[發明專利]半導體裝置的制造方法、襯底處理方法及襯底處理裝置

有效

• 申請號: 201110242737.0
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102376640A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 原田和宏;板谷秀治
• 申請（專利權）人: 株式會社日立國際電氣
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3205;H01L21/02;H01L21/67;C23C16/44;C23C16/34;C23C16/30
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

1.一種半導體裝置的制造方法，包括交替重復多次下述工序而在所述襯底上形成導電性氧氮化鉭膜的工序，所述導電性氧氮化鉭膜化學計量上氧相對于鉭及氮不足，

在發生CVD反應的條件下，向收容有襯底的處理室內供給含有鉭的原料氣體和氮化劑，在所述襯底上形成氮化鉭層的工序；

向所述處理室內供給氧化劑，在所述氮化鉭層的由所述氧化劑引起的氧化反應為不飽和的條件下，氧化所述氮化鉭層的工序。

2.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述原料氣體含有丁基亞氨基。

3.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述原料氣體含有叔丁基亞氨基。

4.如權利要求2所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述原料氣體還含有乙基及甲基中的至少一種和氨基。

5.如權利要求3所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述原料氣體還含有乙基及甲基中的至少一種和氨基。

6.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述原料氣體含有Ta[NC(CH₃)₃][N(C₂H₅)₂]₃、Ta[NC(CH₃)₃][N(C₂H₅)CH₃]₃或Ta[NC(CH₃)₃][N(CH₃)₂]₃。

7.如權利要求6所述的半導體裝置的制造方法，其中，所述氮化劑含有NH₃、N₂H₂、N₂H₄或N₃H₈，所述氧化劑含有O₂、O₃、H₂O或O₂+H₂。

8.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，在所述形成氧氮化鉭膜的工序中，形成膜中的氧與鉭的比在1∶1～1∶30的范圍內、膜中的氧與氮的比在1∶5～1∶50的范圍內的所述氧氮化鉭膜。

9.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，還包括下述工序：形成所述氧氮化鉭膜后，在將形成有所述氧氮化鉭膜的所述襯底收容在所述處理室內的狀態下，向所述處理室內供給含有鉭的原料氣體和氧化劑，在所述氧氮化鉭膜上形成絕緣性氧化鉭膜的工序。

10.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，在所述氧化氮化鉭層的工序中，在非等離子體的氣氛下熱氧化所述氮化鉭層。

11.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，通過控制每1次所述形成氮化鉭層的工序中形成的所述氮化鉭層的厚度，控制所述氧氮化鉭膜的膜中氧濃度。

12.如權利要求1所述的半導體裝置的制造方法，其中，在所述形成氧氮化鉭膜的工序中，將所述襯底的溫度設定為300～450℃，將所述處理室內的壓力設定為20～1330Pa。

13.一種襯底處理方法，包括交替重復多次下述工序而在所述襯底上形成導電性氧氮化鉭膜的工序，所述導電性氧氮化鉭膜化學計量上氧相對于鉭及氮不足，

在發生CVD反應的條件下，向收容有襯底的處理室內供給含有鉭的原料氣體和氮化劑，在所述襯底上形成氮化鉭層的工序；

向所述處理室內供給氧化劑，在所述氮化鉭層的由所述氧化劑引起的氧化反應為不飽和的條件下，氧化所述氮化鉭層的工序。

14.一種襯底處理裝置，所述襯底處理裝置具有：

收容襯底的處理室；

加熱所述處理室內的襯底的加熱器；

向所述處理室內供給含有鉭的原料氣體的原料氣體供給系統；

向所述處理室內供給氮化劑的氮化劑供給系統；

向所述處理室內供給氧化劑的氧化劑供給系統；及

控制部，所述控制部控制所述加熱器、所述原料氣體供給系統、所述氮化劑供給系統及所述氧化劑供給系統，通過交替重復多次下述處理而在所述襯底上形成導電性氧氮化鉭膜，所述導電性氧氮化鉭膜化學計量上氧相對于鉭及氮不足，所述處理包括：

在發生CVD反應的條件下，向收容有襯底的所述處理室內供給所述原料氣體和所述氮化劑，在所述襯底上形成氮化鉭層的處理；和

向所述處理室內供給所述氧化劑，在所述氮化鉭層的由所述氧化劑引起的氧化反應為不飽和的條件下，氧化所述氮化鉭層的處理。