成膜方法、包含该成膜方法的半导体装置的制造方法、成膜装置及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种成膜方法、包含该成膜方法的半导体装置的制造方法、成膜装置、及半导体装置。半导体装置包括场效应晶体管、及具有柱状形状的电容器，其中，该半导体装置还包括：第1电极，其与上述场效应晶体管的杂质扩散区域电连接且具有柱状形状；电介质膜，其形成于上述第1电极的至少侧面上；第2电极，其形成于上述电介质膜上；支承膜，其由添加有硼的氮化硅膜形成，该支承膜沿与具有上述柱状形状的上述第1电极的长度方向相交叉的方向延伸，贯穿上述第2电极的至少一部分且将上述第1电极连结起来，利用该半导体装置能够解决本发明专利技术的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在半导体晶圆等基板上形成薄膜的成膜方法、包含该成膜方法的半导体装置的制造方法、成膜装置及半导体装置。
技术介绍
为了半导体存储元件的进一步的高集成化，一种具有能够减低电容器在晶圆表面上的占有面积并且充分地确保静电电量的柱状结构的存储单元引起关注。具体而言，该存储单元的电容器由具有柱状形状的下部电极、形成在该下部电极的侧面的电介质膜、及形成在该电介质膜之上的上部电极构成。通过利用柱状形状的下部电极的侧面，能够确保电容器的面积，因此，能够获得充分的静电电量。专利文献I :日本特开2010-153418号公报专利文献2 :日本特开2006-287194号公报为了高集成化的需要，上述柱状形状的下部电极以二维高密度林立的方式形成，因而，例如，下部电极具有直径大约为40nm、高度大约2000nm这样的较高的长径比。因此，在存储单元的制造过程中，可能发生下部电极倒坍这样的问题。为了防止这种情况，尝试设置支承膜，该支承膜与基板面平行地延伸，在多个下部电极的上端附近连接，用于支承下部电极。例如，在专利文献I中，公开了将由钌(Ru)形成的支柱型电极的上部连结起来的氮化硅膜。另一方面，作为半导体存储元件的开发动向，为了高集成化而要求极限尺寸进一步降低。对于极限尺寸的降低，例如，可能会导致绝缘膜的绝缘特性恶化，为了防止这种情况，开始使用以往没有使用过的绝缘体材料。在新材料之中，例如，也有成膜温度低于以往的材料的成膜温度的材料。该情况下，在形成该绝缘膜之后的工艺中，当将基板加热至高于该成膜温度的温度时，可能产生该绝缘膜劣化等问题。因此，必须降低后续的工艺温度，但是，若降低后续的工艺温度，例如，则存在作用于上述支承膜的应力变大，反而使柱状形状的下部电极倒塌的情况。
技术实现思路
本专利技术考虑到上述情况而提供一种能够防止具有柱状形状且密集配置的电极倒塌的成膜方法、包含该成膜方法的半导体装置的制造方法、成膜装置及半导体装置。采用本专利技术的第I技术方案，提供一种在成膜装置中进行的成膜方法，该成膜装置包括反应管，其用于容纳用于对多个基板进行保持的基板保持部；第I气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硅的第I原料气体，且具有用于对上述第I原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第I开闭阀；第2气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硼的第2原料气体，且具有用于对上述第2原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第2开闭阀；第3气体供给部，其用于向上述反应管供给含有氮的第3原料气体，且具有用于对上述第3原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第3开闭阀；第4开闭阀，其设于上述反应管和与该反应管连接的排气部之间，用于使上述反应管与上述排气部连通或阻断上述反应管与上述排气部之间的连通；该成膜方法通过反复进行以下步骤来形成添加有硼的氮化硅膜，即，规定的次数的氮化硅层沉积步骤，在该氮化硅层沉积步骤中，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第I开闭阀，向上述反应管供给上述第I原料气体，在经过第I期间后，关闭上述第I开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第I原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硅层；规定的次数的氮化硼层沉积步骤，在该氮化硼层沉积步骤中，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第2开闭阀，向上述反应管供给上述第2原料气体，在经过第I期间后，关闭上述第I开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第2原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硼层。