【手続補正書】
【提出日】平成15年12月2日(2003.12.2)
【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】
下部電極と、シリコン窒化膜と五酸化タンタル膜が積層された誘電体膜と，上部電極とからなる容量素子を有する半導体集積回路装置の製造方法において、
半球状シリコン結晶を表面に有する多結晶シリコンからなる下部電極を形成する第１の工程と、
プラズマ窒化法により上記下部電極表面にシリコン窒化膜を形成する第２の工程と、
上記シリコン窒化膜上に非晶質五酸化タンタル膜を形成した後、熱処理を行い結晶化五酸化タンタル膜を形成する第３の工程と、
上記結晶化タンタル膜上に上部電極を形成する第４の工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２】
上記第２の工程は、プラズマ発生部分と半導体基板設置部分とが空間的に分離されて備えてある装置で行われ、かつ、窒化反応が上記プラズマ発生部分から供給される窒化反応種で行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
上記第２の工程において、シリコン窒化膜をその膜厚が１ｎｍ以上となるように形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
上記第２の工程において、上記上部電極を窒化チタン膜で形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
上記窒化チタン膜の少なくとも一部を化学気相成長法で形成することを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
下部電極と、シリコン窒化膜と五酸化タンタル膜が積層された誘電体膜と，上部電極とからなる容量素子を有する半導体集積回路装置の製造方法において、
半球状シリコン結晶を表面に有する多結晶シリコンからなる下部電極を形成する第１の工程と、
上記多結晶シリコンを７００℃以下で前記多結晶シリコン表面を直接窒化することにより、上記下部電極表面にシリコン窒化膜を形成する第２の工程と、
上記シリコン窒化膜上に非晶質五酸化タンタル膜を形成した後、熱処理を行い結晶化五酸化タンタル膜を形成する第３の工程と、
上記結晶化タンタル膜上に上部電極を形成する第４の工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置およびその製造方法。
【請求項７】
上記第２の工程を５５０℃以下で行なうことを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項８】
上記第２の工程における上記直接窒化は、窒素ラジカル発生装置から供給される反応種で行われることを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項９】
上記第２の工程において、シリコン窒化膜をその膜厚が１ｎｍ以上となるように形成することを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１０】
上記第２の工程において、上記上部電極を窒化チタン膜で形成することを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１１】
上記窒化チタン膜の少なくとも一部を化学気相成長法で形成することを特徴とする請求項１０に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１２】
下部電極と、シリコン窒化膜と五酸化タンタル膜が積層された誘電体膜と，上部電極とからなる容量素子を有する半導体集積回路装置の製造方法において、
リンが添加された多結晶シリコンからなる下部電極を形成する第１の工程と、
プラズマ窒化法により上記下部電極表面にシリコン窒化膜を形成する第２の工程と、
上記シリコン窒化膜上に非晶質五酸化タンタル膜を形成した後、熱処理を行い結晶化五酸化タンタル膜を形成する第３の工程と、
上記結晶化タンタル膜上に上部電極を形成する第４の工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１３】
上記第２の工程は、プラズマ発生部分と半導体基板設置部分とが空間的に分離されて備えてある装置で行われ、かつ、窒化反応が上記プラズマ発生部分から供給される窒化反応種で行われることを特徴とする請求項１２に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１４】
上記第２の工程において、シリコン窒化膜をその膜厚が１ｎｍ以上となるように形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１５】
上記第２の工程において、上記上部電極を窒化チタン膜で形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１６】
上記窒化チタン膜の少なくとも一部を化学気相成長法で形成することを特徴とする請求項１５に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１７】
下部電極と、シリコン窒化膜と五酸化タンタル膜が積層された誘電体膜と，上部電極とからなる容量素子を有する半導体集積回路装置の製造方法において、
リンが添加された多結晶シリコンからなる下部電極を形成する第１の工程と、
上記多結晶シリコンを７００℃以下で直接窒化することにより、上記下部電極表面にシリコン窒化膜を形成する第２の工程と、
上記シリコン窒化膜上に非晶質五酸化タンタル膜を形成した後、熱処理を行い結晶化五酸化タンタル膜を形成する第３の工程と、
