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JPH11121711A - Manufacture of capacitor, manufacture of semiconductor device capacitor and semiconductor device capacitor - Google Patents

Manufacture of capacitor, manufacture of semiconductor device capacitor and semiconductor device capacitor

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Publication number
JPH11121711A
JPH11121711A JP9280050A JP28005097A JPH11121711A JP H11121711 A JPH11121711 A JP H11121711A JP 9280050 A JP9280050 A JP 9280050A JP 28005097 A JP28005097 A JP 28005097A JP H11121711 A JPH11121711 A JP H11121711A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
metal film
ruthenium
film
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9280050A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruo Shibano
照夫 芝野
Takeharu Kuroiwa
丈晴 黒岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP9280050A priority Critical patent/JPH11121711A/en
Publication of JPH11121711A publication Critical patent/JPH11121711A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a capacitor in a specific capacity by a method wherein the first metallic films having ruthenium is exposed to oxygen plasma to form a dielectric on the first metallic films further to form the second metallic film having ruthenium on the dielectric. SOLUTION: A titanium film is formed on a silicon oxide film 2 so as to form the first metallic films 5a having a metal containing ruthenium. The first metallic films 5a are treated by oxygen plasma. Next, after depositing a high dielectric film 7, the second metallic film 8 is formed. In such a constitution, the irregularities are formed on the surface of the first metallic films 5a due to the growth by the rearrangement caused by the exposition of the first metallic films 5a to the oxygen plasma. Accordingly, the surface area of the first metallic films 5a and the second metallic film 8 opposing to the former films 5a is increased. Thus, even if the height h of the first metallic films 5a is lowered the surface area similar to the conventional one can be secured, thereby enabling the capacitor in a specific capacity to be formed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタの製造
方法および半導体装置のキャパシタの製造方法および半
導体装置のキャパシタに関するものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor, a method for manufacturing a capacitor for a semiconductor device, and a capacitor for a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置に用いるキャパシタは例え
ば、ルテニウムを電極とし、この電極の間に高誘電体を
設けて構成したもの、ポリシリコンを電極とし、この電
極の間にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を設けて
構成したものなどがある。ルテニウムを電極とし、この
電極の間に高誘電体を設けキャパシタを構成した場合、
高誘電体を用いているため、電極となるルテニウムの表
面積を小さくしても所望するキャパシタの容量を得るこ
とができるため、半導体装置の集積度を高くする場合、
ルテニウムを電極とし、この電極の間に高誘電体を設け
てキャパシタを構成することが望ましい。
2. Description of the Related Art A capacitor used in a semiconductor device is formed, for example, by using ruthenium as an electrode and providing a high dielectric substance between the electrodes, using polysilicon as an electrode, and forming a silicon oxide film and a silicon nitride between the electrodes. There is a structure provided with a film. When ruthenium is used as an electrode and a high dielectric is provided between the electrodes to form a capacitor,
Since a high-dielectric material is used, a desired capacitance of the capacitor can be obtained even if the surface area of ruthenium serving as an electrode is reduced.
It is desirable to form a capacitor by using ruthenium as an electrode and providing a high dielectric substance between the electrodes.

【0003】図3は従来の半導体装置のキャパシタの構
造を説明するための図である。図において、1はSiな
どの基板、2はシリコン酸化膜、3はシリコン酸化膜2
に設けた穴、4は穴3に埋め込んだ導電性部材、5は第
1の金属膜、7は高誘電体膜、8は第2の金属膜であ
る。
FIG. 3 is a view for explaining the structure of a capacitor of a conventional semiconductor device. In the figure, 1 is a substrate such as Si, 2 is a silicon oxide film, 3 is a silicon oxide film 2
, 4 is a conductive member embedded in the hole 3, 5 is a first metal film, 7 is a high dielectric film, and 8 is a second metal film.

【0004】第1の金属膜5、第2の金属膜8は例えば
ルテニウム(元素記号:Ru)からなる。高誘電体膜7
は例えば高誘電体を有する多元系酸化膜を用いておりこ
こではチタン酸ストロンチウムバリウム膜(以後BST
膜と称す)を用いたものを例に説明する。導電性部材4
を穴3に埋め込むとともに、導電性部材4が基板1と第
1の金属膜5に電気的に接続させたことにより、基板1
と第1の金属膜とが電気的に接続している。
The first metal film 5 and the second metal film 8 are made of, for example, ruthenium (element symbol: Ru). High dielectric film 7
Uses, for example, a multi-component oxide film having a high dielectric substance. In this example, a strontium barium titanate film (hereinafter referred to as BST) is used.
This will be described by way of example using a film. Conductive member 4
Is embedded in the hole 3 and the conductive member 4 is electrically connected to the substrate 1 and the first metal film 5.
And the first metal film are electrically connected.

