JPH09246214A - 薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH09246214A JPH09246214A JP8047661A JP4766196A JPH09246214A JP H09246214 A JPH09246214 A JP H09246214A JP 8047661 A JP8047661 A JP 8047661A JP 4766196 A JP4766196 A JP 4766196A JP H09246214 A JPH09246214 A JP H09246214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- ruthenium
- thin film
- film forming
- ruthenium oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚や膜質等の安定したルテニウム膜、酸化
ルテニウム膜を形成する薄膜形成方法を提供する。ま
た、これらルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を有する半
導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用いた化
学気相成長法により、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を形成する。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供給す
るために、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3は、液体状にしたＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を気化して用いる。
ルテニウム膜を形成する薄膜形成方法を提供する。ま
た、これらルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を有する半
導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用いた化
学気相成長法により、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を形成する。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供給す
るために、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3は、液体状にしたＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を気化して用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の形成に係
り、特にルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成する薄
膜形成方法、半導体装置及びその製造方法に関する。
り、特にルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成する薄
膜形成方法、半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ルテニウム膜や酸化ルテニウム膜は、Ｓ
ｒＴｉＯ3、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3等の高誘電性材料の
電極として用いられている。従来、半導体装置の製造工
程においてルテニウム膜や酸化ルテニウム膜を成膜する
には、スパッタ法やＣＶＤ（化学気相成長：Chemical V
apor Deposition）法が主として用いられていた。特
に、基板表面の凹凸パターンの段差上面と側面に同じ厚
さで膜を堆積できることから、近年ではＣＶＤ法が主に
検討されている。
ｒＴｉＯ3、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3等の高誘電性材料の
電極として用いられている。従来、半導体装置の製造工
程においてルテニウム膜や酸化ルテニウム膜を成膜する
には、スパッタ法やＣＶＤ（化学気相成長：Chemical V
apor Deposition）法が主として用いられていた。特
に、基板表面の凹凸パターンの段差上面と側面に同じ厚
さで膜を堆積できることから、近年ではＣＶＤ法が主に
検討されている。
【０００３】ＣＶＤ法によりルテニウム膜や酸化ルテニ
ウム膜を堆積する際には、ルテニウム原料として、２，
２，６，６トリメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテ
ニウム（2,2,6,6-Tetramethyl 3,5-heptanedione Ruthe
nium：以下、Ｒｕ（ＤＰＭ） 3と表す）が用いられてい
た。Ｒｕ（ＤＰＭ）3は室温において粉末状の固体であ
るため、ＣＶＤ法に用いるには気体状にする必要があ
る。そこで、Ｒｕ（ＤＰＭ）3は、以下の手順により気
化されていた。
ウム膜を堆積する際には、ルテニウム原料として、２，
２，６，６トリメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテ
ニウム（2,2,6,6-Tetramethyl 3,5-heptanedione Ruthe
nium：以下、Ｒｕ（ＤＰＭ） 3と表す）が用いられてい
た。Ｒｕ（ＤＰＭ）3は室温において粉末状の固体であ
るため、ＣＶＤ法に用いるには気体状にする必要があ
る。そこで、Ｒｕ（ＤＰＭ）3は、以下の手順により気
化されていた。
【０００４】まず、粉末のＲｕ（ＤＰＭ）3を低蒸気圧
用の原料容器に充填して恒温槽内に載置する。次いで、
恒温槽内をＲｕ（ＤＰＭ）3の昇華温度まで昇温し、Ｒ
ｕ（ＤＰＭ）3を昇華する。続いて、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を
不活性ガスによりバブリングし、昇華したＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3を不活性ガスとともに成膜室内に導入する。こう
して、成膜室内に導入した原料を約３００℃に加熱保持
されている基板上で分解・反応させ、基板上にルテニウ
ム膜が堆積されていた。
用の原料容器に充填して恒温槽内に載置する。次いで、
恒温槽内をＲｕ（ＤＰＭ）3の昇華温度まで昇温し、Ｒ
ｕ（ＤＰＭ）3を昇華する。続いて、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を
不活性ガスによりバブリングし、昇華したＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3を不活性ガスとともに成膜室内に導入する。こう
して、成膜室内に導入した原料を約３００℃に加熱保持
されている基板上で分解・反応させ、基板上にルテニウ
ム膜が堆積されていた。
【０００５】また、酸化ルテニウム膜は、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3の導入と同時に酸素ガスを成膜室内に導入するこ
とにより堆積されていた。
Ｍ）3の導入と同時に酸素ガスを成膜室内に導入するこ
とにより堆積されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の薄膜形成方法では、融点（１６０〜１７０℃）より
低い温度（約１３５℃）においてＲｕ（ＤＰＭ）3を昇
華していたため、成膜室に導入されるＲｕ（ＤＰＭ）3
の供給量を一定にすることが困難であった。すなわち、
Ｒｕ（ＤＰＭ）3の供給量はキャリアガスとＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3粉末とが接触する面積に依存するが、成膜時間の
増加とともにＲｕ（ＤＰＭ）3粉末が減少してキャリア
ガスとの接触する面積が減少するため、時間とともにＲ
ｕ（ＤＰＭ）3供給量が低下することがあった。
来の薄膜形成方法では、融点（１６０〜１７０℃）より
低い温度（約１３５℃）においてＲｕ（ＤＰＭ）3を昇
華していたため、成膜室に導入されるＲｕ（ＤＰＭ）3
の供給量を一定にすることが困難であった。すなわち、
Ｒｕ（ＤＰＭ）3の供給量はキャリアガスとＲｕ（ＤＰ
Ｍ）3粉末とが接触する面積に依存するが、成膜時間の
増加とともにＲｕ（ＤＰＭ）3粉末が減少してキャリア
ガスとの接触する面積が減少するため、時間とともにＲ
ｕ（ＤＰＭ）3供給量が低下することがあった。
【０００７】また、原料の供給量が不安定になる結果、
堆積したルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜の膜厚やシ
ート抵抗がバッチ処理毎に異なることがあった。本発明
の目的は、ルテニウム原料を安定に供給することにより
安定したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆積する
薄膜形成方法に関する。また、本発明の他の目的は、こ
のように形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を
用いることにより、信頼性の高い半導体装置及びその製
造方法を提供することにある。
堆積したルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜の膜厚やシ
ート抵抗がバッチ処理毎に異なることがあった。本発明
の目的は、ルテニウム原料を安定に供給することにより
安定したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆積する
薄膜形成方法に関する。また、本発明の他の目的は、こ
のように形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を
用いることにより、信頼性の高い半導体装置及びその製
