【手続補正書】
【提出日】平成19年3月14日(2007.3.14)
【手続補正１】
【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】  Ｓｉ基板上への誘電体膜の形成方法において、
前記Ｓｉ基板上に絶縁性層を形成する工程と、
前記絶縁性層上に少なくとも１回、金属元素の気相分子化合物を実質的に一様に吸着させ、前記絶縁性層上を前記気相分子化合物により覆う工程と、
前記絶縁層を覆う前記気相分子化合物を酸化雰囲気中で分解し、前記絶縁層上に前記金属元素を含む誘電体材料の分子層を形成する工程と、を含むことを特徴とする誘電体膜の形成方法。
【請求項２】  前記誘電体材料はＴａ2Ｏ5よりなり、前記気相分子化合物は、Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5およびＴａＣｌ5のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項３】  前記誘電体材料はＺｒＯ2よりなり、前記気相分子化合物は、Ｚｒ（ｔ−ＯＣ4Ｈ9）4およびＺｒＣｌ4のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項４】  前記誘電体材料はＨｆＯ2よりなり、前記気相分子化合物は、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ4Ｈ9）4
およびＨｆＣｌ4のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項５】  前記誘電体材料はＡｌ2Ｏ3よりなり、前記気相分子化合物はＡｌ（ｌ−ＯＣ3Ｈ7）3および（ＣＨ3）3Ａｌのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項６】  前記気相分子化合物を分解させる工程は、前記気相分子化合物で覆われた前記Ｓｉ基板を、前記気相分子化合物の熱分解温度を超える温度に加熱する工程よりなることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項７】  前記気相分子化合物を分解させる工程は、前記気相分子化合物で覆われた前記基板を、Ｈ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2のいずれかより選ばれる雰囲気に曝露する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項８】  前記Ｓｉ基板表面に前記絶縁性層を形成する工程は、Ｓｉ基板表面にＳｉの気相分子化合物を吸着させ、前記Ｓｉ基板表面を前記Ｓｉの気相分子化合物により、少なくとも１回、実質的に一様に覆う工程と、前記Ｓｉの気相分子化合物を加水分解する工程とを含み、前記Ｓｉの気相分子化合物は、ＳｉＣｌ4，ＳｉＨ2Ｃｌ2，およびＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）5よりなる群より選ばれることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項９】  前記気相分子化合物を分解させる工程の後、前記誘電体の分子層上に高誘電体膜をＣＶＤ法により形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１０】  前記Ｓｉ基板表面に前記絶縁性層を形成する工程は、前記Ｓｉ基板表面を熱酸化する工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１１】  前記誘電体材料の分子層を形成する工程は、前記絶縁性分子層上に、組成がＺｒＳｉＯ4で表される誘電体膜を形成する工程を含み、前記誘電体膜を形成する工程は、前記Ｓｉ基板界面においてＺｒ濃度が低く、前記Ｓｉ基板界面から離れるにつれて徐々に増大するように実行されることを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１２】  前記誘電体膜を形成する工程は、ＳｉＯ2分子層とＺｒＯ2分子層とを順に堆積する工程を含み、前記ＳｉＯ2分子層を形成する工程は、下地層上にＳｉを含む第１の気相原料分子を吸着させる工程と、前記第１の気相原料分子を分解させる工程とを含み、一方前記ＺｒＯ2分子層を形成する工程は、下地層上にＺｒを含む第２の気相原料分子を吸着させる工程と、前記第２の気相原料分子を分解する工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１３】  前記絶縁性層を形成する工程の前に、前記Ｓｉ基板の表面を露出する工程を含む請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【請求項１４】  前記気相分子化合物を分解する工程は、加水分解により前記気相分離化合物を分解する工程である請求項１記載の誘電体膜の形成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を、請求項１に記載したように、
Ｓｉ基板上への誘電体膜の形成方法において、
前記Ｓｉ基板上に絶縁性層を形成する工程と、
前記絶縁性層上に少なくとも１回、金属元素の気相分子化合物を実質的に一様に吸着させ、前記絶縁性層上を前記気相分子化合物により覆う工程と、
