JP2001320032A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属酸化物からなる容量絶縁膜を備えたキャ
パシタのストレージ電極に、低抵抗でコンタクトプラグ
が接続できるようにする。 【解決手段】 コンタクトプラグ１１０上部に、タング
ステンのソースガスとしてＷＦ6を用い，窒素のソース
ガスとしてＮＨ3を用いた熱ＣＶＤ法により、窒化タン
グステンからなるバリア膜１１０ａを形成する。
パシタのストレージ電極に、低抵抗でコンタクトプラグ
が接続できるようにする。 【解決手段】 コンタクトプラグ１１０上部に、タング
ステンのソースガスとしてＷＦ6を用い，窒素のソース
ガスとしてＮＨ3を用いた熱ＣＶＤ法により、窒化タン
グステンからなるバリア膜１１０ａを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸化膜を誘電
体膜として用いるキャパシタを備えた半導体装置および
その製造方法に関する。
体膜として用いるキャパシタを備えた半導体装置および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】１トランジスタ１キャパシタで構成され
るダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）で
は、集積回路の高集積化が進行している中で、メモリセ
ルの面積を小さくして記憶容量を大きくすることが要求
されている。この要求の中で、キャパシタを構成する誘
電体膜に、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などのより高い誘
電率を有する材料を用いることで、メモリセルの面積を
拡大することなく容量を大きくする技術が提案されてい
る。
るダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）で
は、集積回路の高集積化が進行している中で、メモリセ
ルの面積を小さくして記憶容量を大きくすることが要求
されている。この要求の中で、キャパシタを構成する誘
電体膜に、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などのより高い誘
電率を有する材料を用いることで、メモリセルの面積を
拡大することなく容量を大きくする技術が提案されてい
る。
【０００３】誘電体膜により高い誘電率を有する材料を
用いる場合、例えば酸化タンタルでは、酸化タンタルを
成膜した後で熱処理やプラズマ処理などの後処理を施す
ことで、所期の誘電率が得られるようにしている。この
とき、酸化物である誘電材料より酸素が脱離することを
防ぐために、一般には酸素が存在する雰囲気で後処理を
行うようにしている。このため、タングステンや窒化チ
タンをストレージ電極に用いるとこれが酸化してしまう
ため、金や白金またはルテニウムなどの酸化されにくい
または酸化しても導電性を示す金属材料を用いるように
している。
用いる場合、例えば酸化タンタルでは、酸化タンタルを
成膜した後で熱処理やプラズマ処理などの後処理を施す
ことで、所期の誘電率が得られるようにしている。この
とき、酸化物である誘電材料より酸素が脱離することを
防ぐために、一般には酸素が存在する雰囲気で後処理を
行うようにしている。このため、タングステンや窒化チ
タンをストレージ電極に用いるとこれが酸化してしまう
ため、金や白金またはルテニウムなどの酸化されにくい
または酸化しても導電性を示す金属材料を用いるように
している。
【０００４】つぎに、上記のような誘電体膜を用いたＤ
ＲＡＭについてスタック型のメモリセルを例にして以下
に説明する。図９に示すように、半導体基板９０１上の
素子分離領域９０２で区画された領域に、ゲート絶縁膜
９０３を介してゲート電極９０４が形成されている。ま
た、ゲート電極９０４両脇の半導体基板９０１には、ゲ
ート電極９０４をマスクとしたイオン注入などにより不
純物領域を形成することで、ソース・ドレイン９０５が
配置されている。
ＲＡＭについてスタック型のメモリセルを例にして以下
に説明する。図９に示すように、半導体基板９０１上の
素子分離領域９０２で区画された領域に、ゲート絶縁膜
９０３を介してゲート電極９０４が形成されている。ま
た、ゲート電極９０４両脇の半導体基板９０１には、ゲ
ート電極９０４をマスクとしたイオン注入などにより不
純物領域を形成することで、ソース・ドレイン９０５が
配置されている。
【０００５】また、ゲート電極９０４上には、半導体基
板９０１全域にわたって層間絶縁膜９０６が形成され、
この層間絶縁膜９０６の所定の位置に半導体基板９０１
に形成したソース・ドレイン９０５に接続するコンタク
トプラグ９０７が形成され、このコンタクトプラグ９０
７に接続してビット線９０８が形成されている。また、
ビット線９０８を含む層間絶縁膜９０６上には、層間絶
縁膜９０９が形成され、半導体基板９０１に形成された
ソース・ドレイン９０５に接続するコンタクトプラグ９
１０が、層間絶縁膜９０９と層間絶縁膜９０６とに形成
されている。また、このコンタクトプラグ９１０上に
は、スタック型の例えばルテニウムからなるストレージ
電極９１１が形成されている。
板９０１全域にわたって層間絶縁膜９０６が形成され、
この層間絶縁膜９０６の所定の位置に半導体基板９０１
に形成したソース・ドレイン９０５に接続するコンタク
トプラグ９０７が形成され、このコンタクトプラグ９０
７に接続してビット線９０８が形成されている。また、
ビット線９０８を含む層間絶縁膜９０６上には、層間絶
縁膜９０９が形成され、半導体基板９０１に形成された
ソース・ドレイン９０５に接続するコンタクトプラグ９
１０が、層間絶縁膜９０９と層間絶縁膜９０６とに形成
されている。また、このコンタクトプラグ９１０上に
は、スタック型の例えばルテニウムからなるストレージ
電極９１１が形成されている。
【０００６】また、ストレージ電極９１１を覆うように
容量絶縁膜９１２が形成され、これらを覆うようにプレ
ート電極９１３が形成されている。このように、ゲート
電極９０４によるトランジスタと、このトランジスタに
接続するストレージ電極９１１，容量絶縁膜９１２，プ
レート電極９１３からなるキャパシタとにより、メモリ
セルの基本が構成されている。なお、プレート電極９１
３を含む層間絶縁膜９０９上にも、絶縁体からなる層間
絶縁膜９１４が形成され、この上に、図示していない
が、上述したビット線９０８，プレート電極９１３に接
続する配線層が形成される。
容量絶縁膜９１２が形成され、これらを覆うようにプレ
ート電極９１３が形成されている。このように、ゲート
電極９０４によるトランジスタと、このトランジスタに
接続するストレージ電極９１１，容量絶縁膜９１２，プ
レート電極９１３からなるキャパシタとにより、メモリ
セルの基本が構成されている。なお、プレート電極９１
３を含む層間絶縁膜９０９上にも、絶縁体からなる層間
絶縁膜９１４が形成され、この上に、図示していない
が、上述したビット線９０８，プレート電極９１３に接
