film 67 functions as an oxidation resistant film for reducing the oxidation of the polycrystalline silicon film 66, as described later.

【0090】前記タンタル・タングステン膜68のタン
タル含有量は、例えば、50atm%程度である。このタ
ンタル・タングステン膜68は、例えば、合金ターゲッ
トを用いたスパッタリング法で形成される。このタンタ
ル・タングステン膜68の膜厚は、例えば、500nm程
度である。
The tantalum content of the tantalum-tungsten film 68 is, for example, about 50 atm%. The tantalum / tungsten film 68 is formed by, for example, a sputtering method using an alloy target. The thickness of the tantalum / tungsten film 68 is, for example, about 500 nm.

【0091】下部電極は、その側面の周囲を電荷蓄積領
域とし、電荷蓄積量を増加することを目的として、例え
ば積層膜の合計の膜厚として、900nm程度の厚い膜厚
で構成されている。また、下部電極は、ゲート電極58
及び絶縁膜59の合計の膜厚、ワード線58及び絶縁膜
59の合計の膜厚の夫々に相当する段差形状が、中央部
分に形成されるので、この段差形状を利用して高さ方向
に電荷蓄積量を増加することができる。
The lower electrode is formed to have a large thickness of about 900 nm, for example, as a total thickness of the laminated film, for the purpose of increasing the amount of charge storage, with the periphery of the side surface serving as a charge storage region. The lower electrode is a gate electrode 58
And a step shape corresponding to each of the total film thickness of the insulating film 59 and the total film thickness of the word line 58 and the insulating film 59 is formed in the center portion. The charge storage amount can be increased.

【0092】このように構成される下部電極は、メモリ
セルに記憶される情報を蓄積する蓄積ノード領域に相当
し、メモリセル毎に配置され、隣接する他のメモリセル
に対して独立に形成される。
The lower electrode thus configured corresponds to a storage node region for storing information stored in a memory cell, is arranged for each memory cell, and is formed independently of another adjacent memory cell. You.

【0093】前記電荷蓄積用絶縁膜69は、前記タンタ
ル・タングステン膜68の上面及び側面に沿って設けら
れている。この電荷蓄積用絶縁膜69は、例えば酸化タ
ンタル膜で構成されている。酸化タンタル膜の誘電率
は、酸化珪素膜の6倍程度であり、酸化珪素膜や窒化珪
素膜またはこれらの積層膜よりも誘電率が大きい。この
酸化タンタル膜の膜厚は、例えば、18乃至24nm程度
またはこれ以下である。従って、同一蓄積電荷量を確保
するための容量素子Cの寸法を縮小することができるの
で、半導体装置の高集積化を図ることができる。
The charge storage insulating film 69 is provided along the top and side surfaces of the tantalum / tungsten film 68. The charge storage insulating film 69 is made of, for example, a tantalum oxide film. The dielectric constant of a tantalum oxide film is about six times that of a silicon oxide film, and is higher than that of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked film thereof. The thickness of this tantalum oxide film is, for example, about 18 to 24 nm or less. Accordingly, the size of the capacitor C for securing the same amount of accumulated charge can be reduced, so that high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0094】前記上部電極70は、下部電極の上面上及
び側面上に電荷蓄積用絶縁膜69を介して設けられてい
る。この上部電極70は、このメモリセルの容量素子C
及びその周囲に隣接して配置される他のメモリセルの容
量素子Cの上部電極70と一体に構成されかつ電気的に
接続され、メモリセルアレイに配置される複数個のメモ
リセルに共通のプレート電極として構成される。この上
部電極70は、例えば、タングステン膜で構成されてい
る。このタングステン膜は、例えば、スパッタリング法
で形成される。メモリセルでは、少なくとも3層の導電
層が使用されるので、段差形状が大きくなる。そこで、
段差形状を緩和するために、このタングステン膜は、例
えば、100nm程度の薄い膜厚で構成されている。
The upper electrode 70 is provided on the upper and side surfaces of the lower electrode with a charge storage insulating film 69 interposed therebetween. The upper electrode 70 is connected to the capacitive element C of the memory cell.
And a plate electrode formed integrally with and electrically connected to the upper electrode 70 of the capacitive element C of another memory cell arranged adjacent to the periphery thereof and common to a plurality of memory cells arranged in the memory cell array. Is configured as The upper electrode 70 is made of, for example, a tungsten film. This tungsten film is formed, for example, by a sputtering method. Since at least three conductive layers are used in the memory cell, the step shape becomes large. Therefore,
In order to alleviate the step shape, the tungsten film has a small thickness of, for example, about 100 nm.

【0095】このように構成されるメモリセルでは、同
図7に示すように、前記選択用MISFETQsの一方
のn型半導体領域61に、相補性ビット線(BL)75
が電気的に接続されている。この相補性ビット線75
は、層間絶縁膜72の表面上に延在し、この層間絶縁膜
72に形成された接続孔(ビット線コンタクトホール)
を通して、一方のn型半導体領域61に接続されてい
る。
In the memory cell thus configured, as shown in FIG. 7, a complementary bit line (BL) 75 is connected to one n-type semiconductor region 61 of the selection MISFET Qs.
Are electrically connected. This complementary bit line 75
Extends over the surface of the interlayer insulating film 72 and has a connection hole (bit line contact hole) formed in the interlayer insulating film 72.
To one of the n-type semiconductor regions 61.

【0096】前記層間絶縁膜72は、酸化珪素膜及びそ
の上部に積層されたBPSG膜で構成されている。前記
酸化珪素膜は、例えば、CVD法で形成される。前記B
PSG膜は、例えば、CVD法で形成される。
The interlayer insulating film 72 is composed of a silicon oxide film and a BPSG film laminated thereon. The silicon oxide film is formed by, for example, a CVD method. Said B
The PSG film is formed by, for example, a CVD method.

【0097】前記相補性ビット線75は、例えば多結晶
珪素膜73及びその上に積層した高融点金属珪化膜74
の積層膜で構成されている。この多結晶珪素膜73は、
例えばCVD法で堆積される。この多結晶珪素膜73に
は、その堆積中若しくはその堆積後に抵抗値を低減する
不純物例えばn型不純物が導入される。前記高融点金属
珪化膜74は、例えばスパッタリング法若しくはCVD
法で堆積したタングステンシリサイド膜で構成されてい
る。
The complementary bit line 75 is formed, for example, of a polycrystalline silicon film 73 and a refractory metal silicide film 74 laminated thereon.
Are formed. This polycrystalline silicon film 73
For example, it is deposited by a CVD method. During the deposition or after the deposition, an impurity such as an n-type impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film 73. The refractory metal silicide film 74 is formed, for example, by a sputtering method or a CVD method.
It is composed of a tungsten silicide film deposited by the method.

【0098】前記相補性ビット線75上には層間絶縁膜
78を介在させてデータ線(DL)79が設けられてい
る。
A data line (DL) 79 is provided on the complementary bit line 75 with an interlayer insulating film 78 interposed.

【0099】前記層間絶縁膜78は、下層の酸化珪素膜
76及びその上部に積層されたBPSG膜77で構成さ
れる。前記酸化珪素膜76は、例えば、CVD法で堆積
される。前記BPSG膜77は、例えば、CVD法で堆
積される。
The interlayer insulating film 78 is composed of a lower silicon oxide film 76 and a BPSG film 77 laminated thereon. The silicon oxide film 76 is deposited by, for example, a CVD method. The BPSG film 77 is deposited by, for example, a CVD method.

【0100】前記データ線79は、製造プロセスにおけ
る第1層目の配線材形成工程で形成される。このデータ
線79は、例えば高融点金属膜の積層膜で構成されてい
る。下層の高融点金属膜は、例えば、タングステン膜で
構成されている。このタングステン膜は、例えば、スパ
ッタリング法で形成される。上層の高融点金属膜は、例
えば、CVD法で堆積したタングステン膜で構成されて
いる。
The data lines 79 are formed in a first-layer wiring material forming step in the manufacturing process. The data line 79 is formed of, for example, a laminated film of a high melting point metal film. The lower refractory metal film is made of, for example, a tungsten film. This tungsten film is formed, for example, by a sputtering method. The upper refractory metal film is, for example, a tungsten film deposited by a CVD method.

【0101】前記データ線79上には層間絶縁膜80を
介在させてシャント用ワード線(WL)84が設けられ
ている。
A shunt word line (WL) 84 is provided on the data line 79 with an interlayer insulating film 80 interposed.

【0102】前記層間絶縁膜80は、3層の酸化珪素膜
で構成されている。この層間絶縁膜80を構成する下層
の酸化珪素膜は、例えば、TEOS(etra thoxyl
rtho ilane:テトラエトキシルオルソシラン)
ガスを原料とするプラズマCVD法で形成されている。
前記層間絶縁膜80を構成する中層の酸化珪素膜は、例
えば、SOG(pin n lass)膜で構成されてい
る。前記層間絶縁膜80を構成する上層の酸化珪素膜
は、下層の酸化珪素膜と同様に、TEOSガスを原料と
するプラズマCVD法で形成される。
The interlayer insulating film 80 is composed of three silicon oxide films. The lower silicon oxide film constituting the interlayer insulating film 80 is, for example, TEOS (T etra E thoxyl
O rtho S ilane: tetraethoxy Le ortho silane)
It is formed by a plasma CVD method using gas as a raw material.
Silicon oxide film middle constituting the interlayer insulating film 80 is, for example, is composed of SOG (S pin O n G lass ) film. The upper silicon oxide film constituting the interlayer insulating film 80 is formed by a plasma CVD method using TEOS gas as a raw material, similarly to the lower silicon oxide film.

【0103】前記シャント用ワード線84は、製造プロ
セスにおける第2層目の配線材形成工程で形成される。
このシャント用ワード線84は、例えば、例えばチタン
タングステン膜81、アルミニウム合金膜82、チタン
タングステン膜83の夫々を順次積層した3層構造で構
成される。前記チタンタングステン膜81,83は、例
えばスパッタリング法で堆積される。前記アルミニウム
合金膜82は、珪素と銅と含有している。このアルミニ
ウム合金膜82は、例えばスパッタリング法で堆積され
る。
The shunt word line 84 is formed in the wiring material forming step of the second layer in the manufacturing process.
The shunt word line 84 has, for example, a three-layer structure in which a titanium tungsten film 81, an aluminum alloy film 82, and a titanium tungsten film 83 are sequentially stacked. The titanium tungsten films 81 and 83 are deposited by, for example, a sputtering method. The aluminum alloy film 82 contains silicon and copper. This aluminum alloy film 82 is deposited by, for example, a sputtering method.

【0104】前記シャント用ワード線84は、メモリセ
ルアレイ(メモリセルマット)の端部、メモリセルアレ
イ間のいずれかの領域において、下層のワード線58に
接続される。このシャント用ワード線84、ワード線5
8の夫々は、データ線79と同一導電層で形成される中
間導電層、相補性ビット線75と同一導電層で形成され
る中間導電層の夫々を介在して接続される。
The shunt word line 84 is connected to the lower word line 58 at an end of the memory cell array (memory cell mat) or at any region between the memory cell arrays. This shunt word line 84 and word line 5
8 are connected via an intermediate conductive layer formed of the same conductive layer as the data line 79 and an intermediate conductive layer formed of the same conductive layer as the complementary bit line 75, respectively.

【0105】前記シャント用ワード線84上には、最終
保護膜87が設けられている。この最終保護膜22は、
例えば酸化珪素膜85、窒化珪素膜86及び図示しない
樹脂膜の夫々を順次積層した3層構造で構成される。前
記酸化珪素膜85は、低温度で形成可能なTEOSガス
を原料とするプラズマCVD法で堆積される。前記窒化
珪素膜86は、例えば、プラズマCVD法で堆積され
る。前記図示しない樹脂膜は、例えば、回転塗布法で塗
布され硬化されたポリイミド系樹脂膜で構成されてい
る。
On the shunt word line 84, a final protective film 87 is provided. This final protective film 22
For example, it has a three-layer structure in which a silicon oxide film 85, a silicon nitride film 86, and a resin film (not shown) are sequentially laminated. The silicon oxide film 85 is deposited by a plasma CVD method using a TEOS gas that can be formed at a low temperature as a raw material. The silicon nitride film 86 is deposited by, for example, a plasma CVD method. The resin film (not shown) is made of, for example, a polyimide resin film applied and cured by a spin coating method.