造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｒｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法により、ルテ
ニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜することを特徴と
する薄膜形成方法によって達成される。Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3を原料に用いてルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を形成すれば、ルテニウム原料を安定に供給すること
ができる。これにより、制御性がよく、バッチ間でのば
らつきが小さいルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆
積することができる。
ＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法により、ルテ
ニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜することを特徴と
する薄膜形成方法によって達成される。Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3を原料に用いてルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を形成すれば、ルテニウム原料を安定に供給すること
ができる。これにより、制御性がよく、バッチ間でのば
らつきが小さいルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆
積することができる。
【０００９】また、上記の薄膜形成方法において、前記
Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3は、液体状にした前記Ｒｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を気化して用いることが望ましい。このよう
にしてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化すれば、不活性ガス
とＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3とが接する面積がほぼ一定とな
り、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供給することがで
きる。
Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3は、液体状にした前記Ｒｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を気化して用いることが望ましい。このよう
にしてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化すれば、不活性ガス
とＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3とが接する面積がほぼ一定とな
り、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供給することがで
きる。
【００１０】また、上記の薄膜形成方法において、前記
ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する基板を、
３００〜６００℃の温度に加熱することが望ましい。ま
た、上記の薄膜形成方法において、前記ルテニウム膜又
は前記酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室の反応圧力を
１〜１０Ｔｏｒｒに設定することが望ましい。
ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する基板を、
３００〜６００℃の温度に加熱することが望ましい。ま
た、上記の薄膜形成方法において、前記ルテニウム膜又
は前記酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室の反応圧力を
１〜１０Ｔｏｒｒに設定することが望ましい。
【００１１】また、上記の薄膜形成方法において、前記
ルテニウム膜を成膜する際には、前記ルテニウム膜を成
膜する成膜室に水素ガスを導入することが望ましい。成
膜の際に成膜室に水素ガスを導入すれば、膜中への炭素
の混入が少なくなるので、配向性に優れた良質なルテニ
ウム膜を成膜することができる。また、上記の薄膜形成
方法において、前記酸化ルテニウム膜を成膜する際に
は、前記酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室に酸素ガス
を導入することが望ましい。
ルテニウム膜を成膜する際には、前記ルテニウム膜を成
膜する成膜室に水素ガスを導入することが望ましい。成
膜の際に成膜室に水素ガスを導入すれば、膜中への炭素
の混入が少なくなるので、配向性に優れた良質なルテニ
ウム膜を成膜することができる。また、上記の薄膜形成
方法において、前記酸化ルテニウム膜を成膜する際に
は、前記酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室に酸素ガス
を導入することが望ましい。
【００１２】また、上記の薄膜形成方法により形成され
たルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有することを特
徴とする半導体装置によっても達成される。また、上部
電極と、誘電体膜と、下部電極とが順次積層して形成さ
れたキャパシタを有する半導体装置において、前記上部
電極又は前記下部電極は、上記の薄膜形成方法により成
膜されたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有するこ
とが望ましい。
たルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有することを特
徴とする半導体装置によっても達成される。また、上部
電極と、誘電体膜と、下部電極とが順次積層して形成さ
れたキャパシタを有する半導体装置において、前記上部
電極又は前記下部電極は、上記の薄膜形成方法により成
膜されたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有するこ
とが望ましい。
【００１３】また、上記の薄膜形成方法によりルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法によっても達成され
る。このように半導体装置を製造すれば、バッチ処理間
等においてばらつきの小さいルテニウム膜又は酸化ルテ
ニウム膜を有する半導体装置を構成することができる。
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法によっても達成され
る。このように半導体装置を製造すれば、バッチ処理間
等においてばらつきの小さいルテニウム膜又は酸化ルテ
ニウム膜を有する半導体装置を構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態による薄膜
形成方法について図１及び図２を用いて説明する。図１
は本実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置の
概略図、図２は本実施形態による薄膜形成方法により堆
積した酸化ルテニウム膜厚の時間変化を示すグラフ、図
３は本実施形態による薄膜形成方法により形成したルテ
ニウム膜及び酸化ルテニウム膜におけるＸ線回折スペク
トルである。
形成方法について図１及び図２を用いて説明する。図１
は本実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置の
概略図、図２は本実施形態による薄膜形成方法により堆
積した酸化ルテニウム膜厚の時間変化を示すグラフ、図
３は本実施形態による薄膜形成方法により形成したルテ
ニウム膜及び酸化ルテニウム膜におけるＸ線回折スペク
トルである。
【００１５】本実施形態による薄膜形成方法は、ルテニ
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、これを液化した状態で不活性ガスによりバブリング
して成膜室内に導入することに特徴がある。始めに、本
実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置を図１
を用いて説明する。
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、これを液化した状態で不活性ガスによりバブリング
して成膜室内に導入することに特徴がある。始めに、本
実施形態による薄膜形成方法に用いたＣＶＤ装置を図１
を用いて説明する。
【００１６】薄膜の成長を行う成膜室１０には、真空ポ
ンプ１２が接続されており、成膜室１０内部を減圧でき
るようになっている。成膜室１０内部には、成膜を行う
基板１４を載置するためのサセプタ１６が設けられてい
る。サセプタ１６上には、成膜の際に基板１４を加熱す
るランプヒータ１７が設けられている。成膜室１０には
更に、Ｈ2（水素）ガス及びＯ2（酸素）ガスを導入する
ガス供給配管１８と、有機金属原料を含むガスを導入す
るガス供給配管２０が接続されている。また、このよう
にして成膜室１０内に導入されたガスが成膜室１０内に
均一に供給されるように、成膜室１０内にはシャワーヘ
ッド２２が形成されている。
ンプ１２が接続されており、成膜室１０内部を減圧でき
るようになっている。成膜室１０内部には、成膜を行う
基板１４を載置するためのサセプタ１６が設けられてい
る。サセプタ１６上には、成膜の際に基板１４を加熱す
るランプヒータ１７が設けられている。成膜室１０には
更に、Ｈ2（水素）ガス及びＯ2（酸素）ガスを導入する
ガス供給配管１８と、有機金属原料を含むガスを導入す