采用本专利技术的第2技术方案，提供一种成膜装置，该成膜装置包括反应管，其用于容纳用于对多个基板进行保持的基板保持部；第I气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硅的第I原料气体，且具有用于对上述第I原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第I开闭阀；第2气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硼的第2原料气体，且具有用于对上述第2原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第2开闭阀；第3气体供给部，其用于向上述反应管供给含有氮的第3原料气体，且具有用于对上述第3原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第3开闭阀；第4开闭阀，其设于上述反应管和与该反应管连接的排气部之间，用于使上述反应管与上述排气部连通或阻断上述反应管与上述排气部之间的连通；控制部，其以如下方式对上述第I开闭阀、上述第2开闭阀、上述第3开闭阀、及上述第4开闭阀进行控制，即，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第I开闭阀，向上述反应管供给上述第I原料气体，在经过第I期间后，关闭上述第I开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第I原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硅层，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第2开闭阀，向上述反应管供给上述第2原料气体，在经过第I期间后，关闭上述第I开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第2原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硼层。采用本专利技术的第3技术方案，提供一种半导体装置的制造方法，该制造方法用于制造包括场效应晶体管、及具有柱状形状的电容器的半导体装置，其中，该制造方法包括以下工序，即，在形成有上述场效应晶体管的基板上形成包括添加有硼的氮化硅膜在内的多层膜，形成贯穿上述多层膜且与上述场效应晶体管的杂质扩散区域电连接的、具有柱状形状的第I电极，以留下上述添加有硼的氮化硅膜的方式去除上述多层膜，在上述第I电极的至少侧面上形成电介质膜，形成覆盖上述电介质膜的第2电极。采用本专利技术的第4技术方案，提供一种半导体装置，其包括场效应晶体管、及具有柱状形状的电容器，其中，该半导体装置包括第I电极，其与上述场效应晶体管的杂质扩散区域电连接且具有柱状形状；电介质膜，其形成于上述第I电极的至少侧面上；第2电极，其形成于上述电介质膜上；支承膜，其由添加有硼的氮化硅膜形成，该支承膜沿与具有上述柱状形状的上述第I电极的长度方向相交叉的方向延伸，贯穿上述第2电极的至少一部分且将上述第I电极连结起来。将在下面的说明中阐述本专利技术的其它目的和优点，其部分地从下面的说明中显现或者可以通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和优点可以借助于在下文中特别指示的手段和组合实现及获得。 附图说明被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附示出本专利技术的实施方式，并且与上述概略说明及下面给出的对实施方式的详细说明一起，用于解释本专利技术的原理。图I是表示本专利技术的实施方式的半导体装置的结构的概略剖视图。图2A和图2B是用于说明本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的说明图。图3A和图3B是用于接着图2A和图2B继续说明本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法的说明图。图4A和图4B是用于接着图3A和图3B继续说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜方法，其在成膜装置中进行，该成膜装置包括：反应管，其用于容纳用于对多个基板进行保持的基板保持部；第1气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硅的第1原料气体，且具有用于对上述第1原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第1开闭阀；第2气体供给部，其用于向上述反应管供给含有硼的第2原料气体，且具有用于对上述第2原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第2开闭阀；第3气体供给部，其用于向上述反应管供给含有氮的第3原料气体，且具有用于对上述第3原料气体向上述反应管的供给和停止供给进行控制的第3开闭阀；第4开闭阀，其设于上述反应管和与该反应管连接的排气部之间，用于使上述反应管与上述排气部连通或阻断上述反应管与上述排气部之间的连通；该成膜方法通过反复进行以下步骤来形成添加有硼的氮化硅膜，即：规定的次数的氮化硅层沉积步骤，在该氮化硅层沉积步骤中，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第1开闭阀，向上述反应管供给上述第1原料气体，在经过第1期间后，关闭上述第1开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第1原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硅层；规定的次数的氮化硼层沉积步骤，在该氮化硼层沉积步骤中，在关闭上述第4开闭阀的情况下，打开上述第2开闭阀，向上述反应管供给上述第2原料气体，在经过第1期间后，关闭 上述第1开闭阀，将供给到上述反应管内的上述第2原料气体封入上述反应管，在经过第2期间后，打开上述第4开闭阀，对上述反应管内进行排气，在经过第3期间后，打开上述第3开闭阀，供给上述第3原料气体，由此，在上述基板上形成氮化硼层。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木启介，门永健太郎，两角友一朗，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：