【0106】次に、前記半導体装置の製造方法を、図8
乃至図14(前記図7の要部を拡大して、工程毎に示す
要部断面図)を用いて説明する。なお、周辺回路の図及
び説明は省略する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIG.
7 to FIG. 14 (enlarged main portions in FIG. 7 and cross-sectional views of main portions shown for each process). The illustration and description of the peripheral circuit are omitted.

【0107】まず、単結晶珪素からなるp-型半導体基
板50を用意する。この後、このp-型半導体基板50
の主面部にp-型ウェル領域51を形成する。
First, a p − type semiconductor substrate 50 made of single crystal silicon is prepared. Thereafter, the p-type semiconductor substrate 50
A p-type well region 51 is formed in the main surface portion of FIG.

【0108】次に、周知の選択的な熱酸化技術を使用
し、前記p-型ウェル領域51の非活性領域(素子分離
領域)の主面に、素子間分離絶縁膜54を形成する。
Next, an element isolation insulating film 54 is formed on the main surface of the non-active region (element isolation region) of the p − -type well region 51 by using a well-known selective thermal oxidation technique.

【0109】この素子間分離絶縁膜54を形成する工程
とほぼ同一製造工程において、素子間分離絶縁膜54下
であって、前記p-型ウェル領域51の主面部に、p+型
半導体領域53が形成される。このp+型半導体領域5
3は、チャネルストッパ領域を構成し、前記p-型ウェ
ル領域51に比べて若干不純物濃度が高く設定される。
In substantially the same manufacturing process as the step of forming the inter-element isolation insulating film 54, the p + -type semiconductor region 53 Is formed. This p + type semiconductor region 5
Reference numeral 3 denotes a channel stopper region, and the impurity concentration is set slightly higher than that of the p − type well region 51.

【0110】次に、前記p-型ウェル領域51の内部
に、p型半導体領域55を形成する。このp型半導体領
域55は、前記p-型ウェル領域51に比べて若干不純
物濃度が高く形成される。このp型半導体領域55は、
素子間分離絶縁膜54下のp型半導体領域55に比べ
て、p-型ウェル領域51の主面から深い位置に形成さ
れ、ポテンシャルバリアとして形成される。
Next, a p-type semiconductor region 55 is formed inside the p − -type well region 51. The p-type semiconductor region 55 has a slightly higher impurity concentration than the p − -type well region 51. This p-type semiconductor region 55
It is formed at a position deeper than the main surface of the p − -type well region 51 as compared with the p-type semiconductor region 55 below the element isolation insulating film 54 and is formed as a potential barrier.

【0111】次に、前記p-型ウェル領域51の主面部
の活性領域に、MISFETのしきい値電圧調整用の不
純物を導入する。そして、この後、前記p-型ウェル領
域51の活性領域の主面を熱酸化し、ゲート絶縁膜57
を形成する。
Next, an impurity for adjusting the threshold voltage of the MISFET is introduced into the active region on the main surface of the p − -type well region 51. Thereafter, the main surface of the active region of the p − -type well region 51 is thermally oxidized to form a gate insulating film 57.
To form

【0112】次に、前記ゲート絶縁膜57上に、例え
ば、CVD法で多結晶珪素を堆積する。この多結晶珪素
膜は、第1層目のゲート材形成工程で形成される。この
多結晶珪素膜及びこの後の工程で形成される多結晶珪素
膜には、n型不純物例えばPが導入される。この後、こ
の多結晶珪素膜上に、絶縁膜59例えば酸化珪素膜を、
CVD法で堆積する。
Next, polycrystalline silicon is deposited on the gate insulating film 57 by, for example, a CVD method. This polycrystalline silicon film is formed in the first-layer gate material forming step. An n-type impurity, for example, P is introduced into this polycrystalline silicon film and a polycrystalline silicon film formed in a subsequent step. Thereafter, an insulating film 59 such as a silicon oxide film is formed on the polycrystalline silicon film.
It is deposited by a CVD method.

【0113】次に、前記多結晶珪素膜と絶縁膜59の積
層膜を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術で
パターンニングし、ゲート電極58を形成する。このゲ
ート電極58を形成する工程と同一製造工程において、
非活性領域(素子間分離絶縁膜54上)にワード線58
が形成されるとともに、絶縁膜59を形成する工程と同
一製造工程において、ワード線58の上面を被覆する絶
縁膜59が形成される。
Next, the gate electrode 58 is formed by patterning the laminated film of the polycrystalline silicon film and the insulating film 59 by photolithography and etching. In the same manufacturing process as the process of forming the gate electrode 58,
A word line 58 is formed on the inactive region (on the element isolation insulating film 54).
Is formed, and an insulating film 59 covering the upper surface of the word line 58 is formed in the same manufacturing process as the process of forming the insulating film 59.

【0114】次に、前記p型半導体領域55の主面部
に、n型不純物例えばPをイオン打ち込み法で導入し、
選択用MISFETQsのソース領域とドレイン領域を
構成するn型半導体領61を形成する。このn型不純物
の導入に際しては、ゲート電極58及び絶縁膜59(若
しくはそれらをパターンニングする際のフォトレジスト
膜)が不純物導入用マスクの主体として使用される。こ
のn型半導体領域61を形成することにより、実質的
に、選択用MISFETQsは完成する。
Next, an n-type impurity, for example, P is introduced into the main surface of the p-type semiconductor region 55 by ion implantation.
An n-type semiconductor region 61 forming the source region and the drain region of the selection MISFET Qs is formed. When introducing the n-type impurity, the gate electrode 58 and the insulating film 59 (or a photoresist film for patterning them) are used as a main body of an impurity introducing mask. By forming the n-type semiconductor region 61, the selection MISFET Qs is substantially completed.

【0115】次に、選択用MISFETQsのゲート電
極58(ワード線58も含む)及び絶縁膜59の側面
に、図8に示すように、サイドウォールスペーサ62
形成する。このサイドウォールスペーサ62は、例えば
CVD法で酸化珪素膜を堆積し、この堆積した膜厚に相
当する分、酸化珪素膜にRIE等の異方性エッチングを
施すことにより形成される。このサイドウォールスペー
62は、ゲート電極58(及びワード線58)に対し
て自己整合で形成される。また、このサイドウォールス
ペーサ62を形成する工程により、予じめ形成された絶
縁膜59(ゲート電極58、ワード線58の夫々の上面
を被覆する)とともに、ゲート電極58、ワード線58
の表面(上面及び側面)をすべて被覆する絶縁膜が完成
する。
Next, as shown in FIG. 8, sidewall spacers 62 are formed on the side surfaces of the gate electrode 58 (including the word line 58) and the insulating film 59 of the selection MISFET Qs. The sidewall spacer 62 is formed by depositing a silicon oxide film by, for example, a CVD method, and performing anisotropic etching such as RIE on the silicon oxide film by an amount corresponding to the deposited film thickness. This sidewall spacer 62 is formed in a self-alignment manner with respect to the gate electrode 58 (and the word line 58). In addition, by the process of forming the sidewall spacer 62 , the insulating film 59 (which covers the upper surfaces of the gate electrode 58 and the word line 58) formed in advance and the gate electrode 58 and the word line 58 are formed.
The insulating film that covers the entire surface (upper surface and side surface) is completed.

【0116】次に、層間絶縁膜64を形成する。この層
間絶縁膜64は、例えば、CVD法で堆積された酸化珪
素膜で形成され、150乃至250nm程度の膜厚で形成
される。この層間絶縁膜64は、選択用MISFETQ
sの他方のn型半導体領域61と容量素子Cの下部電極
との間を接続する接続孔を形成する目的で形成される。
また、層間絶縁膜64は、選択用MISFETQsのゲ
ート電極58(及びワード線58)と容量素子Cの下部
電極との間の絶縁を目的として形成される。さらに、層
間絶縁膜64は、容量素子Cの電荷蓄積用絶縁膜69、
上部電極70の夫々をパターンニングする際のエッチン
グストッパ層としても使用される。
Next, an interlayer insulating film 64 is formed. The interlayer insulating film 64 is formed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method, and has a thickness of about 150 to 250 nm. This interlayer insulating film 64 is formed of the selection MISFET Q
It is formed for the purpose of forming a connection hole connecting between the other n-type semiconductor region 61 of s and the lower electrode of the capacitor C.
The interlayer insulating film 64 is formed for the purpose of insulating between the gate electrode 58 (and the word line 58) of the selection MISFET Qs and the lower electrode of the capacitor C. Further, the interlayer insulating film 64 is a charge storage insulating film 69 of the capacitor C,
It is also used as an etching stopper layer when patterning each of the upper electrodes 70.

【0117】次に、前記選択用MISFETQsの他方
のn型半導体領域61上の層間絶縁膜64を除去し、こ
の他方のn型半導体領域61の表面を露出させる接続孔
を形成する。この接続孔は、前記選択用MISFETQ
sのゲート電極58上、隣接するメモリセルに接続され
るワード線58上に開口端が重ねて形成される。
Next, the interlayer insulating film 64 on the other n-type semiconductor region 61 of the selection MISFET Qs is removed, and a connection hole exposing the surface of the other n-type semiconductor region 61 is formed. This connection hole is provided in the selection MISFET Q
An opening end is formed on the s gate electrode 58 and on the word line 58 connected to the adjacent memory cell.

【0118】次に、例えば、CVD法で多結晶珪素膜6
6を堆積する。この多結晶珪素膜66は、例えば、20
0nm程度の膜厚で形成される。この後、この多結晶珪素
膜66を、図9に示すように、フォトリソグラフィ技術
及びエッチング技術でパターンニングする。この多結晶
珪素膜66は、前記層間絶縁膜64に形成された接続孔
を通して、選択用MISFETQsの他方のn型半導体
領域61に接続される。
Next, for example, the polycrystalline silicon film 6 is formed by the CVD method.
6 is deposited. This polycrystalline silicon film 66 is, for example, 20
It is formed with a thickness of about 0 nm. Thereafter, as shown in FIG. 9, the polycrystalline silicon film 66 is patterned by a photolithography technique and an etching technique. The polycrystalline silicon film 66 is connected to the other n-type semiconductor region 61 of the selection MISFET Qs through a connection hole formed in the interlayer insulating film 64.

【0119】次に、窒化チタン膜67を例えばスパッタ
リング法で堆積する。この窒化チタン膜67は、例え
ば、100nm程度の膜厚で形成される。この後、この窒
化チタン膜67を、図10に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術及びエッチング技術でパターンニングする。
Next, a titanium nitride film 67 is deposited by, for example, a sputtering method. This titanium nitride film 67 is formed, for example, with a thickness of about 100 nm. Thereafter, as shown in FIG. 10, the titanium nitride film 67 is patterned by photolithography and etching.

【0120】次に、タンタル・タングステン膜68を、
例えば合金ターゲットを用いたスパッタリング法で形成
する。このタンタル・タングステン膜68は、50atm
%程度のタンタルを含有している。このタンタル・タン
グステン膜68は、500nm程度の膜厚で形成される。
この後、このタンタル・タングステン膜68を、図11
に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング
技術でパターンニングする。
Next, a tantalum / tungsten film 68 is formed
For example, it is formed by a sputtering method using an alloy target. This tantalum / tungsten film 68 has a thickness of 50 atm.
% Of tantalum. This tantalum / tungsten film 68 is formed with a thickness of about 500 nm.
Thereafter, this tantalum / tungsten film 68 is
As shown in (1), patterning is performed by a photolithography technique and an etching technique.

