(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを製造するためのプロセスであって、
半導体基板を供給するステップと、
チャンバ内に前記基板を置くことにより前記半導体基板上に誘電体層を形成するステップと、
前記チャンバ内に有機前駆物質ガスと、金属を含有する前駆物質ガスとを導入するステップとを含み、ここで前記有機前駆物質ガスが基板との反応を助長せず酸化された半導体化合物を生成しない酸素を含有する有機化合物であり、また、前記有機前駆物質ガスが、前記基板の上に誘電体層を形成する、前記金属を含有する前駆物質ガスと前記有機前駆物質ガスと基板との間の反応に対して、触媒としての働きをするプロセス。
【請求項２】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記金属を含有する前駆物質が、さらに、シリコンを含む化合物を含むプロセス。
【請求項３】
請求項１記載のプロセスにおいて、前記有機前駆物質が、酸化アルキル、酸化アルキル・ホスフィン、アルキル・スルフォキシドおよび複素環式酸化物からなるグループから選択され、前記アルキル基が、１〜３個の炭素原子を有するプロセス。
【請求項４】
請求項３記載のプロセスにおいて、前記複素環式酸化物が、オキサノルボーネンおよびオキサノルボナジエンからなるグループから選択されるプロセス。
【請求項５】
請求項１記載のプロセスが、さらに、前記半導体基板を前記金属を含有する前駆物質および前記有機前駆物質の分解温度より低い温度に加熱するステップを含むプロセス。
【請求項６】
請求項２記載のプロセスにおいて、形成された前記誘電体層がケイ酸金属を含むプロセス。
【請求項７】
請求項６記載のプロセスにおいて、形成された前記誘電体層が、一般式（ＭＯ２）ｘ（ＳｉＯ２）ｙで表わされる構造を持ち、ここで、Ｍは少なくとも１つの金属であり、Ｓｉはシリコンであり、Ｏは酸素であり、ｘは０．０５から０．８であり、ｙは０．９５から０．２であり、ｘとｙの合計が１であるプロセス。
【請求項８】
請求項７記載のプロセスにおいて、ｘが０．０５から０．５であり、ｙが０．９５から０．５であるプロセス。
【請求項９】
請求項１記載のプロセスにおいて、形成された前記誘電体層が、４より大きい誘電率を持つプロセス。
【請求項１０】
請求項１記載のプロセスにおいて、形成された前記誘電体層が、１０以上の誘電率を持つプロセス。
【請求項１１】
請求項１記載のプロセスにおいて、さらに、前記半導体基板上に請求項１に記載の前記誘電体層を形成する前に前記半導体基板を清掃するステップを含むプロセス。
【請求項１２】
請求項１記載のプロセスにおいて、請求項１に記載の前記誘電体層が、化学蒸着により前記半導体基板上に形成されるプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスおよび構成部材に関し、特に、半導体デバイスおよび構成部材用のゲート誘電体の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘電体材料は、半導体デバイスの性能にとって最も重要なものである。デバイスが小さくなればなるほど、また、より優れた性能が要求されればされるほど、半導体デバイスの誘電体層の厚さは薄くなる。同時に、最も一般的な誘電体材料である二酸化ケイ素の誘電率より大きな誘電率を持つ誘電体材料に対する需要が増大する。また、半導体デバイス内の誘電体層の厚さが薄くなればなるほど、誘電体材料の層が非常に薄い（例えば、１００Å以下）場合でも、電荷を漏洩しない材料に対する需要が増大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、すべての誘電体材料が、半導体デバイスおよび構成部材で使用するために許容することができる薄い誘電体層を形成するわけではない。半導体デバイスは、効率、動作電力等のようないくつかの性能要件を持っている。誘電体材料の層の特性は、デバイスの性能に直接影響する。例えば、薄い誘電体層を通してあまり大きな電流が流れると、その結果、デバイスまたは構成部材は、必要な性能要件を満たさなくなる（上記望ましくない電流は漏洩電流と呼ばれる）。漏洩電流は、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）のゲート誘電体を通る漏洩電流は、誘電体の絶縁特性（抵抗および信頼性）を示すので、ゲート誘電体層を通って流れる漏洩電流があまりに大きいということは、誘電体層の抵抗および信頼性が非常に低いことを示している。