上記結晶化タンタル膜上に上部電極を形成する第４の工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置およびその製造方法。
【請求項１８】
上記第２の工程を５５０℃以下で行なうことを特徴とする請求項１７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項１９】
上記第２の工程における上記直接窒化は、窒素ラジカル発生装置から供給される反応種で行われることを特徴とする請求項１７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２０】
上記第２の工程において、シリコン窒化膜をその膜厚が１ｎｍ以上となるように形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２１】
上記第２の工程において、上記上部電極を窒化チタン膜で形成することを特徴とする請求項１７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２２】
上記窒化チタン膜の少なくとも一部を化学気相成長法で形成することを特徴とする請求項２１に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２３】
半球状シリコン結晶を表面に形成した多結晶シリコンを下部電極とし、窒化シリコンを主成分とする第１の誘電体と、五酸化タンタルを主成分とする第２の誘電体との積層構造を持つ誘電体膜を有する容量素子を含む半導体集積回路装置において、上記第１の誘電体がプラズマ窒化膜であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２４】
上記第１の誘電体の膜厚が１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２３に記載の半導体集積回路装置。
【請求項２５】
上記第２の誘電体が結晶化されており、その結晶が六方晶であることを特徴とする請求項２３に記載の半導体集積回路装置。
【請求項２６】
上記容量素子は、上記誘電体膜を挟んで対向する上部電極が窒化チタンで形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の半導体集積回路装置。
【請求項２７】
前記多結晶シリコンがリンを添加した多結晶シリコンであることを特徴とする請求項２３に記載の半導体集積回路装置。
【請求項２８】
メモリセル選択用トランジスタとこれに直列に接続された情報蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、上記情報蓄積用容量素子が、上方に開口部を有する筒形の多結晶シリコン膜とその表面に形成された半球状シリコン結晶とからなる下部電極と、上記下部電極の表面に形成された容量絶縁膜と、上記容量絶縁膜を挟み上記下部電極に対向して形成された上部電極とを備え、上記メモリセル選択用トランジスタの上方に配置された半導体集積回路装置の製造方法であって、
上記メモリセル選択用トランジスタ形成後に絶縁膜を堆積し、その絶縁膜の一部を開口して溝を形成する第１工程と、
上記溝の内部に非晶質シリコン膜を形成する第２工程と、
上記非晶質シリコン膜の表面に半球状シリコン結晶を形成する第３工程と、
上記半球状シリコン結晶の表面にリンを導入する第４工程と、
上記リンを導入した半球状シリコン結晶の表面をプラズマ窒化し、窒化シリコンを主成分とする誘電体膜を形成する第５工程と、
上記誘電体膜表面に非晶質五酸化タンタル膜を形成する第６工程と、
上記非晶質五酸化タンタル膜を７００℃以上の酸化性雰囲気で結晶化させる第７工程と、
上記五酸化タンタル膜の上部に上記溝を埋めるように窒化チタンを堆積する第８工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２９】
メモリセル選択用トランジスタとこれに直列に接続された情報蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、上記上方蓄積用容量素子が、上方に開口部を有する筒形の多結晶シリコン膜とその表面に形成された半球状シリコン結晶とからなる下部電極と、上記下部電極の表面に形成された容量絶縁膜と、上記容量絶縁膜を挟み上記下部電極に対向して形成された上部電極とを備え、上記メモリセル選択用トランジスタの上方に配置された半導体集積回路装置の製造方法であって、
上記メモリセル選択用トランジスタ形成後に絶縁膜を堆積し、その絶縁膜の一部を開口して溝を形成する第１工程と、
上記溝の内部に非晶質シリコン膜を形成する第２工程と、
上記非晶質シリコン膜の表面に半球状シリコン結晶を形成する第３工程と、
上記半球状シリコン結晶の表面にリンを導入する第４工程と、
上記リンを導入した半球状シリコン結晶の表面を７００℃以下で直接窒化し、
窒化シリコンを主成分とする誘電体膜を形成する第５工程と、
上記誘電体膜表面に非晶質五酸化タンタル膜を形成する第６工程と、
上記非晶質五酸化タンタル膜を７００℃以上の酸化性雰囲気で結晶化させる第７工程と、
上記五酸化タンタル膜の上部に上記溝を埋めるように窒化チタンを堆積する第８工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３０】
上記直接窒化の工程を５５０℃以下で行なうことを特徴とする請求項２９に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３１】
上記誘電体膜の膜厚を１ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項２８乃至２９に記載の半導体集積回路装置の製造方法。