るガス供給配管２０が接続されている。また、このよう
にして成膜室１０内に導入されたガスが成膜室１０内に
均一に供給されるように、成膜室１０内にはシャワーヘ
ッド２２が形成されている。
【００１７】ガス供給配管２０の他方は、有機金属化合
物原料をキャリアガスとともに成膜室１０に導入するガ
ス制御装置２４に接続されている。ガス制御装置２４に
は、２，６ジメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテニ
ウム（2,6-dimethyl 3,5-heptanedione Ruthenium：以
下、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と表す）が充填された低蒸気
圧用の原料容器２６が設けられている。Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3は室温において粉末状の固体であり、成膜にあた
ってはこれを気体にする必要がある。このため、原料容
器２６は、原料を融点以上の温度に加熱するための恒温
槽２８の内部に載置されている。
物原料をキャリアガスとともに成膜室１０に導入するガ
ス制御装置２４に接続されている。ガス制御装置２４に
は、２，６ジメチル−３，５−ヘプタンジオン ルテニ
ウム（2,6-dimethyl 3,5-heptanedione Ruthenium：以
下、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と表す）が充填された低蒸気
圧用の原料容器２６が設けられている。Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3は室温において粉末状の固体であり、成膜にあた
ってはこれを気体にする必要がある。このため、原料容
器２６は、原料を融点以上の温度に加熱するための恒温
槽２８の内部に載置されている。
【００１８】原料容器２６には更に、キャリアガスであ
るＡｒガスを導入するガス供給配管３０が接続されてお
り、ガス供給配管３０からＡｒガスを原料容器２６に導
入することにより、Ａｒガスとともに気化されたＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を成膜室１０に導入できるようになっ
ている。原料容器２６内で気化された原料は蒸気圧が低
いので、Ａｒガスのバブリングにより成膜室１０内に導
入できるようになっている。
るＡｒガスを導入するガス供給配管３０が接続されてお
り、ガス供給配管３０からＡｒガスを原料容器２６に導
入することにより、Ａｒガスとともに気化されたＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を成膜室１０に導入できるようになっ
ている。原料容器２６内で気化された原料は蒸気圧が低
いので、Ａｒガスのバブリングにより成膜室１０内に導
入できるようになっている。
【００１９】また、成膜室１０、ガス供給配管１８、２
０、成膜室１０と原料容器２６間の配管には、配管内で
のガスの凝縮を抑えるためにヒータ３２が設けられてお
り、成膜にあたっては、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の融点よ
り例えば１０℃程度高い温度で保温されている。次に、
本実施形態による薄膜形成方法を図１を用いて説明す
る。
０、成膜室１０と原料容器２６間の配管には、配管内で
のガスの凝縮を抑えるためにヒータ３２が設けられてお
り、成膜にあたっては、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の融点よ
り例えば１０℃程度高い温度で保温されている。次に、
本実施形態による薄膜形成方法を図１を用いて説明す
る。
【００２０】成膜室１０内を真空ポンプ１２により減圧
した後、ルテニウム膜を堆積する基板１４をランプヒー
タ１７により加熱する。次いで、キャリアガスであるＡ
ｒガスを所定の流量だけ流し、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と
ともに成膜室１０に導入する。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）
3は、原料容器２６を加熱することにより液化し、その
後に気化される。気化されたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3は蒸
気圧が低いため、そのままでは原料容器２６から成膜室
１０に導入できない。そこで、例えばキャリアガスとな
るＡｒを原料容器２６中に導入してバブリングし、Ａｒ
ガスとともに成膜室１０に導入する。
した後、ルテニウム膜を堆積する基板１４をランプヒー
タ１７により加熱する。次いで、キャリアガスであるＡ
ｒガスを所定の流量だけ流し、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3と
ともに成膜室１０に導入する。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）
3は、原料容器２６を加熱することにより液化し、その
後に気化される。気化されたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3は蒸
気圧が低いため、そのままでは原料容器２６から成膜室
１０に導入できない。そこで、例えばキャリアガスとな
るＡｒを原料容器２６中に導入してバブリングし、Ａｒ
ガスとともに成膜室１０に導入する。
【００２１】Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の導入と同時に、ガ
ス供給配管１８よりＨ2ガスを成膜室１０内に導入し、
Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3とＨ2ガスとを基板１４上で反応さ
せ、基板１４上にルテニウム膜を堆積する。このように
して、基板１４上にルテニウム膜を堆積することができ
る。基板１４上に酸化ルテニウム膜を堆積する際には、
Ｈ2ガスに変えてＯ2ガスを成膜室１０内に導入すればよ
い。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の導入と同時にガス供給配管
１８よりＯ2ガスを導入することにより、Ｒｕ（ＤＭＨ
ＰＤ）3の分解とＯ2ガスによる酸化反応が生じ、基板１
４上に酸化ルテニウム膜を堆積することができる。
ス供給配管１８よりＨ2ガスを成膜室１０内に導入し、
Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3とＨ2ガスとを基板１４上で反応さ
せ、基板１４上にルテニウム膜を堆積する。このように
して、基板１４上にルテニウム膜を堆積することができ
る。基板１４上に酸化ルテニウム膜を堆積する際には、
Ｈ2ガスに変えてＯ2ガスを成膜室１０内に導入すればよ
い。Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3の導入と同時にガス供給配管
１８よりＯ2ガスを導入することにより、Ｒｕ（ＤＭＨ
ＰＤ）3の分解とＯ2ガスによる酸化反応が生じ、基板１
４上に酸化ルテニウム膜を堆積することができる。
【００２２】このように、本実施形態による薄膜形成方
法では、ルテニウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を
用いるとともに、これを液化した状態で不活性ガスによ
りバブリングしてルテニウム原料を成膜室内に導入し、
ルテニウム薄膜又は酸化ルテニウム膜を堆積する。本実
施形態においてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化したのは、
液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることによ
り、バブリングの際のＡｒガスとＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3
との接触面積が常にほぼ一定となり、Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3の供給量を一定に保つことができるからである。
法では、ルテニウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を
用いるとともに、これを液化した状態で不活性ガスによ
りバブリングしてルテニウム原料を成膜室内に導入し、
ルテニウム薄膜又は酸化ルテニウム膜を堆積する。本実
施形態においてＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化したのは、
液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることによ
り、バブリングの際のＡｒガスとＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3
との接触面積が常にほぼ一定となり、Ｒｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3の供給量を一定に保つことができるからである。
【００２３】液体状にしたルテニウム原料を用いれば、
ルテニウム原料を成膜室１０内に安定して導入すること
ができるが、従来用いられていたＲｕ（ＤＰＭ）3では
液化することはできなかった。なぜなら、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3の融点は１６５〜１７０℃程度の温度であるが、
融点以上の温度にして液化しようとすると、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3が分解されてルテニウム原料としては使用できな
くなるからである。
ルテニウム原料を成膜室１０内に安定して導入すること
ができるが、従来用いられていたＲｕ（ＤＰＭ）3では