【０００４】
誘電体層とその下に位置する半導体インターフェースとの間のインターフェース状態密度も、デバイスの性能に影響を与える。インターフェース状態密度は、ＭＯＳＦＥＴおよびＭＩＳ（金属−絶縁膜−半導体）電界効果トランジスタの電流駆動（チャネルを横切って流れる電流）および信頼性を劣化させる。それ故、インターフェース状態密度が高すぎると、その結果、デバイスまたは構成部材は、必要な性能要件に適合しなくなる。
従って、許容できる漏洩特性および他の特性を持つ薄い誘電体層を形成する誘電体材料が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体デバイスの製造プロセスに関する。このプロセスには、単結晶半導体基板が提供される。上記基板は、通常、デバイス・チャネル領域、およびその中に形成された酸化フィールド領域を含む。その後で、ゲート誘電体が基板上に形成される。ゲート誘電体は、金属酸化物か、金属シリケートか、またはこれらの両方である。金属シリケート材料は、（ＭＯ２）ｘ（ＳｉＯ２）ｙという一般式で表わされる構造を持つ。ここで、Ｍは金属であり、Ｓｉはシリコンであり、Ｏは酸素である。金属シリケートのこれらの元素の相対的なモル分率は、ｘおよびｙで表わされる。それ故、ｘとｙの合計は１である。金属酸化物のモル分率（ｘ）は、約０．０５から約０．８であることが望ましい。金属酸化物のモル分率は、約０．０５から約０．５であることが望ましい。本発明は、１つまたはそれ以上の金属を含む金属酸化物および金属シリケートを含む。
【０００６】
本発明の誘電体材料は、有利な誘電体材料である。何故なら、本発明の誘電体材料は、ＭＯＳＦＥＴの製造につきものの高温（すなわち、８００℃以上の高温）に曝されても、シリコン上において熱力学的に安定しているからである。安定している材料は、構造的および化学的な「統合性」を維持する。何故なら、このような安定している材料は、基板と反応しないからである。構造的に安定な材料は、形成後（例えば、非結晶状態から多結晶状態へというような）相変化を起こさない。例えば、Ｔａ２Ｏ５は適当な材料ではない。何故なら、この材料は、７００℃でシリコンと反応して、タンタル−シリコン−酸素界面層を形成するからである。このような界面層は望ましいものではない。何故なら、その厚さおよび組成を制御することができないからである。本発明のプロセスにおいては、望ましくない界面層は形成されないし、基板上に形成される酸化金属またはケイ酸金属は安定している。
【０００７】
ゲート誘電体は、処理済みのシリコン基板面上に形成される。処理済みの面は、その上に形成された非常に薄い（すなわち、約１．５ナノメートル以下）酸化物層、またはシリコン・オキシニトライド層を持ち、この面は、水素終端面または、好適には、クリーンなシリコン面である。クリーンな面は、当業者であれば周知の技術により形成される。
【０００８】
誘電体層は、シリコン基板の処理済み面上に形成される。蒸着状態は、形成された二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）上でのケイ酸金属または酸化金属の形成を助長するように選択される。より詳細に説明すると、酸化シリコン上でのケイ酸金属の形成を助長するガス状の前駆物質が選択される。
【０００９】
ゲート誘電体層は、化学蒸着法（ＣＶＤ）により形成される。ＣＶＤプロセス中には、（無機前駆物質と呼ばれる）第１の前駆物質が、酸化金属またはケイ酸金属の金属成分の供給源として供給される。第１の前駆物質は、少なくとも１つの金属を含む化合物を含む。誘電体層がケイ酸金属である場合には、無機前駆物質は、金属を含む化合物の他にシリコンを含む化合物を含む。シリコンを含む化合物は、ケイ酸金属におけるシリコンの供給源である。それ故、誘電体材料がケイ酸金属である場合には、第１の前駆物質は、金属およびシリコン両方の供給源である１つの化合物であってもよいし、（一方が金属供給源であり、他方がシリコン供給源である）２つの化合物であってもよい。（有機前駆物質と呼ばれる）第２の前駆物質は、誘電体層内の酸素の供給源として供給される。
