(57)【要約】      （修正有）【課題】熱力学的に安定で品質の良い、集積回路に組込み可能な五酸化タンタルを低温で製造する方法、および機械的応力に耐性があり、核形成品質に優れた高弾性誘電体を製造する方法を提供する。【解決手段】担体材料ＰＬを２００℃〜４００℃の加熱温度に加熱しＭＣＨ、分圧２５ｍＴｏｒｒ（３．３Ｐａ）以上のｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ｔ−ＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３）を含むガス混合物ＭＧを酸化雰囲気下で加熱担体材料に接触させながら循環させる。【選択図】図１
2004228560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体材料上に五酸化タンタル(Ta２O５)層を形成するための方法であって、担体材料（PL）を200℃〜400℃の加熱温度に加熱し（MCH）、分圧25mTorr（3.3Pa）以上のｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル(t-BuN＝Ta(NEt２）３)を含有するガス混合物（MG）を、該加熱された担体材料に接触させながら、酸化雰囲気下で循環させる方法。
【請求項２】
前記加熱温度が約300℃〜350℃である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス混合物（MG）は、前記担体材料（PL）が配置されたチャンバ（CH）内で循環され、前記ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル分圧は、該チャンバ（CH）内の最も冷たい位置の温度に対応するｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの蒸気圧よりも低い、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの分圧は、65mTorr（8.6Pa）〜70mTorr（9.3Pa）である、請求項１から３の一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス混合物（MG）は酸素である請求項１から４の一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ガス混合物（MG）は、キャリア・ガス、たとえば窒素である請求項１から５の一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス混合物（MG）は、前記担体材料が配置されたチャンバ（CH）内で循環され、該チャンバ内のガス混合物（MG）の置換時間は、0.1秒〜10分、たとえば約1〜10秒である、請求項１から６の一項に記載の方法。
【請求項８】
前記担体材料（PL）は、半導体材料、たとえばケイ素である、請求項１から７の一項に記載の方法。
【請求項９】
前記担体材料（PL）は金属材料である、請求項１から７の一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属材料は、窒化チタン（TiN）、窒化タンタル（TaN）、銅、白金、アルミニウム、チタン、タンタル、ルテニウム（Ru）の群から選択される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記担体材料（PL）は誘電体材料である、請求項１から１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記誘電体材料は、二酸化ケイ素（SiO２）、窒化ケイ素（Si３N４）、アルミナ（Al２O３）、ZrO２、HfO２からなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
形成される五酸化タンタル層の厚みが、数十ナノメートルのオーダー、たとえば44ナノメートルである、請求項１から１２の一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記担体材料（PL）は、直径200mmまたは300mmの環状ウェーハ上に配置される、請求項１から１３の一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記五酸化タンタル層は、１つまたは複数の電子集積回路に組み込まれる、請求項１から１４の一項に記載の方法。
【請求項１６】
担体材料（PL）を加熱可能な加熱手段（MCH）と、加熱担体材料に接触した状態でガス混合物を循環可能な注入手段（INJ）とを含む、担体材料上に五酸化タンタル（Ta２O５）層を形成するための装置であって、
前記加熱手段（MCH）は、担体材料を200℃〜400℃の加熱温度に加熱可能であり、
前記ガス混合物は、酸化雰囲気下の分圧25mTorr（3.3Pa）以上のｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（t-BuN＝Ta（NEt２）３）を含有する装置。
【請求項１７】
