[发明专利]半导体器件的生产工艺

说明书

本发明涉及一种半导体器件的生产工艺，更具体的涉及用于生产带有电容器部分的半导体器件的工艺，其中电容器部分包含由铂族金属(例如铂或铱)构成的电极，所述工艺包含去除掉由铂族金属引入的杂质的步骤。

近年来，诸如DRAM的存储单元已经变得越来越精细，但当将传统的氮化物或氧化物膜用做介电膜时，很难保证他们具有足够的容量，这是因为该膜仅具有2到3的介电常数。为了解决此问题，已经趋向于使用一种铁电膜，其具有离子键型钙钛矿型结构，该结构由钛酸钡、钛酸锶、钛酸钡锶等构成。同时，在IC卡或通常用途的微型计算机中已经广泛使用了在其上安装铁电随机存取存储器(FeRAM)逻辑大规模集成电路，而诸如PZT(pb(ZrTi)O₃)和SBT(SrBi₂Ta₂O₉)的铁电膜被用做FeRAM的容性绝缘膜。这些铁电膜在当与FeRAM的基片直接接触时，会产生基片的氧化并最终会降低FeRAM的容量。因此，在使用此种的由上述材料构成的铁电膜时，已经习惯于使用上或下电容器电极，该电极由不与铁电膜材料起反应的铂族金属(例如铂或铱)构成。图4(a)到图4(i)为用于生产半导体存储器件的各个步骤的截面示意图，该半导体存储器件包含MOS晶体管和电容部分，该电容部分包含铂族金属电极和铁电膜，并可通过电荷积累而进行数据存储。参考这些图，将更具体的描述在半导体存储器件的生产过程中使用铂族金属的一个实例。

首先，根据图4(a)中所示，按照所公知的方法，在硅基片1上形成MOS型晶体管。即，通过公知的诸如LOCOS(硅的局部氧化)形成一个作为器件隔离区的场氧化物2；接着，通过热氧化，形成厚度为50-100nm的作为栅绝缘膜3的硅氧化膜。然后，顺序形成掺-磷的多晶硅膜和WSi膜；此后，对其加工制作图形以形成栅电极4。然后，进行离子注入以形成杂质扩散层5，由此完成MOSFET的制备。

接着，如图4(b)中所示，通过CVD形成作为第一内层绝缘膜6的含硼氧化硅膜(BPSG)；然后，进行蚀刻以形成接孔；在接孔中顺序形成Ti膜和W膜从而形成竖直互连7。

接着，如图4(c)中所示，形成一个作为电容部分的下部电极层8的铂薄膜；然后，顺序形成铁电膜9(例如PZT)和作为电容部分的上部电极层10的铂薄膜。

然后，如图4(d)中所示，形成一个由硅氧化膜构成的掩膜层11从而在当形成其他的元件部分时可保护上面形成的电容部分。

在已经形成其他的元件部分后，如图4(e)中所示，在掩膜层11上形成光刻胶图形12。使用此光刻胶图形作为掩膜，干蚀掩膜层11、上部电极10、铁电膜9和下部电极层8，以形成所需的电容部分14并如图4(f)所示，在其上留下掩膜层11。

接着，如图4(g)中所示，去除掩膜层11。然后，形成第二内层绝缘膜15从而盖住电容部分14和第一内层绝缘膜6，如图4(h)中所示；此后，在膜15中形成一个用于将上层布线(将在后面形成)和上部电极层10相连的开孔16，如图4(i)中所示。

最后，形成一个金属膜，以填充开孔16，并进而盖住在图4(i)的步骤中获得的材料的整个的表面；对金属膜进行加工图形以形成所需的上层布线17；在其上形成第三中间-层绝缘膜18(例如氮化硅膜)，从而形成如图3中的截面图所示的半导体存储器件。

在图4的步骤中，在进行蚀刻以形成在其上具有掩膜层的电容部分14的过程中，会存在蚀刻残留物黏附在电容部分14的侧壁上的危险，结果会导致所生产的器件的性能降低。为了去除掉蚀刻的残留物，需进行清洗步骤。例如，日本专利JP-A-10-12836中揭示了一种方法，其通过使用作为清洗液的盐酸、硝酸、氢氟酸及其混合物、80度或更高温度的水或有机溶剂清除蚀刻残留物。