【００１０】
金属は、酸化金属誘電体層またはケイ酸金属誘電体層を形成するのに適している、任意の金属または金属の組合せである。誘電体材料は、少なくとも約１０の誘電率を持つことが好ましい。十分高い誘電率を持つ酸化金属およびケイ酸金属を形成する金属としては、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、イットリウム、タンタル、アルミニウム、セリウムおよびチタン等がある。金属を含む化合物は、シリコン基板上での酸化金属またはケイ酸金属の形成を助長する反応動力を供給するように選択される。より詳細に説明すると、金属を含む化合物が分解する温度は、蒸着温度より高いことが望ましい。金属化合物の候補となれるものは、少なくとも２００℃以上の分解温度を持つものである。前駆物質は、蒸着温度より高い分解温度をもつものが望ましい。その場合には、誘電体が形成される反応が適当に制御される。適当な金属化合物としては、四塩化金属（例えば、四塩化ハフニウム）、および金属アルコキシド（例えば、ジルコニウムｔ−ブトキシド）等がある。金属アルコキシドの場合には、必ず金属アルコキシドが適当な高い揮発性を持つようにアルキル部分の炭素原子の数が６以下であることが望ましい。
【００１１】
存在する場合には、シリコンを含む化合物は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、シランまたはジクロロシランのようなシリコン前駆物質である。このような前駆物質は、当業者にとって周知のものであるので、ここでは詳細な説明は省略する。シリコンを含む化合物の分解温度も、蒸着温度より高いことが望ましい。
【００１２】
すでに説明したように、有機前駆物質は、酸素の供給源である。有機前駆物質は、誘電体層を形成するために、無機前駆物質およびシリコン基板の面との反応に対して触媒作用を行う。しかし、この反応は、二酸化ケイ素の形成を助長しない。それ故、本発明は、酸化金属またはケイ酸金属と一緒に、二酸化ケイ素を形成する従来技術のプロセスと比較すると、１つの利点を持つ。何故なら、従来技術のプロセスの場合には、Ｏ２のような酸素の性質をもつものが、二酸化ケイ素の形成を助長するからである。適当な有機前駆物質としては、酸化アルキル、酸化アルキルホスフィン、アルキルスルホキシドおよび複素環式酸化物等がある。アルキル部分は、１〜３の炭素原子（例えば、メチル基、エチル基およびプロピル基）を含む。複素環式酸化物は、オキサノルボーネンおよびオキサノルボナジエンを含む。
【００１３】
有機前駆物質も、それ以上になると分解を起こす温度範囲（すなわち、その反応温度）に基づいて、また、シリコンと反応しない副産物を供給しないという性質に基づいて選択される。例えば、ジメチルスルホキシドは、シリコンと反応し、硫化ジメチルは、その反応の副産物である。酸化トリメチルホスフィンは、シリコンと反応し、その反応の副産物が、トリメチルフォスフィンである。オキサノルボナジエンはシリコンと反応し、この反応の副産物がベンゼンである。オキサノルボーネンは、シリコンと反応し、この反応の副産物がシキロヘキサジエンである。酸化エチレンはシリコン面と反応し、酸化シリコンとエチレンを形成する。
【００１４】
金属またはシリコンが蒸着する温度が、有機前駆物質が分解する温度範囲を決める。それ故、分解温度が蒸着温度と等しいか、またはそれより低い有機前駆物質が選択される。
【００１５】
その後で、処理済みの基板が、誘電体材料の蒸着のために、ＣＶＤツール内に置かれる。すでに説明したように、必ず必要な組成および特性を持つ誘電体材料を入手することができるようにするためには、ウェーハを無機前駆物質および有機前駆物質が分解する温度以下の温度に加熱することが望ましい。本発明の出願人は、特定の理論に固執したいとは思わないが、前駆物質の分解温度以下の温度で、必要な反応環境が発見できると信じている。温度が分解温度以上になると、必要な誘電体材料を生成しない副反応が発生する可能性が高い。ウェーハを２つの前駆物質の低い方の分解温度より少なくとも５０℃低い温度に加熱することが望ましい。ウェーハを２つの前駆物質の低い方の分解温度の少なくとも１００℃以下の温度に加熱することが特に望ましい。それ故、ウェーハを加熱する温度は、２つの前駆物質の（同様に、加熱分解温度と呼ばれる）分解温度により異なる。