前記加熱温度は、約300℃〜350℃である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記担体材料が配置されるチャンバ（CH）を備え、前記ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの分圧は、チャンバ内の最も冷たい位置の温度に対応するｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの蒸気圧よりも低い、請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの分圧は、65mTorr（8.6Pa）〜70mTorr（9.3Pa）である請求項１６から１８の一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記ガス混合物（MG）は酸素である請求項１６から１９の一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記ガス混合物（MG）はキャリア・ガス、たとえば窒素である請求項１６から２０の一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記担体材料が配置され前記ガス混合物が循環するチャンバ（CH）を備え、該チャンバ内のガス混合物の置換時間が、0.1秒〜10分、たとえば約1〜10秒のオーダーである、請求項１６から２１の一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記担体材料（PL）が半導体材料、たとえばケイ素である、請求項１６から２２の一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記担体材料（PL）が金属材料である、請求項１６から２２の一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記金属材料は、窒化チタン（TiN）、窒化タンタル（TaN）、銅、白金、アルミニウム、チタン、タンタル、ルテニウム（Ru）の群から選択される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記担体材料（ＰＬ）が誘電体材料である、請求項１６から２２の一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記誘電体材料は、二酸化ケイ素（SiO２）、窒化ケイ素（Si３N４）、アルミナ（Al２O３）、ZrO２、HfO２からなる群から選択される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
形成される五酸化タンタル層の厚みが、数十ナノメートル、たとえば４４ナノメートルである、請求項１６から２７の一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記担体材料（PL）は、直径200mmまたは300mmの環状ウェーハ上に配置される、請求項１６から２８の一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記チャンバ（CH）が単一のウェーハ（PL）である請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記チャンバ（CH）が幾つかのウェーハ（PL）である請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記五酸化タンタル層は１つまたは複数の電子集積回路（CI）に組み込まれる請求項１６から３１の一項に記載の装置。
【請求項３３】
２つの電極間に配置され、請求項１から１５の一項による方法によって得られる五酸化タンタルを含む、少なくとも１つのコンデンサ（CD）を備える集積回路。
【請求項３４】
前記五酸化タンタルが、約２５ナノメートルから６５ナノメートルの厚みｘを有し、２つの電極間に印加された絶対値約３．６ボルトに等しい電圧差の下で、五酸化タンタル表面積１ｃｍ２当たりのアンペアで測定して１０−（（Ｘ+20）/10）未満の漏れ電流を示す、請求項３３に記載の集積回路。
【請求項３５】
前記電極は、五酸化タンタルと接触している窒化チタンである請求項３３または３４に記載の集積回路。
【請求項３６】
前記電極は、半導体材料、たとえばケイ素である請求項３３、３４または３５に記載の集積回路。
【請求項３７】
前記電極は、金属材料である請求項３３、３４または３５に記載の集積回路。
【請求項３８】
前記電極は、窒化タンタル（TaN）、銅、白金、アルミニウム、チタン、タンタルおよびルテニウム（Ru）の群から選択される材料である請求項３７に記載の集積回路。
【請求項３９】
形成される五酸化タンタル層の厚みが４４ナノメートルに等しい、請求項３３から３８の一項に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路に関し、より詳細には担体材料、たとえば窒化チタン上の五酸化タンタル（Ta２O５）の作製に関する。
【背景技術】
【０００２】