【0005】次に、図3に示した従来の半導体装置のキ
ャパシタの製造方法について説明する。まず基板1の上
にCVD法または熱酸化法によりシリコン酸化膜2を形
成し、次にシリコン酸化膜2にフォトリソグラフィー技
術によりマスクを形成するとともに、ドライエッチング
技術を用いシリコン酸化膜2の所定の部分に穴3を形成
し、穴3を形成した部分から基板1が表出する。
Next, a method of manufacturing the capacitor of the conventional semiconductor device shown in FIG. 3 will be described. First, a silicon oxide film 2 is formed on a substrate 1 by a CVD method or a thermal oxidation method. Next, a mask is formed on the silicon oxide film 2 by a photolithography technique. The hole 3 is formed in the portion, and the substrate 1 is exposed from the portion where the hole 3 is formed.

【0006】次に、穴3に導電性部材4を埋め込み、基
板1と導電性部材4とを電気的に接続する。次に、スパ
ッタ法などルテニウムを有する金属膜を導電性部材4と
電気的に接続するように堆積した後、ドライエッチング
法などを用いて所定の金属膜を取り除き第1の金属膜を
形成する。次に、CVD法などにより高誘電体膜7を堆
積した後、スパッタ法またはCVD法などにより第2の
金属膜を形成する。以上のような工程により、半導体装
置のキャパシタが形成される。
Next, a conductive member 4 is buried in the hole 3 and the substrate 1 and the conductive member 4 are electrically connected. Next, after depositing a metal film having ruthenium such as a sputtering method so as to be electrically connected to the conductive member 4, a predetermined metal film is removed by a dry etching method or the like to form a first metal film. Next, after depositing the high dielectric film 7 by a CVD method or the like, a second metal film is formed by a sputtering method or a CVD method. Through the steps described above, the capacitor of the semiconductor device is formed.

【0007】また、高誘電体膜7に前述のBST膜を用
い、電極の材料としてルテニウムを用いてキャパシタを
構成した場合、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を
誘電体膜とする場合に比べ誘電率がBST膜を用いたほ
うが極めて高くなるので、ルテニウムを含む金属を電極
の材料として用い、かつBST膜を誘電体膜として用い
てキャパシタを構成した場合、表面積をある程度小さく
しても、所望する容量を得ることができる。よって、こ
のキャパシタを用いてダイナミックランダムアクセスメ
モリ(DRAM:Dynamic Random Access Memory)など
の半導体装置を構成した場合、装置をより薄型に、より
微細にすることが可能となる。
When a capacitor is formed by using the above-described BST film for the high dielectric film 7 and ruthenium as the material of the electrode, the dielectric constant is higher than when a silicon oxide film and a silicon nitride film are used as a dielectric film. However, when a BST film is used, a capacitor becomes extremely high. Therefore, when a capacitor is formed using a metal containing ruthenium as an electrode material and a BST film as a dielectric film, a desired capacitance can be obtained even if the surface area is reduced to some extent. Can be obtained. Therefore, when a semiconductor device such as a dynamic random access memory (DRAM) is formed using this capacitor, the device can be made thinner and finer.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】半導体装置の集積度が
高くなる程、より高集積化のための素子の微細化が進み
つつある。高集積化が進むにつれ、キャパシタを形成す
るために与えられる面積は非常に小さくなってきてい
る。キャパシタなどの容量素子を微細化する場合、構成
要素となる電極の高さをできるだけ低くし、キャパシタ
の厚さをできる限り薄くすることが必要となる。キャパ
シタの厚さを薄くすることにより、キャパシタよりも上
に形成される膜を形成するときにキャパシタの厚さから
くる段差に起因する不都合を軽減することが可能とな
る。キャパシタの容量は電極の表面積に比例し、電極間
の距離に反比例する。よって上記構成を有する半導体装
置の集積度が高くなった場合、キャパシタの電極間の距
離を小さくするか、またはキャパシタの表面積を大きく
することが必要となる。
As the degree of integration of a semiconductor device increases, miniaturization of elements for higher integration is progressing. As the degree of integration increases, the area provided for forming a capacitor has become extremely small. When miniaturizing a capacitance element such as a capacitor, it is necessary to reduce the height of an electrode serving as a constituent element as much as possible and to reduce the thickness of the capacitor as much as possible. By reducing the thickness of the capacitor, it is possible to reduce inconvenience caused by a step due to the thickness of the capacitor when forming a film formed above the capacitor. The capacitance of a capacitor is proportional to the surface area of the electrodes and inversely proportional to the distance between the electrodes. Therefore, when the degree of integration of the semiconductor device having the above structure increases, it is necessary to reduce the distance between the electrodes of the capacitor or increase the surface area of the capacitor.

【0009】従来の半導体装置のキャパシタは、キャパ
シタの表面積を大きくすると、電極の高さ(またはキャ
パシタの厚さ)も大きくする必要があるため、集積度の
高くしたときの半導体装置のキャパシタには好ましくな
い。一方、BST膜7の厚さを薄くした場合、キャパシ
タにかかる電圧に対するBST膜7の耐圧が減少するた
め、好ましくない。
In a conventional capacitor of a semiconductor device, when the surface area of the capacitor is increased, it is necessary to increase the height of the electrode (or the thickness of the capacitor). Not preferred. On the other hand, when the thickness of the BST film 7 is reduced, the withstand voltage of the BST film 7 with respect to the voltage applied to the capacitor decreases, which is not preferable.

