[发明专利]DRAM电容器的下部电极及其制造方法

说明书

本发明的课题在于提供一种能够同时达到对于氟酸的耐性高并且对于由氧系气体导致的压力变化小的DRAM电容器的下部电极。其解决方法为，一种在DRAM电容器中设置在电介体膜的下层并且由TiN系材料构成的下部电极204，上述下部电极由具有设置在两个外侧的氧浓度相对低的两层的第一TiON膜241、在它们的内侧各自形成的氧浓度相对高的第二TiON膜242和设置在第二TiON膜242的内侧的成为中心层的TiN膜243的5层的叠层结构而成。

技术领域

本发明涉及DRAM电容器的下部电极及其制造方法。

背景技术

近年来，为了提高DRAM的容量，在电容器部使用由高介电常数(high-k)材料而成的high-k膜。

high-k膜中使用了HfO₂和ZrO₂、叠层Al₂O₃与ZrO₂的材料等的氧化物材料，但将这些用于半导体设备时，其中的氧脱离，有时在high-k膜中出现氧的缺陷。若在high-k膜中有氧的缺陷，在与high-k膜相邻接的电极的界面形成偶极子，由于偶极子使能带弯曲，使有效的功函数降低。其结果使电子变得容易流动，使泄漏电流增加。

作为解决这样的问题的技术，专利文献1和非专利文献1中公开了通过向作为与high-k膜相邻接的电极使用的TiN膜中添加氧，使high-k膜中的氧缺陷减少的技术。

另一方面，作为DRAM的电容器，已知在由TiN膜构成的下部电极上形成电介体膜，在其上形成由TiN膜构成的上部电极的结构(例如，专利文献2)。另外，作为能够使电容器的容量增加的DRAM的电容器的制造方法，已知例如专利文献3所记载的方法。在该方法中，首先，在基板上形成模氧化膜后，对模氧化膜进行蚀刻，形成凹部。接下来，在凹部的内壁将成为下部电极的膜进行成膜，对该膜的填充部进行回蚀刻。之后，通过稀氟酸将模氧化膜去除，使筒状的下部电极残留。之后，在筒状的下部电极的表面将high-k膜成膜，进一步在其上将上部电极成膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2015－506097号公报

专利文献2：日本特开2007－201083号公报

专利文献3：美国专利第6911364号说明书

非专利文献

非专利文献1：E.Cartier,et al.,Appl.Phys.Lett.,Vol.95,2009,p.042901

发明内容

发明所要解决的课题

然而，通过专利文献3中记载的方法形成DRAM的电容器时，下部电极在去除模氧化膜时被氟酸(HF)浸渍，并且在成膜high-k膜时暴露在作为氧化剂的氧系气体(例如O₂气体或O₃气体)中。

因此，对于下部电极，要求对于氟酸的耐性高并且由氧系气体导致的压力变化小。

然而，如专利文献1和非专利文献1中记载，在将添加有氧的TiN膜作为下部电极使用的情况下，难以同时达到对于氟酸的耐性高并且由氧系气体导致的压力变化小。

因此，本发明的课题在于，提供一种能够同时达到对于氟酸的耐性高并且由氧系气体导致的压力变化小的DRAM电容器的下部电极及其制造方法。

用于解决课题的方法