五酸化タンタルを析出させるための従来のタンタル前駆体は、タンタルペンタエトキシド（Ta（OEt）５）であり、当業者にはTAETOの略語でも知られる。TAETO前駆体は、0.18ミクロン技術またはそれ以上のDRAM用コンデンサの製造に現在使用されている。これは、このような技術が、特にTAETOを析出させるための高温（400℃よりもはるかに高温）によって生じる高いサーマル・バジェットに対して極めて高い耐性を示すためである。
【０００３】
しかし、DRAMセルのコンデンサはこのプロセスの初期に製造されるが、金属−絶縁物−金属コンデンサ（MIMコンデンサ）は、一般に、集積回路を製造するためのプロセスの終盤、たとえば４層金属後に製造されるコンデンサである。また、これらのコンデンサは、すでに製造した集積回路の他の部品に損傷を与えないように、はるかに低いサーマル・バジェットの下で製造しなければならない。
【０００４】
さらに、はるかに進歩した技術、たとえば0.1ミクロン未満の技術は、一般にはるかに低いサーマル・バジェット、通常は400℃以下に耐えるものである。
【０００５】
また、ケイ素上に五酸化タンタルを形成することにより、低誘電率を有する二酸化ケイ素の層が形成される。その結果、製造されたコンデンサの総容量が減少する。
【０００６】
したがって、窒化チタン（TiN）上に五酸化タンタルを形成することが考えられた。しかし、TAETOなどの前駆体を使用した場合がそうであるが、五酸化タンタルの形成中に窒化チタンを過剰な高温にすると、酸素と窒化チタンの反応が起こり、窒化チタンと五酸化タンタルの間の界面が分解することになる。
【０００７】
これらすべての理由から、TAETO以外の前駆体を使用することが目論まれる。
【０００８】
この点で、当業者にはその略語のTATDMAEとしても知られるタンタルテトラエトキシドジメチルアミノエトキシド(Ta(OEt）４(OCH２CH２NMe２)を前駆体として用いて温度約400℃で試験が実施された。
【０００９】
しかし、実施された幾つかの試験からみると、品質の極めて低い五酸化タンタル誘電体が得られ、前駆体としてTAETOを用いて得られるよりも実際さらに低品質である。
【００１０】
当業者にはその略語のTBTDETとしても知られるｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（t-BuN＝Ta（Net２）３）も、有機金属前駆体として既知である。
【００１１】
TBTDET前駆体は、TAETO前駆体よりも低温で分解する。このため、これは窒化タンタル（ＴａＮ）の層を形成するために使用されてきた。多数の特許がこの使用について開示している。この点で、米国特許第5,668,054号、同第6,153,519号、同第6,215,189号、同第6,265,311号、同第6,268,288号、同第6,376,371号、同第6,410,432号、同第6,410,433号、同第6,413,860号、同第6,416,822号および同第6,428,859号を挙げることができる。
【特許文献１】米国特許第5,668,054号
【特許文献２】米国特許第6,153,519号
【特許文献３】米国特許第6,215,189号
【特許文献４】米国特許第6,265,311号
【特許文献５】米国特許第6,268,288号
【特許文献６】米国特許第6,376,371号
【特許文献７】米国特許第6,410,432号
【特許文献８】米国特許第6,410,433号
【特許文献９】米国特許第6,413,860号
【特許文献１０】米国特許第6,416,822号
【特許文献１１】米国特許第6,428,859号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
有機金属前駆体TBTDETを前駆体として用いて五酸化タンタルを形成する実験が行われた。しかし、これらの実験から、こうして得られた誘電体が低品質であり、期待はずれで満足のいくものではないことが判明した。換言すると、前駆体としてTBTDETを用いて現在得られる五酸化タンタルからなる誘電体を有するコンデンサは、かなりの漏れ電流を示し、集積回路に組み込むにはまったく受け容れられない。
【００１３】
また、集積回路の製造には、製造プロセスのさまざまな段階においてアニーリングなどの熱処理が必要であることは当業者には既知である。
【００１４】
実際、これまで実験的に製造された五酸化タンタル層は熱力学的に不安定であることが判明した。より具体的には、所与の温度で製造された層が漏れ電流の点で許容できる品質を示したとしても、集積回路に組み込まれたこのような層に、熱アニーリング処理、エッチングなどの処理を続いて適用すると、最終的に漏れ電流の点で極めて劣化した層になった。したがって、前駆体としてTBTDETを用いて五酸化タンタルを得るこれまで実施された実験は、集積回路にこのような誘電体層を組込むにはまったく不適合である。
【００１５】
本発明は、これらの問題を解決することを目標とする。
【００１６】
本発明の一目的は、熱力学的に安定で品質の良い五酸化タンタルを低温で形成することである。本発明の別の目的は、集積回路に組み込むことが可能な五酸化タンタルの層を製造することである。本発明のさらに別の目的は、機械的応力により耐性のあるより高弾性の誘電体の製造を可能にすることである。本発明の一目的は、核形成品質に優れた誘電体の製造を可能にすることでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