【0010】従来の半導体装置のキャパシタの製造方法
では、電極の表面が平坦であるため、BST膜の厚さを
従来と同程度としたとき、所望の容量を得るために電極
の高さをある値以下にすることができなかった。この発
明は上述の問題を解決するためになされたものであり、
BST膜の厚さが従来と同程度であり、かつ電極の高さ
を従来限界とされていた値よりも小さくしても所望する
容量のキャパシタを得ることができるキャパシタの製造
方法、半導体装置のキャパシタを製造する方法およびこ
の方法により製造した半導体装置のキャパシタを得るこ
とを特徴とするものである。
In the conventional method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device, since the surface of the electrode is flat, when the thickness of the BST film is made approximately the same as the conventional one, the height of the electrode is increased to obtain a desired capacitance. Could not be less than the value. The present invention has been made to solve the above problems,
A method for manufacturing a capacitor capable of obtaining a capacitor having a desired capacitance even when the thickness of the BST film is substantially the same as the conventional one and the height of the electrode is smaller than the value which has been conventionally regarded as a limit, A method for manufacturing a capacitor and a method for obtaining a capacitor of a semiconductor device manufactured by the method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明に係るキャパシ
タの製造方法は、 (a) ルテニウムを有する第1の金属膜の表面を酸素
プラズマに晒す工程 (b) 上記第1の金属膜の上に誘電体を形成する工程 (c) 上記誘電体の上にルテニウムを有する第2の金
属膜を形成する工程 なる工程を有する。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitor, comprising the steps of: (a) exposing the surface of a first metal film containing ruthenium to oxygen plasma; and (b) forming a surface on the first metal film. (C) forming a second metal film having ruthenium on the dielectric;

【0012】この発明に係るキャパシタの製造方法は、
第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す工程におい
て、酸素プラズマの圧力を0.1(Torr)〜10
(Torr)となるようした。
[0012] A method of manufacturing a capacitor according to the present invention includes:
In the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the pressure of the oxygen plasma is set to 0.1 (Torr) to 10 (Torr).
(Torr).

【0013】この発明に係るキャパシタの製造方法は、
第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す工程におい
て、第1の金属膜の温度が室温から400(℃)となる
ようにした。
[0013] The method of manufacturing a capacitor according to the present invention comprises:
In the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the temperature of the first metal film was adjusted from room temperature to 400 (° C.).

【0014】この発明に係るキャパシタの製造方法は、
ルテニウムを二酸化ルテニウムとした。
[0014] A method of manufacturing a capacitor according to the present invention comprises:
Ruthenium was changed to ruthenium dioxide.

【0015】この発明に係る半導体装置のキャパシタの
製造方法は、 (a) 基板の上に導電性部材を形成する工程 (b) 上記導電性部材の上にルテニウムを有する第1
の金属膜を形成する工程 (c) 上記第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す
工程 (d) 上記第1の金属膜の上に誘電体を形成する工程 (e) 上記誘電体の上にルテニウムを有する第2の金
属膜を形成する工程 なる工程を有する。
The method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention includes: (a) a step of forming a conductive member on a substrate; and (b) a first step of forming ruthenium on the conductive member.
(C) exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma; (d) forming a dielectric on the first metal film; and (e) forming a dielectric on the first metal film. Forming a second metal film containing ruthenium.

【0016】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法は、第1の金属膜の表面を酸素プラズマに
晒す工程において、酸素プラズマを圧力を0.1(To
rr)〜10(Torr)とした。
In the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the oxygen plasma is subjected to a pressure of 0.1 (To).
rr) to 10 (Torr).

【0017】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法は、第1の金属膜の表面を酸素プラズマに
晒す工程において、上記第1の金属膜の温度を室温から
400(℃)となるようにした。
In the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the temperature of the first metal film is changed from room temperature to 400 (° C.). I made it.

【0018】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法は、ルテニウムを二酸化ルテニウムをとし
た。
In the method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, ruthenium is replaced by ruthenium dioxide.