液化することはできなかった。なぜなら、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3の融点は１６５〜１７０℃程度の温度であるが、
融点以上の温度にして液化しようとすると、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3が分解されてルテニウム原料としては使用できな
くなるからである。
【００２４】図２に、本実施形態による薄膜形成方法に
より酸化ルテニウム膜を堆積した場合の、酸化ルテニウ
ム膜厚の時間変化を示す。成膜にあたっては、基板温度
を５００℃、成膜室１０内の圧力を５Ｔｏｒｒ、キャリ
アガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスの流量を１００
ｓｃｃｍ、一回の成膜時間を３０ｍｉｎとした。また、
原料容器２６内には総量約１５ｇのＲｕ（ＤＭＨＰＤ）
3を装填し、そのままの状態で連続して成膜を行った。
より酸化ルテニウム膜を堆積した場合の、酸化ルテニウ
ム膜厚の時間変化を示す。成膜にあたっては、基板温度
を５００℃、成膜室１０内の圧力を５Ｔｏｒｒ、キャリ
アガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガスの流量を１００
ｓｃｃｍ、一回の成膜時間を３０ｍｉｎとした。また、
原料容器２６内には総量約１５ｇのＲｕ（ＤＭＨＰＤ）
3を装填し、そのままの状態で連続して成膜を行った。
【００２５】図２に示すように、原料容器２６内に装填
したＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3をかえることなく酸化ルテニ
ウム膜を１０００回堆積しても、その膜厚はほぼ１００
ｎｍで安定していることが判る。同様の測定をＲｕ（Ｄ
ＰＭ）3をルテニウム原料として用いた場合についても
調査したが、１００回ほどの成膜で、堆積される酸化ル
テニウム膜の膜厚は約半分にまで減少した。
したＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3をかえることなく酸化ルテニ
ウム膜を１０００回堆積しても、その膜厚はほぼ１００
ｎｍで安定していることが判る。同様の測定をＲｕ（Ｄ
ＰＭ）3をルテニウム原料として用いた場合についても
調査したが、１００回ほどの成膜で、堆積される酸化ル
テニウム膜の膜厚は約半分にまで減少した。
【００２６】このように、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用い
た薄膜の形成では、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と比
較して堆積膜厚の変化を大幅に低減することができる。
図３は、本実施形態による薄膜形成方法により形成した
ルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜をＸ線回折により測
定した結果を示すグラフである。図中、（ｂ）はシリコ
ン基板上に堆積したルテニウム膜上に酸化ルテニウム膜
を堆積した場合の回折スペクトルを、（ｄ）はシリコン
基板上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペク
トルを示している。
た薄膜の形成では、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と比
較して堆積膜厚の変化を大幅に低減することができる。
図３は、本実施形態による薄膜形成方法により形成した
ルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜をＸ線回折により測
定した結果を示すグラフである。図中、（ｂ）はシリコ
ン基板上に堆積したルテニウム膜上に酸化ルテニウム膜
を堆積した場合の回折スペクトルを、（ｄ）はシリコン
基板上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペク
トルを示している。
【００２７】比較のため、図３中には、Ｒｕ（ＤＰＭ）
3を用いた従来の薄膜形成方法によりルテニウム膜及び
酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトルを示
した。（ａ）はシリコン基板上に堆積したルテニウム膜
上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトル
であり、（ｃ）はシリコン基板上に酸化ルテニウム膜を
堆積した場合の回折スペクトルである。
3を用いた従来の薄膜形成方法によりルテニウム膜及び
酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトルを示
した。（ａ）はシリコン基板上に堆積したルテニウム膜
上に酸化ルテニウム膜を堆積した場合の回折スペクトル
であり、（ｃ）はシリコン基板上に酸化ルテニウム膜を
堆積した場合の回折スペクトルである。
【００２８】図示するように、ルテニウム原料としてＲ
ｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることにより、配向性に優れ
た良質なルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成できる
ことが判った。また、ルテニウム原料にＲｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3を用いた場合の回折スペクトルは、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3を用いた場合の回折スペクトルとはほぼ一致して
おり、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と同等の膜質を有
するルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜が形成できるこ
とが判った。
ｕ（ＤＭＨＰＤ）3を用いることにより、配向性に優れ
た良質なルテニウム膜、酸化ルテニウム膜を形成できる
ことが判った。また、ルテニウム原料にＲｕ（ＤＭＨＰ
Ｄ）3を用いた場合の回折スペクトルは、Ｒｕ（ＤＰ
Ｍ）3を用いた場合の回折スペクトルとはほぼ一致して
おり、Ｒｕ（ＤＰＭ）3を用いた場合と同等の膜質を有
するルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜が形成できるこ
とが判った。
【００２９】このように、本実施形態によれば、ルテニ
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化し、キャ
リアガスとともに成膜室内に導入するので、ルテニウム
原料を安定して供給することができる。また、これによ
り、成膜したルテニウム膜、酸化ルテニウム膜のウェー
ハ間、ロット間における膜厚、シート抵抗のばらつきを
大幅に低減することができる。
ウム原料としてＲｕ（ＤＭＨＰＤ） 3を用いるととも
に、液体状にしたＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化し、キャ
リアガスとともに成膜室内に導入するので、ルテニウム
原料を安定して供給することができる。また、これによ
り、成膜したルテニウム膜、酸化ルテニウム膜のウェー
ハ間、ロット間における膜厚、シート抵抗のばらつきを
大幅に低減することができる。
【００３０】なお、本実施形態による薄膜形成方法にお
いて、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化する温度は、Ｒｕ
（ＤＭＨＰＤ）3の融点近傍である９０〜１２０℃の間
に設定することが望ましい。融点にこのような幅がある
のは、原料に含まれる不純物濃度等により融点が左右さ
れるためである。成膜にあたっては原料の純度等に応じ
て加熱温度を適宜設定することが望ましい。
いて、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を液化する温度は、Ｒｕ
（ＤＭＨＰＤ）3の融点近傍である９０〜１２０℃の間
に設定することが望ましい。融点にこのような幅がある
のは、原料に含まれる不純物濃度等により融点が左右さ
れるためである。成膜にあたっては原料の純度等に応じ
て加熱温度を適宜設定することが望ましい。
【００３１】また、成膜室１０に導入する水素は、成膜
室１０内を還元雰囲気にすると同時に、堆積する膜中の
炭素を除去するために有効である。ルテニウム原料であ
るＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3には多量の炭素が含まれるた
め、成膜したルテニウム膜中にも炭素が混入するが、成
膜室１０内にＨ2ガスを導入することにより、導入した
水素が膜中の炭素と反応して炭化水素を生成して気化す
るので、堆積膜中に混入する炭素濃度を大幅に減少する
ことができる。
室１０内を還元雰囲気にすると同時に、堆積する膜中の
炭素を除去するために有効である。ルテニウム原料であ
るＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3には多量の炭素が含まれるた
め、成膜したルテニウム膜中にも炭素が混入するが、成
膜室１０内にＨ2ガスを導入することにより、導入した
水素が膜中の炭素と反応して炭化水素を生成して気化す
るので、堆積膜中に混入する炭素濃度を大幅に減少する
ことができる。
【００３２】膜中に導入された炭素はルテニウム膜の配
向性を劣化させるため、良質なルテニウム膜を形成する
うえでＨ2ガスの導入は効果的である。また、上記実施
形態では、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を堆積す
る際の基板温度を５００℃としたが、基板温度は３００
〜６００℃程度に設定することが望ましい。
向性を劣化させるため、良質なルテニウム膜を形成する
うえでＨ2ガスの導入は効果的である。また、上記実施
形態では、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を堆積す