したがって、本発明は、担体材料上に五酸化タンタル（Ta２O5）の層を形成するための方法を提供する。本発明の一般的特性によれば、200℃〜400℃の加熱温度に担体材料を加熱し、分圧２５mTorr（3.3Pa）以上のｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（t-BuN＝Ta（Net２）３）を含むガス混合物を、酸化性雰囲気下で加熱担体材料に接触させながら循環させる。
【００１８】
したがって、本発明によれば、
・有機金属前駆体TBTDET
・低温、好ましくは300℃〜350℃の低温
・高いTBTDET分圧
の組合せによって、漏れ電流に関する品質が良好な五酸化タンタルを低温で得ることが可能になる。すなわち、例として示すと、誘電体の両端における絶対値が約３．６ボルトに等しい電圧を印加した場合、誘電体表面積１ｃｍ２当たりのアンペアで測定した漏れ電流は、１０-（（X+20）/10）未満である。ｘはナノメートル単位で測定した五酸化タンタルの厚みであり、この式は厚みが２５〜６５ナノメートルの場合に適用される。
【００１９】
TBTDET前駆体の分圧を制御することによって、析出速度および核形成品質を制御することが可能になる。
【００２０】
したがってTBTDET分圧が増加するとき析出速度は増加する。それにより、酸化媒体たとえば酸素に接触した状態での、担体材料の暴露期間を制限することが可能になる。これは、担体材料が窒化チタンのときに特に有利であるが、ケイ素でも有利である。理由は、窒化チタンからなる担体材料の場合、窒化チタンと五酸化タンタルの間の界面の破壊が著しく減少するからである。ケイ素からなる担体材料の場合、五酸化タンタルとケイ素の間の界面に形成される二酸化ケイ素の層が減少する。
【００２１】
また、使用する有機金属前駆体の分圧が増加し、したがって析出速度が増加すると、より低密度の、したがってより高弾性の誘電体材料を得ることが可能になる。したがって、この誘電体材料は、特に担体材料のウェーハの冷却中に生じる機械的応力に対してより高い耐性を有する。
【００２２】
有機金属前駆体の分圧を増加することによって、担体材料上、特にケイ素上および窒化チタン上の五酸化タンタルの核形成品質を向上させることが可能になる。したがって、五酸化タンタルの３次元成長の出現がより速くなる。
【００２３】
このTBTDET分圧の２５mTorr（3.3Pa）という値は、こうして形成された誘電体の申し分のない品質および集積回路へのその組込みに適合する許容下限であることが認められた。
【００２４】
それでも、分圧がこれより高いと、誘電体品質をさらに向上させることが可能になる。
【００２５】
この点で、使用する有機金属前駆体の分圧の理論的上限は存在しないが、担体材料を配置したチャンバ内をガス混合物を循環させるとき、ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル分圧は、チャンバ内の最も冷たい箇所の温度に対応するｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの蒸気圧よりも低いことが望ましい。
【００２６】
所与の温度におけるガスの蒸気圧は、それを超えるとガスが液相に転化される圧力であることを当業者は知っていることが理由である。その結果、TBTDET分圧が、チャンバ内の最も冷たい箇所の温度に対応するTBTDET蒸気圧より大きくなると、チャンバの壁で凝縮が起こり始める。これは本発明によって得られる利点に疑問を投げかけるものではないが、この凝縮は幾つかの用途では有害になる恐れがある。こうした理由から、チャンバ内の最も冷たい箇所に対応する蒸気圧よりも、TBTDET分圧を低くすることが好ましい。
【００２７】
例として示すと、６５mTorr（８．６Ｐａ）〜７０mTorr（９．３Ｐａ）のTBTDET分圧を選択することができる。また、このような範囲は冷点が９０℃にあるチャンバに完全に適合し、この冷点は７５mTorr（１０．０Ｐａ）に等しいTBTDET蒸気圧に対応する。
【００２８】
TBTDETは、任意の酸化雰囲気（Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏなど）と組み合わせることができる。ただし、酸素を使用することが好ましい。ガス混合物は、キャリア・ガス、たとえば窒素またはアルゴンでも都合がよい。
【００２９】
ガスの速度または担体材料上のガスの置換時間によって、五酸化タンタル析出の均一性を上げることが可能である。この置換時間は、使用する装置および想定する用途に応じて調節可能である。すなわち、担体材料を配置したチャンバ内でガス混合物を循環させるとき、チャンバ内のガス混合物の置換時間をたとえば０．１秒から１０分とする。以上より、例として示すと、数十ナノメートル（例えば４４ナノメートル）の均一な析出を生成させるためには、約１〜１０秒、好ましくは約１〜３秒の置換時間を選択するできる。
【００３０】
担体材料の選択は極めて広範囲であり、担体材料を、半導体材料たとえばケイ素基板とすることができる。
【００３１】