【0019】この発明に係る半導体装置のキャパシタは
基板と、基板の上に形成された導電性部材と、導電性部
材の上に形成されたルテニウムまたは二酸化ルテニウム
を有する第1の金属膜と、第1の金属膜の上に形成され
た誘電体と、誘電体の上に形成されたルテニウムまたは
二酸化ルテニウムを有する第2の金属膜とを備えた半導
体装置のキャパシタにおいて、第1の金属膜の表面の結
晶構造は再配列化されたものであることを特徴とする。
A capacitor of a semiconductor device according to the present invention includes a substrate, a conductive member formed on the substrate, a first metal film having ruthenium or ruthenium dioxide formed on the conductive member, In a capacitor of a semiconductor device including a dielectric formed on one metal film and a second metal film having ruthenium or ruthenium dioxide formed on the dielectric, a surface of the first metal film Is characterized by being rearranged.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は実施の形態1の半導体装置のキャ
パシタを製造するための方法を説明するための図であ
る。図において従来と同一の符号を付したものは従来と
同一またはこれに相当するものである。図において、5
aは第1の金属膜、7aは高誘電体膜である。第1の金
属膜5aの材料はルテニウムからなるものである。hは
第1の金属膜5aの高さである。第1の金属膜5aは酸
素プラズマ処理により、その表面に凹凸が形成される。
高誘電体膜7aは例えば高誘電体を有する多元系酸化膜
を用いておりここではBST膜を用いたものを例に説明
する。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a capacitor of the semiconductor device of the first embodiment. In the drawings, the same reference numerals as those in the related art are the same as or equivalent to those in the related art. In the figure, 5
a is a first metal film, and 7a is a high dielectric film. The material of the first metal film 5a is made of ruthenium. h is the height of the first metal film 5a. Asperities are formed on the surface of the first metal film 5a by the oxygen plasma treatment.
As the high dielectric film 7a, for example, a multi-component oxide film having a high dielectric is used. Here, an example using a BST film will be described.

【0021】実施の形態1の半導体装置のキャパシタの
製造方法を説明する。まず、シリコン酸化膜上に密着層
としてのチタニウム膜をスパッタ法により形成し、その
上にルテニウムを含む金属を有する第1の金属膜5aを
スパッタ法により形成する。第1の金属膜5aの形成条
件は次の通りである。
A method for manufacturing the capacitor of the semiconductor device according to the first embodiment will be described. First, a titanium film as an adhesion layer is formed on a silicon oxide film by a sputtering method, and a first metal film 5a having a metal containing ruthenium is formed thereon by a sputtering method. The conditions for forming the first metal film 5a are as follows.

【0022】 ガス圧力 : 3(mTorr) 放電電力 : 400(W) 成膜温度 : 350(℃) ルテニウム厚膜 : 200(nm) 密着層チタニウム厚膜 : 10(nm)Gas pressure: 3 (mTorr) Discharge power: 400 (W) Film forming temperature: 350 (° C.) Ruthenium thick film: 200 (nm) Adhesion layer Titanium thick film: 10 (nm)

【0023】次に第1の金属膜5aの表面を酸素プラズ
マにより処理する。酸素プラズマ処理の条件は以下のと
おりである。
Next, the surface of the first metal film 5a is treated with oxygen plasma. The conditions of the oxygen plasma treatment are as follows.

【0024】 酸素プラズマ圧力 : 1(Torr) 放電電力 : 400(W) 放電電力周波数 : 13.56(MHz) 酸素プラズマ処理時間 : 30(分) 処理中の試料の温度 : 150(℃)〜200
(℃) 処理中の試料の支持方法 : 石英製治工具にてプラズ
マ中に保持する
Oxygen plasma pressure: 1 (Torr) Discharge power: 400 (W) Discharge power frequency: 13.56 (MHz) Oxygen plasma processing time: 30 (min) Temperature of sample during processing: 150 (° C.) to 200
(℃) Method of supporting sample during processing: Hold in plasma with quartz jig

【0025】酸素プラズマ処理によりルテニウムを材料
とする第1の金属膜5aの表面が粗面化される。ルテニ
ウムの表面が低温酸素プラズマ処理により粗面化する機
構は、次のように考えられる。Ruの酸化物としては、
RuO2、RuO3、RuO4等がある。RuO2は温
度に対してかなり安定であり固体状態を保つが、RuO
4は約26℃で液体状態となり約108℃でガス状態に
変化すると報告されている。
The surface of the first metal film 5a made of ruthenium is roughened by the oxygen plasma treatment. The mechanism by which the surface of ruthenium is roughened by low-temperature oxygen plasma treatment is considered as follows. As an oxide of Ru,
RuO2, RuO3, RuO4 and the like. RuO2 is fairly stable to temperature and remains in a solid state,
4 is reported to be in a liquid state at about 26 ° C. and change to a gas state at about 108 ° C.

【0026】ただし、RuO4は分解しやすく、RuO
2等に変化しやすい。本実施の形態に示したルテニウム
の表面を酸素プラズマに晒す方法においては、プラズマ
で生じる酸素原子等の活性な酸素によりルテニウムの表
面が酸化され、RuOx(x=1〜4)が形成される。
また、プラズマと接することにより、第1の金属膜5a
を形成した試料自体の温度が上昇し約150〜200℃
程度になる。RuO4が効率良く生成される場合はルテ
ニウムがエッチングされることになるが、本実施の形態
に示した酸素プラズマ処理の条件ではルテニウムのエッ
チングは生じないことから、RuO4としてRuが表面
から効率良く脱離していく状態にはないと考えられる。
However, RuO4 is easily decomposed, and RuO4
It is easy to change to 2 etc. In the method of exposing the surface of ruthenium to oxygen plasma described in this embodiment, the surface of ruthenium is oxidized by active oxygen such as oxygen atoms generated by the plasma, and RuOx (x = 1 to 4) is formed.
Further, by contact with the plasma, the first metal film 5a is formed.
The temperature of the sample itself which has formed
About. When RuO4 is generated efficiently, ruthenium is etched, but under the conditions of the oxygen plasma treatment described in this embodiment, ruthenium is not etched, and thus Ru is efficiently removed from the surface as RuO4. It is considered that they are not in the state of separating.