る際の基板温度を５００℃としたが、基板温度は３００
〜６００℃程度に設定することが望ましい。
【００３３】また、良質なルテニウム膜又は酸化ルテニ
ウム膜を形成するためには、成膜時の成膜室内圧力を１
〜１０Ｔｏｒｒ程度に設定することが望ましい。次に、
本発明の第２実施形態による半導体装置及びその製造方
法について図４及び図５を用いて説明する。図４は本実
施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図、図５
は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断
面図である。
ウム膜を形成するためには、成膜時の成膜室内圧力を１
〜１０Ｔｏｒｒ程度に設定することが望ましい。次に、
本発明の第２実施形態による半導体装置及びその製造方
法について図４及び図５を用いて説明する。図４は本実
施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図、図５
は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断
面図である。
【００３４】本実施形態では、第１実施形態による薄膜
製造方法により形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウ
ム膜を半導体装置に応用する例として、ルテニウム膜及
び酸化ルテニウム膜を下部電極に有する薄膜キャパシタ
の構造及びその製造方法について示す。始めに、本実施
形態による半導体装置の構造を図４を用いて説明する。
製造方法により形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウ
ム膜を半導体装置に応用する例として、ルテニウム膜及
び酸化ルテニウム膜を下部電極に有する薄膜キャパシタ
の構造及びその製造方法について示す。始めに、本実施
形態による半導体装置の構造を図４を用いて説明する。
【００３５】シリコン基板４０上には、チタン膜４２
と、窒化チタン膜４４と、ルテニウム膜４６と、酸化ル
テニウム膜４８とが順次積層して形成された下部電極５
０が形成されている。下部電極５０上には、ＳｒＴｉＯ
3により形成されたキャパシタ誘電体膜５２が形成され
ている。キャパシタ誘電体膜５２上には、プラチナ膜に
より形成された上部電極５４が形成されている。このよ
うにして形成されたキャパシタ上には、絶縁膜５６が形
成されており、絶縁層５６に形成されたスルーホールを
介して、上部電極５４、下部電極５０に接続された配線
層５８が形成されている。
と、窒化チタン膜４４と、ルテニウム膜４６と、酸化ル
テニウム膜４８とが順次積層して形成された下部電極５
０が形成されている。下部電極５０上には、ＳｒＴｉＯ
3により形成されたキャパシタ誘電体膜５２が形成され
ている。キャパシタ誘電体膜５２上には、プラチナ膜に
より形成された上部電極５４が形成されている。このよ
うにして形成されたキャパシタ上には、絶縁膜５６が形
成されており、絶縁層５６に形成されたスルーホールを
介して、上部電極５４、下部電極５０に接続された配線
層５８が形成されている。
【００３６】次に、本実施形態による半導体装置の製造
方法を図５を用いて説明する。まず、シリコン基板４０
上に、膜厚約２０ｎｍのチタン膜４２をスパッタ法によ
り堆積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を
４０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3Ｔｏｒｒ、パワーを５
００Ｗとして堆積する。次いで、チタン膜４２上に、膜
厚約３０ｎｍの窒化チタン膜４４をスパッタ法により堆
積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を４０
ｓｃｃｍ、Ｎ2流量を３０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3
Ｔｏｒｒ、パワーを５００Ｗとして堆積する。
方法を図５を用いて説明する。まず、シリコン基板４０
上に、膜厚約２０ｎｍのチタン膜４２をスパッタ法によ
り堆積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を
４０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3Ｔｏｒｒ、パワーを５
００Ｗとして堆積する。次いで、チタン膜４２上に、膜
厚約３０ｎｍの窒化チタン膜４４をスパッタ法により堆
積する。例えば、基板温度を３５０℃、Ａｒ流量を４０
ｓｃｃｍ、Ｎ2流量を３０ｓｃｃｍ、圧力を５×１０-3
Ｔｏｒｒ、パワーを５００Ｗとして堆積する。
【００３７】続いて、窒化チタン膜４４上に、膜厚約５
０ｎｍのルテニウム膜４６をＣＶＤ法により堆積する。
ルテニウム膜の成膜には、例えば、第１実施形態による
薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００℃、成膜
室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス流量を３
００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量を１００ｓｃｃｍ、恒温槽
２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１００℃とし
て成膜する（図１参照）。
０ｎｍのルテニウム膜４６をＣＶＤ法により堆積する。
ルテニウム膜の成膜には、例えば、第１実施形態による
薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ（ＤＭ
ＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００℃、成膜
室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス流量を３
００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量を１００ｓｃｃｍ、恒温槽
２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１００℃とし
て成膜する（図１参照）。
【００３８】この後、ルテニウム膜４６上に、膜厚約１
００ｎｍの酸化ルテニウム膜４８をＣＶＤ法により堆積
する。酸化ルテニウムの成膜には、例えば第１実施形態
による薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００
℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス
流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス流量を３００ｓｃｃ
ｍ、恒温槽２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１
００℃として成膜する（図１参照）。
００ｎｍの酸化ルテニウム膜４８をＣＶＤ法により堆積
する。酸化ルテニウムの成膜には、例えば第１実施形態
による薄膜形成方法を用いる。ルテニウム原料にはＲｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を用い、例えば、基板温度を５００
℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス
流量を３００ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス流量を３００ｓｃｃ
ｍ、恒温槽２８及びヒータ３２の温度を各々９０℃、１
００℃として成膜する（図１参照）。
【００３９】次いで、通常のリソグラフィー技術とイオ
ンミリング技術により、酸化ルテニウム膜４８、ルテニ
ウム膜４６、窒化チタン膜４４、チタン膜４２よりなる
積層膜をパターニングし、下部電極５０を形成する（図
５（ａ））。続いて、下部電極５０上に、ＳｒＴｉＯ3
膜をＣＶＤ法により堆積し、キャパシタ誘電体膜５２を
形成する。例えば、基板温度を４５０℃、Ｏ2流量を１
ｓｌｍ、圧力を５Ｔｏｒｒとして堆積する。
ンミリング技術により、酸化ルテニウム膜４８、ルテニ
ウム膜４６、窒化チタン膜４４、チタン膜４２よりなる
積層膜をパターニングし、下部電極５０を形成する（図
５（ａ））。続いて、下部電極５０上に、ＳｒＴｉＯ3
膜をＣＶＤ法により堆積し、キャパシタ誘電体膜５２を
形成する。例えば、基板温度を４５０℃、Ｏ2流量を１
ｓｌｍ、圧力を５Ｔｏｒｒとして堆積する。
【００４０】この後、イオンミリング法によりキャパシ
タ誘電体膜５２をエッチングしてパターニングを行う
（図５（ｂ））。次いで、キャパシタ誘電体膜５２上
に、プラチナ膜をＣＶＤ法により堆積する。プラチナ源
としてＰｔ（ＨＦＡ）2を用い、例えば、基板温度を５
００℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリア
ガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの分圧を０．５Ｔ
ｏｒｒとして成膜する。
タ誘電体膜５２をエッチングしてパターニングを行う
（図５（ｂ））。次いで、キャパシタ誘電体膜５２上
に、プラチナ膜をＣＶＤ法により堆積する。プラチナ源
としてＰｔ（ＨＦＡ）2を用い、例えば、基板温度を５
００℃、成膜室１０内の圧力を１０Ｔｏｒｒ、キャリア
ガス流量を３００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの分圧を０．５Ｔ
ｏｒｒとして成膜する。
【００４１】続いて、イオンミリング法によりプラチナ
膜をエッチングして、上部電極５４を形成する（図５
（ｃ））。この後、このように形成されたキャパシタ上
にＣＶＤ法により絶縁膜５６を堆積する。次いで、下部
電極５０と上部電極５４から配線を引き出すためのスル
ーホールを絶縁膜５４に開口する。その後、配線層とな
るＡｌをスパッタ法により成膜してパターニングするこ