続する配線層が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した半
導体装置において、シリコン基板との接続のためのコン
タクトプラグには、一般には耐熱性を有するポリシリコ
ンやタングステンなどの高融点金属が用いられている。
しかしながら、上記の従来の構成では、所期の誘電率を
得ることを目的として、容量絶縁膜を形成した後で酸素
雰囲気における高温処理を行うようにしている。この酸
素雰囲気の高温処理において、ルテニウムからなるスト
レージ電極が酸素を透過しやすいため、コンタクトプラ
グの表面が酸化し、ストレージ電極とコンタクトプラグ
との界面において容量を発生させたり抵抗の増大を招く
などの問題があった。
導体装置において、シリコン基板との接続のためのコン
タクトプラグには、一般には耐熱性を有するポリシリコ
ンやタングステンなどの高融点金属が用いられている。
しかしながら、上記の従来の構成では、所期の誘電率を
得ることを目的として、容量絶縁膜を形成した後で酸素
雰囲気における高温処理を行うようにしている。この酸
素雰囲気の高温処理において、ルテニウムからなるスト
レージ電極が酸素を透過しやすいため、コンタクトプラ
グの表面が酸化し、ストレージ電極とコンタクトプラグ
との界面において容量を発生させたり抵抗の増大を招く
などの問題があった。
【０００８】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、金属酸化物からなる容量絶
縁膜を備えたキャパシタのストレージ電極に、低抵抗で
コンタクトプラグが接続できるようにすることを目的と
する。
ためになされたものであり、金属酸化物からなる容量絶
縁膜を備えたキャパシタのストレージ電極に、低抵抗で
コンタクトプラグが接続できるようにすることを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜を
通して形成された導電性を有する材料からなるコンタク
トプラグと、このコンタクトプラグの上部表面を覆うよ
うに形成された窒化タングステンからなるバリア膜と、
このバリア膜を介してコンタクトプラグに接続して層間
絶縁膜上に形成された金属材料からなる第１の電極と、
この第１の電極上に形成された絶縁性を有する金属酸化
物からなる容量絶縁膜と、この容量絶縁膜により絶縁分
離されて第１の電極表面上に形成された第２の電極とを
備えたものである。この発明によれば、バリア膜により
コンタクトプラグに対する酸素の侵入が抑制される。
半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜を
通して形成された導電性を有する材料からなるコンタク
トプラグと、このコンタクトプラグの上部表面を覆うよ
うに形成された窒化タングステンからなるバリア膜と、
このバリア膜を介してコンタクトプラグに接続して層間
絶縁膜上に形成された金属材料からなる第１の電極と、
この第１の電極上に形成された絶縁性を有する金属酸化
物からなる容量絶縁膜と、この容量絶縁膜により絶縁分
離されて第１の電極表面上に形成された第２の電極とを
備えたものである。この発明によれば、バリア膜により
コンタクトプラグに対する酸素の侵入が抑制される。
【００１０】上記の発明において、バリア膜はコンタク
トプラグ上の表面を全て覆うように形成される。また、
バリア膜は、窒化タングステンからなる第１の薄膜と、
この第１の薄膜上に形成されたタングステンシリサイド
からなる第２の薄膜から構成される。また、バリア膜
は、窒化タングステンからなる第１の薄膜と、この第１
の薄膜上に形成された窒化シリコンからなる第２の薄膜
から構成される。また、上記の発明において、コンタク
トプラグはポリシリコンから構成される。またコンタク
トプラグはタングステンから構成される。この場合、コ
ンタクトプラグは、ポリシリコンの層とこの上に接続し
て形成されたタングステンの層とから構成される。ま
た、上記の発明において、層間絶縁膜下の半導体基板上
にコンタクトプラグに接続して形成されたトランジスタ
を備える。
トプラグ上の表面を全て覆うように形成される。また、
バリア膜は、窒化タングステンからなる第１の薄膜と、
この第１の薄膜上に形成されたタングステンシリサイド
からなる第２の薄膜から構成される。また、バリア膜
は、窒化タングステンからなる第１の薄膜と、この第１
の薄膜上に形成された窒化シリコンからなる第２の薄膜
から構成される。また、上記の発明において、コンタク
トプラグはポリシリコンから構成される。またコンタク
トプラグはタングステンから構成される。この場合、コ
ンタクトプラグは、ポリシリコンの層とこの上に接続し
て形成されたタングステンの層とから構成される。ま
た、上記の発明において、層間絶縁膜下の半導体基板上
にコンタクトプラグに接続して形成されたトランジスタ
を備える。
【００１１】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、導電性を
有する材料からなるコンタクトプラグを層間絶縁膜を貫
通して形成する工程と、コンタクトプラグの上部表面を
覆うように窒化タングステンからなるバリア膜を形成す
る工程と、層間絶縁膜上に金属材料からなる第１の電極
をバリア膜を介してコンタクトプラグに接続して形成す
る工程と、第１の電極上に絶縁性を有する金属酸化物か
らなる容量絶縁膜を形成する工程と、容量絶縁膜により
絶縁分離された状態で第１の電極表面上に第２の電極を
形成する工程とを備え、バリア膜の形成は、タングステ
ンのソースガスと窒素のソースガスとを用いた熱化学気
相成長法により窒化タングステンの膜を成膜することで
行おうとしたものである。この発明によれば、形成され
たバリア膜によりコンタクトプラグに対する酸素の侵入
が抑制される。
半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、導電性を
有する材料からなるコンタクトプラグを層間絶縁膜を貫
通して形成する工程と、コンタクトプラグの上部表面を
覆うように窒化タングステンからなるバリア膜を形成す
る工程と、層間絶縁膜上に金属材料からなる第１の電極
をバリア膜を介してコンタクトプラグに接続して形成す
る工程と、第１の電極上に絶縁性を有する金属酸化物か
らなる容量絶縁膜を形成する工程と、容量絶縁膜により
絶縁分離された状態で第１の電極表面上に第２の電極を
形成する工程とを備え、バリア膜の形成は、タングステ
ンのソースガスと窒素のソースガスとを用いた熱化学気
相成長法により窒化タングステンの膜を成膜することで
行おうとしたものである。この発明によれば、形成され
たバリア膜によりコンタクトプラグに対する酸素の侵入
が抑制される。
【００１２】上記の発明において、バリア膜の形成は、
タングステンのソースガスをコンタクトプラグ表面に供
給した後、タングステンのソースガスに加え窒素のソー
スガスを供給することで行う。また、上記の発明におい
て、バリア膜の形成は、窒化タングステンの膜を成膜し