【0027】以上のことより、実施の形態における酸素
プラズマ処理を行うとき、ルテニウムの表面では、活性
な酸素によりRuO3およびRuO4等が生成されるこ
とにより、これらのルテニウムの酸化物はルテニウムの
表面から解放されるが、その不安定性によりすぐにRu
O2等の安定な状態にもどる反応が生じていると考えら
れ、この反応を介してRu原子がRuO2となっての表
面での再配列が生じることになる。図2は、第1の金属
膜5aの表面を電子顕微鏡で観察したときの状態を示す
写真図である。図2(a)は第1の金属膜5aに酸素プ
ラズマ処理を施す前の第1の金属膜5aの表面を電子顕
微鏡で観察したときの状態を示す写真図、図2(b)は
第1の金属膜5aに酸素プラズマ処理を施した後の第1
の金属膜5aの表面を電子顕微鏡で観察したときの状態
を示す写真図である。
As described above, when the oxygen plasma treatment in the embodiment is performed, RuO 3 and RuO 4 are generated on the surface of ruthenium by active oxygen, so that the oxides of these ruthenium are removed from the surface of ruthenium. Is released, but due to its instability Ru soon
It is considered that a reaction returning to a stable state such as O2 occurs, and through this reaction, rearrangement occurs on the surface as Ru atoms become RuO2. FIG. 2 is a photograph showing a state when the surface of the first metal film 5a is observed with an electron microscope. FIG. 2A is a photographic view showing a state in which the surface of the first metal film 5a is observed with an electron microscope before the first metal film 5a is subjected to the oxygen plasma treatment, and FIG. Of the first metal film 5a after oxygen plasma treatment
FIG. 4 is a photograph showing a state when the surface of the metal film 5a of FIG.

【0028】本実施の形態で用いた試料は結晶構造を有
しており、またRuO2も結晶構造を取り得ることか
ら、上記RuO2の再配列においてはルテニウムの結晶
に依存して再配列しやすい点が存在し、その点で選択的
にRuO2の再配列による成長が生じるため、ルテニウ
ムの表面に凹凸が生じると考えられる。次に、CVD法
などにより高誘電体膜7を堆積した後、スパッタ法また
はCVD法などにより第2の金属膜を形成する。以上の
ような工程により、半導体装置のキャパシタが形成され
る。
The sample used in the present embodiment has a crystal structure, and RuO2 can also have a crystal structure. Therefore, in the rearrangement of RuO2, the sample is easily rearranged depending on the ruthenium crystal. Is present, and at that point, growth by RuO2 rearrangement occurs selectively, so that it is considered that irregularities occur on the surface of ruthenium. Next, after depositing the high dielectric film 7 by a CVD method or the like, a second metal film is formed by a sputtering method or a CVD method. Through the steps described above, the capacitor of the semiconductor device is formed.

【0029】以上説明したようにこの実施の形態では、
第1の金属膜5aを酸素プラズマに晒す工程を有するた
め、第1の金属膜5aの表面において、再配列による成
長が起こるため、表面に凹凸が形成される。第1の金属
膜5aの表面に凹凸が形成されることにより、第1の金
属膜5aの表面積、これに対向する第2の金属膜8の表
面積が従来よりも大きくなる。よって第1の金属膜の高
さhを従来よりも小さくしても従来と同程度の表面積を
得ることができる。従って、キャパシタの段差を従来よ
りもさらに小さくすることができるため、このキャパシ
タよりも上に膜を堆積する工程において、キャパシタの
厚さからくる段差に起因する製造工程の不都合を軽減す
ることが可能となる。
As described above, in this embodiment,
Since there is a step of exposing the first metal film 5a to oxygen plasma, growth by rearrangement occurs on the surface of the first metal film 5a, so that irregularities are formed on the surface. By forming irregularities on the surface of the first metal film 5a, the surface area of the first metal film 5a and the surface area of the second metal film 8 facing the first metal film 5a become larger than before. Therefore, even if the height h of the first metal film is made smaller than before, it is possible to obtain the same surface area as before. Therefore, since the step of the capacitor can be made smaller than before, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process due to the step caused by the thickness of the capacitor in the step of depositing a film above this capacitor. Becomes

【0030】この実施の形態において、酸素プラズマ処
理において、酸素プラズマの圧力を1(Torr)とし
たがこの値に限定する必要はなく、0.1(Torr)
〜10(Torr)の圧力にすれば第1の金属膜である
ルテニウムの表面の再配列化が進行し、表面に凹凸が形
成されるのが解った。
In this embodiment, in the oxygen plasma treatment, the pressure of the oxygen plasma is set to 1 (Torr), but it is not necessary to limit to this value, and the pressure is set to 0.1 (Torr).
It was found that when the pressure was set to 10 to 10 (Torr), the rearrangement of the surface of ruthenium as the first metal film progressed, and irregularities were formed on the surface.