担体材料は、金属材料、たとえば窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、銅、白金、アルミニウム、チタン、タンタルおよびルテニウム（Ｒｕ）からなる群から選択される材料とすることもできる。したがって、このような金属材料によって、集積回路に組み込まれるコンデンサの金属電極を形成することが可能になる。
【００３２】
担体材料を、誘電体材料、たとえば二酸化ケイ素、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＺｒＯ２およびＨｆＯ２からなる群から選択される材料とすることもできる。
【００３３】
実際には、形成される五酸化タンタルの層の厚みは、数十ナノメートルのオーダー、たとえば４４ナノメートルとすることができる。また、担体材料は、直径２００ｍｍまたは３００ｍｍの環状ウェーハ上に実際に配置することができる。こうして形成される五酸化タンタル層を、１つまたは複数の電子集積回路に組み込むことが意図される。
【００３４】
本発明の別の主題は、担体材料を加熱可能な加熱手段と、加熱担体材料に接触した状態でガス混合物を循環可能な注入手段とを含む、担体材料上に五酸化タンタル層を形成するための装置である。
【００３５】
本発明の一般的な特性によれば、加熱手段は２００℃〜４００℃の加熱温度に担体材料を加熱可能であり、ガス混合物は酸化雰囲気下にある２５mTorr（３．３Ｐａ）以上の分圧のｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル（ｔ−ＢｕＮ＝Ｔａ（ＮＥｔ２）３）を含む。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、装置は、担体材料を配置するチャンバを備え、ｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの分圧は、チャンバ内の最も冷たい箇所の温度に対応するｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタルの蒸気圧よりも低い。
【００３７】
担体材料を、たとえば直径２００ｍｍまたは３００ｍｍの環状ウェーハ上に配置することができる。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、チャンバは、単一のウェーハまたは幾つかのウェーハを含むことが可能である。
【００３９】
本発明の別の主題は、２つの電極間に配置され、上で定義した方法によって得られる五酸化タンタルを含む少なくとも１つのコンデンサを含む集積回路である。
【００４０】
五酸化タンタルが約２５ナノメートルから６５ナノメートルの厚みｘを有する一実施形態によれば、五酸化タンタルは、２つの電極間に印加された絶対値約３．６ボルトに等しい電圧差の下で、五酸化タンタル表面積１ｃｍ２当たりのアンペアで測定して１０−（（Ｘ＋２０）／１０）未満の漏れ電流を示す。
【００４１】
コンデンサの電極は、五酸化タンタルに接触している窒化チタンを含むことができる。
【００４２】
電極は、半導体材料、たとえばケイ素を含むことができる。
【００４３】
電極は、金属材料、たとえば窒化タンタル、銅、白金、アルミニウム、チタン、タンタルおよびルテニウムからなる群から選択される材料を含むこともできる。
【００４４】
本発明の他の利点および諸特性は、決して限定的ではない実施形態の詳細な記述、および添付の図面を検討することで明らかになるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１において、参照符号ＤＩＳは、担体材料からなるウェーハＰＬ、たとえば窒化チタン（ＴｉＮ）で被覆したウェーハの上面に五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の層を形成する装置を示す。
【００４６】
このウェーハはチャンバＣＨ内に配置され、この例では加熱支持体からなる加熱手段ＭＣＨによって加熱され、これらの加熱手段は任意の特性のものにすることが可能である。
【００４７】
注入手段ＩＮＪは、ウェーハＰＬの上方にくるシャワーヘッド形式の手段で形成可能か、またはチャンバの壁に位置する注入ノズルで形成可能であり、これにより、このチャンバ内に担体材料と接触した状態でガス混合物ＭＧを注入することが可能になる。ガス混合物ＭＧは次のものを含む。
【００４８】
・有機金属前駆体としてのTBTDET
・酸素
・キャリア・ガス、たとえば窒素
吸引手段ＡＳＰを注入手段と組み合わせることによって、チャンバ内のガス混合物ＭＧを置換することが可能になる。
【００４９】
一般にウェーハ上面に位置する担体材料は、２００℃〜４００℃の加熱温度へと加熱される。ガス混合物ＭＧは、こうして加熱された担体材料に接触した状態で循環させられる。なおガス混合物中のTBTDET分圧は、２５mTorr（3.3Pa）以上である。
【００５０】
TBTDET前駆体は分解し、ＢｕＮ基およびＮＥｔ２基がタンタルＴａから脱離して吸引手段ＡＳＰにより排出される。次いで、酸素がタンタルに結合して五酸化タンタルＴａ２Ｏ５が形成される。
【００５１】
本明細書に記載する実施例では、ガスの置換時間は、約１〜３秒である。それぞれ３６０℃および３７５℃の加熱温度で試験を実施した。
【００５２】