た後、この窒化タングステンの膜上にタングステンのソ
ースガスとシリコンのソースガスとを用いた熱化学的気
相成長法によりタングステンシリサイドの膜を成膜する
ことで行い、バリア膜を窒化タングステンからなる第１
の薄膜とこの第１の薄膜上に形成されたタングステンシ
リサイドからなる第２の薄膜とから構成する。また、バ
リア膜の形成は、窒化タングステンの膜を成膜した後、
この窒化タングステンの膜上に窒素のソースガスとシリ
コンのソースガスとを用いた熱化学的気相成長法により
窒化シリコンの膜を成膜することで行い、バリア膜を窒
化タングステンからなる第１の薄膜とこの第１の薄膜上
に形成された窒化シリコンからなる第２の薄膜とから構
成する。
タングステンのソースガスをコンタクトプラグ表面に供
給した後、タングステンのソースガスに加え窒素のソー
スガスを供給することで行う。また、上記の発明におい
て、バリア膜の形成は、窒化タングステンの膜を成膜し
た後、この窒化タングステンの膜上にタングステンのソ
ースガスとシリコンのソースガスとを用いた熱化学的気
相成長法によりタングステンシリサイドの膜を成膜する
ことで行い、バリア膜を窒化タングステンからなる第１
の薄膜とこの第１の薄膜上に形成されたタングステンシ
リサイドからなる第２の薄膜とから構成する。また、バ
リア膜の形成は、窒化タングステンの膜を成膜した後、
この窒化タングステンの膜上に窒素のソースガスとシリ
コンのソースガスとを用いた熱化学的気相成長法により
窒化シリコンの膜を成膜することで行い、バリア膜を窒
化タングステンからなる第１の薄膜とこの第１の薄膜上
に形成された窒化シリコンからなる第２の薄膜とから構
成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図を参照して説明する。 （実施の形態１）はじめに、本発明の第１の実施の形態
について説明する。なお、以下では、スタック型のメモ
リセルを例にして説明する。まず、図１（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板１０１上の素子分離領域１０２で区
画された領域に、公知の方法によりゲート絶縁膜１０３
を介してゲート電極１０４を形成する。また、ゲート電
極１０４が形成された後、ゲート電極１０４をマスクと
したイオン注入などによりソース・ドレイン１０５を形
成する。
図を参照して説明する。 （実施の形態１）はじめに、本発明の第１の実施の形態
について説明する。なお、以下では、スタック型のメモ
リセルを例にして説明する。まず、図１（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板１０１上の素子分離領域１０２で区
画された領域に、公知の方法によりゲート絶縁膜１０３
を介してゲート電極１０４を形成する。また、ゲート電
極１０４が形成された後、ゲート電極１０４をマスクと
したイオン注入などによりソース・ドレイン１０５を形
成する。
【００１４】つぎに、図１（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１０１全域に酸化シリコンなどの絶縁体からなる
層間絶縁膜１０６を形成し、所定の位置にシリコン基板
１０１に形成したソース・ドレイン１０５の一方に接続
するコンタクトプラグ１０７を形成し、コンタクトプラ
グ１０７に接続してビット線１０８を形成する。つぎ
に、図１（ｃ）に示すように、ビット線１０８を含む層
間絶縁膜１０６上に、酸化シリコンなどの絶縁体からな
る層間絶縁膜１０９を形成し、図１（ｄ）に示すよう
に、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技
術により、層間絶縁膜１０９，層間絶縁膜１０６に、ソ
ース・ドレイン１０５の他方に到達するコンタクトプラ
グホール３０１を形成する。
ン基板１０１全域に酸化シリコンなどの絶縁体からなる
層間絶縁膜１０６を形成し、所定の位置にシリコン基板
１０１に形成したソース・ドレイン１０５の一方に接続
するコンタクトプラグ１０７を形成し、コンタクトプラ
グ１０７に接続してビット線１０８を形成する。つぎ
に、図１（ｃ）に示すように、ビット線１０８を含む層
間絶縁膜１０６上に、酸化シリコンなどの絶縁体からな
る層間絶縁膜１０９を形成し、図１（ｄ）に示すよう
に、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技
術により、層間絶縁膜１０９，層間絶縁膜１０６に、ソ
ース・ドレイン１０５の他方に到達するコンタクトプラ
グホール３０１を形成する。
【００１５】次いで、コンタクトプラグホール３０１が
充填された状態になるように、層間絶縁膜１０９上にポ
リシリコンを堆積することで、図２（ｅ）に示すよう
に、ポリシリコン膜３０２を形成する。このポリシリコ
ンの堆積は、例えば、ＣＶＤ法により行えばよい。つぎ
に、ポリシリコン膜３０２を選択的にエッチバックし、
図２（ｆ）に示すように、コンタクトプラグホール３０
１上部にある程度の空間を備えた状態で、コンタクトプ
ラグホール３０１内にポリシリコンからなるコンタクト
プラグ１１０が形成された状態にする。ポリシリコン膜
３０２の選択的なエッチバックは、シリコンに選択性を
有して層間絶縁膜１０６をほとんどエッチングしないエ
ッチングガスを用いた反応性ドライエッチングにより行
えばよい。
充填された状態になるように、層間絶縁膜１０９上にポ
リシリコンを堆積することで、図２（ｅ）に示すよう
に、ポリシリコン膜３０２を形成する。このポリシリコ
ンの堆積は、例えば、ＣＶＤ法により行えばよい。つぎ
に、ポリシリコン膜３０２を選択的にエッチバックし、
図２（ｆ）に示すように、コンタクトプラグホール３０
１上部にある程度の空間を備えた状態で、コンタクトプ
ラグホール３０１内にポリシリコンからなるコンタクト
プラグ１１０が形成された状態にする。ポリシリコン膜
３０２の選択的なエッチバックは、シリコンに選択性を
有して層間絶縁膜１０６をほとんどエッチングしないエ
ッチングガスを用いた反応性ドライエッチングにより行
えばよい。
【００１６】つぎに、コンタクトプラグホール３０１内
のコンタクトプラグ１１０上部の空間を充填するよう
に、窒化タングステンの膜を膜厚５０〜１００ｎｍ程度
に堆積し、これを加工して図２（ｇ）に示すように、コ
ンタクトプラグ１１０の上面を全て覆うように、バリア
膜１１０ａを膜厚２０ｎｍ程度に形成する。このバリア
膜１１０ａの形成は、つぎのように行う。まず、コンタ
クトプラグ１１０上部の空間が充填された状態になるよ
うに、熱ＣＶＤ（化学的気相成長）法により層間絶縁膜
１０９上に窒化タングステンの膜を形成する（窒化タン
グステン膜の成膜）。窒化タングステンの熱ＣＶＤ法に
よる成膜では、基板温度を５００℃程度にし、また、タ
ングステンのソースガスとしてＷＦ6を用い、窒素のソ
ースガスとしてＮＨ3を用いる。
のコンタクトプラグ１１０上部の空間を充填するよう
に、窒化タングステンの膜を膜厚５０〜１００ｎｍ程度
に堆積し、これを加工して図２（ｇ）に示すように、コ
