【手続補正書】
【提出日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  半導体基板に接続される、５×１０20atoms/cm3以上の不純物を含有した半導体膜を形成する工程と、
タングステン含有ガスを用いて前記半導体膜と反応させて前記半導体膜の表面に選択的にタングステン膜よりなるキャパシタの下部電極を形成する工程と、
窒素ガス又は窒素含有ガスを用いて前記タングステン膜の表面に窒化タングステン膜を形成する工程と、
前記窒化タングステン膜上に酸素化合物よりなるキャパシタ誘電体膜を形成する工程と、
前記キャパシタ誘電体膜を酸素含有ガス中で加熱処理する工程と、
前記キャパシタ誘電体膜上に導電膜からなる前記キャパシタの上部電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】  半導体基板の不純物拡散領域と接続する不純物含有の半導体膜と、
前記半導体膜上にキャパシタの下部電極として形成されたタングステン膜と、
前記タングステン膜上に形成された窒化タングステン膜と、
前記窒化タングステン膜上に形成された酸素を含むキャパシタ誘電体膜と、
前記キャパシタ誘電体膜上に形成された導電膜からなる前記キャパシタの上部電極と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】  不純物を導入したシリコン又はシリコン化合物よりなる半導体膜を半導体基板に接続させて形成する工程と、
還元ガスを含まない雰囲気内に高融点金属ハロゲン化物ガスを導入して、該雰囲気内で前記半導体膜の表面に選択的に高融点金属膜を形成する工程と、
前記高融点金属膜の表面を窒化して高融点金属窒化膜を形成する工程と、
４Ａ族元素、５Ａ族元素の酸化物誘電体膜を前記高融点金属窒化膜の上に形成する工程と、
前記酸化物誘電体膜を５００℃以上の熱処理で結晶化する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】  前記酸化物誘電体膜を結晶化する工程の前か後に、前記酸化物に酸素を補う工程を含む工程を有することを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】  前記半導体膜は、非晶質又は多結晶であることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、特開平６−２７５７７６号公報に記載されているように、ポリシリコンよりなる下部電極と酸化タンタル膜との間にシリコン酸化膜が介在すると、キャパシタ全体としての容量が低下する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
これにより、複雑な構造のキャパシタを作成することができるとともに、キャパシタ全体のリーク電流を抑制することができる。
（２）上記した課題は、図１２、図１３、図１４、図１５に例示するように、不純物を導入したシリコン又はシリコン化合物よりなる半導体膜１３を半導体基板１１に接続させて形成する工程と、還元ガスを含まない雰囲気内に高融点金属ハロゲン化物ガスを導入して、該雰囲気内で前記半導体膜１３の表面に選択的に高融点金属膜１４を形成する工程と、前記高融点金属膜１４の表面を窒化して高融点金属窒化膜１５を形成する工程と、４Ａ族元素、５Ａ族元素の酸化物誘電体膜１６を前記高融点金属窒化膜１５の上に形成する工程と、前記酸化物誘電体膜１６を５００℃以上の熱処理で結晶化する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によって解決される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上記した課題は、図１、図２に例示するように、不純物を含む半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜の上に高融点金属膜を形成する工程と、前記高融点金属膜の上に高融点金属窒化膜を形成する工程と、前記高融点金属窒化膜の上に酸素化合物のキャパシタ誘電体膜を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によって解決する。この場合、前記高融点金属窒化膜は窒化タングステン膜であり、前記金属膜は、ルテニウムであってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
したがって、高融点金属膜を窒化して得られた高融点金属窒化膜に半導体元素が含まれなくなるので、その高融点金属窒化膜の上の酸化物誘電体膜の形成時又はその後に５００℃で加熱されても、高融点金属窒化膜と酸化物誘電体膜の間に低誘電率の酸化膜、例えば酸化シリコンの形成が防止される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
