JPH08321585A - 半導体の誘電体薄膜と半導体キャパシタ、及びこれらの製造方法 - Google Patents

半導体の誘電体薄膜と半導体キャパシタ、及びこれらの製造方法

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JPH08321585A
JPH08321585A JP8046331A JP4633196A JPH08321585A JP H08321585 A JPH08321585 A JP H08321585A JP 8046331 A JP8046331 A JP 8046331A JP 4633196 A JP4633196 A JP 4633196A JP H08321585 A JPH08321585 A JP H08321585A
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dielectric thin
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Seung-Ki Joo
ジュウ セウン−キ
Jae-Hyun Joo
ジュウ ジャエ−ヒュン
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LG Semicon Co Ltd
Goldstar Electron Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】周波数特性を改善して漏れ電流を減少させる。 【解決手段】Taを含有したBSTにて誘電体薄膜を製
造する。具体的には、マグネトロンコースパッターに、
Ba、Sr、Ti、Taを主成分とするターゲットを装
着し、スタパッタリングにより半導体基板上に該誘電体
薄膜を形成し、半導体キャパシタを製造する。又は、化
学蒸着法を施して半導体キャパシタを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の誘電体薄
膜、該誘電体薄膜を用いた半導体キャパシタ及び誘電体
薄膜と半導体キャパシタとの製造方法に係るもので、漏
れ電流を減らし得る半導体の誘電体薄膜、半導体キャパ
シタ及び半導体キャパシタの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体記憶素子DRAM(dyna
mic random access memory:以下、「DRAM」と略称
する)は、ひとつのトランジスタと一つの情報貯蔵キャ
パシタとを有し、該情報貯蔵キャパシタの蓄積量は、α
粒子に従う誤動作(soft error)を防止するため、最小
30fF/cell程度の容量を備えるべきである。そして、
近来該DRAM装置の集積度が急速に増加してきてい
る。
【0003】蓄電気の蓄積容積は、次式(1)により設
定される。 C=ε0 ×εr ×A/d ・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) ここで、C :蓄電気の蓄積容積 ε0 :真空の誘電率 εr :誘電体薄膜の誘電率 A :キャパシタの面積 d :誘電体薄膜の厚さ この制限されたセル面積内で蓄積容量を増加させる方法
としては、三つの方法が提案されている。
【0004】即ち、 (1)誘電体薄膜の厚さを減らすため薄膜化する方法 (2)キャパシタの有効面積を増加させる方法 (3)誘電常数の大きい物質を使用する方法 がある。
【0005】しかし、前記(1)項記載の方法では、誘
電体の厚さを100Å以下に薄膜させると、パウラーノ
ードハイム(fowler-nordheim)電流により薄膜の信頼性
が低下し、大容量の記憶素子には適応し得ない。前記
(2)項記載の方法では、3次元構造のキャパシタを製
造する工程が煩雑で、原価が上昇する。即ち、集積度が
向上する積層(stack)型、トレンチ (trench) 型、ピン
(pin)型及び円筒(cylinder)型キャパシタセルのような
3次元構造が提供され、4MBのDRAM及び16MB
のDRAMに適用されているが、64MB及び256M
BのDRAMには適用することが難しい。
【0006】又、トレンチ型キャパシタでは、スケーリ
ングダウン(scalilng down) 作業時に、トレンチ間に
漏れ電流が発生し易く、前記積層型、ピン型及び円筒型
のセルでは、蓄積量を確保するため、表面に屈曲及び段
差を作成するための写真食刻作業が難しく、機械的強度
が低下する。前記(3)項記載の方法では、高誘電率材
として酸化イトリウム(Y2O3)、酸化タンタリウム(Ta
2O5)、2酸化チタニウム(TiO2)等が用いられるが, 最
近では、PZT(PvZrx Ti1-x O3)又はBSTのような
強誘電体物質が用いられる。
【0007】更に、強誘電体物質は自発分極の現象を有
し、このような強誘電体に誘電常数が数百乃至1000
程度の物質の誘電膜に使用すると、強誘電体を数百Åの
厚い膜に形成しても、等価酸化膜(equivalent oxide t
hickness) を10Å以下に形成することが出来る。そし
て、前記強誘電体の物質中、特にBSTはPZTに比べ
高周波においても高誘電率を有し、適切なBa/Srの
比率に従う常誘電体に変化するため、疲労(fatigue)、
老化(aging) 等の現象が除去されるため、DRAMキャ
パシタ用高誘電率材に適用されている。通常、高誘電率
の材料を半導体の集積化に使用する場合は、スパッタリ
ング(sputtering) 法、有機金属化学気相蒸着(metal-o
rganic chemical vapor deposition; MOCVD)法、
回転塗布(spin coating) 法、噴霧蒸着(aerosol) 法等
が施行される。
【0008】しかし、現在、DRAMキャパシタの製造
にBST薄膜を用いると、膜の厚さが減少するに従い誘
電率が減少し、実際の作動電圧から漏れ電流が発生する
という欠点がある。そして、該厚さの減少に従う誘電率
の減少は製造工程を改良してある程度は解決し得るが、
誘電率の増加に従い漏れ電流が増加し、破壊電場が発生
するため、BST薄膜の実用化に大きな問題点となって
いる。即ち、該BST薄膜を用いて半導体のキャパシタ
を製造すると、該キャパシタの特性が低下し半導体の信
頼性が低下するという欠点がある。
【0009】このような問題点を解決するため、セラミ
ックキャパシタ製造に用いるBST薄膜のバルク(bul
k) 状態の誘電体性質を改善するように、該BSTに他
の物質を添加する技術が提案されている。たとえば、米
国特許第4,058,404 号に記載されているように、誘電率
を高くし、印加電圧に従う誘電率の変化を減らすため、
18〜70%のSrTiO3、4〜7%のBaTiO3、2.5 〜17.5%の
Bi2O3 及びNiO , Al2O3,Cu2O中、何れ一つ以上の物質に
て絶縁させるBST誘電体の製造方法が提案されてい
る。且つ、米国特許第4,888,246 号に記載されているよ
うに、スパッタリング法によりBST薄膜を蒸着すると
き、該スパッタリング気体に窒素を含有させ、AMO3
形のペロブスカイト構造(perovskite structure)を有し
誘電体の破壊電場現象を解決するBST誘電体の製造方
法が提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の半導体のキャパシタ製造に係るBST特性の改善さ
れた誘電体薄膜を採用する方法においては、漏れ電流を
充分に減らし、BST薄膜の周波数特性を充分に改善す
ることができないという不都合な点があった。本発明は
このような従来の課題に鑑みてなされたもので、まず第
1に、実質的に漏れ電流を減らし、薄膜の周波数特性を
改善し得る誘電体薄膜を提供することを目的とする。