ンタクトプラグ１１０の上面を全て覆うように、バリア
膜１１０ａを膜厚２０ｎｍ程度に形成する。このバリア
膜１１０ａの形成は、つぎのように行う。まず、コンタ
クトプラグ１１０上部の空間が充填された状態になるよ
うに、熱ＣＶＤ（化学的気相成長）法により層間絶縁膜
１０９上に窒化タングステンの膜を形成する（窒化タン
グステン膜の成膜）。窒化タングステンの熱ＣＶＤ法に
よる成膜では、基板温度を５００℃程度にし、また、タ
ングステンのソースガスとしてＷＦ6を用い、窒素のソ
ースガスとしてＮＨ3を用いる。
【００１７】この良好な段差被覆性がある成膜法を用い
ることで、コンタクトプラグホール３０１が０．１５μ
ｍ以下の微細な穴径であっても、コンタクトプラグ１１
０上の微細な空間を窒化タングステンの膜で均一に充填
できる。なお、上記の窒化タングステンの成膜に際し、
初期にはタングステンのソースガス（ＷＦ6）だけを、
所定の温度に加熱された成膜対象基板上に供給すること
で、コンタクトプラグ１１０表面と成膜した窒化タング
ステンの膜との密着性を向上させることができる。次い
で、堆積した膜を例えばＣＭＰ（化学的機械的研磨）に
より所定量エッチバックし、図２（ｇ）に示すように、
コンタクトプラグ１１０上部にバリア膜１１０ａが形成
された状態にする。
ることで、コンタクトプラグホール３０１が０．１５μ
ｍ以下の微細な穴径であっても、コンタクトプラグ１１
０上の微細な空間を窒化タングステンの膜で均一に充填
できる。なお、上記の窒化タングステンの成膜に際し、
初期にはタングステンのソースガス（ＷＦ6）だけを、
所定の温度に加熱された成膜対象基板上に供給すること
で、コンタクトプラグ１１０表面と成膜した窒化タング
ステンの膜との密着性を向上させることができる。次い
で、堆積した膜を例えばＣＭＰ（化学的機械的研磨）に
より所定量エッチバックし、図２（ｇ）に示すように、
コンタクトプラグ１１０上部にバリア膜１１０ａが形成
された状態にする。
【００１８】次いで、図３（ｈ）に示すように、バリア
膜１１０ａを含めた層間絶縁膜１０９上に、例えばスパ
ッタ法やＣＶＤ法などにより、ルテニウムからなる金属
膜４０１を膜厚２０〜５０ｎｍ程度に形成する。次い
で、金属膜４０１を公知のフォトリソグラフィ技術とエ
ッチング技術とによりパターニングし、図３（ｉ）に示
すように、層間絶縁膜１０９上にバリア膜１１０ａを介
してコンタクトプラグ１１０に接続するストレージ電極
（第１の電極）１１１を形成する。なお、ストレージ電
極はルテニウムだけでなく、金や白金などを用いるよう
にしてもよい。
膜１１０ａを含めた層間絶縁膜１０９上に、例えばスパ
ッタ法やＣＶＤ法などにより、ルテニウムからなる金属
膜４０１を膜厚２０〜５０ｎｍ程度に形成する。次い
で、金属膜４０１を公知のフォトリソグラフィ技術とエ
ッチング技術とによりパターニングし、図３（ｉ）に示
すように、層間絶縁膜１０９上にバリア膜１１０ａを介
してコンタクトプラグ１１０に接続するストレージ電極
（第１の電極）１１１を形成する。なお、ストレージ電
極はルテニウムだけでなく、金や白金などを用いるよう
にしてもよい。
【００１９】つぎに、層間絶縁膜１０９上にストレージ
電極１１１を覆って酸化タンタルの膜を膜厚５〜１５ｎ
ｍ程度形成し、これに５００〜７５０℃程度の温度によ
る酸素雰囲気における熱処理などで後処理を施すこと
で、図３（ｊ）に示すように、容量絶縁膜１１２を形成
する。この酸素雰囲気における熱処理を行っても、本実
施の形態によれば、コンタクトプラグ１１０上には窒化
タングステンからなるバリア膜１１０ａがあるので、雰
囲気の酸素はストレージ電極１１１を透過してきてもバ
リア膜１１０ａは透過できず、コンタクトプラグ１１０
表面が酸化されることがない。なお、容量絶縁膜は、酸
化タンタルに限るものではなく、他の金属酸化物を用い
るようにしてもよい。
電極１１１を覆って酸化タンタルの膜を膜厚５〜１５ｎ
ｍ程度形成し、これに５００〜７５０℃程度の温度によ
る酸素雰囲気における熱処理などで後処理を施すこと
で、図３（ｊ）に示すように、容量絶縁膜１１２を形成
する。この酸素雰囲気における熱処理を行っても、本実
施の形態によれば、コンタクトプラグ１１０上には窒化
タングステンからなるバリア膜１１０ａがあるので、雰
囲気の酸素はストレージ電極１１１を透過してきてもバ
リア膜１１０ａは透過できず、コンタクトプラグ１１０
表面が酸化されることがない。なお、容量絶縁膜は、酸
化タンタルに限るものではなく、他の金属酸化物を用い
るようにしてもよい。
【００２０】次いで、容量絶縁膜１１２上に例えば、窒
化チタンや窒化タングステンなどの膜やルテニウムから
なる金属膜を膜厚１０〜１００ｎｍ程度に形成し、形成
した金属膜を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術とによりパターニングし、図４（ｋ）に示すよう
に、プレート電極（第２の電極）１１３を形成する。こ
の後、プレート電極１１３を覆ってシリコン酸化物など
の絶縁材料からなる層間絶縁膜１１４を形成すれば、１
トランジスタ１キャパシタのＤＲＡＭが形成される。
化チタンや窒化タングステンなどの膜やルテニウムから
なる金属膜を膜厚１０〜１００ｎｍ程度に形成し、形成
した金属膜を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術とによりパターニングし、図４（ｋ）に示すよう
に、プレート電極（第２の電極）１１３を形成する。こ
の後、プレート電極１１３を覆ってシリコン酸化物など
の絶縁材料からなる層間絶縁膜１１４を形成すれば、１
トランジスタ１キャパシタのＤＲＡＭが形成される。
【００２１】ところで、上記実施の形態では、キャパシ
タの電極を平板状のものとしたが、これに限るものでは
なく、円筒形状や積層型の電極構造にしてもよい。キャ
パシタの電極を円筒形状にした場合、側面においては外
側からプレート電極−容量絶縁膜−ストレージ電極−容
量絶縁膜−プレート電極の順に配置されることになる。
また、積層型の電極構造では、最上層にストレージ電極
が配置されることもある。
タの電極を平板状のものとしたが、これに限るものでは
なく、円筒形状や積層型の電極構造にしてもよい。キャ
パシタの電極を円筒形状にした場合、側面においては外
側からプレート電極−容量絶縁膜−ストレージ電極−容
量絶縁膜−プレート電極の順に配置されることになる。
また、積層型の電極構造では、最上層にストレージ電極
が配置されることもある。
【００２２】（実施の形態２）つぎに、本発明の第２の
実施の形態について説明する。上記では、バリア膜を窒
化タングステンからなる１層の膜から構成したが、これ
に限るものではなく、つぎに示すように、タングステン
シリサイドの層や窒化シリコンの層を付加して２層構造
にしてもよい。２層構造にすることで、バリア膜におけ
る酸素透過防止性能がより向上し、酸化防止性がより向
上する。なお、バリア膜を２層構造にする場合において
も、コンタクトプラグ形成までの工程は上記の図１
（ａ）から図２（ｆ）までに示した工程と同様であり、