【0031】この実施の形態において、酸素プラズマ処
理において試料の温度を150(℃)から200(℃)
となるようにしたが、これに限定される必要はなく、室
温から400(℃)の範囲でも第1の金属膜であるルテ
ニウムの表面の再配列化が進行し表面に凹凸が形成され
ることが解った。
In this embodiment, the temperature of the sample is set at 150 (° C.) to 200 (° C.) in the oxygen plasma treatment.
However, the present invention is not limited to this. Even in the range of room temperature to 400 (° C.), the rearrangement of the surface of the ruthenium as the first metal film proceeds, and irregularities are formed on the surface. I understand.

【0032】この実施の形態において、第1の金属膜5
a、第2の金属膜8の材料はルテニウムであるとした
が、これに限定される必要はなく、第1の金属膜5aお
よび第2の金属膜8の材料として二酸化ルテニウム、ル
テニウムを含有する金属、二酸化ルテニウムを含有する
金属を用いても第1の金属膜の表面に再結晶化が進行し
表面に凹凸が形成される。また、この実施の形態では半
導体装置のキャパシタの製造方法について述べたが、キ
ャパシタの製造方法に適用できることは勿論である。
In this embodiment, the first metal film 5
a, the material of the second metal film 8 is ruthenium; however, the material is not limited thereto, and the first metal film 5a and the second metal film 8 contain ruthenium dioxide and ruthenium. Even if a metal or a metal containing ruthenium dioxide is used, recrystallization proceeds on the surface of the first metal film, and irregularities are formed on the surface. In this embodiment, a method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device has been described. However, the present invention can be applied to a method for manufacturing a capacitor.

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明に係るキャパシタの製造方法に
よれば、第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す工程
を有するので、キャパシタの段差を従来よりもさらに小
さくすることができる。よって、このキャパシタよりも
上に膜を堆積する工程において、キャパシタの段差に起
因する製造工程の不都合を軽減することが可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor according to the present invention, since the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma is provided, the step of the capacitor can be made smaller than before. Therefore, in the step of depositing a film above the capacitor, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process due to the step of the capacitor.

【0034】この発明に係るキャパシタの製造方法によ
れば、第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す工程に
おいて、酸素プラズマの圧力を0.1(Torr)〜1
0(Torr)となるようしたので、第1の金属膜の表
面に再配列化が起こり、凹凸が形成されるため、キャパ
シタよりも上に膜を堆積する工程において、キャパシタ
の段差に起因する製造工程の不都合を軽減することが可
能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the pressure of the oxygen plasma is set to 0.1 (Torr) to 1 (Torr).
0 (Torr), rearrangement occurs on the surface of the first metal film, and irregularities are formed. Therefore, in the step of depositing the film above the capacitor, the manufacturing process is caused by the step of the capacitor. Inconvenience of the process can be reduced.

【0035】この発明に係るキャパシタの製造方法によ
れば、第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す工程に
おいて、第1の金属膜の温度が室温から400(℃)と
なるようにしたので、第1の金属膜の表面に再配列化が
起こり、凹凸が形成されるので、キャパシタよりも上に
膜を堆積する工程において、キャパシタの段差に起因す
る製造工程の不都合を軽減することが可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the temperature of the first metal film is changed from room temperature to 400 (° C.). Since the rearrangement occurs on the surface of the first metal film and the unevenness is formed, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process due to the step of the capacitor in the step of depositing the film above the capacitor. Becomes

【0036】この発明に係るキャパシタの製造方法によ
れば、第1の金属膜を二酸化ルテニウム、ルテニウムを
含有する金属または二酸化ルテニウムを含有する金属と
しても第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒すことに
より、表面に凹凸を形成することができるので、キャパ
シタよりも上に膜を堆積する工程において、キャパシタ
の段差に起因する製造工程の不都合を軽減することが可
能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor according to the present invention, even if the first metal film is made of ruthenium dioxide, a metal containing ruthenium, or a metal containing ruthenium dioxide, the surface of the first metal film is exposed to oxygen plasma. Thereby, since irregularities can be formed on the surface, in the step of depositing a film above the capacitor, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process due to the step of the capacitor.