【００１６】
有機前駆物質は、流れて基板と接触する。有機前駆物質の流速および分圧は、無機前駆物質の流速および分圧それぞれの少なくとも約５倍であることが望ましい。すでに説明したように、基板の温度は、有機前駆物質の分解温度以下である。有機前駆物質は、流れて最初に基板に接触することが望ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。その後で、無機前駆物質は流動して基板と接触する。温度および圧力は、必ず、無機前駆物質の分子が、気相で基板面に接触するように、しかしその上に金属または酸素を蒸着しないように選択される。この点に関して、無機前駆物質を捕捉し、その後で水素終端シリコン面に接触させるためには、シリコン面が露出していることが望ましい。前駆物質を拍動により供給することもできる。すなわち、最初に、有機前駆物質を拍動により供給し、次に無機前駆物質を拍動により供給し、その後で、有機前駆物質等を拍動により供給することができる。
【００１７】
選択した条件の下で、有機前駆物質は、基板上の無機前駆物質の分子の間の反応に対して触媒としての働きをする。選択した条件は、無機前駆物質および有機前駆物質の分解温度により異なる。この点について、蒸着温度は、必要な誘電体を形成するために、２つの前駆物質の間の反応が容易に行われるように選択される。この反応は、誘電体が必要な厚さになるまで継続して行われる。誘電体膜の厚さは、ＣＶＤプロセス中に、膜の厚さをモニタするための従来技術によりモニタされる。膜の厚さが必要な厚さになった場合には、反応ガスのチャンバへの流入を停止することによりこのプロセスは終了する。その後で、基板は冷却され、ツールから取り出される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、誘電体材料を有する半導体デバイスを製造するためのプロセスに関する。より詳細に説明すると、上記材料は、４以上の誘電率を持つ。（二酸化ケイ素の誘電率は、約４である。）誘電率は、１０以上であることが望ましい。このようなデバイスとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような能動デバイス、およびコンデンサのような受動デバイス等がある。本発明のプロセス中、酸化金属誘電体材料またはケイ酸金属誘電体材料は、半導体基板（例えば、シリコンまたはシリコン−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ））上に形成される。
【００１９】
電界効果トランジスタの製造を参照しながら、本発明のプロセスについて説明する。図１は、電界効果トランジスタの略断面図である。電界効果トランジスタにおいては、表面に近い基板（または、ｅｐｉ層）１００の一部は、処理中チャネル１２０と呼ばれる。チャネル１２０は、電気的にソース１４０およびドレーン１６０に接続していて、そのため、ソース１４０とドレーン１６０との間に電位差があると、電流はチャネル１２０を通って流れようとする。チャネル１２０の半導体特性が変化して、その結果、その比抵抗を、ゲート１９０、チャネル１２０上の導電層に加わる電圧により制御することができる。ゲート１９０に掛かる電圧を変化させることによって、チャネル１２０を通って流れる電流の量を調整することができる。ゲート１９０およびチャネル１２０は、ゲート誘電体１８０により分離している。
【００２０】
ゲート誘電体１８０は絶縁体であるので、ゲート材料１９０とチャネル１２０の間には、動作中、電流は少ししか流れないか、または全然流れない（しかし、誘電体が薄い場合には、「トンネル」電流が観察される）。しかし、ゲート誘電体により、ゲート電圧は、チャネル１２０内に電界を発生させることができるので、「電界効果トランジスタ」という名称で呼ばれるわけである。ゲート誘電体１８０がシリコン基板１００の上に形成された場合には、チャネル領域１２０および酸化フィールド領域（図示せず）がすでに形成されている。