この実施の形態では、図５（ｆ）に示すように、コンタ
クトプラグ１１０が形成されている状態から説明する。
実施の形態について説明する。上記では、バリア膜を窒
化タングステンからなる１層の膜から構成したが、これ
に限るものではなく、つぎに示すように、タングステン
シリサイドの層や窒化シリコンの層を付加して２層構造
にしてもよい。２層構造にすることで、バリア膜におけ
る酸素透過防止性能がより向上し、酸化防止性がより向
上する。なお、バリア膜を２層構造にする場合において
も、コンタクトプラグ形成までの工程は上記の図１
（ａ）から図２（ｆ）までに示した工程と同様であり、
この実施の形態では、図５（ｆ）に示すように、コンタ
クトプラグ１１０が形成されている状態から説明する。
【００２３】図５（ｆ）に示すように、シリコン基板１
０１上のトランジスタに接続するコンタクトプラグ１１
０を形成したら、次いで、この実施の形態では図５
（ｇ）に示すように、コンタクトプラグ１１０上部を含
めた層間絶縁膜１０９上に、膜厚１０ｎｍ程度の窒化タ
ングステン膜５０１と膜厚１０ｎｍ程度のタングステン
シリサイド膜５０２を順次形成する。これらの膜の形成
は、つぎのように行う。まず、コンタクトプラグ１１０
上部の空間が充填された状態になるように、熱ＣＶＤ法
により層間絶縁膜１０９上に窒化タングステン膜５０１
を形成する。この熱ＣＶＤ法による成膜（窒化タングス
テン膜の形成）では、基板温度を５００℃程度とし、ま
た、タングステンのソースガスとしてＷＦ6を用い、窒
素のソースガスとしてＮＨ3を用いる。引き続いて、Ｎ
Ｈ3ガスの代わりにシリコンのソースガスであるＳｉＨ4
をＷＦ6とともに供給し、窒化タングステン膜５０１上
にタングステンシリサイド膜５０２を形成する。
０１上のトランジスタに接続するコンタクトプラグ１１
０を形成したら、次いで、この実施の形態では図５
（ｇ）に示すように、コンタクトプラグ１１０上部を含
めた層間絶縁膜１０９上に、膜厚１０ｎｍ程度の窒化タ
ングステン膜５０１と膜厚１０ｎｍ程度のタングステン
シリサイド膜５０２を順次形成する。これらの膜の形成
は、つぎのように行う。まず、コンタクトプラグ１１０
上部の空間が充填された状態になるように、熱ＣＶＤ法
により層間絶縁膜１０９上に窒化タングステン膜５０１
を形成する。この熱ＣＶＤ法による成膜（窒化タングス
テン膜の形成）では、基板温度を５００℃程度とし、ま
た、タングステンのソースガスとしてＷＦ6を用い、窒
素のソースガスとしてＮＨ3を用いる。引き続いて、Ｎ
Ｈ3ガスの代わりにシリコンのソースガスであるＳｉＨ4
をＷＦ6とともに供給し、窒化タングステン膜５０１上
にタングステンシリサイド膜５０２を形成する。
【００２４】次いで、堆積した膜を例えばＣＭＰ（化学
的機械的研磨）により所定量エッチバックし、図６
（ｈ）に示すように、コンタクトプラグ１１０上部に、
窒化タングステン膜とタングステンシリサイドとの２層
構造のバリア膜１１０ｂを形成する。次いで、バリア膜
１１０ｂを含めた層間絶縁膜１０９上に、例えばスパッ
タ法やＣＶＤ法などにより、ルテニウムからなる金属膜
４０１を膜厚２０〜５０ｎｍ程度に形成する。次いで、
金属膜４０１を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチ
ング技術とによりパターニングし、図６（ｉ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１０９上にバリア膜１１０ｂを介して
コンタクトプラグ１１０に接続するストレージ電極１１
１を形成する。
的機械的研磨）により所定量エッチバックし、図６
（ｈ）に示すように、コンタクトプラグ１１０上部に、
窒化タングステン膜とタングステンシリサイドとの２層
構造のバリア膜１１０ｂを形成する。次いで、バリア膜
１１０ｂを含めた層間絶縁膜１０９上に、例えばスパッ
タ法やＣＶＤ法などにより、ルテニウムからなる金属膜
４０１を膜厚２０〜５０ｎｍ程度に形成する。次いで、
金属膜４０１を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチ
ング技術とによりパターニングし、図６（ｉ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１０９上にバリア膜１１０ｂを介して
コンタクトプラグ１１０に接続するストレージ電極１１
１を形成する。
【００２５】つぎに、層間絶縁膜１０９上にストレージ
電極１１１を覆って酸化タンタルの膜を膜厚５〜１５ｎ
ｍ程度形成し、これに５００〜７５０℃程度の温度によ
る酸素雰囲気における熱処理などで後処理を施すこと
で、図６（ｊ）に示すように、容量絶縁膜１１２を形成
する。この酸素雰囲気における熱処理を行っても、この
実施の形態によれば、コンタクトプラグ１１０上には窒
化タングステンとタングステンシリサイドとの２層構造
のバリア膜１１０ｂがあるので、雰囲気の酸素はストレ
ージ電極１１１を透過してきてもバリア膜１１０ｂは透
過できず、コンタクトプラグ１１０表面が酸化されるこ
とがない。
電極１１１を覆って酸化タンタルの膜を膜厚５〜１５ｎ
ｍ程度形成し、これに５００〜７５０℃程度の温度によ
る酸素雰囲気における熱処理などで後処理を施すこと
で、図６（ｊ）に示すように、容量絶縁膜１１２を形成
する。この酸素雰囲気における熱処理を行っても、この
実施の形態によれば、コンタクトプラグ１１０上には窒
化タングステンとタングステンシリサイドとの２層構造
のバリア膜１１０ｂがあるので、雰囲気の酸素はストレ
ージ電極１１１を透過してきてもバリア膜１１０ｂは透
過できず、コンタクトプラグ１１０表面が酸化されるこ
とがない。
【００２６】次いで、容量絶縁膜１１２上に例えば、窒
化チタンや窒化タングステンなどの膜やルテニウムから
なる金属膜を膜厚１０〜１００ｎｍ程度に形成し、これ
を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とに
よりパターニングし、図７（ｋ）に示すように、プレー
ト電極１１３を形成する。この後、プレート電極１１３
を覆ってシリコン酸化物などの絶縁材料からなる層間絶
縁膜１１４を形成すれば、１トランジスタ１キャパシタ
のＤＲＡＭが形成される。
化チタンや窒化タングステンなどの膜やルテニウムから
なる金属膜を膜厚１０〜１００ｎｍ程度に形成し、これ
を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とに
よりパターニングし、図７（ｋ）に示すように、プレー
ト電極１１３を形成する。この後、プレート電極１１３
を覆ってシリコン酸化物などの絶縁材料からなる層間絶
縁膜１１４を形成すれば、１トランジスタ１キャパシタ
のＤＲＡＭが形成される。
【００２７】なお、上記では、窒化タングステン膜の上
にタングステンシリサイドを形成することで、バリア膜
を２層構造にしたが、窒化タングステン膜の上にシリコ
ン窒化膜を形成することでバリア膜を２層構造にしても
よい。窒化タングステン膜上へのシリコン窒化膜の形成