【0121】次に、図12に示すように、電荷蓄積用絶
縁膜69を形成する。この電荷蓄積用絶縁膜69は、例
えば、420℃程度の温度、49.99Pa程度の圧力
で、500sccm程度の酸素及び500sccm程度の窒素を
キャリアガスとして、ペンタエトキシタンタルをバブル
化して、酸化タンタル膜を形成することにより形成され
る。この酸化タンタル膜は、前記実施例1と同様に、例
えば、18乃至24nm程度またはこれ以下の膜厚で形成
される。
Next, as shown in FIG. 12, a charge storage insulating film 69 is formed. This charge storage insulating film 69 is formed, for example, by bubbling pentaethoxy tantalum at a temperature of about 420 ° C. and a pressure of about 49.99 Pa using oxygen of about 500 sccm and nitrogen of about 500 sccm as a carrier gas to form a tantalum oxide film. Is formed. This tantalum oxide film is formed with a thickness of, for example, about 18 to 24 nm or less as in the first embodiment.

【0122】次に、700℃程度の温度で、30分程度
の熱処理を行なう。この熱処理時の雰囲気は、例えば、
1気圧、30%程度の水蒸気と水素ガスの混合気体であ
る。この際の分圧は、前記実施例1の図5に示すように
設定すれば良い。この熱処理を行なうことにより、前記
酸化タンタル膜69の膜厚にばらつきがある場合にも、
酸化タンタル膜69の膜厚が薄い領域(ウィークスポッ
ト)において、下地のタンタル・タングステン膜68中
のタンタルが酸化されて、タンタル・タングステン膜6
8の表面に酸化タンタル膜が析出する。この際、タンタ
ル・タングステン膜68と酸化タンタル膜との界面で消
費される量のタンタルが、タンタル・タングステン膜6
8中から拡散して、タンタル・タングステン膜68と酸
化タンタル膜との界面に拡散してくるので、形成される
酸化タンタル膜の膜厚の制御を容易に行なうことができ
る。つまり、タンタル・タングステン膜68の表面に析
出してくる酸化タンタル膜は、一定の膜厚で成長が止ま
る。これらにより、この熱処理で形成された酸化タンタ
ルによって、膜厚が薄い領域の酸化タンタル膜の膜厚は
厚くなるので、酸化タンタル膜の膜厚のばらつきを低減
できる。これにより、電荷蓄積用絶縁膜69の絶縁耐圧
は向上されるので、半導体装置の信頼性を向上できる。
Next, heat treatment is performed at a temperature of about 700 ° C. for about 30 minutes. The atmosphere during this heat treatment is, for example,
It is a mixed gas of water vapor and hydrogen gas at about 1 atm and 30%. The partial pressure at this time may be set as shown in FIG. 5 of the first embodiment. By performing this heat treatment, even if the thickness of the tantalum oxide film 69 varies,
In a region (weak spot) where the thickness of the tantalum oxide film 69 is small, the tantalum in the underlying tantalum / tungsten film 68 is oxidized to form the tantalum / tungsten film 6.
8, a tantalum oxide film is deposited. At this time, the amount of tantalum consumed at the interface between the tantalum / tungsten film 68 and the tantalum oxide film is reduced to the tantalum / tungsten film 6.
8 and diffuses into the interface between the tantalum / tungsten film 68 and the tantalum oxide film, so that the thickness of the formed tantalum oxide film can be easily controlled. That is, the growth of the tantalum oxide film deposited on the surface of the tantalum / tungsten film 68 stops at a constant thickness. As a result, the thickness of the tantalum oxide film in the region with a small thickness is increased by the tantalum oxide formed by this heat treatment, so that variation in the thickness of the tantalum oxide film can be reduced. Thereby, the withstand voltage of the charge storage insulating film 69 is improved, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0123】また、前記タンタル・タングステン膜68
と多結晶珪素膜66との間に形成された窒化チタン膜6
7は、前記酸化タンタル膜堆積後の熱処理工程におい
て、耐酸化性膜として機能する。従って、この熱処理工
程において、前記多結晶珪素膜66の酸化を更に低減で
きる。また、タンタル・タングステン膜68と多結晶珪
素膜66の反応を低減できる。
The tantalum / tungsten film 68
Nitride film 6 formed between silicon and polycrystalline silicon film 66
Reference numeral 7 functions as an oxidation-resistant film in the heat treatment step after the deposition of the tantalum oxide film. Therefore, in this heat treatment step, the oxidation of the polycrystalline silicon film 66 can be further reduced. Further, the reaction between the tantalum / tungsten film 68 and the polycrystalline silicon film 66 can be reduced.

【0124】また、タンタル・タングステン膜68とn
型半導体領域61の主面の間には、前記多結晶珪素膜6
6及び窒化チタン膜67が介在しているので、酸化タン
タル膜堆積後の熱処理工程において、タンタル・タング
ステン膜68から多結晶珪素膜66を通してタングステ
ンまたはタンタルが侵入してn型半導体領域61の主面
部に転位が発生することを低減できる。
The tantalum / tungsten film 68 and n
Between the main surfaces of the type semiconductor region 61, the polycrystalline silicon film 6 is formed.
6 and the titanium nitride film 67, in the heat treatment step after the deposition of the tantalum oxide film, tungsten or tantalum penetrates from the tantalum / tungsten film 68 through the polycrystalline silicon film 66 and the main surface of the n-type semiconductor region 61. Generation of dislocations can be reduced.

【0125】次に、上部電極70を形成する。この上部
電極70は、例えば、スパッタリング法で、タングステ
ン膜を堆積することにより形成される。このタングステ
ン膜は、例えば、100nm程度の膜厚で形成される。こ
の後、このタングステン膜をフォトリソグラフィ技術及
びエッチング技術でパターンニングし、図13に示すよ
うに、容量素子Cの上部電極17を形成する。この上部
電極70を形成する工程により、スタックト構造の容量
素子Cが完成し、この容量素子Cの完成により、メモリ
セルが完成する。
Next, an upper electrode 70 is formed. The upper electrode 70 is formed, for example, by depositing a tungsten film by a sputtering method. This tungsten film is formed, for example, with a thickness of about 100 nm. Thereafter, the tungsten film is patterned by a photolithography technique and an etching technique to form the upper electrode 17 of the capacitor C as shown in FIG. Through the step of forming the upper electrode 70, the capacitive element C having a stacked structure is completed. With the completion of the capacitive element C, a memory cell is completed.

【0126】次に、層間絶縁膜72を形成する。この層
間絶縁膜72は、CVD法で酸化珪素膜を堆積後、CV
D法でBPSG膜を堆積して形成される。上層のBPS
G膜には、その堆積後にリフロー処理が施され、表面が
平担化される。
Next, an interlayer insulating film 72 is formed. The interlayer insulating film 72 is formed by depositing a silicon oxide film by a CVD method and then forming a CV
It is formed by depositing a BPSG film by the D method. Upper BPS
After deposition, the G film is subjected to a reflow treatment to flatten the surface.

【0127】次に、前記層間絶縁膜72に接続孔を形成
する。この接続孔は、選択用MISFETQsの一方の
n型半導体領域61の表面を露出するように形成され
る。この工程で、接続孔形成領域の電荷蓄積用絶縁膜6
9は除去される。
Next, a connection hole is formed in the interlayer insulating film 72. This connection hole is formed so as to expose the surface of one n-type semiconductor region 61 of the selection MISFET Qs. In this step, the charge storage insulating film 6 in the connection hole forming region is formed.
9 is removed.

【0128】次に、前記層間絶縁膜72上に、図14に
示すように、相補性ビット線75を形成する。この相補
性ビット線75は、前記層間絶縁膜72の接続孔を通し
て、メモリセルに接続される。この相補性ビット線75
は、第4層目のゲート材形成工程で形成される。この相
補性ビット線75は、CVD法で多結晶珪素膜73を堆
積後、スパッタリング法またはCVD法でタングステン
膜74を堆積し、この積層膜をフォトリソグラフィ技術
及びエッチング技術でパターニングすることにより形成
される。
Next, a complementary bit line 75 is formed on the interlayer insulating film 72, as shown in FIG. The complementary bit line 75 is connected to a memory cell through a connection hole of the interlayer insulating film 72. This complementary bit line 75
Are formed in a fourth-layer gate material forming step. This complementary bit line 75 is formed by depositing a polycrystalline silicon film 73 by a CVD method, depositing a tungsten film 74 by a sputtering method or a CVD method, and patterning this laminated film by a photolithography technique and an etching technique. You.

【0129】次に、層間絶縁膜78を形成する。この層
間絶縁膜78は、CVD法で酸化珪素膜76を堆積後、
CVD法でBPSG膜77を堆積することにより形成さ
れる。このBPSG膜77には、膜堆積後にリフロー処
理が施される。
Next, an interlayer insulating film 78 is formed. After the silicon oxide film 76 is deposited by the CVD method,
It is formed by depositing a BPSG film 77 by a CVD method. The BPSG film 77 is subjected to a reflow process after the film is deposited.

【0130】次に、前記層間絶縁膜78上に、データ線
79を形成する。このデータ線79は、第1層目の配線
材形成工程で形成される。このデータ線79は、高融点
金属膜の積層膜をフォトリソグラフィ技術及びエッチン
グ技術でパターニングすることにより形成される。前記
高融点金属の積層膜は、例えばスパッタリング法でタン
グステン膜を堆積後、CVD法でタングステン膜を堆積
して形成される。
Next, a data line 79 is formed on the interlayer insulating film 78. The data lines 79 are formed in the first-layer wiring material forming step. The data lines 79 are formed by patterning a laminated film of a high melting point metal film by a photolithography technique and an etching technique. The laminated film of the refractory metal is formed, for example, by depositing a tungsten film by a sputtering method and then depositing a tungsten film by a CVD method.

【0131】次に、層間絶縁膜80を形成する。この層
間絶縁膜80は、3層の酸化珪素膜で形成される。下層
及び上層の酸化珪素膜は、例えば、TEOSガスを原料
とするプラズマCVD法で形成される。中層の酸化珪素
膜は、例えば、SOG膜で形成される。
Next, an interlayer insulating film 80 is formed. This interlayer insulating film 80 is formed of a three-layer silicon oxide film. The lower and upper silicon oxide films are formed, for example, by a plasma CVD method using TEOS gas as a raw material. The middle silicon oxide film is formed of, for example, an SOG film.

【0132】次に、シャント用ワード線84を形成す
る。シャント用ワード線84は、第2層目の配線材形成
工程で形成される。このシャント用ワード線84は、例
えば、スパッタリング法でチタンタングステン膜81、
アルミニウム合金膜82、チタンタングステン膜83の
夫々を堆積後、これらの積層膜をフォトリソグラフィ技
術及びエッチング技術でパターンニングすることにより
形成される。
Next, a shunt word line 84 is formed. The shunt word line 84 is formed in the second-layer wiring material forming step. The shunt word line 84 is formed by, for example, a titanium tungsten film 81 by sputtering.
After depositing each of the aluminum alloy film 82 and the titanium tungsten film 83, the laminated film is patterned by photolithography and etching.

【0133】次に、最終保護膜87を形成することによ
り、前記図7に示す本実施例3の半導体装置は完成す
る。前記最終保護膜87は、例えば、TEOSガスを原
料とするプラズマCVD法で酸化珪素膜85を堆積し、
プラズマCVD法で窒化珪素膜85を堆積し、図示しな
いポリイミド系樹脂膜を塗布、硬化させて形成される。
Next, by forming a final protective film 87, the semiconductor device of the third embodiment shown in FIG. 7 is completed. The final protective film 87 is formed, for example, by depositing a silicon oxide film 85 by a plasma CVD method using TEOS gas as a raw material,
A silicon nitride film 85 is deposited by a plasma CVD method, and a polyimide resin film (not shown) is applied and cured to form the film.