【００２１】
図２−図４を参照しながら、ゲート誘電体を形成するためのプロセスについて説明する。図２について説明すると、その上にチャネル領域２１０および酸化フィールド領域２１５を含むシリコン基板２００が供給される。図２の酸化フィールド領域は、浅いトレンチ絶縁（ＳＴＩ）により形成される。ＳＴＩは、当業者であれば周知の方法であるので、ここでの詳細な説明は省略する。本発明のプロセスの代わりに、酸化フィールド領域２１５を形成するための任意の方法を使用することができる。その上に誘電体層が形成される前に、基板表面を処理することが望ましい。表面から不純物および元からある酸化物を除去し、その上に誘電体層が形成される高品質の表面を供給するために、基板表面の処理が行われる。その上に誘電体層を形成するために基板表面を処理するための種々の技術は、当業者であれば周知のものであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２２】
選択した技術により、基板表面は、薄い（例えば、１．５ナノメートル以下の）二酸化ケイ素層、またはその上に形成されたシリコン・オキシニトライド層を持ち、水素終端面または、クリーンで、酸化していないシリコン面である。シリコン基板上に酸化シリコン層を形成するための従来の手段としては、熱酸化、ＣＶＤまたはプラズマ支援ＣＶＤ等がある。水素終端シリコン表面は、酸化物の層を形成し、その後で、フッ化水素酸（約１％のフッ化水素酸）の薄い水溶液を使用して、短時間（例えば、２０秒）のエッチングを行うことにより形成することができる。例をあげて説明すると、その表面上に酸化物の層２２５を形成することにより基板の表面の処理が行われる。
【００２３】
図４について説明すると、誘電体層２３０は、酸化金属層またはケイ酸金属層である。誘電体層は、シリコン基板の処理面上に形成される。ゲート誘電体層は、ＣＶＤにより形成される。ＣＶＤプロセスの場合には、（金属を含有する前駆物質と呼ばれる）第１の前駆物質が、誘電体の金属成分の供給源として供給される。本発明の場合には、金属を含有する前駆物質は、その内の少なくとも１つが金属化合物である１つまたはそれ以上の化合物を含む場合がある。誘電体材料がケイ酸金属である実施形態の場合には、第２の化合物は、シリコンを含む化合物である。金属を含有する前駆物質の数は、形成される誘電体材料により異なる。例えば、誘電体材料がケイ酸ジルコニウムである場合には、誘電体材料を形成するために、２つの、金属を含有する前駆物質化合物、すなわち、ジルコニウムｔ−ブトキシド（金属前駆物質）およびテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）（シリコン前駆物質）が使用される。（有機前駆物質と呼ばれる）第２の前駆物質が、誘電体材料内に酸素の供給源として供給される。
【００２４】
金属としては、ケイ酸金属誘電体層または酸化金属誘電体層を形成するのに適している任意の金属を使用することができる。結果として得られる誘電体材料は、少なくとも約１０の誘電率を持つことが望ましい。十分高い誘電率を持つ誘電体材料を形成する金属としては、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、イットリウム、タンタル、アルミニウム、セリウムおよびチタン等がある。金属を含む化合物は、シリコン基板上での酸化金属またはケイ酸金属の形成を助長する、反応動力を供給するように選択される。適当な金属化合物としては、四塩化金属（例えば、四塩化ハフニウム）、および金属アルコキシド（例えば、ジルコニウムｔ−ブトキシド）等がある。金属アルコキシドの場合には、必ず金属アルコキシドが適当な高い揮発性を持つように、アルキル部分の炭素原子の数が６以下であることが望ましい。
【００２５】