は、シリコンのソースガスとしてＳｉＨ4，窒素のソー
スガスとしてＮＨ3を用いた熱ＣＶＤ法により行えばよ
い。
にタングステンシリサイドを形成することで、バリア膜
を２層構造にしたが、窒化タングステン膜の上にシリコ
ン窒化膜を形成することでバリア膜を２層構造にしても
よい。窒化タングステン膜上へのシリコン窒化膜の形成
は、シリコンのソースガスとしてＳｉＨ4，窒素のソー
スガスとしてＮＨ3を用いた熱ＣＶＤ法により行えばよ
い。
【００２８】また、上記の実施の形態では、ポリシリコ
ンからなるコンタクトプラグを用いるようにしたが、こ
れに限るものではなく、タングステンをコンタクトプラ
グに用いる場合についても同様である。タングステンを
用いる場合、図８に示すように、コンタクトプラグ８１
０は、ポリシリコンからなる下部コンタクトプラグ８１
０ａとタングステンからなる上部コンタクトプラグ８１
０ｂとから構成する。コンタクトプラグをタングステン
から構成する場合、微細なコンタクトプラグホール内に
タングステンを充填するように成膜することになる。と
ころが、熱ＣＶＤ法によるタングステンの埋め込み性が
乏しいため、コンタクトプラグホールをポリシリコンで
かさ上げしておき、上記のように２層構造でコンタクト
プラグを構成する。なお、図８において、他の構成は上
記実施の形態と同様である。
ンからなるコンタクトプラグを用いるようにしたが、こ
れに限るものではなく、タングステンをコンタクトプラ
グに用いる場合についても同様である。タングステンを
用いる場合、図８に示すように、コンタクトプラグ８１
０は、ポリシリコンからなる下部コンタクトプラグ８１
０ａとタングステンからなる上部コンタクトプラグ８１
０ｂとから構成する。コンタクトプラグをタングステン
から構成する場合、微細なコンタクトプラグホール内に
タングステンを充填するように成膜することになる。と
ころが、熱ＣＶＤ法によるタングステンの埋め込み性が
乏しいため、コンタクトプラグホールをポリシリコンで
かさ上げしておき、上記のように２層構造でコンタクト
プラグを構成する。なお、図８において、他の構成は上
記実施の形態と同様である。
【００２９】上記のタングステンをコンタクトプラグに
用いる場合、窒化タングステンの下地層とタングステン
の中間部分とタングステンシリサイドの上部との３層構
造とする。この３層構造のコンタクトプラグ形成につい
て簡単に説明すると、まずコンタクトプラグホール内に
所定の深さまで、ポリシリコンを成膜した後、窒化タン
グステン，タングステン，バリア膜となるタングステン
シリサイドを連続的に形成する。この場合、ポリシリコ
ンとタングステンが反応して高抵抗化したり、形状が変
化することを防ぐために、ポリシリコンとタングステン
の間に窒化タングステンが挿入されているが、成膜温度
の工夫などにより上記反応が問題にならない程度に抑制
できる場合には、間に挟む窒化タングステンの膜を省略
してもよい。また、逆に、タングステンの酸化をより厳
密に防止するために、タングステンとタングステンシリ
サイドの間に、窒化タングステンの膜を挿入してもよ
い。最後に、化学的機械的研磨により連続的に形成した
膜を所定量エッチバックすることで、コンタクトプラグ
ホール上部にタングステンを用いたコンタクトプラグと
ともに、コンタクトプラグ上面にバリア膜が配置された
状態が同時に形成できる。この結果、この方法によれ
ば、コンタクトプラグとバリア膜とを個別に形成する場
合に比較して工程の削減が可能となる。
用いる場合、窒化タングステンの下地層とタングステン
の中間部分とタングステンシリサイドの上部との３層構
造とする。この３層構造のコンタクトプラグ形成につい
て簡単に説明すると、まずコンタクトプラグホール内に
所定の深さまで、ポリシリコンを成膜した後、窒化タン
グステン，タングステン，バリア膜となるタングステン
シリサイドを連続的に形成する。この場合、ポリシリコ
ンとタングステンが反応して高抵抗化したり、形状が変
化することを防ぐために、ポリシリコンとタングステン
の間に窒化タングステンが挿入されているが、成膜温度
の工夫などにより上記反応が問題にならない程度に抑制
できる場合には、間に挟む窒化タングステンの膜を省略
してもよい。また、逆に、タングステンの酸化をより厳
密に防止するために、タングステンとタングステンシリ
サイドの間に、窒化タングステンの膜を挿入してもよ
い。最後に、化学的機械的研磨により連続的に形成した
膜を所定量エッチバックすることで、コンタクトプラグ
ホール上部にタングステンを用いたコンタクトプラグと
ともに、コンタクトプラグ上面にバリア膜が配置された
状態が同時に形成できる。この結果、この方法によれ
ば、コンタクトプラグとバリア膜とを個別に形成する場
合に比較して工程の削減が可能となる。
【００３０】このようにコンタクトプラグを形成するこ
とで、タングステンからなるコンタクトプラグとこの上
のバリア膜とが同時に形成できるが、バリア膜はコンタ
クトプラグ上面を全て覆った状態には形成されない。こ
の場合は、コンタクトプラグ上面の周囲が、バリア膜に
覆われずに露出した状態になる。しかしながら、バリア
膜は、コンタクトプラグ上面を全て覆う必要はなく、コ
ンタクトプラグ上面をバリア膜である程度覆っておけ
ば、コンタクトプラグ上面が全て酸化されることによる
問題を解消することができる。例えば、コンタクトプラ
グ上面の５０％程度をバリア膜で覆っておけば、バリア
膜下の領域は酸化されずに導電性が確保され、また、コ
ンタクトプラグ周囲の酸化による盛り上がりもある程度
抑制できる。
とで、タングステンからなるコンタクトプラグとこの上
のバリア膜とが同時に形成できるが、バリア膜はコンタ
クトプラグ上面を全て覆った状態には形成されない。こ
の場合は、コンタクトプラグ上面の周囲が、バリア膜に
覆われずに露出した状態になる。しかしながら、バリア
膜は、コンタクトプラグ上面を全て覆う必要はなく、コ
ンタクトプラグ上面をバリア膜である程度覆っておけ
ば、コンタクトプラグ上面が全て酸化されることによる
問題を解消することができる。例えば、コンタクトプラ
グ上面の５０％程度をバリア膜で覆っておけば、バリア
膜下の領域は酸化されずに導電性が確保され、また、コ
ンタクトプラグ周囲の酸化による盛り上がりもある程度
抑制できる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、半導
体基板上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜を通し
て形成された導電性を有する材料からなるコンタクトプ
ラグと、このコンタクトプラグの上部表面を覆うように
形成された窒化タングステンからなるバリア膜と、この
バリア膜を介してコンタクトプラグに接続して層間絶縁
膜上に形成された金属材料からなる第１の電極と、この
第１の電極上に形成された絶縁性を有する金属酸化物か
らなる容量絶縁膜と、この容量絶縁膜により絶縁分離さ
れて第１の電極表面上に形成された第２の電極とを備え
るようにした。この発明によれば、バリア膜によりコン