【0011】第2に、漏れ電流を充分に減少させた誘電
体薄膜を採用した半導体キャパシタ及びその製造方法を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明にかかる半導体の誘電体薄膜は、Taを所定の含有率
で含有したBSTからなる。かかる構成によれば、漏れ
電流を減らし、薄膜の周波数特性が改善される。請求項
2の発明にかかる半導体の誘電体薄膜では、前記Taが
前記BSTの総量に対して10原子%以下、含有されるよ
うにしている。
【0013】請求項3の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜では、前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さに形成さ
れるようにしている。請求項4の発明にかかる半導体キ
ャパシタは、半導体基板と、該半導体基板上に形成され
た下部電極と、該下部電極上に形成され、Taを所定の
含有率で含有したBSTからなる誘電体層と、該誘電体
層上に形成された上部電極と、を備えた。
【0014】かかる構成によれば、漏れ電流を減らし、
薄膜の周波数特性が改善される。請求項5の発明にかか
る半導体キャパシタでは、前記Taが前記BSTの総量
に対して10原子%以下、含有されるようにしている。請
求項6の発明にかかる半導体キャパシタでは、前記誘電
体層が200 〜2000Åの厚さに形成されるようにしてい
る。
【0015】請求項7の発明にかかる半導体キャパシタ
では、前記下部電極は、Pt,Ir,Ru,IrO2 及
びRuO2 のうち、いずれか1つを主成分として形成さ
れる。請求項8の発明にかかる半導体の誘電体薄膜製造
方法は、マグネトロンコースパッタ装置に、Ba,S
r,Ti及びTaのうち、少なくとも1つを成分とする
ターゲットを装着し、半導体基板を所定温度に加熱して
所定のスパッタリング気体中でスパッタリングを施し、
該半導体基板上にTaを含有したBSTからなる誘電体
薄膜を形成する。
【0016】かかる構成によれば、漏れ電流を減らし、
薄膜の周波数特性が改善された誘電体薄膜が形成され
る。請求項9の発明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方
法では、前記半導体基板上の前記誘電体薄膜の下部、誘
電体薄膜の上部に、夫々、下部電極層、上部電極層を形
成する。
【0017】請求項10の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記下部電極層は、該電極の表面に、
Pt、Ir、Ru、IrO2 及びRuO2 のうち、いず
れか1つが形成されたものである。請求項11の発明にか
かる半導体の誘電体薄膜製造方法では、前記Taが前記
BSTの総量に対して10原子%以下、含有されるように
している。
【0018】請求項12の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記スパッタリング気体は、酸素を含
む気体である。請求項13の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記スパッタリング気体は、アルゴ
ンを含む気体である。請求項14の発明にかかる半導体の
誘電体薄膜製造方法では、前記スパッタリング気体は、
酸素及びアルゴンを含む気体である。
【0019】請求項15の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記スパッタリング気体は、酸素を含
有比率10〜90容積%含む気体である。請求項16の発明に
かかる半導体の誘電体薄膜製造方法では、前記誘電体薄
膜が200 〜2000Åの厚さに形成されるようにしている。
請求項17の発明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方法で
は、前記半導体基板は、400 〜700 ℃の温度に加熱され
る。
【0020】請求項18の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTとTaを主
成分とするターゲットを用いて形成される。請求項19の
発明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方法では、前記誘
電体薄膜は、BSTとTa2O5 を主成分とするターゲット
を用いて形成される。請求項20の発明にかかる装置半導
体の誘電体薄膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、BaTi
O3を主成分とするとするターゲットと、SrTiO3を主成分
とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0021】かかる構成によれば、スパッタリング施行
中、誘電体薄膜の組成を変化させることが可能となる。
請求項21の発明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方法で
は、前記誘電体薄膜は、Sr,Ti,Taを主成分とす
るターゲットと、Ba,Ti,Taを主成分とするター
ゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0022】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項22の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,T
iを主成分とするターゲットと、Taを主成分とするタ
ーゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0023】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項23の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,T
iを主成分とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とする
ターゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0024】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項24の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTを主成分
とするターゲットと、Taを主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0025】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項25の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTを主成分
とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0026】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項26の発明にかかる装置は、前記誘
電体薄膜は、BaTiO3を主成分とするとするターゲット
と、Ta及びSrTiO3を主成分とするターゲットと、を一
緒に用いて形成される。
【0027】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項27の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、半導体基板に下部層を形成し、該半