有機前駆物質は、誘電体層を形成するために、無機前駆物質とシリコン基板の面との反応に対して触媒作用を行う。有機前駆物質は、酸化金属またはケイ酸金属の形成に対する酸素供給源である。本発明の出願人は、特定の理論に固執したいとは思わないが、有機前駆物質は、金属、シリコンおよび酸素の界面層を形成しないで、酸化金属またはケイ酸金属の形成を容易にすると信じている。このような界面層は、望ましいものではない。何故なら、そのような界面層上に形成された酸化金属またはケイ酸金属層は、不安定であるからである。さらに、そのような層の組成および厚さを制御するのは困難である。適当な有機金属としては、酸化アルキル、酸化アルキル・ホスフィン、アルキル・スルフォキシドおよび複素環式酸化物等がある。アルキル部分は、１〜３の炭素原子（例えば、メチル基、エチル基およびプロピル基）を含む。複素環式酸化物は、オキサノルボーネンおよびオキサノルボナジエンを含む。
【００２６】
その後で、処理済みの基板が、誘電体材料の蒸着のために、ＣＶＤツール内に置かれる。すでに説明したように、ウェーハを、無機前駆物質および有機前駆物質が分解する温度以下の温度に、また上記前駆物質が基板上で凝縮する温度以上の温度に加熱することが望ましい。ウェーハを、２つの前駆物質の低い方の分解温度より５０℃低い温度に加熱することが望ましい。ウェーハを、上記２つの前駆物質の低い方の分解温度より少なくとも１００℃低い温度に加熱することが特に望ましい。それ故、ウェーハを加熱する温度は、上記２つの前駆物質の分解温度（同様に、加熱分解温度と呼ばれる）により異なる。蒸着温度は、好適には、個々の前駆物質の分解温度より低いことが好ましいが、必要な誘電体材料を形成する反応が容易に行われるように選択される。本発明の出願人は、特定の理論に固執したくないが、加熱分解温度の、蒸着温度への接近に加えて、前駆物質の加熱分解温度の相互の接近は、必要な反応が起こる可能性があるかどうかを示すものであると信じる。
【００２７】
例えば、オキサノルボーネンは、約３５０℃から約４００℃の加熱分解温度を持つ。オキサノルボーネンを使用する場合には、約３５０℃から約４００℃の加熱分解温度で加熱分解する無機前駆物質が、同様に選択される。ウェーハは、３００℃（すなわち、最も低い加熱分解温度より５０℃低い温度）に加熱される。これらの条件の下で、必要な誘電体が入手できる可能性が高い。
【００２８】
オキサノルボナジエンは、約２５０℃から約３００℃の温度で加熱分解する。オキサノルボナジエンを使用する場合には、約２５０℃から約３００℃の温度で加熱分解する無機前駆物質が同様に選択される。ウェーハは、２００℃の温度に加熱される。これらの条件の下で、必要な誘電体が入手できる可能性が高い。
【００２９】
アルキル・スルフォキシドは、約１５０℃から約２００℃の温度で加熱分解する。それ故、アルキル・スルフォキシド有機前駆物質を使用する場合には、約１５０℃から約２００℃の温度で加熱分解する無機前駆物質が同様に選択される。ウェーハは、約１００℃の温度に加熱される。これらの条件の下で、必要な誘電体が入手できる可能性が高い。
【００３０】
酸化ホスフィンは、約２５０℃から約３００℃の温度で加熱分解する。それ故、酸化ホスフィンは、約２５０℃から約３００℃の温度で加熱分解する無機前駆物質と組み合わされる。ウェーハは、約２００℃に加熱される。これらの条件の下で、必要な誘電体が入手できる可能性が高い。
【００３１】
有機前駆物質は、流入して最初に基板に接触することが望ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。有機前駆物質の分圧は、通常、約１ミリトールから約１００ミリトールである。有機前駆物質の流速および分圧は、無機前駆物質の流速および分圧それぞれの、少なくとも約５倍から約１０倍であることが望ましい。
【００３２】
その後で、無機前駆物質は流動して、基板と接触する。１つまたはそれ以上の無機前駆物質を使用することができる。無機前駆物質の数は、蒸着される材料により異なる。（例えば、金属用、またはシリコン用のような）ケイ酸金属を蒸着するには、通常、２つ以上の無機前駆物質を必要とする。温度および圧力は、必ず、無機前駆物質の分子が、気相で基板面に接触するように、しかしその上に金属または酸素を蒸着しないように、選択される。この点に関して、無機前駆物質を捕捉し、その後で水素終端シリコン面に接触させるためには、シリコン面が露出していることが望ましい。基板の近くの無機前駆物質の分圧は、主として設計段階での選択事項であるが、約１ミリトールから約２０ミリトールの範囲内の分圧が適当であると思われる。前駆物質は、拍動により供給することもできる。すなわち、有機前駆物質を拍動により供給し、その後で、無機前駆物質を拍動により供給することもできる。