タクトプラグに対する酸素の侵入が抑制されるので、バ
リア膜形成後にコンタクトプラグ表面に酸化膜が形成さ
れることが抑制され、ストレージ電極に低抵抗でコンタ
クトプラグが接続できるようになるという優れた効果が
得られる。
体基板上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜を通し
て形成された導電性を有する材料からなるコンタクトプ
ラグと、このコンタクトプラグの上部表面を覆うように
形成された窒化タングステンからなるバリア膜と、この
バリア膜を介してコンタクトプラグに接続して層間絶縁
膜上に形成された金属材料からなる第１の電極と、この
第１の電極上に形成された絶縁性を有する金属酸化物か
らなる容量絶縁膜と、この容量絶縁膜により絶縁分離さ
れて第１の電極表面上に形成された第２の電極とを備え
るようにした。この発明によれば、バリア膜によりコン
タクトプラグに対する酸素の侵入が抑制されるので、バ
リア膜形成後にコンタクトプラグ表面に酸化膜が形成さ
れることが抑制され、ストレージ電極に低抵抗でコンタ
クトプラグが接続できるようになるという優れた効果が
得られる。
【００３２】また、本発明では、半導体基板上に層間絶
縁膜を形成する工程と、導電性を有する材料からなるコ
ンタクトプラグを層間絶縁膜を貫通して形成する工程
と、コンタクトプラグの上部表面を覆うように窒化タン
グステンからなるバリア膜を形成する工程と、層間絶縁
膜上に金属材料からなる第１の電極をバリア膜を介して
コンタクトプラグに接続して形成する工程と、第１の電
極上に絶縁性を有する金属酸化物からなる容量絶縁膜を
形成する工程と、容量絶縁膜により絶縁分離された状態
で第１の電極表面上に第２の電極を形成する工程とを備
え、バリア膜の形成は、タングステンのソースガスと窒
素のソースガスとを用いた熱化学気相成長法により窒化
タングステンの膜を成膜することで行うようにした。こ
の発明によれば、形成されたバリア膜によりコンタクト
プラグに対する酸素の侵入が抑制されるので、バリア膜
形成後にコンタクトプラグ表面に酸化膜が形成されるこ
とが抑制され、ストレージ電極に低抵抗でコンタクトプ
ラグが接続できるようになるという優れた効果が得られ
る。また、バリア膜を形成するコンタクトプラグ上部の
空間が狭くても、段差被覆性よくバリア膜を形成できる
ので、コンタクトプラグ上面をバリア膜により隙間無く
覆うことができる。
縁膜を形成する工程と、導電性を有する材料からなるコ
ンタクトプラグを層間絶縁膜を貫通して形成する工程
と、コンタクトプラグの上部表面を覆うように窒化タン
グステンからなるバリア膜を形成する工程と、層間絶縁
膜上に金属材料からなる第１の電極をバリア膜を介して
コンタクトプラグに接続して形成する工程と、第１の電
極上に絶縁性を有する金属酸化物からなる容量絶縁膜を
形成する工程と、容量絶縁膜により絶縁分離された状態
で第１の電極表面上に第２の電極を形成する工程とを備
え、バリア膜の形成は、タングステンのソースガスと窒
素のソースガスとを用いた熱化学気相成長法により窒化
タングステンの膜を成膜することで行うようにした。こ
の発明によれば、形成されたバリア膜によりコンタクト
プラグに対する酸素の侵入が抑制されるので、バリア膜
形成後にコンタクトプラグ表面に酸化膜が形成されるこ
とが抑制され、ストレージ電極に低抵抗でコンタクトプ
ラグが接続できるようになるという優れた効果が得られ
る。また、バリア膜を形成するコンタクトプラグ上部の
空間が狭くても、段差被覆性よくバリア膜を形成できる
ので、コンタクトプラグ上面をバリア膜により隙間無く
覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態における半導体装置の製
造方法を示す工程図である。
造方法を示す工程図である。
【図２】 図１に続く、実施の形態における半導体装置
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図３】 図２に続く、実施の形態における半導体装置
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図４】 図３に続く、実施の形態における半導体装置
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図５】 本発明の他の実施の形態における半導体装置
の製造方法を示す工程図である。
の製造方法を示す工程図である。
【図６】 図５に続く、他の形態における半導体装置の
製造方法を示す工程図である。
製造方法を示す工程図である。
【図７】 図６に続く、他の実施の形態における半導体
装置の製造方法を示す工程図である。
装置の製造方法を示す工程図である。
【図８】 本発明の他の形態における半導体装置の構成
を示す概略的な断面図である。
を示す概略的な断面図である。
【図９】 従来よりある半導体装置の構成を示す概略的
な断面図である。
な断面図である。
１０１…シリコン基板、１０２…素子分離領域、１０３
…ゲート絶縁膜、１０４…ゲート電極、１０５…ソース
・ドレイン、１０６…層間絶縁膜、１０７…コンタクト
プラグ、１０８…ビット線、１０９…層間絶縁膜、１１
０…コンタクトプラグ、１１０ａ…バリア膜、１１１…
ストレージ電極（第１の電極）、１１２…容量絶縁膜、
１１３…プレート電極（第２の電極）、１１４…層間絶
縁膜。
…ゲート絶縁膜、１０４…ゲート電極、１０５…ソース
・ドレイン、１０６…層間絶縁膜、１０７…コンタクト
プラグ、１０８…ビット線、１０９…層間絶縁膜、１１
０…コンタクトプラグ、１１０ａ…バリア膜、１１１…
ストレージ電極（第１の電極）、１１２…容量絶縁膜、
１１３…プレート電極（第２の電極）、１１４…層間絶
縁膜。
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜
と、 前記層間絶縁膜を通して形成された導電性を有する材料
からなるコンタクトプラグと、 このコンタクトプラグの上面に形成された窒化タングス
テンからなるバリア膜と、 このバリア膜を介して前記コンタクトプラグに接続して
前記層間絶縁膜上に形成された金属材料からなる第１の
電極と、 この第１の電極上に形成された絶縁性を有する金属酸化
物からなる容量絶縁膜と、 この容量絶縁膜により絶縁分離されて前記第１の電極表
面上に形成された第２の電極とを備えたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記バリア膜は前記コンタクトプラグ上表面を覆うよう
に形成されたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の半導体装置に
おいて、 前記バリア膜は、窒化タングステンからなる第１の薄膜
と、この第１の薄膜上に形成されたタングステンシリサ
イドからなる第２の薄膜から構成されたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の半導体装置に