【0134】以上、説明したように、本実施例3の半導
体装置の製造方法によれば、前記実施例1と同様に、酸
化タンタル膜の単層膜で電荷蓄積用絶縁膜69を形成す
ることができるので、電荷蓄積用絶縁膜の誘電率は大き
くなる。これにより、半導体装置の製造方法において、
高誘電率の誘電体膜を形成できる。また、容量素子の寸
法を縮小し、半導体装置の高集積化を図ることができ
る。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the third embodiment, similarly to the first embodiment, the charge storage insulating film 69 is formed of a single layer of a tantalum oxide film. Therefore, the dielectric constant of the charge storage insulating film increases. Thereby, in the method of manufacturing a semiconductor device,
A dielectric film having a high dielectric constant can be formed. In addition, the size of the capacitor can be reduced, and high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0135】また、前記実施例2と同様に、CVD法で
堆積した酸化タンタル膜の膜厚にばらつきがある場合に
も、酸化を行なうことにより、酸化タンタル膜の膜厚が
薄い領域において、下地のタンタル・タングステン膜6
8中のタンタルが酸化されて、タンタル・タングステン
膜68の表面に酸化タンタル膜が析出する。更に、この
析出する酸化タンタル膜は、一定の膜厚で成長が止ま
る。従って、タンタル・タングステン膜68上に堆積さ
れる酸化タンタル膜を十分に酸化でき、酸化タンタル膜
の膜厚のばらつきを、析出した酸化タンタル膜で低減す
ることができる。これにより、電荷蓄積用絶縁膜69の
絶縁耐圧は向上されるので、半導体装置の信頼性を向上
することができる。
As in the case of the second embodiment, even when the thickness of the tantalum oxide film deposited by the CVD method varies, by performing oxidation, the region where the thickness of the tantalum oxide film is thin is reduced. Tantalum and tungsten film 6
8 is oxidized, and a tantalum oxide film is deposited on the surface of the tantalum tungsten film 68. Furthermore, the growth of the deposited tantalum oxide film stops at a constant film thickness. Therefore, the tantalum oxide film deposited on the tantalum / tungsten film 68 can be sufficiently oxidized, and the variation in the thickness of the tantalum oxide film can be reduced by the deposited tantalum oxide film. Thereby, the withstand voltage of the charge storage insulating film 69 is improved, so that the reliability of the semiconductor device can be improved.

【0136】また、前記酸化タンタル膜を堆積後の酸化
工程において、下部電極を構成する多結晶珪素膜66の
酸化を低減できる。また、タンタル・タングステン膜6
8と多結晶珪素膜66との反応を低減できる。
In the oxidation step after depositing the tantalum oxide film, the oxidation of the polycrystalline silicon film 66 constituting the lower electrode can be reduced. Also, a tantalum / tungsten film 6
8 and the polycrystalline silicon film 66 can be reduced.

【0137】なお、本実施例3では、前記耐酸化性膜を
窒化チタン膜67で形成した例を示したが、例えば、チ
タンとタングステンの合金膜で耐酸化性膜を形成するこ
ともできる。耐酸化性膜を、窒化チタン膜67で形成し
た場合には、多結晶珪素膜66の酸化またはタンタル・
タングステン膜68と多結晶珪素膜66との反応を約1
000℃程度の温度に至るまで低減できる。また、耐酸
化性膜をチタンとタングステンの合金膜で形成した場合
には、多結晶珪素膜66の酸化またはタンタル・タング
ステン膜68と多結晶珪素膜66との反応を約700℃
程度の温度に至るまで低減できる。
In the third embodiment, the example in which the oxidation-resistant film is formed of the titanium nitride film 67 is shown. However, for example, the oxidation-resistant film may be formed of an alloy film of titanium and tungsten. When the oxidation-resistant film is formed by the titanium nitride film 67, the oxidation of the polycrystalline silicon film 66 or the
The reaction between the tungsten film 68 and the polycrystalline silicon film 66 is reduced to about 1
It can be reduced to a temperature of about 000 ° C. When the oxidation-resistant film is formed of an alloy film of titanium and tungsten, the oxidation of the polycrystalline silicon film 66 or the reaction between the tantalum / tungsten film 68 and the polycrystalline silicon film 66 is performed at about 700 ° C.
The temperature can be reduced to a certain degree.

【0138】〔実施例4〕本発明の実施例4の半導体装
置の製造方法は、前記実施例3の半導体装置の製造方法
において、前記耐酸化性膜を高融点金属珪化膜で形成す
るものである。以下、その製造方法の一部を、図15乃
至図17(前記図7の要部を拡大し、工程の一部で示す
要部断面図)を用いて説明する。
[Embodiment 4] A method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 4 of the present invention is the same as the method of manufacturing a semiconductor device of Embodiment 3, except that the oxidation resistant film is formed of a high melting point metal silicide film. is there. Hereinafter, a part of the manufacturing method will be described with reference to FIG. 15 to FIG.

【0139】まず、前記図9に示すように、前記多結晶
珪素膜66をパターンニングする工程までを、前記実施
例3と同様に行なう。
First, as shown in FIG. 9, the steps up to the step of patterning the polycrystalline silicon film 66 are performed in the same manner as in the third embodiment.

【0140】次に、図15に示すように、高融点金属膜
90を形成する。この高融点金属膜90は、例えば、ス
パッタリング法で、チタン膜を85nm程度の膜厚で堆積
することにより形成される。この後、600℃程度の温
度で熱処理を施し、前記高融点金属膜90と下地の多結
晶珪素膜66とを反応させる(シリサイド化させる)。
この後、未反応の高融点金属膜90を除去することによ
り、図16に示すように、前記多結晶珪素膜66の表面
に、高融点金属珪化膜(チタンシリサイド膜)91が形
成される。このチタンシリサイド膜91は、前記チタン
膜90の膜厚が85nm程度の場合、200nm程度の膜厚
で形成される。このように、高融点金属膜90をシリサ
イド化して高融点金属珪化膜91を形成することによ
り、この高融点金属珪化膜91は、前記多結晶珪素膜6
6に対して、自己整合で形成される。これにより、容量
素子Cの平面レイアウト面積を更に縮小できるので、半
導体装置を更に高集積化できる。
Next, as shown in FIG. 15, a high melting point metal film 90 is formed. The refractory metal film 90 is formed by, for example, depositing a titanium film to a thickness of about 85 nm by a sputtering method. Thereafter, heat treatment is performed at a temperature of about 600 ° C. to cause the refractory metal film 90 to react with the underlying polycrystalline silicon film 66 (silicidation).
Thereafter, by removing the unreacted refractory metal film 90, a refractory metal silicide film (titanium silicide film) 91 is formed on the surface of the polycrystalline silicon film 66 as shown in FIG. When the thickness of the titanium film 90 is about 85 nm, the titanium silicide film 91 is formed with a thickness of about 200 nm. As described above, the refractory metal silicide film 91 is formed by forming the refractory metal silicide film 91 by silicidation of the refractory metal film 90.
6 is formed in a self-aligned manner. As a result, the planar layout area of the capacitor C can be further reduced, so that the semiconductor device can be further integrated.

【0141】この後、前記タンタル・タングステン膜6
8を形成する工程以後の工程を、前記実施例3と同様に
行なうことにより、本実施例4の半導体装置は完成す
る。
Thereafter, the tantalum / tungsten film 6
The semiconductor device of the fourth embodiment is completed by performing the steps subsequent to the step of forming 8 in the same manner as in the third embodiment.

【0142】なお、本実施例4では、前記耐酸化性膜
を、チタンシリサイド膜で形成した例を示したが、例え
ば、ニッケルシリサイド膜、コバルトシリサイド膜で耐
酸化性膜を形成することもできる。これらの高融点金属
珪化膜の膜厚を200nm程度に形成するためには、ニッ
ケル膜を114nm程度、コバルト膜を56nm程度の膜厚
で形成すれば良い。
In the fourth embodiment, the example in which the oxidation resistant film is formed of a titanium silicide film has been described. However, for example, the oxidation resistant film may be formed of a nickel silicide film or a cobalt silicide film. . In order to form these refractory metal silicide films to a thickness of about 200 nm, a nickel film may be formed to a thickness of about 114 nm and a cobalt film may be formed to a thickness of about 56 nm.

【0143】〔実施例5〕次に、本発明の実施例5の半
導体装置の構成を、図17(要部断面図)を用いて説明
する。なお、図17では、周辺回路の図は省略し、説明
も省略する。
Embodiment 5 Next, the structure of a semiconductor device according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 17, the illustration of the peripheral circuit is omitted, and the description is also omitted.

【0144】図17に示すように、本実施例5の半導体
装置は、細孔(トレンチ)内に形成されたスタックト構
造の容量素子Cと選択用MISFETQsを直列接続し
たメモリセルを有するDRAMである。
As shown in FIG. 17, the semiconductor device of the fifth embodiment is a DRAM having a memory cell in which a stacked capacitive element C formed in a pore (trench) and a MISFET Qs for selection are connected in series. .

【0145】前記半導体装置は、p-型半導体基板10
0で構成されている。このp-型半導体基板100は、
例えば、単結晶珪素で構成されている。
The semiconductor device is a p-type semiconductor substrate 10
0. This p− type semiconductor substrate 100
For example, it is made of single crystal silicon.

【0146】前記選択用MISFETQsは、主に、ゲ
ート絶縁膜112、このゲート絶縁膜112上に設けら
れたゲート電極113、ソース領域とドレイン領域を構
成するn型半導体領域116から構成されている。
The MISFET Qs for selection mainly includes a gate insulating film 112, a gate electrode 113 provided on the gate insulating film 112, and an n-type semiconductor region 116 forming a source region and a drain region.

【0147】前記ゲート絶縁膜112は、前記p-型半
導体基板100の主面に設けられている。このゲート絶
縁膜112は、例えば、酸化珪素膜で構成されている。
The gate insulating film 112 is provided on the main surface of the p − type semiconductor substrate 100. The gate insulating film 112 is made of, for example, a silicon oxide film.

【0148】前記ゲート電極113は、例えば、多結晶
珪素膜で構成されている。このゲート電極113は、ワ
ード線113と一体に構成されている。このゲート電極
113上には、絶縁膜114が設けられている。この絶
縁膜114は、例えば、CVD法で堆積した酸化珪素膜
で構成されている。また、このゲート電極113の側壁
部には、サイドウォールスペーサ118が設けられてい
る。このサイドウォールスペーサ118は、例えば、C
VD法で堆積した酸化珪素膜で構成されている。
The gate electrode 113 is made of, for example, a polycrystalline silicon film. The gate electrode 113 is formed integrally with the word line 113. On the gate electrode 113, an insulating film 114 is provided. The insulating film 114 is composed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method. Further, a sidewall spacer 118 is provided on a side wall of the gate electrode 113. The side wall spacer 118 is made of, for example, C
It is composed of a silicon oxide film deposited by the VD method.

【0149】前記n型半導体領域116は、前記p-型
半導体基板100の主面部において、前記ゲート電極1
13に対して自己整合で設けられている。このn型半導
体領域116は選択用MISFETQsのソース領域、
ドレイン領域のいずれかの機能を有する。このn型半導
体領域116の一方には、第2の接続用電極125を介
して、データ線128が接続されている。
The n-type semiconductor region 116 is formed on the main surface of the p − -type semiconductor substrate 100 by the gate electrode 1.
13 is provided in a self-aligned manner. The n-type semiconductor region 116 is a source region of the selection MISFET Qs,
It has one of the functions of a drain region. A data line 128 is connected to one side of the n-type semiconductor region 116 via a second connection electrode 125.

【0150】前記容量素子Cは、p-型半導体基板10
0に形成された細孔10内に設けられている。この容
量素子Cは、主に、プレート電極105、このプレート
電極105上に電荷蓄積用絶縁膜106を介して設けら
れたノード電極107の夫々から構成されている。
The capacitive element C is a p - type semiconductor substrate 10
It is provided on 0 the formed pore 10 3. The capacitance element C mainly includes a plate electrode 105 and a node electrode 107 provided on the plate electrode 105 via a charge storage insulating film 106.

【0151】前記プレート電極105は、前記細孔10
3内において、絶縁膜104を介して設けられている。
このプレート電極105は、例えば、タンタルを含有す
るタングステン膜(タンタル・タングステン膜)で構成
されている。このタンタル・タングステン膜は、50at
m%程度のタンタルを含有している。このタンタル・タ
ングステン膜の膜厚は、例えば、100nm程度である。
前記絶縁膜104は、例えば、酸化珪素膜で構成されて
いる。この酸化珪素膜の膜厚は、例えば、40乃至60
nm程度である。
The plate electrode 105 is connected to the pore 10
3, it is provided via an insulating film 104.
The plate electrode 105 is made of, for example, a tungsten film containing tantalum (tantalum / tungsten film). This tantalum tungsten film is 50 at
Contains about m% tantalum. The thickness of the tantalum / tungsten film is, for example, about 100 nm.
The insulating film 104 is made of, for example, a silicon oxide film. The thickness of the silicon oxide film is, for example, 40 to 60.
It is about nm.