導体基板を反応槽内に挿入し、前記下部層が所定温度と
なるように半導体基板を加熱し、Ba,Sr,Ti及び
Taのうち、いずれか1つを選択して所定の反応源気体
に含有させ、選択された物質を含有した反応源気体を反
応槽内に流入させ、該反応源気体を前記加熱した半導体
基板の下部層上に化学蒸着法により蒸着し、該半導体基
板の下部層上にTaを含有したBSTにて誘電体薄膜を
形成するようにしている。
【0028】請求項28の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記半導体基板上に形成された下部層
は、前記誘電体薄膜の下部電極層である。請求項29の発
明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方法では、前記下部
電極層は、Pt,Ir,Ru,IrO2 及びRuO2 の
うち、いずれか1つにて形成される。
【0029】かかる構成によれば、酸化性の雰囲気中で
も酸化されにくく、酸化したとしても導電性を有する酸
化物となる。請求項30の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記Taが前記BSTの総量に対し10
原子%以下、含有されるようにしている。請求項31の発
明にかかる半導体の誘電体薄膜製造方法では、前記誘電
体薄膜が200 〜2000Åの厚さに形成されるようにしてい
る。
【0030】請求項32の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記下部電極は、400 〜700 ℃の温度
に加熱される。請求項33の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記反応源気体は、Ba,Sr,T
i,Taを、夫々一つのみを含有した金属ハロゲン化物
の気体である。
【0031】請求項34の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記反応源気体は、Ba,Sr,T
i,Taを、夫々一つのみを含有した金属ハロゲン化物
の気体である。請求項35の発明にかかる半導体の誘電体
薄膜製造方法では、前記反応源気体は、、Ba,Sr,
Ti,Taのうち、少なくとも1つ以上含有した金属有
機化合物の気体である。
【0032】請求項36の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記反応源気体は、Ba,Sr,T
i,Taのうち、少なくとも1つ以上含有した金属ハロ
ゲン化物の気体である。請求項37の発明にかかる半導体
の誘電体薄膜製造方法では、前記反応源気体を、プラズ
マ、赤外線、イオン線及びX線のうち、いずれか1つを
エネルギー源として反応させて半導体基板上の下部層上
面に化学蒸着している。
【0033】請求項38の発明にかかる半導体の誘電体薄
膜製造方法では、前記反応槽内の基板上下部層を100 〜
200 ℃の温度に加熱する。請求項39の発明にかかる半導
体キャパシタの製造方法では、半導体基板上に層間絶縁
膜を形成する工程と、該層間絶縁膜の一部を露出させる
工程と、露出した部分及びその周辺の層間絶縁膜上に下
部電極を形成する工程と、該下部電極上に、Taを含有
したBSTからなる誘電体薄膜を所定厚さに形成する工
程と、該誘電体薄膜上に上部電極を形成する工程と、を
順次行なう。
【0034】かかる構成によれば、漏れ電流を減らし、
薄膜の周波数特性が改善された半導体キャパシタが製造
される。請求項40の発明にかかる半導体キャパシタの製
造方法では、前記下部電極層は、Pr,Ir,Ru,I
rO2 及びRuO2 のうち、いずれか1つにて形成され
る。
【0035】かかる構成によれば、酸化性の雰囲気中で
も酸化されにくく、酸化したとしても導電性を有する酸
化物となる。請求項41の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記下部電極を形成する工程と前記誘
電体薄膜を形成する工程との間に、前記半導体基板上の
下部電極を400 〜700 ℃に加熱する工程を含む。
【0036】請求項42の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さ
で形成されるようにしている。請求項43の発明にかかる
半導体キャパシタの製造方法では、前記Taが前記BS
Tの総量に対し10原子%以下、含有されるようにしてい
る。請求項44の発明にかかる半導体キャパシタの製造方
法では、前記誘電体薄膜は、前記下部電極の形成後、マ
グネトロンコースパッタ装置にBa,St,Ti及びT
aを主成分とするターゲットを少なくとも一つ装着し、
所定のスパッタリング気体と一緒に半導体基板上の下部
電極にスパッタリングを施すことにより形成される。
【0037】請求項45の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記スパッタリング気体は、酸素を含
む気体である。請求項46の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記スパッタリング気体は、アルゴ
ンを含む気体である。請求項47の発明にかかる半導体キ
ャパシタの製造方法では、前記スパッタリング気体は、
酸素を含有比率10〜90容積%含む気体である。
【0038】請求項48の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTとTaを主
成分とするターゲットを用いて形成される。請求項49の
発明にかかる半導体キャパシタの製造方法では、前記誘
電体薄膜は、BSTとTa2O5 を主成分とするターゲット
を用いて形成される。請求項50の発明にかかる半導体キ
ャパシタの製造方法では、前記誘電体薄膜は、BaTiO3を
主成分とするターゲットと、SrTiO3を主成分とするター
ゲットと、Taを主成分とするターゲットと、を一緒に
用いて形成される。
【0039】かかる構成によれば、スパッタリング施行
中、誘電体薄膜の組成を変化させることが可能となる。
請求項51の発明にかかる半導体キャパシタの製造方法で
は、前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とするターゲッ
トと、SrTiO3を主成分とするターゲットと、Ta 2O5 を主
成分とするターゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0040】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項52の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、Sr,Ti,T
aを主成分とするターゲットと、Ba,Ti,Taを主
成分とするターゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0041】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項53の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,T
iを主成分とするターゲットと、Taを主成分とするタ
ーゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0042】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項54の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,T
