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公開番号2025043999
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151647
出願日2023-09-19
発明の名称半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
出願人キオクシア株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10D 30/67 20250101AFI20250325BHJP()
要約【課題】特性の優れた半導体装置を製造する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態の半導体装置の製造方法は、基板の上にインジウム(In)を含む第1の導電膜を形成し、第1の導電膜の上に、第1の絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜の上に、第2の導電膜を形成し、第2の導電膜の上に、第2の絶縁膜を形成し、第2の絶縁膜、第2の導電膜、及び第1の絶縁膜を貫通し、第1の導電膜に達する開口部を形成し、開口部の中に、開口部の底面及び側面に接する第3の絶縁膜を形成し、開口部の底の第3の絶縁膜を除去して、開口部の底の第1の導電膜を露出させ、シリコン(Si)を含む第1のガスを用いた第1の処理、及び、酸素(O)を含む第2のガスを用いた第2の処理から成る群から選ばれる少なくともいずれか一方の処理を行い、少なくともいずれか一方の処理の後、基板を大気圧以上の雰囲気に晒すことなく、開口部の中に半導体膜を形成する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
基板の上にインジウム（Ｉｎ）を含む第１の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜の上に、第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜の上に、第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜の上に、第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜、前記第２の導電膜、及び前記第１の絶縁膜を貫通し、前記第１の導電膜に達する開口部を形成し、
前記開口部の中に、前記開口部の底面及び側面に接する第３の絶縁膜を形成し、
前記開口部の底の前記第３の絶縁膜を除去して、前記開口部の底の前記第１の導電膜を露出させ、
シリコン（Ｓｉ）を含む第１のガスを用いた第１の処理、及び、酸素（Ｏ）を含む第２のガスを用いた第２の処理から成る群から選ばれる少なくともいずれか一方の処理を行い、
前記少なくともいずれか一方の処理の後、前記基板を大気圧以上の雰囲気に晒すことなく、前記開口部の中に半導体膜を形成する、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記半導体膜は、前記第１の導電膜に接する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記少なくともいずれか一方の処理の温度は、３００℃以下である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１のガスは、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、又は塩素（Ｃｌ）を更に含む、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２のガスは、酸素プラズマ、酸素ガス（Ｏ
２
）、又はオゾンガス（Ｏ
３
）を含む、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記開口部の底の前記第３の絶縁膜を除去する際に、前記開口部の側面に接する前記第３の絶縁膜にインジウム（Ｉｎ）が付着する、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の処理は、前記開口部の側面に接する前記第３の絶縁膜に付着したインジウム（Ｉｎ）を除去する、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の処理は、前記開口部の側面に接する前記第３の絶縁膜に付着したインジウム（Ｉｎ）を酸化する、請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１の導電膜は、スズ（Ｓｎ）及び酸素（Ｏ）を更に含む、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記半導体膜は、酸化物半導体である、請求項１記載の半導体装置の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
酸化物半導体層にチャネルを形成する酸化物半導体トランジスタは、オフ動作時のチャネルリーク電流が極めて小さいという優れた特性を備える。このため、例えば、酸化物半導体トランジスタを、ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ（ＤＲＡＭ）のメモリセルのスイッチングトランジスタに適用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／０１５７３５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、特性の優れた半導体装置を製造する半導体装置の製造方法及び半導体製造装置をすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置の製造方法は、基板の上にインジウム（Ｉｎ）を含む第１の導電膜を形成し、前記第１の導電膜の上に、第１の絶縁膜を形成し、前記第１の絶縁膜の上に、第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜の上に、第２の絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁膜、前記第２の導電膜、及び前記第１の絶縁膜を貫通し、前記第１の導電膜に達する開口部を形成し、前記開口部の中に、前記開口部の底面及び側面に接する第３の絶縁膜を形成し、前記開口部の底の前記第３の絶縁膜を除去して、前記開口部の底の前記第１の導電膜を露出させ、シリコン（Ｓｉ）を含む第１のガスを用いた第１の処理、及び、酸素（Ｏ）を含む第２のガスを用いた第２の処理から成る群から選ばれる少なくともいずれか一方の処理を行い、前記少なくともいずれか一方の処理の後、前記基板を大気圧以上の雰囲気に晒すことなく、前記開口部の中に半導体膜を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法で製造される半導体装置の模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第１の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第２の実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示す模式断面図。
第３の実施形態の半導体製造装置の模式図。
第４の実施形態の半導体製造装置の模式図。
第４の実施形態の変形例の半導体製造装置の模式図。
第５の実施形態の半導体製造装置の模式図。
第６の実施形態の半導体製造装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材などには同一の符号を付し、一度説明した部材などについては適宜その説明を省略する場合がある。
【０００８】
また、本明細書中、便宜上「上」、「下」、「上部」、又は「下部」という用語を用いる場合がある。「上」、「下」、「上部」、又は「下部」とはあくまで図面内での相対的位置関係を示す用語であり、重力に対する位置関係を規定する用語ではない。
【０００９】
本明細書中の半導体装置を構成する部材の化学組成の定性分析及び定量分析は、例えば、二次イオン質量分析法（ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＳＩＭＳ）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ－ｒａｙＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＥＤＸ）、ラザフォード後方散乱分析法（ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＢａｃｋ－ＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＲＢＳ）により行うことが可能である。また、半導体装置を構成する部材の厚さ、部材間の距離、結晶粒径等の測定には、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）を用いることが可能である。また、半導体装置を構成する部材の構成物質の同定、構成物質の存在割合の計測には、例えば、Ｘ線光電子分光法（Ｘ－ｒａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＸＰＳ）、硬Ｘ線光電子分光法（ＨａｒｄＸ－ｒａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＨＡＸＰＥＳ）、電子エネルギー損失分光法（ＥｌｅｃｔｒｏｎＥｎｅｒｇｙＬｏｓｓＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＥＥＬＳ）を用いることが可能である。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の半導体装置の製造方法は、基板の上にインジウム（Ｉｎ）を含む第１の導電膜を形成し、第１の導電膜の上に、第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜の上に、第２の導電膜を形成し、第２の導電膜の上に、第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜、第２の導電膜、及び第１の絶縁膜を貫通し、第１の導電膜に達する開口部を形成し、開口部の中に、開口部の底面及び側面に接する第３の絶縁膜を形成し、開口部の底の第３の絶縁膜を除去して、開口部の底の第１の導電膜を露出させ、シリコン（Ｓｉ）を含む第１のガスを用いた第１の処理、及び、酸素（Ｏ）を含む第２のガスを用いた第２の処理から成る群から選ばれる少なくともいずれか一方の処理を行い、少なくともいずれか一方の処理の後、基板を大気圧以上の雰囲気に晒すことなく、開口部の中に半導体膜を形成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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