とにより、配線層５８を形成する（図５（ｄ））。
膜をエッチングして、上部電極５４を形成する（図５
（ｃ））。この後、このように形成されたキャパシタ上
にＣＶＤ法により絶縁膜５６を堆積する。次いで、下部
電極５０と上部電極５４から配線を引き出すためのスル
ーホールを絶縁膜５４に開口する。その後、配線層とな
るＡｌをスパッタ法により成膜してパターニングするこ
とにより、配線層５８を形成する（図５（ｄ））。
【００４２】このようにして、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を
原料に用いてルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を形成
することにより、下部電極の膜厚や膜質を再現性よく形
成することができる。これにより、形成した薄膜キャパ
シタの信頼性をも高めることができる。このように、本
実施形態によれば、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用い
たＣＶＤ法により、下部電極となるルテニウム膜、酸化
ルテニウム膜を堆積したので、ＳｒＴｉＯ3等の高誘電
性材料を用いたキャパシタの電極を制御性よく形成する
ことができる。
原料に用いてルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜を形成
することにより、下部電極の膜厚や膜質を再現性よく形
成することができる。これにより、形成した薄膜キャパ
シタの信頼性をも高めることができる。このように、本
実施形態によれば、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用い
たＣＶＤ法により、下部電極となるルテニウム膜、酸化
ルテニウム膜を堆積したので、ＳｒＴｉＯ3等の高誘電
性材料を用いたキャパシタの電極を制御性よく形成する
ことができる。
【００４３】なお、上記実施形態では、下部電極５０と
してルテニウム酸化膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／
チタン膜よりなる積層構造を用い、上部電極５４として
プラチナ膜を用い、キャパシタ誘電体膜５２としてＳｒ
ＴｉＯ3膜を用いたが、これらに限定されるものではな
い。例えば、プラチナ膜／酸化ルテニウム膜／ルテニウ
ム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる構造や、プラチ
ナ膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる
構造を下部電極として適用することができる。
してルテニウム酸化膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／
チタン膜よりなる積層構造を用い、上部電極５４として
プラチナ膜を用い、キャパシタ誘電体膜５２としてＳｒ
ＴｉＯ3膜を用いたが、これらに限定されるものではな
い。例えば、プラチナ膜／酸化ルテニウム膜／ルテニウ
ム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる構造や、プラチ
ナ膜／ルテニウム膜／窒化チタン膜／チタン膜よりなる
構造を下部電極として適用することができる。
【００４４】また、キャパシタ誘電体膜５０としてはＳ
ｒＴｉＯ3膜の代わりに、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3膜を用
いてもよいし、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3膜等を用いても
よい。また、上部電極５４を下部電極５０と同一の構造
にしてもよい。なお、積層膜により上部電極５４を形成
する場合には、例えば、各層の積層順を下部電極５０と
逆にすることにより構成すればよい。
ｒＴｉＯ3膜の代わりに、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3膜を用
いてもよいし、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3膜等を用いても
よい。また、上部電極５４を下部電極５０と同一の構造
にしてもよい。なお、積層膜により上部電極５４を形成
する場合には、例えば、各層の積層順を下部電極５０と
逆にすることにより構成すればよい。
【００４５】また、上記実施形態では薄膜キャパシタに
適用する例を示したが、上記のキャパシタ構造をＤＲＡ
ＭやＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリー：Ferro-electrosta
ticRandom Access Memory）等に適用することもでき
る。
適用する例を示したが、上記のキャパシタ構造をＤＲＡ
ＭやＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリー：Ferro-electrosta
ticRandom Access Memory）等に適用することもでき
る。
【００４６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、Ｒｕ（Ｄ
ＭＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法により、ル
テニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜するので、ルテ
ニウム原料を安定に供給することができる。これによ
り、制御性がよく、バッチ間でのばらつきが小さいルテ
ニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆積することができ
る。
ＭＨＰＤ）3を原料に用いた化学気相成長法により、ル
テニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜するので、ルテ
ニウム原料を安定に供給することができる。これによ
り、制御性がよく、バッチ間でのばらつきが小さいルテ
ニウム膜及び酸化ルテニウム膜を堆積することができ
る。
【００４７】また、上記の薄膜形成方法において、液体
状にした前記Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化して用いれ
ば、不活性ガスとＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3とが接する面積
がほぼ一定となり、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供
給することができる。また、上記の薄膜形成方法におい
て、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する基板
を３００〜６００℃の温度に加熱すれば、良質なルテニ
ウム膜又は酸化ルテニウム膜を形成することができる。
状にした前記Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を気化して用いれ
ば、不活性ガスとＲｕ（ＤＭＨＰＤ）3とが接する面積
がほぼ一定となり、Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を安定して供
給することができる。また、上記の薄膜形成方法におい
て、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する基板
を３００〜６００℃の温度に加熱すれば、良質なルテニ
ウム膜又は酸化ルテニウム膜を形成することができる。
【００４８】また、上記の薄膜形成方法において、ルテ
ニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室の反応
圧力を１〜１０Ｔｏｒｒに設定すれば、良質なルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成することができる。ま
た、上記の薄膜形成方法において、ルテニウム膜を成膜
する際に、ルテニウム膜を成膜する成膜室に水素ガスを
導入すれば、膜中への炭素の混入が少なくなるので、配
向性に優れた良質なルテニウム膜を成膜することができ
る。
ニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する成膜室の反応
圧力を１〜１０Ｔｏｒｒに設定すれば、良質なルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成することができる。ま
た、上記の薄膜形成方法において、ルテニウム膜を成膜
する際に、ルテニウム膜を成膜する成膜室に水素ガスを
導入すれば、膜中への炭素の混入が少なくなるので、配
向性に優れた良質なルテニウム膜を成膜することができ
る。
【００４９】また、上記の薄膜形成方法において、成膜
室に酸素ガスを導入すれば、酸化ルテニウム膜を形成す
ることができる。また、上記の薄膜形成方法により形成
されたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜は、半導体装
置の電極等に用いることができる。また、上部電極と、
誘電体膜と、下部電極とが順次積層して形成されたキャ
パシタを有する半導体装置において、上部電極又は下部
電極としては、上記の薄膜形成方法により成膜されたル
テニウム膜又は酸化ルテニウム膜を適用することができ
る。
室に酸素ガスを導入すれば、酸化ルテニウム膜を形成す
ることができる。また、上記の薄膜形成方法により形成
されたルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜は、半導体装
置の電極等に用いることができる。また、上部電極と、
誘電体膜と、下部電極とが順次積層して形成されたキャ
パシタを有する半導体装置において、上部電極又は下部
電極としては、上記の薄膜形成方法により成膜されたル
テニウム膜又は酸化ルテニウム膜を適用することができ
る。