前記絶縁層を覆う前記気相分子化合物を酸化雰囲気中で分解し、前記絶縁層上に前記金属元素を含む誘電体材料の分子層を形成する工程と、を含むことを特徴とする誘電体膜の形成方法により、または
請求項２に記載したように、
前記誘電体材料はＴａ2Ｏ5よりなり、前記気相分子化合物は、Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5およびＴａＣｌ5のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項３に記載したように、
前記誘電体材料はＺｒＯ2よりなり、前記気相分子化合物は、Ｚｒ（ｔ−ＯＣ4Ｈ9）4およびＺｒＣｌ4のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項４に記載したように、
前記誘電体材料はＨｆＯ2よりなり、前記気相分子化合物は、Ｈｆ（ｔ−ＯＣ4Ｈ9）4
およびＨｆＣｌ4のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項５に記載したように、
前記誘電体材料はＡｌ2Ｏ3よりなり、前記気相分子化合物はＡｌ（ｌ−ＯＣ3Ｈ7）3および（ＣＨ3）3Ａｌのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項６に記載したように、
前記気相分子化合物を分解させる工程は、前記気相分子化合物で覆われた前記Ｓｉ基板を、前記気相分子化合物の熱分解温度を超える温度に加熱する工程よりなることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項７に記載したように、
前記気相分子化合物を分解させる工程は、前記気相分子化合物で覆われた前記基板を、Ｈ2Ｏ，Ｏ3，ＮＯ2のいずれかより選ばれる雰囲気に曝露する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項８に記載したように、
前記Ｓｉ基板表面に前記絶縁性層を形成する工程は、Ｓｉ基板表面にＳｉの気相分子化合物を吸着させ、前記Ｓｉ基板表面を前記Ｓｉの気相分子化合物により、少なくとも１回、実質的に一様に覆う工程と、前記Ｓｉの気相分子化合物を加水分解する工程とを含み、前記Ｓｉの気相分子化合物は、ＳｉＣｌ4，ＳｉＨ2Ｃｌ2，およびＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）5よりなる群より選ばれることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項９に記載したように、
前記気相分子化合物を分解させる工程の後、前記誘電体の分子層上に高誘電体膜をＣＶＤ法により形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項１０に記載したように、
前記Ｓｉ基板表面に前記絶縁性層を形成する工程は、前記Ｓｉ基板表面を熱酸化する工程を含むことを特徴とする請求項１〜９のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項１１に記載したように、
前記誘電体材料の分子層を形成する工程は、前記絶縁性分子層上に、組成がＺｒＳｉＯ4で表される誘電体膜を形成する工程を含み、前記誘電体膜を形成する工程は、前記Ｓｉ基板界面においてＺｒ濃度が低く、前記Ｓｉ基板界面から離れるにつれて徐々に増大するように実行されることを特徴とする請求項１〜１０のうち、いずれか一項記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項１２に記載したように、
前記誘電体膜を形成する工程は、ＳｉＯ2分子層とＺｒＯ2分子層とを順に堆積する工程を含み、前記ＳｉＯ2分子層を形成する工程は、下地層上にＳｉを含む第１の気相原料分子を吸着させる工程と、前記第１の気相原料分子を分解させる工程とを含み、一方前記ＺｒＯ2分子層を形成する工程は、下地層上にＺｒを含む第２の気相原料分子を吸着させる工程と、前記第２の気相原料分子を分解する工程とを含むことを特徴とする請求項１１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項１３に記載したように、
前記絶縁性層を形成する工程の前に、前記Ｓｉ基板の表面を露出する工程を含む請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、または
請求項１４に記載したように、
前記気相分子化合物を分解する工程は、加水分解により前記気相分離化合物を分解する工程である請求項１記載の誘電体膜の形成方法により、解決する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
【発明の効果】
請求項１〜１４記載の本発明の特徴によれば、Ｓｉ基板上に、薄い絶縁膜を隔ててＴａ2Ｏ5等の高誘電体膜、あるいは様々な組成の誘電体膜をＣＶＤ法により形成する際に、インキュベーション時間が実質的に減少し、その結果、形成される誘電体膜の均一性が向上する。さらに、形成される誘電体膜の膜厚方向への組成の制御を自在に行うことが可能で、また必要に応じて、１分子層程度の非常に薄い拡散障壁膜を、前記誘電体膜中に作りこむことが可能になる。本発明ではかかる誘電体膜の形成の際に、プラズマ励起されたラジカルを吸着させる工程が含まれないので、形成される誘電体膜は電荷の伴う準位等の欠陥を含まず、このため優れたリーク電流特性を示す。