【0037】この発明に係る半導体装置のキャパシタの
製造方法によれば、ルテニウムからなる第1の金属膜の
表面を酸素プラズマに晒す工程を有するので、キャパシ
タの厚さを従来よりもさらに薄くすることができるた
め、このキャパシタよりも上に膜を堆積する工程におい
て、キャパシタの厚さからくる段差に起因する製造工程
の不都合を軽減することが可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, since the step of exposing the surface of the first metal film made of ruthenium to oxygen plasma is included, the thickness of the capacitor can be made smaller than before. Therefore, in the process of depositing a film above the capacitor, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process due to the step caused by the thickness of the capacitor.

【0038】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法によれば、第1の金属膜の表面を酸素プラ
ズマに晒す工程において、酸素プラズマを圧力を0.1
(Torr)〜10(Torr)としたので、第1の金
属膜の表面に再配列化が起こり、凹凸が形成されるので
キャパシタよりも上に膜を堆積する工程において、キャ
パシタの段差に起因する製造工程の不都合を軽減するこ
とが可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the pressure of oxygen plasma is reduced to 0.1.
(Torr) to 10 (Torr), rearrangement occurs on the surface of the first metal film, and unevenness is formed. In the step of depositing the film above the capacitor, the step is caused by the step of the capacitor. The inconvenience of the manufacturing process can be reduced.

【0039】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法によれば、第1の金属膜の表面を酸素プラ
ズマに晒す工程において、第1の金属膜の温度を室温か
ら400(℃)となるようにしたので、第1の金属膜の
表面に再配列化が起こり、凹凸が形成されるので、キャ
パシタよりも上に膜を堆積する工程において、キャパシ
タの段差に起因する製造工程の不都合を軽減することが
可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, in the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the temperature of the first metal film is changed from room temperature to 400 (° C.). As a result, rearrangement occurs on the surface of the first metal film, and irregularities are formed. In the process of depositing the film above the capacitor, the inconvenience of the manufacturing process due to the step of the capacitor is reduced. It is possible to do.

【0040】この発明に係る半導体装置のキャパシタを
製造する方法によれば、第1の金属膜を二酸化ルテニウ
ム、ルテニウムを含有する金属または二酸化ルテニウム
を含有する金属としたので、第1の金属膜の表面を酸素
プラズマに晒すことにより、第1の金属膜の表面に再配
列化が起こり、第1の金属膜の表面に凹凸を形成するこ
とができるので、キャパシタよりも上に膜を堆積する工
程において、キャパシタの段差に起因する製造工程の不
都合を軽減することが可能となる。
According to the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention, the first metal film is made of ruthenium dioxide, a metal containing ruthenium, or a metal containing ruthenium dioxide. By exposing the surface to oxygen plasma, rearrangement occurs on the surface of the first metal film, and irregularities can be formed on the surface of the first metal film. Therefore, a step of depositing a film above the capacitor In this case, it is possible to reduce the inconvenience of the manufacturing process caused by the step of the capacitor.

【0041】この発明に係る半導体装置のキャパシタに
よれば、第1の金属膜の表面の結晶構造は再配列化され
たものであるため、その表面に凹凸が形成されるので、
表面が滑らかであるものに比べ表面積が大きくなるため
第1の金属膜の厚さを薄くすることができるため、装置
をより薄くすることができる。
According to the capacitor of the semiconductor device according to the present invention, since the crystal structure of the surface of the first metal film is rearranged, irregularities are formed on the surface.
Since the surface area is larger than that having a smooth surface, the thickness of the first metal film can be reduced, so that the device can be made thinner.

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

【図1】 実施の形態1の半導体装置のキャパシタの製
造方法を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to a first embodiment;

【図2】 実施の形態1において、第1の金属膜の表面
を電子顕微鏡で撮影した写真図である。
FIG. 2 is a photograph of the surface of the first metal film taken with an electron microscope in the first embodiment.