【００５０】また、上記の薄膜形成方法によりルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を用いて半導
体装置を製造すれば、バッチ処理間等においてばらつき
の小さいルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有する半
導体装置を構成することができる。
ム膜又は酸化ルテニウム膜を形成する工程を用いて半導
体装置を製造すれば、バッチ処理間等においてばらつき
の小さいルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を有する半
導体装置を構成することができる。
【図１】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法に用
いたＣＶＤ装置の概略図である。
いたＣＶＤ装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法によ
り酸化ルテニウム膜を堆積した場合の酸化ルテニウム膜
厚の時間変化を示すグラフである。
り酸化ルテニウム膜を堆積した場合の酸化ルテニウム膜
厚の時間変化を示すグラフである。
【図３】本発明の第１実施形態による薄膜形成方法によ
り形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜における
Ｘ線回折スペクトルである。
り形成したルテニウム膜及び酸化ルテニウム膜における
Ｘ線回折スペクトルである。
【図４】本発明の第２実施形態による半導体装置の構造
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
方法を示す工程断面図である。
１０…成膜室 １２…真空ポンプ １４…基板 １６…サセプタ １７…ランプヒータ １８…ガス供給配管 ２０…ガス供給配管 ２２…シャワーヘッド ２４…ガス制御装置 ２６…原料容器 ２８…恒温槽 ３０…ガス供給配管 ３２…ヒータ ４０…シリコン基板 ４２…チタン膜 ４４…窒化チタン膜 ４６…ルテニウム膜 ４８…酸化ルテニウム膜 ５０…下部電極 ５２…キャパシタ誘電体膜 ５４…上部電極 ５６…絶縁膜 ５８…配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 25/02 Ｃ３０Ｂ 25/02 Ｚ 29/02 29/02 29/16 29/16 Ｈ０１Ｌ 21/314 Ｈ０１Ｌ 21/314 Ａ 21/3205 21/88 Ｍ 27/108 27/10 ６５１ 21/8242
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3を原料に用いた化
学気相成長法により、ルテニウム膜又は酸化ルテニウム
膜を成膜することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜形成方法において、 前記Ｒｕ（ＤＭＨＰＤ）3は、液体状にした前記Ｒｕ
（ＤＭＨＰＤ）3を気化して用いることを特徴とする薄
膜形成方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の薄膜形成方法にお
いて、 前記ルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を成膜する基板
を、３００〜６００℃の温度に加熱することを特徴とす
る薄膜形成方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜
形成方法において、 前記ルテニウム膜又は前記酸化ルテニウム膜を成膜する
成膜室の反応圧力を１〜１０Ｔｏｒｒに設定することを
特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜
形成方法において、 前記ルテニウム膜を成膜する際には、前記ルテニウム膜
を成膜する成膜室に水素ガスを導入することを特徴とす
る薄膜形成方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜
形成方法において、 前記酸化ルテニウム膜を成膜する際には、前記酸化ルテ
ニウム膜を成膜する成膜室に酸素ガスを導入することを
特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の薄膜
形成方法により形成されたルテニウム膜又は酸化ルテニ
ウム膜を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項８】 上部電極と、誘電体膜と、下部電極とが
順次積層して形成されたキャパシタを有する半導体装置
において、 前記上部電極又は前記下部電極は、請求項１乃至６のい
ずれかに記載の薄膜形成方法により成膜されたルテニウ
ム膜又は酸化ルテニウム膜を有することを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項９】 請求項１乃至６のいずれかに記載の薄膜
形成方法によりルテニウム膜又は酸化ルテニウム膜を形
成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04766196A JP3488007B2 (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法 |
| US08/621,597 US5874364A (en) | 1995-03-27 | 1996-03-26 | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| KR1019960008522A KR100235545B1 (ko) | 1995-03-27 | 1996-03-27 | 박막형성방법 |
| US09/166,141 US6515843B2 (en) | 1995-03-27 | 1998-10-02 | Semiconductor capacitive device |
| KR1019990021702A KR100307463B1 (ko) | 1995-03-27 | 1999-06-11 | 박막형성방법 및 반도체장치의 제조방법 |
| US09/434,168 US6271077B1 (en) | 1995-03-27 | 1999-11-04 | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| KR1020000001132A KR100300289B1 (ko) | 1995-03-27 | 2000-01-11 | 박막형성방법 |
| KR1020000044140A KR100310558B1 (ko) | 1995-03-27 | 2000-07-31 | 용량소자 및 반도체장치 |
| KR1020000083544A KR100334206B1 (ko) | 1995-03-27 | 2000-12-28 | 반도체장치의 제조방법 |
| KR1020000083543A KR100304797B1 (ko) | 1995-03-27 | 2000-12-28 | 용량소자 및 그 제조방법과 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04766196A JP3488007B2 (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246214A true JPH09246214A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3488007B2 JP3488007B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=12781456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04766196A Expired - Lifetime JP3488007B2 (ja) | 1995-03-27 | 1996-03-05 | 薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488007B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874364A (en) * | 1995-03-27 | 1999-02-23 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| WO2000022658A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US6146963A (en) * | 1997-12-27 | 2000-11-14 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Methods for forming ferroelectric capacitors having a bottom electrode with decreased leakage current |
| US6420190B1 (en) | 1999-06-04 | 2002-07-16 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing ferroelectric memory device |
| JP2002524872A (ja) * | 1998-09-03 | 2002-08-06 | マイクロン テクノロジー，インコーポレイティド | 拡散バリアー層及びその製造方法 |
| US6537461B1 (en) | 2000-04-24 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Process for treating solid surface and substrate surface |
| US6664184B2 (en) | 2001-06-18 | 2003-12-16 | Hitachi, Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device having an etching treatment |
