【手続補正書】
【提出日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】セラミック層の形成方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも２種類の先駆物質からなるセラミック層を形成する方法において、
先駆物質のための溶剤として専ら有機酸ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯＨ（式中、ｎ＝０，１又は２である）並びに場合により水を使用し、
次いで、溶解した先駆物質を基板上に塗布し、
次いで、加熱することにより層を形成する
ことを特徴とする、セラミック層の形成方法。
【請求項２】
全ての先駆物質を同時に有機酸中に溶解させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
先駆物質の一部を有機酸中に溶解させかつこの溶液に少なくとも１種の別の先駆物質を液状で添加する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
先駆物質として有機酸の塩、酸化物、エトキシド又はメトキシドを使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ＳＢＴ層（ストロンチウム-ビスマス-タンタル酸塩）を形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
先駆物質としてＢｉ（ＯＡｃ）３及びＳｒ（ＯＡｃ）２及び溶剤として酢酸を使用する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
Ｂｉ含有先駆物質及びＳｒ含有先駆物質を酢酸中に溶解させ、かつ、Ｔａ含有先駆物質の融点より高い温度にし、かつこの溶液とＴａ含有先駆物質を液状で混合しかつこの混合物を基板上に塗布する、請求項５記載の方法。
【請求項８】
混合工程を最大１秒間行う、請求項７記載の方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に少なくとも２種類の先駆物質からなるセラミック層、特に強誘電性、常誘電性もしくは超電導性特性を有するセラミック層を形成する方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
更に、ＳＢＴのための製造方法は、文献Ｔ.ボイレ他（T. Boyle et al）著、“Journal of Material Research, Vol. 11, No. 9, Sept. 96, p. 2274-2281”に記載されている。この場合には、Ｔａ含有及びＳｒ含有先駆物質は酢酸中に溶解させ、一方Ｂｉ含有先駆物質はピリジン中に溶解させる。この方法における欠点は、ウエーハ被覆の直前に混合される２種類の異なる出発溶液の使用にある。更に、酢酸を含有する出発溶液の老化の問題が生じる。この老化において、Ｔａ含有先駆物質は酢酸と反応し、酢酸エステル及び水を形成する。水はＴａ含有先駆物質を加水分解し、それにより高分子量のタンタル酸化物クラスターが形成される。時間の経過に伴い、コロイド状のかつ後で懸濁されるＴａ２Ｏ５が形成され、このことは約１週間後の粘度変化及び約２週間後の混濁で認識可能である。従って、酢酸中にＴａ含有先駆物質を持続的に貯蔵することは不可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、専ら無毒の溶剤及び簡単に構成された先駆物質を使用する、基板上へのセラミック層の簡単な形成方法を提供することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明により、基板上に少なくとも２種類の先駆物質からなるセラミック層を形成する方法において、
先駆物質のための溶剤として専ら有機酸ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯＨ（式中、ｎ＝０，１又は２である）並びに場合により水を使用し、
次いで、溶解した先駆物質を基板上に塗布し、
次いで、加熱することにより層を形成する
ことにより解決される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
厚い層厚さは、以下の原溶液で達成することができる：Ｔａ先駆物質２．７６８ｇ、Ｂｉ先駆物質２．３４５ｇ、Ｓｒ先駆物質１．３３４ｇ及び酢酸１０．６２９ｇ。この原溶液を用いて、Ｐｔ基板上に２８０ｎｍの層厚さが達成される。この場合も、原溶液を酢酸で希釈することにより層厚さを減少させることができ、例えば原溶液０．７ｇと酢酸０．０３８ｇとの混合物で２４５ｎｍの層厚さを達成することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
記載の方法で、強誘電性特性を有するＳＢＴ層を形成することができる。しかし、溶液の老化における問題、即ち、上記に記載したようにＴａ含有先駆物質の加水分解に起因する、約１週間後の粘度の変化及び２週間後の混濁が生じる。本発明の以下に記載する第２実施例では、老化の問題を回避することができ、しかもその際危険な溶剤又は複雑に構成された先駆物質を使用する必要は無い。第２実施例は、ＳＢＴ膜の製造例で説明する。工程のフローチャートは、図２に図式化して示されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
基板に塗布しかつ遠心分離した後に、層をまず、例えば空気中で１５０℃で５分間乾燥させる。引き続き、該層を標準大気中で２９０℃に約１０分間加熱し（プレベーキング）、次いで空気中で約７５０℃で１０分間アニールする（アニーリング）。１段階式加熱を使用することもできる。このようにして、約４０ｎｍの厚さのＳＢＴ層が達成される。より厚い層厚さを得るためには、記載の工程順序を繰り返すことができる。所望の層厚さが達成された、引き続き最後のアニーリング工程を実施することができる（例えば８００℃／１ｈ／Ｏ２）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明による方法は、酢酸及び酢酸塩の代わりにプロピオン酸及びプロピオン酸塩又は蟻酸及びその塩を用いて実施することもできる。その際には、ＳＢＴ層を形成するために、Ｂｉプロピオン酸塩及びＳｒプロピオン酸塩並びに溶剤としてプロピオン酸（Ｃ２Ｈ５ＣＯＯＨ）を使用する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
更に、本発明による方法を用いて別のセラミック層を形成することができる。先駆物質ための溶剤としては、酢酸又はプロピオン酸を利用し、それぞれ場合により水で希釈する。適当な先駆物質は、簡単な実験により確認することができ、特に酢酸塩又はプロピオン酸塩、エトキシド、アセチルアセトン酸塩の物質部類、必要な金属の簡単な有機塩、それらの酸化物又は金属自体（例えばＳｒ金属を酢酸中に溶解）が該当する。選択のための重要な基準は、当業者に周知のそれぞれの化合物の特性、市場での入手性、製造可能な純度並びに安全性である。層の目的とした厚さ及び構造に依存する先駆物質と溶剤の量比は、同様に簡単な実験により確認可能である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明による方法は、特に集積回路、例えばＤＲＡＭ又はＦＲＡＭ記憶装置におけるコンデンサの製造使用することができる。このような記憶装置の例は、図３に示されている。Ｓｉ半導体基板内に、ドープされた領域２及びゲート３を有するＭＯＳトランジスタが製造されており、前記ゲートはアイソレーション領域５により隣接した記憶セルのトランジスタから分離されている。該装置は、アイソレーション層６で覆われている。例えばＷ又はポリシリコンからなる接続構造７を介して、ドープされた領域２は、アイソレーション層６を貫通して記憶トランジスタの第１電極８と接続されている。第１電極の下又は上には、Ｏ２拡散を阻止するためのバリヤー層９（例えばＴｉＮ）が配置されていてもよい。その際、そこまで形成された構造は基板を形成し、該基板の上にセラミック層１０、特に常誘電性ＢＳＴＩ層又は強誘電性ＳＢＴ層を記憶誘電体として本発明による方法で塗布する。該記憶セルを第２電極１１により完成させる。