【0152】前記電荷蓄積用絶縁膜106は、例えば、
酸化タンタル膜で構成されている。酸化タンタル膜の誘
電率は、酸化珪素膜の6倍程度であり、酸化珪素膜や窒
化珪素膜またはこれらの積層膜よりも誘電率が大きい。
この酸化タンタル膜の膜厚は、例えば、18乃至24nm
程度またはこれ以下である。従って、同一電荷量を確保
するための容量素子Cの寸法を縮小することができるの
で、半導体装置の高集積化を図ることができる。
The charge storage insulating film 106 is formed, for example, by
It is composed of a tantalum oxide film. The dielectric constant of a tantalum oxide film is about six times that of a silicon oxide film, and is higher than that of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked film thereof.
The thickness of this tantalum oxide film is, for example, 18 to 24 nm.
Degree or less. Therefore, the size of the capacitor C for securing the same charge amount can be reduced, so that the semiconductor device can be highly integrated.

【0153】前記ノード電極107は、例えば、タング
ステン膜で構成されている。このタングステン膜の膜厚
は、前記細孔103内を埋め込める程度である。このタ
ングステン膜は、スパッタリング法で堆積したタングス
テン膜とCVD法で堆積したタングステン膜の積層膜で
構成されている。これらのタングステン膜の膜厚は、例
えば、スパッタリング法、CVD法で堆積する膜厚が、
夫々200nm程度である。このノード電極107は、選
択用MISFETQsのソース領域、ドレイン領域のい
ずれか一方と第1の接続用電極121を介して接続され
ている。この第1の接続用電極121は、例えば、多結
晶珪素膜で構成されている。
The node electrode 107 is made of, for example, a tungsten film. The thickness of the tungsten film is such that the inside of the pore 103 can be embedded. This tungsten film is composed of a laminated film of a tungsten film deposited by a sputtering method and a tungsten film deposited by a CVD method. The film thickness of these tungsten films is, for example, a film thickness deposited by a sputtering method or a CVD method.
Each is about 200 nm. The node electrode 107 is connected to one of the source region and the drain region of the selection MISFET Qs via the first connection electrode 121. The first connection electrode 121 is made of, for example, a polycrystalline silicon film.

【0154】前記容量素子Cが設けられている細孔10
3の断面形状は、方形状に構成されている。また、この
細孔103の側壁、底部の夫々に対応する位置におい
て、p-型半導体基板100の表面は、容量素子Cの電
極として使用していない。
The pore 10 in which the capacitance element C is provided
The cross-sectional shape of 3 is configured in a square shape. Further, at positions corresponding to the side wall and the bottom of the pore 103, the surface of the p − type semiconductor substrate 100 is not used as an electrode of the capacitive element C.

【0155】このように、本実施例4のメモリセルで
は、細孔103のp-型半導体基板100の表面を容量
電極として使用しないので、アルファ線ソフトエラーに
対して強く、かつ容量素子C間のリーク電流を防止でき
るので、低消費電力のDRAMが実現できる。
As described above, in the memory cell of the fourth embodiment, since the surface of the p − -type semiconductor substrate 100 having the pores 103 is not used as a capacitor electrode, the memory cell is resistant to alpha-ray soft errors, and , A low power consumption DRAM can be realized.

【0156】また、メモリセルの下部において、p-型
半導体基板100の内部には、このp-型半導体基板1
00よりも高不純物濃度のp+型半導体領域102が設
けられている。このp+型半導体領域102は、メモリ
セルの周囲において、素子間分離絶縁膜101に接して
形成される。
In the lower part of the memory cell, inside the p − type semiconductor substrate 100, the p − type semiconductor substrate 1
A p + -type semiconductor region 102 having an impurity concentration higher than 00 is provided. The p + type semiconductor region 102 is formed around the memory cell and in contact with the element isolation insulating film 101.

【0157】前記第1の接続用電極121は、サイドウ
ォールスペーサ118を介して、ゲート電極(ワード
線)113に対して自己整合で設けられている。また、
この第1の接続用電極125は、層間絶縁膜119の開
口を通して、前記n型半導体領域116及びノード電極
107に接続されている。前記層間絶縁膜119は、例
えば、酸化珪素膜で構成されている。
The first connection electrode 121 is provided in self-alignment with the gate electrode (word line) 113 via the sidewall spacer 118. Also,
The first connection electrode 125 is connected to the n-type semiconductor region 116 and the node electrode 107 through an opening in the interlayer insulating film 119. The interlayer insulating film 119 is made of, for example, a silicon oxide film.

【0158】前記第2の接続用電極125は、サイドウ
ォールスペーサ118を介して、ゲート電極(ワード
線)113に対して自己整合で設けられている。この第
2の接続用電極125は、例えば、多結晶珪素膜で構成
されている。この第2の接続用電極125は、層間絶縁
膜124の開口を通して、前記n型半導体領域116に
接続されている。この層間絶縁膜124は、例えば、酸
化珪素膜で構成されている。
The second connection electrode 125 is provided in self-alignment with the gate electrode (word line) 113 via the sidewall spacer 118. The second connection electrode 125 is made of, for example, a polycrystalline silicon film. The second connection electrode 125 is connected to the n-type semiconductor region 116 through an opening in the interlayer insulating film 124. This interlayer insulating film 124 is made of, for example, a silicon oxide film.

【0159】前記データ線128は、例えば、タングス
テン膜で構成されている。このデータ線128は、第1
の層間絶縁膜127の接続孔を通して、前記第2の接続
用電極125に接続されている。前記第1の層間絶縁膜
127は、例えば、酸化珪素膜とBPSG膜の積層膜で
構成されている。
The data line 128 is made of, for example, a tungsten film. This data line 128 is connected to the first
Is connected to the second connection electrode 125 through a connection hole of the interlayer insulating film 127. The first interlayer insulating film 127 is composed of, for example, a laminated film of a silicon oxide film and a BPSG film.

【0160】また、前記データ線128の上層には、図
示しない、第2の層間絶縁膜及びカラムセレクト信号線
となる配線が設けられている。前記第2の層間絶縁膜
は、例えば、3層の酸化珪素膜で構成されている。上層
及び下層の酸化珪素膜は、例えば、TEOSガスをソー
スガスとするプラズマCVD法で形成される。中間層の
酸化珪素膜は、SOG膜で構成されている。前記配線
は、例えば、タングステン膜または珪素と銅が添加され
たアルミニウム合金膜で構成されている。タングステン
膜は、例えば、スパッタリング法で堆積されたタングス
テン膜とCVD法で堆積されたタングステン膜の積層膜
で構成されている。
In the upper layer of the data line 128, a second interlayer insulating film (not shown) and a wiring serving as a column select signal line are provided. The second interlayer insulating film is composed of, for example, three silicon oxide films. The upper and lower silicon oxide films are formed, for example, by a plasma CVD method using TEOS gas as a source gas. The silicon oxide film of the intermediate layer is composed of an SOG film. The wiring is made of, for example, a tungsten film or an aluminum alloy film to which silicon and copper are added. The tungsten film includes, for example, a stacked film of a tungsten film deposited by a sputtering method and a tungsten film deposited by a CVD method.

【0161】前記図示しない配線の上層には、第3の層
間絶縁膜130が設けられている。この第3の層間絶縁
膜130は、例えば、3層の酸化珪素膜で構成されてい
る。上層及び下層の酸化珪素膜は、例えば、TEOSガ
スをソースガスとするプラズマCVD法で形成される。
中間層の酸化珪素膜は、SOG膜で構成されている。
A third interlayer insulating film 130 is provided above the wiring (not shown). The third interlayer insulating film 130 is formed of, for example, three silicon oxide films. The upper and lower silicon oxide films are formed, for example, by a plasma CVD method using TEOS gas as a source gas.
The silicon oxide film of the intermediate layer is composed of an SOG film.

【0162】前記第3の層間絶縁膜130上には、シャ
ント用ワード線(WL)131が設けられている。この
シャント用ワード線131は、例えば、アルミニウム合
金膜若しくはアルミニウム合金膜を主体とする積層膜で
構成されている。このシャント用ワード線131は、メ
モリマット端部において、ワード線113に接続され
る。
A shunt word line (WL) 131 is provided on the third interlayer insulating film 130. The shunt word line 131 is made of, for example, an aluminum alloy film or a laminated film mainly composed of an aluminum alloy film. The shunt word line 131 is connected to the word line 113 at the end of the memory mat.

【0163】前記シャント用ワード線131上には、表
面保護膜132が設けられている。この表面保護膜13
2は、例えば、PSG膜、プラズマCVD法で堆積した
窒化珪素膜、ポリイミド系の樹脂膜の積層膜で構成され
ている。
On the shunt word line 131, a surface protective film 132 is provided. This surface protective film 13
Numeral 2 is a laminated film of, for example, a PSG film, a silicon nitride film deposited by a plasma CVD method, and a polyimide resin film.

【0164】次に、図18乃至図25(前記図17に示
す領域を、工程毎に示す要部断面図)を用いて、実施例
5の半導体装置の製造方法を説明する。なお、周辺回路
に関しては、図及び説明は省略する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 25 (a cross-sectional view of a main portion showing the region shown in FIG. 17 for each step). The illustration and description of the peripheral circuit are omitted.

【0165】まず、単結晶珪素からなるp-型半導体基
板100を準備する。この後、このp-型半導体基板1
00の主面部を選択的に熱酸化し、素子間分離絶縁膜1
01を形成する。
First, a p − type semiconductor substrate 100 made of single crystal silicon is prepared. Thereafter, the p-type semiconductor substrate 1
00 is selectively thermally oxidized to form an element isolation insulating film 1.
01 is formed.

【0166】次に、前記p-型半導体基板100に、前
記素子間分離絶縁膜101を通してBをイオン打ち込み
し、p+型半導体領域102を形成する。このp+型半導
体領域102は、素子間分離絶縁膜101のない領域で
は、素子間分離絶縁膜101がある領域よりも深い位置
に形成される。
Next, B ions are implanted into the p − type semiconductor substrate 100 through the inter-element isolation insulating film 101 to form ap + type semiconductor region 102. The p + type semiconductor region 102 is formed at a position deeper than the region where the element isolation insulating film 101 is located in a region where the element isolation insulating film 101 is not located.

【0167】次に、細孔103の形成位置に開口が形成
された窒化珪素膜、またはこの窒化珪素膜とこの窒化珪
素膜のパターンニング用のレジスト膜をマスクに、p-
型半導体基板100をエッチングし、細孔103を形成
する。この細孔103は、表面からの深さが、3乃至5
μmに形成される。この細孔103は、素子間分離絶縁
膜101の端部、すなわち素子間分離絶縁膜101のバ
ーズビーク部分を除去するように形成される。この細孔
103はドライエッチング技術により形成され、p-型
半導体基板100の主面に対してほぼ垂直な側面を有す
る。
Next, the silicon nitride film having an opening formed at the position where the pore 103 is formed, or the silicon nitride film and a resist film for patterning the silicon nitride film are used as a mask to form a p-type film.
The mold semiconductor substrate 100 is etched to form pores 103. The pores 103 have a depth of 3 to 5 from the surface.
μm. The pore 103 is formed so as to remove an end portion of the inter-element isolation insulating film 101, that is, a bird's beak portion of the inter-element isolation insulating film 101. The pore 103 is formed by a dry etching technique and has a side surface substantially perpendicular to the main surface of the p − type semiconductor substrate 100.

【0168】次に、前記窒化珪素膜を除去し、絶縁膜1
04を形成する。この絶縁膜104は、例えばCVD法
で酸化珪素膜を50nm程度の膜厚で堆積することにより
形成される。
Next, the silicon nitride film is removed and the insulating film 1 is removed.
04 is formed. The insulating film 104 is formed, for example, by depositing a silicon oxide film to a thickness of about 50 nm by a CVD method.

【0169】次に、容量素子Cの第1の電極、つまりプ
レート電極105となるタンタルを含有するタングステ
ン膜(タンタル・タングステン膜)を形成する。このタ
ンタル・タングステン膜は、50atm%程度のタンタル
を含有する。このタンタル・タングステン膜は、例え
ば、合金ターゲットを用いたスパッタリング法で形成さ
れる。このタンタル・タングステン膜は、例えば、10
0nm程度の膜厚で形成される。この後、このタンタル・
タングステン膜を、フォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術でパターンニングし、図18に示すように、プ
レート電極105を形成する。
Next, a tantalum-containing tungsten film (tantalum-tungsten film) to be the first electrode of the capacitor C, that is, the plate electrode 105 is formed. This tantalum-tungsten film contains about 50 atm% of tantalum. This tantalum-tungsten film is formed, for example, by a sputtering method using an alloy target. This tantalum-tungsten film is, for example, 10
It is formed with a thickness of about 0 nm. After this, this tantalum
The tungsten film is patterned by a photolithography technique and an etching technique, and a plate electrode 105 is formed as shown in FIG.

【0170】次に、図19に示すように、容量素子Cの
電荷蓄積用絶縁膜106となる酸化タンタル膜を、18
乃至24nm程度またはこれ以下の膜厚で形成する。この
酸化タンタル膜は、例えば、420℃程度の温度、4
9.99Pa程度の圧力で、500sccm程度の酸素及び5
00sccm程度の窒素をキャリヤガスとして、ペンタエト
キシタンタルをバブル化することにより形成される。
Next, as shown in FIG. 19, a tantalum oxide film serving as the charge storage insulating film 106 of the capacitive element C is
It is formed to a thickness of about 24 nm or less. This tantalum oxide film is heated at, for example, a temperature of about 420 ° C.,
At a pressure of about 9.99 Pa, oxygen of about 500 sccm and 5
It is formed by bubbling pentaethoxy tantalum using nitrogen of about 00 sccm as a carrier gas.

【0171】次に、700℃程度の温度で、30分程度
の熱処理を行なう。この熱処理時の雰囲気は、例えば、
1気圧、30%程度の水蒸気と水素ガスの混合気体であ
る。この際の分圧は、前記実施例1の図5に示すように
設定すれば良い。この熱処理を行なうことにより、前記
酸化タンタル膜の膜厚にばらつきがある場合にも、酸化
タンタル膜の膜厚が薄い領域(ウィークスポット)にお
いて、下地のタンタル・タングステン膜膜中のタンタル
が酸化されて、酸化タンタル膜がタンタル・タングステ
ン膜の表面に析出する。この熱処理で形成された酸化タ
ンタル膜によって、膜厚が薄い領域の酸化タンタル膜の
膜厚は厚くなる。更に、前記タンタル・タングステン膜
の表面に析出する酸化タンタル膜は、一定の膜厚で成長
が止まる。従って、タンタル・タングステン膜上に形成
された酸化タンタル膜を十分に酸化でき、酸化タンタル
膜の膜厚のばらつきを低減できる。これにより、電荷蓄
積用絶縁膜106の絶縁耐圧を向上できる。
Next, heat treatment is performed at a temperature of about 700 ° C. for about 30 minutes. The atmosphere during this heat treatment is, for example,
It is a mixed gas of water vapor and hydrogen gas at about 1 atm and 30%. The partial pressure at this time may be set as shown in FIG. 5 of the first embodiment. By performing this heat treatment, even in the case where the thickness of the tantalum oxide film varies, the tantalum in the underlying tantalum / tungsten film film is oxidized in a region (weak spot) where the thickness of the tantalum oxide film is small. As a result, a tantalum oxide film is deposited on the surface of the tantalum-tungsten film. Due to the tantalum oxide film formed by this heat treatment, the thickness of the tantalum oxide film in a thin region is increased. Further, the tantalum oxide film deposited on the surface of the tantalum / tungsten film stops growing at a certain thickness. Therefore, the tantalum oxide film formed on the tantalum / tungsten film can be sufficiently oxidized, and variation in the thickness of the tantalum oxide film can be reduced. Thus, the withstand voltage of the charge storage insulating film 106 can be improved.

【0172】次に、図20に示すように、容量素子Cの
第2の電極、つまりノード電極107となるタングステ
ン膜を、400nm程度の膜厚で形成する。この時、細孔
103の中はこのタングステン膜で埋ってしまう。この
タングステン膜は、例えば、スパッタリング法で200
nm程度のタングステン膜を堆積した後、更に、CVD法
で200nm程度のタングステン膜を堆積することにより
形成される。
Next, as shown in FIG. 20, a tungsten film serving as the second electrode of the capacitor C, that is, the node electrode 107, is formed with a thickness of about 400 nm. At this time, the inside of the pore 103 is filled with the tungsten film. This tungsten film is, for example, 200
After depositing a tungsten film of about 200 nm, a tungsten film of about 200 nm is further deposited by a CVD method.

【0173】次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術で、前記タングステン膜107をパターンニン
グし、図21に示すように、その表面がp-型半導体基
板100の表面とほぼ同一面になるようにする。この工
程により、容量素子Cは、完成する。
Next, the tungsten film 107 is patterned by a photolithography technique and an etching technique so that its surface is substantially flush with the surface of the p − type semiconductor substrate 100 as shown in FIG. . Through this step, the capacitive element C is completed.

【0174】次に、CVD法により絶縁膜110例えば
酸化珪素膜を堆積する。この後、この絶縁膜110を、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパタ
ーンニングし、図22に示すように、前記細孔103を
覆うようなパターンに加工する。この絶縁膜110は、
ノード電極107とその上に形成されるワード線113
とを絶縁するために形成される。この絶縁膜110をパ
ターンニングする際に、細孔103が形成されている領
域以外の領域において、前記p-型半導体基板100の
主面部の酸化珪素膜104及び酸化タンタル膜105は
除去される。
Next, an insulating film 110, for example, a silicon oxide film is deposited by the CVD method. Thereafter, this insulating film 110 is
Patterning is performed by a photolithography technique and an etching technique, and as shown in FIG. This insulating film 110
Node electrode 107 and word line 113 formed thereon
It is formed in order to insulate it. When patterning the insulating film 110, the silicon oxide film 104 and the tantalum oxide film 105 on the main surface of the p − type semiconductor substrate 100 are removed in a region other than the region where the pores 103 are formed.

【0175】次に、p-型半導体基板100の表面を熱
酸化し、ゲート絶縁膜112となる酸化珪素膜を形成す
る。この後、ゲート電極113及びワード線113とな
る第3層目の多結晶珪素膜を堆積し、その上に絶縁膜1
14例えば酸化珪素膜を堆積する。そして、この両者
を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によ
り、ワード線113のパターンに加工する。
Next, the surface of p − type semiconductor substrate 100 is thermally oxidized to form a silicon oxide film serving as gate insulating film 112. Thereafter, a third-layer polycrystalline silicon film serving as the gate electrode 113 and the word line 113 is deposited, and the insulating film 1 is formed thereon.
14 For example, a silicon oxide film is deposited. Then, both of them are processed into a pattern of the word line 113 by a photolithography technique and an etching technique.

【0176】次に、リンまたはヒ素をイオン打ち込み
し、図23に示すように、ゲート電極(ワード線)11
3に対して自己整合で、n型半導体領域116を形成す
る。
Next, phosphorus or arsenic is ion-implanted to form a gate electrode (word line) 11 as shown in FIG.
An n-type semiconductor region 116 is formed by self-alignment with the semiconductor device 3.

【0177】次に、CVD法により、絶縁膜例えば酸化
珪素膜を堆積後、その堆積した膜厚に相当する分異方性
エッチングを施し、前記ゲート電極(ワード線)113
の側壁に、サイドウォールスペーサ118を形成する。
この後、図24に示すように、層間絶縁膜119を形成
する。この層間絶縁膜119は、例えば、CVD法で酸
化珪素膜を堆積することにより形成される。
Next, after depositing an insulating film, for example, a silicon oxide film by the CVD method, anisotropic etching corresponding to the deposited film thickness is performed, and the gate electrode (word line) 113 is formed.
A sidewall spacer 118 is formed on the side wall of.
Thereafter, as shown in FIG. 24, an interlayer insulating film 119 is formed. This interlayer insulating film 119 is formed, for example, by depositing a silicon oxide film by a CVD method.

【0178】次に、前記層間絶縁膜119に、容量素子
Cのノード電極107と選択用MISFETQtのソー
ス領域またはドレイン領域とを接続する開口を形成す
る。この後、例えば、CVD法で多結晶珪素膜を堆積す
る。
Next, an opening is formed in the interlayer insulating film 119 to connect the node electrode 107 of the capacitor C with the source region or the drain region of the selection MISFET Qt. Thereafter, a polycrystalline silicon film is deposited by, for example, a CVD method.

【0179】次に、前記多結晶珪素膜を、フォトリソグ
ラフィ技術及びエッチング技術でパターンニングし、容
量素子Cのノード電極107と選択用MISFETQt
のソース領域、ドレイン領域116のいずれかとを接続
する第1の接続用電極121を形成する。この第1の接
続用電極121は、ゲート電極113、ワード線113
の夫々に対して自己整合で形成される。
Next, the polycrystalline silicon film is patterned by a photolithography technique and an etching technique, so that the node electrode 107 of the capacitive element C and the selection MISFET Qt
A first connection electrode 121 for connecting to either the source region or the drain region 116 is formed. The first connection electrode 121 includes a gate electrode 113 and a word line 113.
Are formed in a self-aligned manner with respect to each of.

【0180】次に、例えば、CVD法で酸化珪素膜を堆
積し、層間絶縁膜124を形成する。この後、この層間
絶縁膜124に、データ線128に接続される側のn型
半導体領域116の表面を露出させる開口を形成する。
Next, for example, a silicon oxide film is deposited by a CVD method, and an interlayer insulating film 124 is formed. Thereafter, an opening for exposing the surface of n-type semiconductor region 116 on the side connected to data line 128 is formed in interlayer insulating film 124.

【0181】次に、例えば、CVD法で多結晶珪素膜を
堆積する。この後、この多結晶珪素膜をフォトリソグラ
フィ技術及びエッチング技術でパターンニングし、図2
5に示すように、第2の接続用電極125を形成する。
この第2の接続用電極125は、ゲート電極113、ワ
ード線113のいずれに対しても自己整合で形成され
る。
Next, for example, a polycrystalline silicon film is deposited by the CVD method. Thereafter, the polycrystalline silicon film is patterned by photolithography and etching techniques,
As shown in FIG. 5, a second connection electrode 125 is formed.
The second connection electrode 125 is formed by self-alignment with both the gate electrode 113 and the word line 113.

【0182】次に、第1の層間絶縁膜127を形成す
る。この第1の層間絶縁膜127は、例えば、酸化珪素
膜とBPSG膜を、順次、CVD法で堆積して形成され
る。このBPSG膜には、膜堆積後、リフロー処理が施
され、その表面が平坦化される。
Next, a first interlayer insulating film 127 is formed. The first interlayer insulating film 127 is formed by, for example, sequentially depositing a silicon oxide film and a BPSG film by a CVD method. After the film is deposited, the BPSG film is subjected to a reflow treatment, and the surface thereof is planarized.

【0183】次に、第1の層間絶縁膜127に開口を形
成する。この開口は、データ線128を、選択用MIS
FETQtに接続するためのものである。この開口を形
成することにより、第2の接続用電極125の表面が露
出される。
Next, an opening is formed in the first interlayer insulating film 127. This opening connects the data line 128 to the selection MIS.
This is for connecting to the FET Qt. By forming this opening, the surface of the second connection electrode 125 is exposed.

【0184】次に、データ線128となる第1の配線を
形成する。この第1の配線は、タングステン膜、または
珪素と銅を含有するアルミニウム合金膜層で形成され
る。タングステン膜の場合には、スパッタリング法で形
成したタングステン膜とCVD法で形成したタングステ
ン膜の積層膜で形成される。
Next, a first wiring to be the data line 128 is formed. This first wiring is formed of a tungsten film or an aluminum alloy film layer containing silicon and copper. In the case of a tungsten film, it is formed by a stacked film of a tungsten film formed by a sputtering method and a tungsten film formed by a CVD method.