キャパシタ形成領域の下のシリコン基板１１には、図１に示したように、燐又は砒素を導入した不純物拡散層２ａを予め形成しておいてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
なお、図１４(b)に示す非晶質シリコン膜１３は、フォトリソグラフィー法により、パターニングされてキャパシタ形成領域及びその周辺のフィールド酸化膜１２の上に残した状態を示している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１（a）〜（c）は、本発明の第１実施形態に係るキャパシタの作成工程を示す断面図（その１）である。
【図２】
図２（a）〜（c）は、本発明の第１実施形態に係るキャパシタの作成工程を示す断面図（その２）である。
【図３】
図３は、本発明の第１実施形態に係るキャパシタの作成方法について示す断面図（その３）である。
【図４】
図４は、従来のキャパシタにおいて、タングステン膜の表面を窒化せずに、タングステン膜の上にＴａ2Ｏ5膜を直に形成した場合のそれらの膜中の構成元素の膜厚方向の分布図である。
【図５】
図５は、本発明の第１実施形態のキャパシタにおいて、タングステン膜の表面を窒化して、タングステン膜の上に窒化タングステン膜を介してＴａ2Ｏ5膜を形成した場合のそれらの膜中の構成元素の膜厚方向の分布図である。
【図６】
図６は、従来のキャパシタを構成する膜の断面写真である。
【図７】
図７は、図６を模式化した図面である。
【図８】
図８は、本発明の第１実施形態のキャパシタを構成する膜の断面写真である。
【図９】
図９は、図８を模式化した図面である。
【図１０】
図１０は、本発明の第１実施形態に係るキャパシタのリーク電流と印加電圧の関係を示す図である。
【図１１】
図１１は、従来のキャパシタのリーク電流と印加電圧の関係を示す図である。
【図１２】
図１２は、本発明の第２実施形態に係るキャパシタの作成工程を示す断面図である。
【図１３】
図１３は、本発明の第３実施形態に係るＤＲＡＭのキャパシタの部分を示す断面図である。
【図１４】
図１４（a）〜（c）は、本発明の第４実施形態に係るキャパシタの作成工程を示す断面図（その１）である。
【図１５】
図１５（a）〜（c）は、本発明の第４実施形態に係るキャパシタの作成工程を示す断面図（その２）である。
【図１６】
図１６は、本発明の第４実施形態に係るキャパシタの製造工程において、高い不純物濃度のシリコン膜の上に形成したタングステン膜とシリコン膜の加熱後のＸＲＤスペクトラムである。
【図１７】
図１７は、従来のキャパシタの製造工程において、低い不純物濃度のシリコン膜の上に形成したタングステン膜とシリコン膜の加熱後のＸＲＤスペクトラムである。
【図１８】
図１８は、本発明の第４実施形態のキャパシタの製造工程において、シランを用いずに成長したタングステン膜とその下のシリコン膜の加熱後のＸＲＤスペクトラムである。
【図１９】
図１９は、従来のキャパシタの製造工程において、シランを用いて成長したタングステン膜とその下のシリコン膜の加熱後のＸＲＤスペクトラムである。
【図２０】
図２０は、本発明のキャパシタの製造工程において、１×１０20 atoms/cm3の不純物濃度を有するシリコン膜とタングステン膜形成後の加熱温度によるタングステンシリサイドの発生を示す図である。
【図２１】
図２１は、本発明のキャパシタの製造工程において、５×１０20 atoms/cm3の不純物濃度を有するシリコン膜とタングステン膜形成後の加熱温度によるタングステンシリサイドの発生を示す図である。
【図２２】
図２２は、本発明のキャパシタの製造工程において、１×１０21 atoms/cm3の不純物濃度を有するシリコン膜とタングステン膜形成後の加熱温度によるタングステンシリサイドの発生を示す図である。
【図２３】
図２３は、本発明の第５実施形態のキャパシタを示す断面図である。
【符号の説明】
１…シリコン基板、２ａ…ソース拡散領域、２ｂ…ドレイン拡散領域、３…絶縁膜、４…コンタクトホール、５…ポリシリコン膜、６…タングステン膜、７、９…窒化タングステン膜（バリアメタル膜）、８…酸化タンタル膜、１０１、１０１ａ…下部電極、１０２、１０２ａ…上部電極、１０３、１０３ａ…キャパシタ、１１…シリコン基板（半導体基板）、１２…フィールド酸化膜、１３…シリコン膜、１４…タングステン膜、１５…窒化タングステン膜、１６…Ta2O5膜、１７…窒化チタン膜、１８…層間絶縁膜、３０…ルテニウム金属膜。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
1999224938.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
1999224938.tif 000002
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
1999224938.tif 000003