iを主成分とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とする
ターゲットと、を一緒に用いて形成される。
【0043】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項55の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTを主成分
とするターゲットと、Taを主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0044】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項56の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、BSTを主成分
とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0045】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項57の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分
とするターゲットと、Taを主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0046】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項58の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分
とするターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲット
と、を一緒に用いて形成される。
【0047】かかる構成によれば、上記と同様に、スパ
ッタリング施行中、誘電体薄膜の組成を変化させること
が可能となる。請求項59の発明にかかる半導体キャパシ
タの製造方法では、前記誘電体薄膜は、前記下部電極の
形成後、該下部電極の形成された半導体基板を反応槽内
に挿入し、該反応槽内部にBa,Sr,Ti,Taを含
有した金属有機化合物の反応源気体を流入し、化学蒸着
法により形成される。
【0048】かかる構成によれば、化学蒸着法を用いて
もTaを含有したBSTからなる誘電体薄膜を形成する
ことが可能となる。請求項60の発明にかかる半導体キャ
パシタの製造方法では、前記誘電体薄膜は、前記下部電
極の形成後、該下部電極の形成された半導体基板を反応
槽内に挿入し、該反応槽内部にBa,Sr,Ti,Ta
を含有した金属ハロゲン化物の反応源気体を流入し、化
学蒸着法により形成される。
【0049】請求項61の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記金属有機化合物の反応源気体は、
Ba,Sr,Ti,及びTaのうち、いずれか1つのみ
を含有させた反応源気体である。請求項62の発明にかか
る半導体キャパシタの製造方法では、前記金属ハロゲン
化物の反応源気体は、Ba,Sr,Ti,及びTaの4
種を含有させた反応源気体である。
【0050】請求項63の発明にかかる半導体キャパシタ
の製造方法では、前記反応源気体を反応層内に流入させ
た後、該反応槽内にプラズマ、紫外線、イオン線及びX
線のうち、いずれか1つをエネルギー供給源として化学
蒸着する。請求項64の発明にかかる半導体キャパシタの
製造方法では、前記下部電極の形成された基板を100 〜
200 ℃の温度に加熱して行なう。
【0051】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図6に基づいて説明する。本発明に係る誘電体薄膜に
おいては、Taを含有したBST(BaX Sr1-x TiO3)を
製造する。尚、ここでは、0.5 <X<1とする。そし
て、該誘電体薄膜の製造方法においては、3−ガンマグ
ネトロンコースパッタ(3-gun magnetron co-sputter)
装置に、BaTiO3 ,SrTiO3及びTa又はTa2O5 のターゲット
を装着した後、夫々独立的に直流又は交流電源を印加
し、アルゴン、酸素又はアルゴン及び酸素を主成分とす
る3〜10mTorrの気体と一緒に、基板上に形成された基
板/電極層としての下部層上にスパッタリングを施し、
該下部層上に前記Taを含有したBST薄膜を形成す
る。
【0052】この場合、前記基板を、400 〜700 ℃(好
ましくは、550 ℃)の温度に加熱して、誘電体薄膜の結
晶性を向上させる。且つ、前記BST薄膜に含有するT
aの含有量を、該BST薄膜の総量に対し10原子%範囲
内とし、誘電体薄膜の厚さを200 〜2000Åとするが、40
0 〜1000Åが好適である。又、前記スパッタリング気体
中の酸素の比率は10〜90容積%であるが、45〜55容積%
が好ましく、以下該45〜55容積%の場合について説明す
る。
【0053】更に、前記誘電体薄膜を製造するとき、全
ての工程が酸化性雰囲気中で行われ、基板上に既に形成
された電極層を酸化して誘電率の低い絶縁膜が形成され
ないようにするため、前記基板/電極層の下部層を、P
t、Ir、Ru、IrO2 及びRuO2 のうちの何れか
一つの物質を用いて形成し、酸化性雰囲気における酸化
を防止するか、又は、酸化された場合でも伝導性の有す
る酸化物を形成させる。このようなことは、各スパッタ
ガンに加えられる電力を調節してBa/ Srの比率及び
Taの含量を独立的に調節して行われる。
【0054】一方、本発明に係るTaを含有したBST
膜の製造方法として、Ba、Sr、Ti及びTaの全て
を含有する一つの金属又は酸化物のターゲットを用いて
製造することもできる。即ち、ターゲットには、Taを
含有したBSTのターゲット又はTa2O5 を含有したBS
Tターゲットを用いる。この場合、BaTiO3を主成分とす
るターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲットと、
Ta又はTa2O5 を主成分とするターゲットと、を同時に
スパッタリングして形成することもできる。
【0055】さらに、前記金属ターゲット又は導電性を
有した酸化物ターゲットを用いる場合は直流電源を使用
し、スパッタリング気体としては酸素又は酸素及びアル
ゴンを主成分とする気体を使用する。又、導電性の無い
酸化物ターゲットの場合は、交流電源を用い、スパッタ
リング気体としては酸素、アルゴン又は酸素及びアルゴ
ンを主成分とする気体を用いる。
【0056】更に、この場合、前記スパッタリング実行
中、誘電体薄膜の組成を変化し得るように、二つのター
ゲットを用いることもできる。該二つのターゲットは、
Ba,Sr,Tiを主成分とする金属ターゲット又は酸
化物ターゲットと、Ta又はTa2O5 ターゲットと、によ
り形成することができる。且つ、各ターゲットがTaを
含有するようにSr,Ti,Taを主成分とするターゲ
ットと、Ba,Ti,Taを主成分とするターゲット
と、により形成することもできる。又、BaTiO3を主成分
とするターゲットとTaを含有するSrTiO3とにより形成
することもできるし、BSTを主成分とするターゲット
と、Ta又はTa2O5 を主成分とするターゲットと、によ
り形成することもできる。但し、このとき、Ba,S
r,Ti,及びTaを主成分とする複数個のターゲット
を利用し、誘電体薄膜を形成しようとするときは、複数
個のターゲットを一緒に用いてスパッタリングを施す。
【0057】そして、本発明に係るTaを含有したBS
Tからなる誘電体薄膜の製造方法として、複雑な半導体
表面の屈曲、狭い隙間及び電極の垂直面を夫々効率的に
応用し得るように、化学蒸着法を用いて行うこともでき