【0185】次に、図示しない第2の層間絶縁膜を形成
する。この第2の層間絶縁膜は、積層された3層の酸化
珪素膜で形成される。下層及び上層の酸化珪素膜の夫々
は、TEOSガスをソースガスとするプラズマCVD法
で形成される。中間層の酸化珪素膜は、SOG膜で形成
される。
Next, a second interlayer insulating film (not shown) is formed. This second interlayer insulating film is formed of three stacked silicon oxide films. Each of the lower and upper silicon oxide films is formed by a plasma CVD method using TEOS gas as a source gas. The silicon oxide film of the intermediate layer is formed of an SOG film.

【0186】次に、前記図示しない第2の層間絶縁膜に
開口を形成し、その後、カラムセレクト信号線(YS
L)となる図示しない第2の配線を形成する。この第2
の配線は、タングステン膜、または珪素と銅を含有する
アルミニウム合金膜で形成される。タングステン膜の場
合には、スパッタリング法で形成したタングステン膜と
CVD法で形成したタングステン膜の積層膜で形成され
る。
Next, an opening is formed in the second interlayer insulating film (not shown), and thereafter, a column select signal line (YS) is formed.
L) is formed as a second wiring (not shown). This second
Is formed of a tungsten film or an aluminum alloy film containing silicon and copper. In the case of a tungsten film, it is formed by a stacked film of a tungsten film formed by a sputtering method and a tungsten film formed by a CVD method.

【0187】次に、第3の層間絶縁膜130を形成す
る。この第3の層間絶縁膜130は、積層された3層の
酸化珪素膜で形成される。下層及び上層の酸化珪素膜の
夫々は、TEOSガスをソースガスとするプラズマCV
D法で形成される。中間層の酸化珪素膜は、SOG膜で
形成される。
Next, a third interlayer insulating film 130 is formed. This third interlayer insulating film 130 is formed of three stacked silicon oxide films. Each of the lower and upper silicon oxide films is a plasma CV using TEOS gas as a source gas.
It is formed by method D. The silicon oxide film of the intermediate layer is formed of an SOG film.

【0188】次に、前記第3の層間絶縁膜130に図示
しない開口を設け、その後、シャント用ワード線131
となる第3の配線131を形成する。この第3の配線1
31は、珪素及び銅を含有するアルミニウム合金膜、ま
たはタングステン膜で形成される。タングステン膜を用
いる場合には、例えば、スパッタリング法によるタング
ステン膜とCVD法によるタングステン膜との積層膜と
する。
Next, an opening (not shown) is provided in the third interlayer insulating film 130, and then the shunt word line 131 is formed.
Is formed. This third wiring 1
Reference numeral 31 is formed of an aluminum alloy film containing silicon and copper, or a tungsten film. When a tungsten film is used, for example, a stacked film of a tungsten film formed by a sputtering method and a tungsten film formed by a CVD method is used.

【0189】次に、表面保護膜132を形成する。この
表面保護膜132は、例えばPSG膜、プラズマCVD
法で形成した窒化珪素膜、ポリイミド系の樹脂膜の積層
膜で形成される。以上の工程により、前記図17に示す
本実施例5の半導体装置は完成する。
Next, a surface protection film 132 is formed. The surface protective film 132 is, for example, a PSG film, a plasma CVD
It is formed of a laminated film of a silicon nitride film formed by a method and a polyimide resin film. Through the above steps, the semiconductor device of the fifth embodiment shown in FIG. 17 is completed.

【0190】以上、説明したように、本実施例5では、
プレート電極105をタンタル・タングステン膜で形成
する工程と、このタンタル・タングステン膜105上に
酸化タンタル膜を堆積して電荷蓄積用絶縁膜106を形
成する工程と、この酸化タンタル膜を酸化する工程と、
この酸化タンタル膜上に第2の電極107を形成する工
程とを備えている。この構成によれば、電荷蓄積用絶縁
膜106は、前記実施例1と同様に、酸化タンタル膜の
単層膜で形成される。これにより、半導体装置の製造方
法において、高誘電率の誘電体膜を形成できる。また、
単位面積当たりの蓄積電荷量を増大できるので、容量素
子Cの平面レイアウト面積を縮小し、半導体装置の高集
積化を図ることができる。
As described above, in the fifth embodiment,
A step of forming the plate electrode 105 with a tantalum-tungsten film, a step of depositing a tantalum oxide film on the tantalum-tungsten film 105 to form a charge storage insulating film 106, and a step of oxidizing the tantalum oxide film ,
Forming a second electrode 107 on the tantalum oxide film. According to this configuration, the charge storage insulating film 106 is formed of a single-layer tantalum oxide film, as in the first embodiment. Thereby, in the method of manufacturing a semiconductor device, a dielectric film having a high dielectric constant can be formed. Also,
Since the amount of stored charge per unit area can be increased, the planar layout area of the capacitor C can be reduced, and high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0191】また、酸化タンタル膜をCVD法で堆積し
た後、酸化工程を行なうことにより、酸化タンタル膜の
膜厚が薄い領域(ウィークスポット)において、この酸
化タンタル膜の下地のタンタル・タングステン膜中のタ
ンタルが選択的に酸化され、酸化タンタル膜がタンタル
・タングステン膜の表面に析出する。この酸化工程で形
成された酸化タンタルにより、CVD法で形成された酸
化タンタル膜の膜厚が薄い領域の膜厚は厚くなる。更
に、前記タンタル・タングステン膜の表面に析出する酸
化タンタル膜は、一定の膜厚が成長が止まる。従って、
タンタル・タングステン膜上に形成された酸化タンタル
膜の膜厚のばらつきを低減できる。これにより、電荷蓄
積用絶縁膜106の絶縁耐圧は向上されるので、容量素
子Cの信頼性を向上できる。
After the tantalum oxide film is deposited by the CVD method, an oxidation step is performed, so that in the region (weak spot) where the thickness of the tantalum oxide film is small, the tantalum / tungsten film underlying the tantalum oxide film is removed. Is selectively oxidized, and a tantalum oxide film is deposited on the surface of the tantalum-tungsten film. Due to the tantalum oxide formed in this oxidation step, the thickness of the region where the thickness of the tantalum oxide film formed by the CVD method is small is increased. Further, the growth of the tantalum oxide film deposited on the surface of the tantalum / tungsten film stops at a certain thickness. Therefore,
Variations in the thickness of the tantalum oxide film formed on the tantalum / tungsten film can be reduced. Accordingly, the withstand voltage of the charge storage insulating film 106 is improved, so that the reliability of the capacitor C can be improved.

【0192】更に、細孔103内にスタックト構造の容
量素子Cを設け、プレート電極105を最下層に形成し
たことにより、このプレート電極105をタンタル・タ
ングステン膜の単層膜で形成できる。従って、耐酸化性
膜を形成する工程に相当する分、工程数を低減できる。
Furthermore, by providing a capacitor C having a stacked structure in the pore 103 and forming the plate electrode 105 as the lowermost layer, the plate electrode 105 can be formed of a single layer film of a tantalum-tungsten film. Therefore, the number of steps can be reduced by an amount corresponding to the step of forming the oxidation resistant film.

【0193】以上、本発明を実施例にもとづき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiments. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof. .

【0194】例えば、前記実施例1乃至実施例5では、
DRAMのメモリセルを有する半導体装置を示したが、
本発明は、他の容量素子を有する半導体装置に適用する
ことができる。
For example, in the first to fifth embodiments,
Although a semiconductor device having a DRAM memory cell is shown,
The present invention can be applied to a semiconductor device having another capacitor.

【0195】また、前記実施例2乃至実施例5におい
て、タンタル・タングステン膜上に例えばスパッタリン
グ法でタンタル膜を形成した後、このタンタル膜を酸化
することにより、酸化タンタル膜を形成することもでき
る。
In the second to fifth embodiments, a tantalum oxide film can be formed by forming a tantalum film on a tantalum / tungsten film by, for example, a sputtering method and then oxidizing the tantalum film. .

【0196】また、タンタル・タングステン膜の換わり
に、下層側からタングステン膜、タンタル膜を積層した
積層膜を形成し、この積層膜上に例えばスパッタリング
法で酸化タンタル膜を形成後、この酸化タンタル膜を酸
化することもできる。
Instead of the tantalum-tungsten film, a laminated film is formed by laminating a tungsten film and a tantalum film from the lower layer side, and a tantalum oxide film is formed on the laminated film by, for example, a sputtering method. Can also be oxidized.

【0197】また、前記実施例1乃至実施例4では、下
部電極を多結晶珪素膜とタンタル・タングステン膜の積
層膜で形成した例を示したが、本発明は、前記下部電極
をタンタル・タングステン膜の単層膜で形成することも
できる。
In the first to fourth embodiments, the example in which the lower electrode is formed of a laminated film of a polycrystalline silicon film and a tantalum-tungsten film has been described. However, in the present invention, the lower electrode is formed of a tantalum-tungsten film. It can also be formed as a single-layer film.

【0198】また、前記実施例1乃至実施例5では、電
荷蓄積用絶縁膜を酸化タンタル膜で形成した例を示した
が、本発明は、前記電荷蓄積用絶縁膜14を、例えば、
IVa族またはVa族元素のいずれかまたは2種以上の組
み合わせからなる金属の酸化膜で形成することもでき
る。これらの金属の酸化膜は、酸化珪素膜の単層膜、ま
たは酸化珪素膜と窒化珪素膜の積層膜よりも誘電率が大
きいので、単位面積当たりの蓄積電荷量は大きくなる。
従って、容量素子Cの寸法を縮小し、半導体装置の高集
積化を図ることができる。
In the first to fifth embodiments, the charge storage insulating film is formed of a tantalum oxide film. However, according to the present invention, the charge storage insulating film 14 is formed by, for example,
It can also be formed of a metal oxide film made of any one of IVa or Va group elements or a combination of two or more elements. Since the oxide film of these metals has a higher dielectric constant than a single-layer film of a silicon oxide film or a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, the amount of accumulated charges per unit area increases.
Therefore, the size of the capacitor C can be reduced, and high integration of the semiconductor device can be achieved.

【0199】また、前記実施例1乃至実施例5では、前
記タンタル(IVa族またはVa族元素のいずれかの金
属)を含有する合金をタングステンまたはモリブデンで
構成した例を示したが、本発明は、モリブデンとタング
ステンからなる金属膜にタンタルを含有させることもで
きる。
In the first to fifth embodiments, an example is described in which the alloy containing the tantalum (a metal of either the IVa group or the Va group) is made of tungsten or molybdenum. Alternatively, tantalum can be contained in a metal film made of molybdenum and tungsten.

【0200】また、前記実施例3乃至実施例5におい
て、タンタル・タングステン膜に換えて、他の金属膜を
用いても良い。更に、酸化タンタル膜の形成方法は、実
施例1のものを適用しても良い。
In the third to fifth embodiments, another metal film may be used instead of the tantalum / tungsten film. Furthermore, the method of Embodiment 1 may be applied to the method of forming the tantalum oxide film.

【0201】また、2種類の金属からなる金属膜を選択
的に酸化する雰囲気として、水蒸気と水素の混合気体を
用いた例(ウェット酸化)を示したが、本発明は、前記
2種類の金属からなる金属膜を構成する第1の金属を酸
化し、第2の金属を還元する雰囲気、例えば、二酸化炭
素と一酸化炭素の混合気体を用いて合金膜を選択的に酸
化(ドライ酸化)することもできる。また、金属の種類
に依存する酸化速度が遅い条件では、雰囲気として、酸
素或いは酸素と不活性ガスの混合気体を用いることもで
きる。また、2種類の金属からなる金属膜上に堆積され
た金属酸化膜を酸化した後、水素アニールによって、第
2の金属のみを還元することもできる。
Also, an example in which a mixed gas of water vapor and hydrogen is used as an atmosphere for selectively oxidizing a metal film made of two kinds of metals (wet oxidation) has been described. An alloy film is selectively oxidized (dry oxidized) using an atmosphere for oxidizing a first metal constituting a metal film made of and reducing the second metal, for example, a mixed gas of carbon dioxide and carbon monoxide. You can also. Also, under conditions where the oxidation rate depends on the type of metal, oxygen or a mixed gas of oxygen and an inert gas can be used as the atmosphere. Alternatively, after oxidizing a metal oxide film deposited on a metal film made of two kinds of metals, only the second metal can be reduced by hydrogen annealing.

【0202】[0202]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0203】容量素子を有する半導体装置の製造方法に
おいて、高集化を図ることができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device having a capacitor, high integration can be achieved.

【0204】また、前記半導体装置の製造方法におい
て、信頼性を向上することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device, reliability can be improved.

【0205】また、前記半導体装置の製造方法におい
て、高誘電率の誘電体膜を形成できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device, a dielectric film having a high dielectric constant can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の半導体装置の要部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記半導体装置を製造工程毎に示す要部断面
図。
FIG. 2 is an essential part cross sectional view showing the semiconductor device in each manufacturing step.

【図3】前記半導体装置を製造工程毎に示す要部断面
図。
FIG. 3 is an essential part cross sectional view showing the semiconductor device in each manufacturing step.

【図4】前記半導体装置を製造工程毎に示す要部断面
図。
FIG. 4 is an essential part cross sectional view showing the semiconductor device in each manufacturing step.

【図5】電荷蓄積用絶縁膜形成時の水蒸気と水素の分圧
比を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a partial pressure ratio between water vapor and hydrogen when a charge storage insulating film is formed.

【図6】電荷蓄積用絶縁膜形成時の水蒸気と水素の分圧
比を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a partial pressure ratio between water vapor and hydrogen when a charge storage insulating film is formed.

【図7】本発明の実施例3の半導体装置の要部断面図。FIG. 7 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.

【図9】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, showing the main part in each step.

【図10】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部
断面図。
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, showing the main part in each step.

【図11】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部
断面図。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, showing the main part in each step.

【図12】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部
断面図。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.

【図13】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部
断面図。
13 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, showing the main part in each step.

【図14】前記図7の要部を拡大し、工程毎に示す要部
断面図。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, showing the main part in each step.

【図15】本発明の実施例4の半導体装置を示し、前記
図7の要部に相当する領域を拡大して、工程の一部で示
す要部断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, showing a part of a process by enlarging a region corresponding to the main part of FIG. 7;

【図16】前記図15に示す領域を、工程の一部で示す
要部断面図。
FIG. 16 is an essential part cross sectional view showing a part of a step of the region shown in FIG. 15;

【図17】本発明の実施例5の半導体装置の要部断面
図。
FIG. 17 is a sectional view of a principal part of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図18】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a principal part showing the region shown in FIG. 17 in each step.

【図19】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 19 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図20】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 20 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図21】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 21 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図22】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 22 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図23】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 23 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図24】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
24 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【図25】前記図17に示す領域を工程毎に示す要部断
面図。
FIG. 25 is an essential part cross sectional view showing the region shown in FIG. 17 for each step;

【符号の説明】 1…p-型半導体基板、2…p-型ウェル領域、3…p+
型半導体領域、4…素子間分離絶縁膜、5…ゲート絶縁
膜、6…ゲート電極、7…n型半導体領域、9…絶縁
膜、10…サイドウォールスペーサ、11…多結晶珪素
膜、12…タンタル・タングステン膜、13…下部電
極、14…電荷蓄積用絶縁膜、15…上部電極、17…
層間絶縁膜、18…データ線。
[Description of Signs] 1 ... p- type semiconductor substrate, 2 ... p-type well region, 3 ... p +
Type semiconductor region, 4 ... element isolation insulating film, 5 ... gate insulating film, 6 ... gate electrode, 7 ... n-type semiconductor region, 9 ... insulating film, 10 ... sidewall spacer, 11 ... polycrystalline silicon film, 12 ... Tantalum / tungsten film, 13 ... lower electrode, 14 ... charge storage insulating film, 15 ... upper electrode, 17 ...
Interlayer insulating film, 18 data lines.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 昌之 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平4−242970(JP,A) 特開 昭56−161674(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/108 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Nakata 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-4-242970 (JP, A) JP-A Sho56 -161674 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/108

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に第1の金属及び第2の金
属を含む第1の膜で形成された第1電極を形成する工程
と、 前記第1電極上に、前記第1の金属の酸化膜からなる誘
電体膜を堆積させる工程と、 前記第1の金属が酸化し前記第2の金属が酸化しない雰
囲気にて、前記第1電極を酸化させる工程と、 前記誘電体膜上に第2電極を形成する工程とからなるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first metal and a second gold are provided on a semiconductor substrate.
Forming a first electrode formed of a first film containing a metal
If, comprising the on the first electrode, the first metal oxide film induced
A step of depositing an electric conductor film and an atmosphere in which the first metal is oxidized and the second metal is not oxidized.
A step of oxidizing the first electrode in an atmosphere and a step of forming a second electrode on the dielectric film.
And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記第1の金属がIV又はVに属す
る金属であり、前記第2の金属がMo又はWの何れかで
あることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製
造方法。
Wherein said first metal is a metal belonging to IV a or V a, of the semiconductor device according to claim 1, wherein the second metal is characterized in that either Mo or W Production method.
【請求項3】 前記酸化がH 2 OとH 2 とを含む雰囲気で
行なわれることを特徴とする請求項2に記載の半導体装
置の製造方法。
3. An atmosphere in which the oxidation contains H 2 O and H 2.
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the process is performed.
Manufacturing method of the device.
【請求項4】 前記第1の金属がTaであり、前記第2
の金属がWであることを特徴とする請求項3に記載の半
導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first metal is Ta, and the second metal is Ta.
4. The half of claim 3, wherein the metal is W.
A method for manufacturing a conductor device.
【請求項5】 前記第1の膜中の第1の金属の含有量が
50atom%であることを特徴とする請求項4に記載
の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the content of the first metal in the first film is
5. The method according to claim 4, wherein the amount is 50 atom%.
Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 前記第1の金属がTaであり、前記第2
の金属がMoであることを特徴とする請求項3に記載の
半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 6, wherein the first metal is Ta, and the second metal is Ta.
4. The metal according to claim 3, wherein the metal is Mo.
A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項7】 半導体基板上に第1の金属及び第2の金
属を含む第1の膜で形成された第1電極を形成する工程
と、 前記第1電極をH 2 OとH 2 とを含む雰囲気で酸化させ、
前記第2の金属を酸化させることなく前記第1の金属を
酸化させることにより誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜上に第2電極を形成する工程とからなるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A first metal and a second gold on a semiconductor substrate.
Forming a first electrode formed of a first film containing a metal
And oxidizing the first electrode in an atmosphere containing H 2 O and H 2 ,
The first metal without oxidizing the second metal
Forming a dielectric film by oxidizing; and forming a second electrode on the dielectric film.
And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 前記第1の金属がIV又はVに属す
る金属であり、前記第2の金属がMo又はWの何れかで
あることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製
造方法。
Wherein said first metal is a metal belonging to IV a or V a, of the semiconductor device according to claim 7, wherein the second metal is characterized in that either Mo or W Production method.
【請求項9】9. 前記第1の金属がTaであり、前記第2The first metal is Ta, and the second metal is Ta.
の金属がWであることを特徴とする請求項8に記載の半9. The half of claim 8, wherein the metal is W.
導体装置の製造方法。A method for manufacturing a conductor device.
【請求項10】10. 前記第1の金属がTaであり、前記第The first metal is Ta;
2の金属がMoであることを特徴とする請求項8に記載9. The method according to claim 8, wherein the second metal is Mo.
の半導体装置の製造方法。Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項11】11. 半導体基板主面に、ゲート電極及びソA gate electrode and a soft
ース,ドレインを有するMISFETを形成する工程Of forming MISFET having source and drain
と、When, 前記ソース,ドレインの何れかと電気的に接続され、第Electrically connected to one of the source and the drain;
1の金属及び第2の金属を含む第1の膜で形成された第A first film formed of a first film containing a first metal and a second metal
1電極を形成する工程と、Forming one electrode; 前記第1電極上に、前記第1の金属の酸化膜からなる誘An insulating film made of the first metal oxide film is formed on the first electrode.
電体膜を堆積させる工程と、Depositing an electrical conductor film; 前記第1の金属が酸化し前記第2の金属が酸化しない雰An atmosphere in which the first metal is oxidized and the second metal is not oxidized.
囲気にて、前記第1電極を酸化させる工程と、Oxidizing the first electrode in an atmosphere; 前記誘電体膜上に第2電極を形成する工程とからなるこForming a second electrode on the dielectric film.
とを特徴とする半導体装置の製造方法。And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】 前記第1の金属がIV又はVに属
する金属であり、前記第2の金属がMo又はWの何れか
であることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置
の製造方法。
Wherein said first metal is a metal belonging to IV a or V a, of the semiconductor device according to claim 11, wherein the second metal is characterized in that either Mo or W Production method.
【請求項13】Claim 13 前記酸化がHThe oxidation is H 2Two OとHO and H 2Two とを含む雰囲気Atmosphere including
で行なわれることを特徴とする請求項12に記載の半導13. The semiconductor according to claim 12, wherein:
体装置の製造方法。Manufacturing method of body device.
【請求項14】14. 前記第1の金属がTaであり、前記第The first metal is Ta;
2の金属がWであることを特徴とする請求項13に記載14. The method of claim 13, wherein the second metal is W.
の半導体装置の製造方法。Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項15】15. 前記第1の膜中の第1の金属の含有量Content of a first metal in the first film
が50atom%であることを特徴とする請求項14にIs 50 atom%.
記載の半導体装置の製造方法。The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項16】16. 前記第1の金属がTaであり、前記第The first metal is Ta;
2の金属がMoであることを特徴とする請求項13に記14. The method according to claim 13, wherein the second metal is Mo.
載の半導体装置の製造方法。Manufacturing method of the semiconductor device described above.
【請求項17】17. 前記第1電極と前記ソース,ドレインThe first electrode and the source and drain
の何れかとの間に下地層を形成する工程を有することをHaving a step of forming an underlayer between any of the above.
特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein:
【請求項18】18. 前記下地層と前記第1電極との間に耐Resistance between the underlayer and the first electrode
酸化性のバリア層を形成する工程を有することを特徴とCharacterized by having a step of forming an oxidizing barrier layer.
する請求項17に記載の半導体装置の製造方法。The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17.
【請求項19】(19) 前記バリア層がTiN,Ti‐W,TThe barrier layer is made of TiN, Ti-W, T
iSiiSi 2Two ,NiSi,CoSi, NiSi, CoSi 2Two のいずれかであることをTo be one of
特徴とする請求項18に記載の半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein:
【請求項20】20. 前記第1の金属及び第2の金属は、夫The first metal and the second metal are
々異なる酸化条件にて酸化する金属であることを特徴とIt is a metal that oxidizes under various oxidation conditions
する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項21】21. 前記半導体基板と前記第1の膜との間Between the semiconductor substrate and the first film
にポリシリコン膜を形成する工程を有することを特徴とForming a polysilicon film on the substrate.
する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項22】22. 前記ポリシリコン膜と前記第1の膜とThe polysilicon film and the first film;
の間に、前記ポリシリコン膜の酸化を低減するバリア層A barrier layer for reducing oxidation of the polysilicon film
を形成する工程を有することを特徴とする請求項21に22. The method according to claim 21, further comprising:
記載の半導体装置の製造方法。The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項23】23. 前記ポリシリコン膜上に高融点金属シA high melting point metal film is formed on the polysilicon film.
リサイド膜を形成する工程を有することを特徴とする請A step of forming a reside film.
求項21に記載の半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 21.
【請求項24】24. 前記高融点金属がTi,Ni,CoのThe high melting point metal is Ti, Ni, Co.
いずれかであることを特徴とする請求項23に記載の半24. The half according to claim 23, which is any one of them.
導体装置の製造方法。A method for manufacturing a conductor device.
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