おいて、 前記バリア膜は、窒化タングステンからなる第１の薄膜
と、この第１の薄膜上に形成された窒化シリコンからな
る第２の薄膜から構成されたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
半導体装置において、 前記コンタクトプラグはポリシリコンから構成されたこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
半導体装置において、 前記コンタクトプラグはタングステンから構成されたこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体装置において、 前記コンタクトプラグは、ポリシリコンの層とこの上に
接続して形成されたタングステンの層とから構成された
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項に記載の
半導体装置において、 前記層間絶縁膜下の前記半導体基板上に前記コンタクト
プラグに接続して形成されたトランジスタを備えたこと
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項９】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 導電性を有する材料からなるコンタクトプラグを前記層
間絶縁膜を貫通して形成する工程と、 前記コンタクトプラグの上部表面を覆うように窒化タン
グステンからなるバリア膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜上に金属材料からなる第１の電極を前記
バリア膜を介して前記コンタクトプラグに接続して形成
する工程と、 前記第１の電極上に絶縁性を有する金属酸化物からなる
容量絶縁膜を形成する工程と、 前記容量絶縁膜により絶縁分離された状態で前記第１の
電極表面上に第２の電極を形成する工程とを備え、 前記バリア膜の形成は、タングステンのソースガスと窒
素のソースガスとを用いた熱化学気相成長法により窒化
タングステンの膜を成膜することで行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の半導体装置の製造方
法において、 前記バリア膜の形成は、タングステンのソースガスを前
記コンタクトプラグ表面に供給した後、前記タングステ
ンのソースガスに加え前記窒素のソースガスを供給する
ことで行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９または１０に記載の半導体装
置の製造方法において、 前記バリア膜の形成は、前記窒化タングステンの膜を成
膜した後、この窒化タングステンの膜上にタングステン
のソースガスとシリコンのソースガスとを用いた熱化学
的気相成長法によりタングステンシリサイドの膜を成膜
することで行い、 前記バリア膜を窒化タングステンからなる第１の薄膜と
この第１の薄膜上に形成されたタングステンシリサイド
からなる第２の薄膜とから構成することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項９または１０に記載の半導体装
置の製造方法において、 前記バリア膜の形成は、前記窒化タングステンの膜を成
膜した後、この窒化タングステンの膜上に窒素のソース
ガスとシリコンのソースガスとを用いた熱化学的気相成
長法により窒化シリコンの膜を成膜することで行い、 前記バリア膜を窒化タングステンからなる第１の薄膜と
この第１の薄膜上に形成された窒化シリコンからなる第
２の薄膜とから構成することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058121A JP4485701B2 (ja) | 2000-03-02 | 2001-03-02 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-57128 | 2000-03-02 | ||
| JP2000057128 | 2000-03-02 | ||
| JP2001058121A JP4485701B2 (ja) | 2000-03-02 | 2001-03-02 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001320032A true JP2001320032A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4485701B2 JP4485701B2 (ja) | 2010-06-23 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448233B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2004-09-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | 텅스텐 플러그를 구비한 강유전체 캐패시터 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH09129757A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Nkk Corp | 不揮発性半導体メモリ装置およびその製造方法 |
| JPH09246490A (ja) * | 1996-03-11 | 1997-09-19 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| WO1998015013A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Halbleiteranordnung mit geschützter barriere für eine stapelzelle |
| JPH1093043A (ja) * | 1996-09-13 | 1998-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | キャパシタを有する半導体装置 |
| JPH11224938A (ja) * | 1997-12-04 | 1999-08-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-03-02 JP JP2001058121A patent/JP4485701B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001501375A (ja) * | 1996-09-30 | 2001-01-30 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ステープルセルに対する保護バリアを有する半導体装置 |
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