温度が３６０℃の場合、Ｔａ２Ｏ５の均一層を得られた。なおここで、0.068Torr（9.0Pa）に等しいTBTDET分圧、8.6Torr（1.1kPa）に等しいキャリア・ガス（窒素）分圧、3.57Torr（475Pa）に等しい酸素分圧が用いられる。
【００５３】
加熱温度が375℃の場合、TBTDET分圧を低下させることが可能であり、たとえば0.04Torr（5Pa）とすることができ、一方、窒素および酸素の各分圧はそれぞれ6.45Torr（858Pa）および5.51Torr（733Pa）に等しい。
【００５４】
上述の２通りの実験でそれぞれ使用する２つのTBTDET分圧は依然７５mTorr（10.0Pa）未満であり、これは、使用するチャンバの最も冷たい箇所である温度９０℃でのTBTDET蒸気圧に対応する。
【００５５】
これらの諸条件下で、チャンバ壁上でTBTDETが凝縮するのが回避される。
【００５６】
図１に示した例においては、チャンバが直径２００ｍｍまたは３００ｍｍの円板から形成可能な単一のウェーハのみを備える。一方で例えば図２に示すように、幾つかのウェーハＰＬが垂直に配置されてガス混合物ＭＧと接触した状態になることができるチャンバＣＨを使用することを想定することが可能である。
【００５７】
本発明には多数の応用例があるが、ダイナミックＲＡＭ用の金属／誘電体／半導体コンデンサ構造体（ＭＩＳ構造体）、または金属／誘電体／金属コンデンサ構造体（ＭＩＭ構造体）を特に挙げることができる。
【００５８】
アナログ・コンデンサまたは高周波コンデンサ用、あるいは深いトレンチ・コンデンサ（deep trench capacitors）用のＭＩＳまたはＭＩＭ各構造体を挙げることもできる。
【００５９】
本発明による方法によって得られる誘電体を有するコンデンサを含む集積回路の実施例を図３に示す。
【００６０】
この集積回路は、一般に、基板ＳＢ上に能動素子、たとえばトランジスタを含んでいる。この集積回路は、幾つかの金属被覆層（metallization levels）Ｍ１〜Ｍ５も含んでいる。さらに、コンデンサＣＤが、４層目の金属Ｍ４と５層目の金属Ｍ５との間に作製されている。このコンデンサＣＤの底部電極は、窒化チタンからなるバリア層ＣＢＲで覆われた４層目の金属部分で形成されている。上部の電極ＥＳは金属電極であり、たとえばアルミニウムまたは銅からなり、その底面はやはり窒化チタンからなるバリア層ＣＢＲで被覆されている。誘電体ＤＩＥは、五酸化タンタルで形成され、窒化チタンの２層の間に配置されている。上部電極ＥＳは、上部金属被覆層Ｍ５にＶＡを介して接続されている。
【００６１】
本発明による方法によって得られる五酸化タンタル層は、漏れ電流に関して極めて良好な品質の際立った特徴を示す。より具体的には、図４に示すように、絶対値約３．６ボルトの電圧差ＶをコンデンサＣＤの２つの電極ＥＳとＥＩの間に印加し、その誘電体ＤＩが本発明による方法によって得られる五酸化タンタルで形成される場合、１０−（（Ｘ＋２０）／１０）（ｘはナノメートル単位で表した誘電体層の厚みである）未満の漏れ電流Ｉｆが観察される。また、この式において、電流Ｉｆは、五酸化タンタル表面積の平方センチメートル当たりのアンペアで表される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による方法の実施を可能にする、本発明による装置の第１の実施形態を極めて概略的に示した図。
【図２】本発明による装置の第２の実施形態を極めて概略的かつ部分的に示した図。
【図３】本発明による集積回路の概略図。
【図４】本発明の方法によって得られる五酸化タンタル層からの漏れ電流の測定について極めて概略的に示した図。
【符号の説明】
【００６３】
ＰＬ  担体材料
ＭＣＨ  加熱手段
ＭＧ  ガス混合物
ＣＨ  チャンバ
ＩＮＪ  注入手段
ＣＩ  集積回路
ＣＤ  コンデンサ
【図１】
2004228560.tif 000003
【図２】
2004228560.tif 000004
【図３】
2004228560.tif 000005
【図４】
2004228560.tif 000006
【外国語明細書】
2004228560.tif 000007
2004228560.tif 000008
2004228560.tif 000009
2004228560.tif 000010
2004228560.tif 000011
2004228560.tif 000012
2004228560.tif 000013
2004228560.tif 000014
2004228560.tif 000015
2004228560.tif 000016
2004228560.tif 000017
2004228560.tif 000018
2004228560.tif 000019
2004228560.tif 000020
2004228560.tif 000021
2004228560.tif 000022
2004228560.tif 000023
2004228560.tif 000024
2004228560.tif 000025
2004228560.tif 000026
2004228560.tif 000027
2004228560.tif 000028
2004228560.tif 000029