る。この場合、金属有機化合物又は金属ハロゲン化物を
反応源として用いるが、Taを含有したBST薄膜を製
造するための反応源としては、Ba(thd)2,Sr(thd)2, Ba
(dpm)2, Sr(dpm)2, Ti(i-OPr)4、Ti(i-OPr)2(thd)2, Ti
(t-OBu)4, Ti(OC2H5)4, Ta(OC2H5)5等の金属有機化合物
を用いるか、又は、TiCl4, TaCl5 等の金属ハロゲン化
物を用いる。前記反応源中、括弧内に記載されたものは
配位子(ligand) の各称を示したものである。このと
き、一般の反応源使用法は、Ba、Sr、Ti、Ta
中、何れ一つのみを含有した4種類の金属有機化合物又
は金属ハロゲン化物反応源気体を流入させ、蒸着させよ
うとする薄膜の組成を調節する。
【0058】且つ、金属有機化合物反応源を利用してT
aを含有したBST薄膜を形成することにより、金属ハ
ロゲン化物反応源を利用してTaを含有したBST薄膜
を形成するよりも、良好な特性の誘電体薄膜を得ること
ができる。又、形成しようとする誘電体薄膜の組成比を
特定値に維持するため、BaとSr、BaとTi、又は
SrとTi等の2種類の元素を、同様な比率に含有させ
た反応源気体を使用して誘電体薄膜を形成することもで
きるし、前記複数の反応源を所定比率に混合したものを
使用して誘電体薄膜を形成することもできる。
【0059】そして、このような反応源気体を用いて電
極層の下部層の形成された基板上に、本発明に係る誘電
体薄膜を形成する方法は次の通りである。即ち、550 〜
650 ℃の温度に加熱され、電極層としての下部層に形成
された基板を反応槽内に入れ、該反応槽内にBa,S
r,Ti及びTaの中から選択した物質を含有した反応
源気体を流入させ、該反応源気体を、前記加熱した基板
の下部層上に蒸着させ、蒸着されなかった反応源気体を
ポンプにより反応槽外部に流出させ、前記基板の下部層
上にTaを含有したBST薄膜を蒸着形成する。この場
合、前記反応源の気体は100 〜200 ℃の温度で前記基板
の下部層上で分解するが、該反応源の気体が蒸着する温
度は400 〜700 ℃であり、良好な誘電体が得られる蒸着
温度は550 ℃である。且つ、前記反応源の気体は、基板
の加熱のみならず、プラズマ、紫外線、イオン線及びX
−線によっても分解されるため、基板の温度を100 〜20
0 ℃に維持し、これらプラズマ、紫外線、イオン線及び
X−線の中から何れか一つを選んで化学蒸着を施すこと
もできる。
【0060】以上説明したようなスパッタリング法及び
化学蒸着法により製造されたTaを含有したBST薄膜
からなる誘電体薄膜の特性について説明する。先ず、図
6は、Taを含有しないBST薄膜を製造し、該薄膜の
厚さの変化に従う誘電率と有効厚さとの変化を示したグ
ラフであって、この場合、有効厚さとは、シリコン酸化
膜に対する誘電体薄膜の特性を示したもので、次式
(2)にて表される。このとき、誘電体薄膜の厚さが50
0 Åのとき、有効厚さは最も小さく測定される。
【0061】 Teff =(εSio2/εBST ) TBST ・・・・・・・・・・・・・(2) 但し、Teff :有効厚さ εSio2:シリコン酸化膜の誘電率 εBST :BST薄膜の誘電率 TBST :BST薄膜の厚さ 且つ、図1は有効厚さが最小の500 ÅであるBST薄膜
にTaを添加した場合の誘電率と誘電損失係数(dielec
tric disspation factor,tanδ)との変化を示したグラ
フであって、図示されたように、BST薄膜にTaを添
加すると、該Taの含有量が2%になるまで誘電率が急
激に増加し、該Taの含有量が2%を超えると漸次減少
する。又、誘電損失係数は前記Taの含有量が2%にな
るまで急激に減少する。
【0062】更に、図2はBST薄膜にTaを添加する
場合の漏れ電流の変化を示したグラフであって、図示さ
れたように、BST薄膜にTaを添加すると、該Taの
含有量が3%になるまで漏れ電流が急激に減少し、該T
aの含有量が3%を超えると漸次漏れ電流が増加する。
即ち、図1及び図2に示したように、高い誘電率及び低
い漏れ電流を得るためには、BST薄膜に含有されたT
aの量を該BST薄膜の総量に対し2〜3%にすること
が最適である。従って、Taを含有したBST薄膜から
なる誘電体薄膜を利用し、半導体のキャパシタを製造す
る場合は、該Taを2〜3原子%含有したBST薄膜を
用いるべきである。
【0063】次に、図3〜図5に基づいて、BST薄膜
の総量に対し2〜3原子%のTaを含有したBST薄膜
を採用した半導体キャパシタの製造方法について説明す
る。先ず、図3の(A)に示すように、トランジスタ
(図示せず)が形成されたシリコン基板100 上に層間絶
縁膜102 を形成し、図3の(B)に示すように、該層間
絶縁膜102 上に、所定部位を露出させて所定形状の感光
膜104 を形成する。
【0064】次いで、図3の(C)に示すように、該感
光膜104 をマスクとして前記層間絶縁膜102 を食刻して
基板100 上に接触窓aを形成し、その後、前記感光膜10
4 を除去する。次いで、図4の(D)に示すように、前
記接触窓a及び層間絶縁膜102上に電極物質のポリシ
リコン膜106aを蒸着により形成し、図4の(E)に示し
たように、該ポリシリコン膜106aをエッチバックして前
記接触窓aの内部のみに該ポリシリコン膜106aを残す。
【0065】次いで、図4の(F)に示したように、前
記層間絶縁膜102 及びポリシリコン膜106a上に障壁層の
TiN膜106bを蒸着により形成し、該TiN膜106b上に
Pt電極106cを形成する。次いで、図5の(G)に示す
ように、前記ポリシリコン膜106a, 前記TiN膜106b及
び前記pt電極106c上に感光膜104 を形成し、図5の
(H)に示すように、該感光膜104 をマスクとして前記
層間絶縁膜102 の一部が露出するように、これらpt電
極106c及びTiN膜106bを食刻し、“ポリシリコン膜10
6a/TiN膜106b/pt電極106c”からなる下部電極10
6 を形成し、その後、前記感光膜104を除去する。この
場合、該下部電極106 は、前述したように、酸化性の雰
囲気中でも酸化されないようにするか、又は酸化しても
導電性の有した酸化物となるように、Pt、Ir、R
u、IrO2 及びRuO2 の中の何れか一つを主成分と
する物質を用いて形成する。
【0066】次いで、図5の(I)に示すように、前記
下部電極106 及び層間絶縁膜102 上にTaを含有したB
ST薄膜からなる誘電体膜108 を、前述したように、ス
パッタリング又は化学蒸着法により200 〜1000Åの厚さ
に形成し、該誘電体膜108 上に所定厚さの上部電極110
を形成して半導体キャパシタを製造する。即ち、スパッ
タリング法を施して基板の下部電極上に誘電体薄膜を形
成する場合は、前述したように、基板上に該下部電極を
形成した後、マグネトロンコースパッター装置にBa、
Sr、Ti、Taを主成分とする一つ又は複数のターゲ
ットを装着し、酸素、アルゴン又は酸素及びアルゴンを
主成分とする気体を用いるスパッタリングを施して形成
する。
【0067】また、化学蒸着を施して、基板の下部電極
上に誘電体薄膜を形成する場合は、前述したように、基
板に前記下部電極を形成して該基板を400 〜700 ℃の温
度に加熱し、該基板を反応槽内に入れて該反応槽内にB
a, Sr, Ti, Taを含有した金属有機化合物又は金
属ハロゲン化物の反応源気体を流入させ、該反応原気体
を前記基板の加熱により該基板の下部電極106上に蒸
着させ、該下部電極106及び層間絶縁膜102上に前
述したようにTaを含有したBSTの誘電体薄膜108
を形成し、該誘電体薄膜108上に上部電極を形成して
半導体キャパシタを製造する。
【0068】又、前記基板を400 〜700 ℃の温度に加熱
せず、前記反応槽内にBa, Sr,Ti, Taを含有し
た金属有機化合物又は金属ハロゲン化物の反応源気体を
流入させ、該反応槽内にプラズマ、紫外線、イオン線、
及びX線の中から何れか一つを選択してエネルギーを供
給し、前述したように、該誘電体薄膜108 上に上部電極
110 を形成してキャパシタを製造することもできる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜請求項
3の発明にかかる半導体の誘電体薄膜によれば、漏れ電
流を減らし、薄膜の周波数特性を改善することができ
る。請求項4〜請求項7の発明にかかる半導体キャパシ
タによれば、漏れ電流を減らし、薄膜の周波数特性が改
善された半導体キャパシタが得られる。
【0070】請求項8〜請求項38の発明にかかる半導体
の誘電体薄膜製造方法によれば、Taを含有したBST
薄膜により誘電体薄膜が製造されるので、漏れ電流を減
らし、薄膜の周波数特性が改善された誘電体薄膜を形成
することができる。請求項39〜請求項64の発明にかかる
半導体キャパシタの製造方法によれば、同様に、漏れ電
流を減らし、薄膜の周波数特性が改善された半導体キャ
パシタを製造することができる。
【0071】且つ、高い誘電率と低誘電損失係数及び漏
れ電流が少ない誘電体薄膜を用いて半導体のキャパシタ
を製造するようになっているため、従来のキャパシタの
製造方法に比べ、制限されたセルの面積内でキャパシタ
の蓄積容量を増加し信頼性を向上し得るという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るBST薄膜の特性図。
【図2】同上特性図。
【図3】本発明に係る半導体キャパシタの製造方法を示
す断面図。
【図4】同上断面図。
【図5】同上断面図。
【図6】Taが含有されないBST薄膜の特性図。
【符号の説明】
108 誘電体膜

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Taを所定の含有率で含有したBaX Sr1-x
    TiO3(以後、「BST」と記す)からなることを特徴と
    する半導体の誘電体薄膜。
  2. 【請求項2】前記Taが前記BSTの総量に対して10原
    子%以下、含有されるようにしたことを特徴とする請求
    項1に記載の半導体の誘電体薄膜。
  3. 【請求項3】前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さに形
    成されるようにしたことを特徴とする請求項1又は請求
    項2に記載の半導体の誘電体薄膜。
  4. 【請求項4】半導体基板と、該半導体基板上に形成され
    た下部電極と、該下部電極上に形成され、Taを所定の
    含有率で含有したBSTからなる誘電体層と、該誘電体
    層上に形成された上部電極と、を備えたことを特徴とす
    る半導体キャパシタ。
  5. 【請求項5】前記Taが前記BSTの総量に対して10原
    子%以下、含有されるようにしたことを特徴とする請求
    項4に記載の半導体キャパシタ。
  6. 【請求項6】前記誘電体層が200 〜2000Åの厚さに形成
    されるようにしたことを特徴とする請求項4又は請求項
    5に記載の半導体キャパシタ。
  7. 【請求項7】前記下部電極は、Pt,Ir,Ru,Ir
    O2 及びRuO2 のうち、いずれか1つを主成分として
    形成されることを特徴とする請求項4〜請求項6のいず
    れか1つに記載の半導体キャパシタ。
  8. 【請求項8】マグネトロンコースパッタ装置に、Ba,
    Sr,Ti及びTaのうち、少なくとも1つを成分とす
    るターゲットを装着し、半導体基板を所定温度に加熱し
    て所定のスパッタリング気体中でスパッタリングを施
    し、該半導体基板上にTaを含有したBSTからなる誘
    電体薄膜を形成することを特徴とする半導体の誘電体薄
    膜製造方法。
  9. 【請求項9】前記半導体基板上の前記誘電体薄膜の下
    部、誘電体薄膜の上部に、夫々、下部電極層、上部電極
    層を形成することを特徴とする請求項8に記載の半導体
    の誘電体薄膜製造方法。
  10. 【請求項10】前記下部電極層は、該電極の表面に、P
    t、Ir、Ru、IrO2 及びRuO 2 のうち、いずれ
    か1つが形成されたものであることを特徴とする請求項
    9に記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  11. 【請求項11】前記Taが前記BSTの総量に対して10原
    子%以下、含有されるようにしたことを特徴とする請求
    項8〜10のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製
    造方法。
  12. 【請求項12】前記スパッタリング気体は、酸素を含む気
    体であることを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれ
    か1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  13. 【請求項13】前記スパッタリング気体は、アルゴンを含
    む気体であることを特徴とする請求項8〜請求項11のい
    ずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  14. 【請求項14】前記スパッタリング気体は、酸素及びアル
    ゴンを含む気体であることを特徴とする請求項8〜請求
    項11のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方
    法。
  15. 【請求項15】前記スパッタリング気体は、酸素を含有比
    率10〜90容積%含む気体であることを特徴とする請求項
    12又は請求項14に記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  16. 【請求項16】前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さに形
    成されるようにしたことを特徴とする請求項8〜請求項
    15に記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  17. 【請求項17】前記半導体基板は、400 〜700 ℃の温度に
    加熱されることを特徴とする請求項8〜請求項16のいず
    れか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  18. 【請求項18】前記誘電体薄膜は、BSTとTaを主成分
    とするターゲットを用いて形成されることを特徴とする
    請求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半導体の誘
    電体薄膜製造方法。
  19. 【請求項19】前記誘電体薄膜は、BSTとTa2O5 を主成
    分とするターゲットを用いて形成されることを特徴とす
    る請求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半導体の
    誘電体薄膜製造方法。
  20. 【請求項20】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    とするターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲット
    と、Ta2O5 を主成分とするターゲットと、を一緒に用い
    て形成されることを特徴とする請求項8〜請求項16のい
    ずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  21. 【請求項21】前記誘電体薄膜は、Sr,Ti,Taを主
    成分とするターゲットと、Ba,Ti,Taを主成分と
    するターゲットと、を一緒に用いて形成されることを特
    徴とする請求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半
    導体の誘電体薄膜製造方法。
  22. 【請求項22】前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,Tiを主
    成分とするターゲットと、Taを主成分とするターゲッ
    トと、を一緒に用いて形成されることを特徴とする請求
    項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半導体の誘電体
    薄膜製造方法。
  23. 【請求項23】前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,Tiを主
    成分とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲ
    ットと、を一緒に用いて形成されることを特徴とする請
    求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半導体の誘電
    体薄膜製造方法。
  24. 【請求項24】前記誘電体薄膜は、BSTを主成分とする
    ターゲットと、Taを主成分とするターゲットと、を一
    緒に用いて形成されることを特徴とする請求項8〜請求
    項16のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方
    法。
  25. 【請求項25】前記誘電体薄膜は、BSTを主成分とする
    ターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲットと、を
    一緒に用いて形成されることを特徴とする請求項8〜請
    求項16のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造
    方法。
  26. 【請求項26】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    とするターゲットと、Ta及びSrTiO3を主成分とするタ
    ーゲットと、を一緒に用いて形成されることを特徴とす
    る請求項8〜請求項16のいずれか1つに記載の半導体の
    誘電体薄膜製造方法。
  27. 【請求項27】半導体基板に下部層を形成し、該半導体基
    板を反応槽内に挿入し、前記下部層が所定温度となるよ
    うに半導体基板を加熱し、Ba,Sr,Ti及びTaの
    うち、いずれか1つを選択して所定の反応源気体に含有
    させ、選択された物質を含有した反応源気体を反応槽内
    に流入させ、該反応源気体を前記加熱した半導体基板の
    下部層上に化学蒸着法により蒸着し、該半導体基板の下
    部層上にTaを含有したBSTにて誘電体薄膜を形成す
    るようにしたことを特徴とする半導体の誘電体薄膜製造
    方法。
  28. 【請求項28】前記半導体基板上に形成された下部層は、
    前記誘電体薄膜の下部電極層であることを特徴とする請
    求項27に記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  29. 【請求項29】前記下部電極層は、Pt,Ir,Ru,I
    rO2 及びRuO2 のうち、いずれか1つにて形成され
    ることを特徴とする請求項28に記載の半導体の誘電体薄
    膜製造方法。
  30. 【請求項30】前記Taが前記BSTの総量に対し10原子
    %以下、含有されるようにしたことを特徴とする請求項
    27〜請求項29のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄
    膜製造方法。
  31. 【請求項31】前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さに形
    成されるようにしたことを特徴とする請求項27〜請求項
    30のいずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方
    法。
  32. 【請求項32】前記下部電極は、400 〜700 ℃の温度に加
    熱されることを特徴とする請求項27〜請求項31のいずれ
    か1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  33. 【請求項33】前記反応源気体は、Ba,Sr,Ti,T
    aを、夫々一つのみを含有した金属有機化合物の気体で
    あることを特徴とする請求項27〜請求項32のいずれか1
    つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  34. 【請求項34】前記反応源気体は、Ba,Sr,Ti,T
    aを、夫々一つのみを含有した金属ハロゲン化物の気体
    であることを特徴とする請求項27〜請求項32のいずれか
    1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  35. 【請求項35】前記反応源気体は、Ba,Sr,Ti,T
    aのうち、少なくとも1つ以上含有した金属有機化合物
    の気体であることを特徴とする請求項27〜請求項32のい
    ずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  36. 【請求項36】前記反応源気体は、Ba,Sr,Ti,T
    aのうち、少なくとも1つ以上含有した金属ハロゲン化
    物の気体であることを特徴とする請求項27〜請求項32の
    いずれか1つに記載の半導体の誘電体薄膜製造方法。
  37. 【請求項37】前記反応源気体を、プラズマ、赤外線、イ
    オン線及びX線のうち、いずれか1つをエネルギー源と
    して反応させて半導体基板上の下部層上面に化学蒸着す
    ることを特徴とする請求項27〜請求項36のいずれか1つ
    に記載の半導体の誘電薄膜製造方法。
  38. 【請求項38】前記反応槽内の基板上下部層を100 〜200
    ℃の温度に加熱することを特徴とする請求項37に記載の
    半導体の誘電体薄膜製造方法。
  39. 【請求項39】半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程
    と、該層間絶縁膜の一部を露出させる工程と、露出した
    部分及びその周辺の層間絶縁膜上に下部電極を形成する
    工程と、該下部電極上に、Taを含有したBSTからな
    る誘電体薄膜を所定厚さに形成する工程と、該誘電体薄
    膜上に上部電極を形成する工程と、を順次行なうことを
    特徴とする半導体キャパシタの製造方法。
  40. 【請求項40】前記下部電極層は、Pr,Ir,Ru,I
    rO2 及びRuO2 のうち、いずれか1つにて形成され
    ることを特徴とする請求項39に記載の半導体キャパシタ