【図3】 実施の形態1の半導体装置のキャパシタの構
造を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a capacitor of the semiconductor device according to the first embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板 2:シリコン酸化膜 3:穴 4:導電性部材 5、5a:第1の金属膜 7:高誘電体膜 8:第2の金属膜 1: substrate 2: silicon oxide film 3: hole 4: conductive member 5, 5a: first metal film 7: high dielectric film 8: second metal film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャパシタの製造方法であって、 (a) ルテニウムを有する第1の金属膜の表面を酸素
プラズマに晒す工程 (b) 上記第1の金属膜の上に誘電体を形成する工程 (c) 上記誘電体の上にルテニウムを有する第2の金
属膜を形成する工程 なる工程を有することを特徴とするキャパシタの製造方
法。
1. A method for manufacturing a capacitor, comprising: (a) exposing a surface of a ruthenium-containing first metal film to oxygen plasma; and (b) forming a dielectric on the first metal film. (C) a step of forming a second metal film containing ruthenium on the dielectric material.
【請求項2】 第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒
す工程において、酸素プラズマの圧力を0.1(Tor
r)〜10(Torr)となるようしたことを特徴とす
る請求項1に記載のキャパシタの製造方法。
2. In the step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, the pressure of the oxygen plasma is set to 0.1 (Torr).
The method according to claim 1, wherein r) to 10 (Torr).
【請求項3】 第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒
す工程において、上記第1の金属膜の温度が室温から4
00(℃)となるようにしたことを特徴とする請求項1
または2のいずれかに記載のキャパシタの製造方法。
3. The step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, wherein the temperature of the first metal film is from room temperature to 4 degrees.
2. The temperature is set to 00 (° C.).
3. The method for manufacturing a capacitor according to any one of 2.
【請求項4】 ルテニウムを二酸化ルテニウムとしたこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の
キャパシタの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the ruthenium is ruthenium dioxide.
【請求項5】 半導体装置のキャパシタの製造方法であ
って、 (a) 基板の上に導電性部材を形成する工程。 (b) 上記導電性部材の上にルテニウムを有する第1
の金属膜を形成する工程 (c) 上記第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒す
工程 (d) 上記第1の金属膜の上に誘電体を形成する工程 (e) 上記誘電体の上にルテニウムを有する第2の金
属膜を形成する工程 なる工程を有することを特徴とする半導体装置のキャパ
シタの製造方法。
5. A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device, comprising: (a) forming a conductive member on a substrate. (B) First having ruthenium on the conductive member
(C) exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma; (d) forming a dielectric on the first metal film; and (e) forming a dielectric on the first metal film. Forming a second metal film containing ruthenium on the substrate. A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device, comprising:
【請求項6】 第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒
す工程において、酸素プラズマの圧力が0.1(Tor
r)〜10(Torr)となるようにしたことを特徴と
する請求項5に記載の半導体装置のキャパシタの製造方
法。
6. The step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, wherein the pressure of the oxygen plasma is 0.1 (Torr).
6. The method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to claim 5, wherein r) to 10 (Torr).
【請求項7】 第1の金属膜の表面を酸素プラズマに晒
す工程において、上記第1の金属膜の温度が室温から4
00(℃)となるようにしたことを特徴とする請求項5
または6のいずれかに記載の半導体装置のキャパシタの
製造方法。
7. The step of exposing the surface of the first metal film to oxygen plasma, wherein the temperature of the first metal film is between room temperature and 4 ° C.
The temperature is set to 00 (° C.).
7. The method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to any one of 6.
【請求項8】 ルテニウムを二酸化ルテニウムとしたこ
とを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の
半導体装置のキャパシタの製造方法。
8. The method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to claim 5, wherein the ruthenium is ruthenium dioxide.
【請求項9】 基板と、 上記基板の上に形成された導電性部材と、 上記導電性部材の上に形成されたルテニウムまたは二酸
化ルテニウムを有する第1の金属膜と、 上記第1の金属膜の上に形成された誘電体と、 上記誘電体の上に形成されたルテニウムまたは二酸化ル
テニウムを有する第2の金属膜とを備えた半導体装置の
キャパシタにおいて、 上記第1の金属膜の表面の結晶構造は再配列化されたも
のであることを特徴とする半導体装置のキャパシタ。
9. A substrate, a conductive member formed on the substrate, a first metal film having ruthenium or ruthenium dioxide formed on the conductive member, and the first metal film And a second metal film having ruthenium or ruthenium dioxide formed on the dielectric. A capacitor of a semiconductor device, comprising: a crystal on a surface of the first metal film; A capacitor for a semiconductor device, wherein the structure is rearranged.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230389A (en) * 1999-12-28 2001-08-24 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor memory element including ruthenium electrode and manufacturing method therefor
US6559000B2 (en) 2000-12-29 2003-05-06 Hynix Semiconductor Inc. Method of manufacturing a capacitor in a semiconductor device
US6680251B2 (en) 2001-03-22 2004-01-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of chemical vapor depositing ruthenium by varying chemical vapor deposition parameters
KR100520447B1 (en) * 2000-12-28 2005-10-11 주식회사 하이닉스반도체 A method for forming capacitor in semiconductor device
US7192828B2 (en) * 2001-07-11 2007-03-20 Micron Technology, Inc. Capacitor with high dielectric constant materials and method of making
US7700454B2 (en) 2001-07-24 2010-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming integrated circuit electrodes and capacitors by wrinkling a layer that includes a high percentage of impurities

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001230389A (en) * 1999-12-28 2001-08-24 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor memory element including ruthenium electrode and manufacturing method therefor
KR100520447B1 (en) * 2000-12-28 2005-10-11 주식회사 하이닉스반도체 A method for forming capacitor in semiconductor device
US6559000B2 (en) 2000-12-29 2003-05-06 Hynix Semiconductor Inc. Method of manufacturing a capacitor in a semiconductor device
US6680251B2 (en) 2001-03-22 2004-01-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of chemical vapor depositing ruthenium by varying chemical vapor deposition parameters
US7192828B2 (en) * 2001-07-11 2007-03-20 Micron Technology, Inc. Capacitor with high dielectric constant materials and method of making
US7700454B2 (en) 2001-07-24 2010-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming integrated circuit electrodes and capacitors by wrinkling a layer that includes a high percentage of impurities

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