【００３３】
水素または水素と窒素との混合物のような還元ガスを無機前駆物質と一緒に供給することが望ましい。還元ガスは、還元ガスを供給しなかった場合に基板面と、基板近くの大気中に残留するすべての酸素との間で発生する反応の数を少なくするために供給される。
【００３４】
上記条件の下で、有機前駆物質は、基板上の無機前駆物質の分子の間の反応に対して触媒としての働きをする。より詳細に説明する。本発明のプロセスの条件の下で、有機前駆物質は、シリコン基板上に酸素のほぼ単一の層を形成することができる。誘電体が必要な厚さになるまで、この反応は継続して行われる。誘電体膜の厚さは、ＣＶＤプロセス中に、膜の厚さをモニタするための従来技術によりモニタされる。膜の厚さが必要な厚さになった場合には、プロセスは終了する。反応ガスのチャンバ内への流入を停止すると、このプロセスは停止する。基板は周囲温度まで冷却され、その後で、ツールから取り出される。
【００３５】
誘電体層が形成された後で、従来のプロセスおよび当業者であれば周知の手段により、デバイスの製造が完了する。従って、デバイス（例えば、ソース、ドレーンおよびゲート）の残りの構成部材の形成については、ここでは説明しない。）
【００３６】
例を挙げて説明すると、基板上に形成された誘電体材料は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）およびケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）である。ジルコニウムの供給源である無機前駆物質は、ジルコニウムｔ−ブトキシド（Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）４）である。シリコンの供給源である無機前駆物質は、ＴＥＯＳである。適当に処理したシリコン基板が、ＣＶＤツールのチャンバ内に置かれる。ジルコニウムｔ−ブトキシド（Ｚｒ（ＯＣ４Ｈ９）４）の加熱分解温度は４００℃である。ＴＥＯＳの加熱分解温度は５００℃である。基板の温度は３００℃で安定する。
【００３７】
オキサノルボナジエン（Ｃ６Ｈ６Ｏ）は、５０ミリトールの分圧で、チャンバ内に導入される。その後で、ＴＥＯＳおよびジルコニウムｔ−ブトキシドが、チャンバ内に流入した。チャンバ内での、ジルコニウムｔ−ブトキシドおよび酸化ジルコニウムの分圧は、１０ミリトールである。オキサノルボナジエンは、他の二酸化ケイ素層を形成しないで、半導体基板の表面上に酸化ジルコニウム／ケイ酸ジルコニウム膜を蒸着するために、自分自身と無機前駆物質との間の反応に対して、触媒としての働きをする。膜が形成されると、反応の副産物（ｔ−ブトキシドおよびベンゼン）が、チャンバからポンプにより排出される。
【００３８】
いくつかの実施形態および例を参照しながら本発明を説明してきた。これらの実施形態および例は、本発明をよりよく説明するためのものである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲に定義する、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、本明細書が開示している実施形態および例を種々に修正することができることを理解することができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】電界効果トランジスタの断面図である。
【図２】製造中の半導体デバイスの断面図である。
【図３】製造中の半導体デバイスの断面図である。
【図４】製造中の半導体デバイスの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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