    の製造方法。
  41. 【請求項41】前記下部電極を形成する工程と前記誘電体
    薄膜を形成する工程との間に、前記半導体基板上の下部
    電極を400 〜700 ℃に加熱する工程を含むことを特徴と
    する請求項39又は請求項40に記載の半導体キャパシタの
    製造方法。
  42. 【請求項42】前記誘電体薄膜が200 〜2000Åの厚さで形
    成されるようにしたことを特徴とする請求項39〜請求項
    41のいずれか1つに記載の半導体キャパシタの製造方
    法。
  43. 【請求項43】前記Taが前記BSTの総量に対し10原子
    %以下、含有されるようにしたことを特徴とする請求項
    39〜請求項42のいずれか1つに記載の半導体キャパシタ
    の製造方法。
  44. 【請求項44】前記誘電体薄膜は、前記下部電極の形成
    後、マグネトロンコースパッタ装置にBa,St,Ti
    及びTaを主成分とするターゲットを少なくとも一つ装
    着し、所定のスパッタリング気体と一緒に半導体基板上
    の下部電極にスパッタリングを施すことにより形成され
    ることを特徴とする請求項39〜請求項43のいずれか1つ
    に記載の半導体キャパシタの製造方法。
  45. 【請求項45】前記スパッタリング気体は、酸素を含む気
    体であることを特徴とする請求項44に記載の半導体キャ
    パシタの製造方法。
  46. 【請求項46】前記スパッタリング気体は、アルゴンを含
    む気体であることを特徴とする請求項44又は請求項45に
    記載の半導体キャパシタの製造方法。
  47. 【請求項47】前記スパッタリング気体は、酸素を含有比
    率10〜90容積%含む気体であることを特徴とする請求項
    45又は請求項46に記載の半導体キャパシタの製造方法。
  48. 【請求項48】前記誘電体薄膜は、BSTとTaを主成分
    とするターゲットを用いて形成されることを特徴とする
    請求項44〜請求項47のいずれか1つに記載の半導体キャ
    パシタの製造方法。
  49. 【請求項49】前記誘電体薄膜は、BSTとTa2O5 を主成
    分とするターゲットを用いて形成されることを特徴とす
    る請求項44〜請求項47のいずれか1つに記載の半導体キ
    ャパシタの製造方法。
  50. 【請求項50】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    ターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲットと、T
    aを主成分とするターゲットと、を一緒に用いて形成さ
    れることを特徴とする請求項44〜請求項47のいずれか1
    つに記載の半導体キャパシタの製造方法。
  51. 【請求項51】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    ターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲットと、Ta
    2O5 を主成分とするターゲットと、を一緒に用いて形成
    されることを特徴とする請求項44〜請求項47のいずれか
    1つに記載の半導体キャパシタの製造方法。
  52. 【請求項52】前記誘電体薄膜は、Sr,Ti,Taを主
    成分とするターゲットと、Ba,Ti,Taを主成分と
    するターゲットと、を一緒に用いて形成されることを特
    徴とする請求項44〜請求項47のいずれか1つに記載の半
    導体キャパシタの製造方法。
  53. 【請求項53】前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,Tiを主
    成分とするターゲットと、Taを主成分とするターゲッ
    トと、を一緒に用いて形成されることを特徴とする請求
    項44〜請求項47のいずれか1つに記載の半導体キャパシ
    タの製造方法。
  54. 【請求項54】前記誘電体薄膜は、Ba,Sr,Tiを主
    成分とするターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲ
    ットと、を一緒に用いて形成されることを特徴とする請
    求項44〜請求項47のいずれか1つに記載の半導体キャパ
    シタの製造方法。
  55. 【請求項55】前記誘電体薄膜は、BSTを主成分とする
    ターゲットと、Taを主成分とするターゲットと、を一
    緒に用いて形成されることを特徴とする請求項44〜請求
    項47のいずれか1つに記載の半導体キャパシタの製造方
    法。
  56. 【請求項56】前記誘電体薄膜は、BSTを主成分とする
    ターゲットと、Ta2O5 を主成分とするターゲットと、を
    一緒に用いて形成されることを特徴とする請求項44〜請
    求項47のいずれか1つに記載の半導体キャパシタの製造
    方法。
  57. 【請求項57】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    ターゲットと、Taを主成分とするターゲットと、を一
    緒に用いて形成されることを特徴とする請求項44〜請求
    項47のいずれか1つに記載の半導体キャパシタの製造方
    法。
  58. 【請求項58】前記誘電体薄膜は、BaTiO3を主成分とする
    ターゲットと、SrTiO3を主成分とするターゲットと、を
    一緒に用いて形成されることを特徴とする請求項44〜請
    求項47のいずれか1つに記載の半導体キャパシタの製造
    方法。
  59. 【請求項59】前記誘電体薄膜は、前記下部電極の形成
    後、該下部電極の形成された半導体基板を反応槽内に挿
    入し、該反応槽内部にBa,Sr,Ti,Taを含有し
    た金属有機化合物の反応源気体を流入し、化学蒸着法に
    より形成されることを特徴とする請求項39に記載の半導
    体キャパシタの製造方法。
  60. 【請求項60】前記誘電体薄膜は、前記下部電極の形成
    後、該下部電極の形成された半導体基板を反応槽内に挿
    入し、該反応槽内部にBa,Sr,Ti,Taを含有し
    た金属ハロゲン化物の反応源気体を流入し、化学蒸着法
    により形成されることを特徴とする請求項39に記載の半
    導体キャパシタの製造方法。
  61. 【請求項61】前記金属有機化合物の反応源気体は、B
    a,Sr,Ti,及びTaのうち、いずれか1つのみを
    含有させた反応源気体であることを特徴とする請求項59
    又は請求項60に記載の半導体キャパシタの製造方法。
  62. 【請求項62】前記金属ハロゲン化物の反応源気体は、B
    a,Sr,Ti,及びTaの4種を含有させた反応源気
    体であることを特徴とする請求項59又は請求項60に記載
    の半導体キャパシタの製造方法。
  63. 【請求項63】前記反応源気体を反応層内に流入させた
    後、該反応槽内にプラズマ、紫外線、イオン線及びX線
    のうち、いずれか1つをエネルギー供給源として化学蒸
    着することを特徴とする請求項59〜請求項62のいずれか
    1つに記載の半導体キャパシタの製造方法。
  64. 【請求項64】前記下部電極の形成された基板を100 〜20
    0 ℃の温度に加熱して行なうことを特徴とする請求項63
    に記載の半導体キャパシタの製造方法。
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