| US6734086B2 (en) | 2001-08-09 | 2004-05-11 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
| KR100522762B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2005-10-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 금속막의 화학기상증착법 |
| US6989304B1 (en) | 2000-08-11 | 2006-01-24 | Renesas Technology Corp. | Method for manufacturing a ruthenium film for a semiconductor device |
| KR100577698B1 (ko) * | 1999-01-25 | 2006-05-09 | 아사히 덴카 고교 가부시키가이샤 | 루테늄 박막 |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP04766196A patent/JP3488007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874364A (en) * | 1995-03-27 | 1999-02-23 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| US6515843B2 (en) | 1995-03-27 | 2003-02-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor capacitive device |
| US6146963A (en) * | 1997-12-27 | 2000-11-14 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Methods for forming ferroelectric capacitors having a bottom electrode with decreased leakage current |
| JP2002524872A (ja) * | 1998-09-03 | 2002-08-06 | マイクロン テクノロジー，インコーポレイティド | 拡散バリアー層及びその製造方法 |
| WO2000022658A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-04-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US6613242B2 (en) | 1998-10-26 | 2003-09-02 | Hitachi Ltd | Process for treating solid surface and substrate surface |
| KR100577698B1 (ko) * | 1999-01-25 | 2006-05-09 | 아사히 덴카 고교 가부시키가이샤 | 루테늄 박막 |
| US6420190B1 (en) | 1999-06-04 | 2002-07-16 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing ferroelectric memory device |
| US6885050B2 (en) | 1999-06-04 | 2005-04-26 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
| US6537461B1 (en) | 2000-04-24 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Process for treating solid surface and substrate surface |
| US7264677B2 (en) | 2000-04-24 | 2007-09-04 | Renesas Technology Corp. | Process for treating solid surface and substrate surface |
| US7025896B2 (en) | 2000-04-24 | 2006-04-11 | Renesas Technology Corp. | Process for treating solid surface and substrate surface |
| US6989304B1 (en) | 2000-08-11 | 2006-01-24 | Renesas Technology Corp. | Method for manufacturing a ruthenium film for a semiconductor device |
| US6664184B2 (en) | 2001-06-18 | 2003-12-16 | Hitachi, Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device having an etching treatment |
| US6734086B2 (en) | 2001-08-09 | 2004-05-11 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
| KR100522762B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2005-10-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 금속막의 화학기상증착법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3488007B2 (ja) | 2004-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100975268B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 장치 | |
| US7135207B2 (en) | Chemical vapor deposition method using alcohol for forming metal oxide thin film | |
| KR100304797B1 (ko) | 용량소자 및 그 제조방법과 반도체장치 | |
| US8617312B2 (en) | Systems and methods for forming layers that contain niobium and/or tantalum | |
| KR100385952B1 (ko) | 탄탈륨 산화막을 가진 반도체 커패시터 및 그의 제조방법 | |
| US20010031539A1 (en) | Solutions of metal-comprising materials, and methods of making solutions of metal-comprising materials | |
| JP2002285333A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2001527282A (ja) | ビスマスベースの強誘電体膜を選択的に堆積させる方法 | |
| KR20050103210A (ko) | Ｔａ2Ｏ5 포함층 형성 방법 | |
| JPH0927602A (ja) | キャパシタおよび高容量キャパシタの製造方法 | |
| JP3488007B2 (ja) | 薄膜形成方法、半導体装置及びその製造方法 | |
| US6730354B2 (en) | Forming ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3 films | |
| JPWO2000036640A1 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| WO2000036640A1 (en) | Method of forming thin film | |
| JPH06349324A (ja) | 強誘電体薄膜の形成方法 | |
| JP3672115B2 (ja) | 薄膜形成方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JP3676004B2 (ja) | 酸化ルテニウム膜の形成方法および半導体装置の製造方法 | |
| US6297122B1 (en) | Method of forming conductive film and capacitor | |
| JP3130757B2 (ja) | キャパシタ電極用薄膜の形成方法、半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3176840B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3176069B2 (ja) | 一リン化チタン層の形成方法およびその使用 | |
| JP4212013B2 (ja) | 誘電体膜の作製方法 | |
| JP2004256510A (ja) | Ｃｖｄ用ビスマス原料溶液及びこれを用いたビスマス含有薄膜の製造方法 | |
| JP2005206874A (ja) | イリジウム含有膜形成材料及びイリジウム含有膜の製造方法 | |
| JP2001313271A (ja) | 半導体製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031021 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |