(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極のうち少なくとも一方はＰｔ電極であることを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極のうち少なくとも一方はＩｒ電極であることを特徴とするキャパシタ。
【請求項３】
下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極を構成する導電材料の格子定数は３．５乃至４．３Åであることを特徴とするキャパシタ。
【請求項４】
下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極を構成する導電材料の格子定数は５．０乃至６．１Åであることを特徴とするキャパシタ。
【請求項５】
前記誘電体膜の膜厚は、５００乃至２０００Åであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に好適なキャパシタに関し、特に、誘電率が向上したキャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ（ferroelectric RAM））中の強誘電体膜に使用される強誘電体材料として鉛系酸化物強誘電体材料及びビスマス層状構造強誘電体材料が使用されている。前者の鉛系酸化物強誘電体材料の例としては、ペロブスカイト型結晶構造を有するＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）系強誘電体材料及びチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）が挙げられる。ＰＺＴ系強誘電体材料及びチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の薄膜は、赤外線センサ用材料、マイクロアクチュエータ用材料及びメモリ用材料等への応用が期待されている。
【０００３】
しかし、これらの薄膜は、その製造方法の如何に拘わらず、膜厚が１μｍ以下となると、誘電特性、特に誘電率が著しく低下することが知られており、この誘電特性の低下が応用上の大きな障害になっている。
【０００４】
そこで、このような誘電率の低下を改善するために、これまで種々の薄膜の製造方法及び添加物の研究がなされている。その中でも、チタン酸鉛の結晶格子中のＰｂの一部をＬａに置換した（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3薄膜（ＰＬＴ薄膜）によれば、誘電特性を改善することができることが知られている。
【０００５】
なお、これらの強誘電体薄膜は、通常、スパッタ法又はゾルゲル法等によりＳｉウェハ上に設けられた下部電極上に形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＰＺＴ系強誘電体薄膜をスパッタ法又はゾルゲル法等によりＳｉウェハ上に設けられた下部電極上に形成する場合、その膜厚が１μｍ以下であると、薄膜と下部電極との界面近傍においてＯ2の欠損が生じて、誘電率が低下するという問題点がある。
【０００７】
表面のミラー指数が（１００）であるＭｇ等の単結晶基板上に単結晶のＰｔ電極を下部電極として形成し、この上に有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）等によりＰＺＴ層をエピタキシャル成長させれば、欠陥がなく誘電率が高い薄膜を得ることができるが、コストが極めて高いものとなってしまう。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、膜厚が０．５μｍ以下で誘電率が高い誘電体膜を備え、低コストで製造することができるキャパシタを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明においては、ＰＺＴ系強誘電体材料にＬｉが含有されているので、標準生成エネルギが大きく酸素抜けが防止される。これにより、単結晶基板を使用したり、特殊な方法を採用しなくても、薄膜化しながら誘電率を高めることが可能である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るキャパシタは、下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極のうち少なくとも一方はＰｔ電極であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る他のキャパシタは、下部電極と、この下部電極上に形成された誘電体膜と、この誘電体膜上に形成された上部電極と、を有するキャパシタにおいて、前記誘電体膜はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3及びＬｉを含有する組成を有し、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７であり、前記誘電体膜のＬｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％であり、前記誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであり、前記上部電極及び前記下部電極を構成する導電材料の格子定数は３．５乃至４．３Å又は５．０乃至６．１Åであることを特徴とする。
【００１４】
前記誘電体膜の膜厚は、５００乃至２０００Åであることが望ましい。
【００１５】
本発明においては、前述のような誘電率が高い誘電体膜がキャパシタ絶縁膜となるので、高い静電容量を確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本願発明者等が前記課題を解決すべく、鋭意実験研究を重ねた結果、ＰＺＴ系強誘電体材料であるＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3にＬｉを含有させることにより、０．５μｍ以下に薄膜化しても十分に高い誘電率を得ることができることを見い出した。
【００１８】
以下、本発明に係る誘電体膜に含有される化学成分及びその組成限定理由について説明する。
【００１９】
ＬｉはＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の標準生成エネルギが大きく、Ｏとの結合力が高い元素である。従って、酸素抜けの防止により分極量の減少が防止され、誘電率が著しく向上する。
【００２０】
なお、ＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3において、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７とする。
【００２１】
ｘの値が０．９未満であると、Ｐｂが不足し自発分極が低くなりやすい。一方、ｘの値が１．３を超えると、余剰なＰｂによりリーク電流が増大しやすい。また、ｙの値が０．３未満であると、Ｔｉが不足し強誘電体材料の自発分極が低くなりやすい。一方、ｙの値が０．７を超えると、Ｔｉが過剰となり強誘電体材料のリーク電流が大きくなりやすい。従って、ｘの値は０．９乃至１．３、ｙの値は０．３乃至０．７とする。
【００２２】
また、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％とする。
【００２３】
Ｌｉの含有量がＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１モル％未満であると、Ｌｉの含有効果が低く、誘電率の向上が小さい。一方、Ｌｉの含有量が２０モル％を超えると、リーク電流が大きくなる。また、誘電率が低下してしまう。従って、Ｌｉの含有量はＰｂxＺｒ(1-y)ＴｉyＯ3の含有量に対して０．００１乃至２０モル％とする。
【００２４】
誘電体膜の膜厚は、５０００Å以下とする。
【００２５】
誘電体膜の膜厚が５０００Åを超えると、１μｍ以下の微細な加工が困難となる。従って、誘電体膜の膜厚は５０００Åとする。但し、膜厚が２００Å未満であると、十分な誘電率を得ることができない場合がある。一方、膜厚が３０００Åを超えると、１μｍ以下の微細加工は可能となるが、歩留まりが低下する。従って、誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åであることが望ましい。更に、膜厚が２０００Å未満であると、成膜を安定して行うことが困難となる場合がある。従って、誘電体膜の膜厚は２０００Å以上であることがより一層望ましい。
【００２６】
このような組成を有する誘電体膜をキャパシタ絶縁膜として使用する場合、Ｐｔ電極又はＩｒ電極等の容易に形成することができる電極をキャパシタ電極として使用することができる。また、ＰＺＴの結晶は正方晶系に属し、そのａ軸の長さは３．９Åである。そして、ＰＺＴの誘電率は、そのｃ軸が基板に垂直に配向したときに最も有効に高くなる。このため、格子定数が３．５乃至４．３Å又は５．０乃至６．１Åの導電材料を上部電極又は下部電極として使用することも可能である。導電材料の格子定数が３．５Å未満であるか、４．３Åを超え５．０Å未満であるか、又は６．１Åを超えると、導電材料の結晶格子のｃ軸が基板に垂直に配向しなくなって誘電率が低下する。従って、上部電極又は下部電極として使用する導電材料の格子定数は、３．５乃至４．３Å又は５．０乃至６．１Åとする。なお、３．５乃至４．３Åという範囲はａ軸の長さ（３．９Å）の±１０％以内の範囲であり、５．０乃至６．１Åという範囲は、ａ軸の長さを２1/2倍したもの（単位格子の底面の対角線の長さ（５．５２Å））の±１０％以内の範囲である。
【００２７】
なお、Ｌｉは、従来ＰＺＴ系強誘電体材料に添加されている元素とは添加元素としての性質が著しく異なる元素である。前述のように、従来、ＰＺＴ系強誘電体材料にＬａ、Ｎｂ又はＢｉ等が添加されているが、これはＰＺＴ系強誘電体材料からなる膜中からのＯの抜けだしを防止するためである。そして、これらの添加元素はＰｂの置換元素として作用するため、それらの電気陰性度又はイオン半径はＰｂのものと近似している。下記表１に種々の元素の電気陰性度及びイオン半径を示す。
【００２８】
【表１】
0004265042.tif 000002
【００２９】
上記表１に示すように、Ｌａはイオン半径がＰｂのものと近似しており、Ｎｂ及びＢｉは電気陰性度がＰｂのものと近似している。一方、Ｌｉの電気陰性度及びイオン半径はＰｂのそれらと著しく相違する。このように、Ｌｉの添加元素としての性質は従来の添加元素と比して著しく相違するものである。また、ＦｅはＰｂと同程度の電気陰性度を有するが、標準生成エネルギはＬｉの方がＦｅよりも低く、酸化物はＬｉ酸化物の方がより安定に存在する。
【００３０】
次に、上述のような組成を有する誘電体薄膜をキャパシタ絶縁膜として備えた本発明の実施例を適用した誘電体メモリを製造する方法について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）並びに図２（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例を適用した誘電体メモリを製造する方法を工程順に示す断面図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、従来の方法と同様の方法により、膜厚が、例えば、０．６ｍｍのシリコン基板１の表面又は表面上にゲート酸化膜２、ゲート電極３、ソース４ａ及びドレイン４ｂを形成する。更に、全面に膜厚が、例えば、４５０ｎｍの第１のＳｉＯ2膜８を層間絶縁膜として形成する。
【００３２】
次いで、図１（ｂ）に示すように、全面に第１の導電膜５ａ、前述の組成を有し膜厚が、例えば、２００ｎｍの誘電体膜６及び第２の導電膜５ｂを順次形成する。なお、誘電体膜６の具体的な形成方法については後述する。また、第１の導電膜は、例えば、膜厚が２０ｎｍのＴｉ膜及び膜厚が２０００ÅのＰｔ膜からなる。更に、第２の導電膜は、例えば、Ｐｔ膜からなる。
【００３３】
次に、図２（ａ）に示すように、キャパシタが形成される予定の所定の領域にのみ残るように第２の導電膜５ｂ、誘電体膜６及び第１の導電膜５ａをイオンミリング等によりパターニングする。これにより、第１の導電膜５ａから下部電極が構成され、誘電体膜６からキャパシタ絶縁膜が構成され、第２の導電膜５ｂから上部電極が構成される。
【００３４】
その後、図２（ｂ）に示すように、全面に第２のＳｉＯ2膜９を層間絶縁膜として形成する。次いで、第２の導電膜５ｂ、ソース４ａ及びドレイン４ｂの各拡散層まで到達するコンタクトホール１０を第１のＳｉＯ2膜８及び第２のＳｉＯ2膜９に形成する。
【００３５】
そして、図２（ｃ）に示すように、Ａｌ膜を全面に形成しパターニングすることにより、コンタクトホール１０内にＡｌ配線層７を埋設する。このとき、第２の導電層５ｂとドレイン４ｂとがＡｌ配線層７により接続されるようにする。これにより、１個のトランジスタ１１及び１個のキャパシタ１２が形成される。
【００３６】
図３は本発明の実施例を適用した誘電体メモリを示す等価回路図である。上述のようにして構成された誘電体メモリセルは、図３に示すように、１個のトランジスタ１１と１個のキャパシタ１２から構成される。そして、この誘電体メモリに１ビットの情報が記憶される。
【００３７】
次に、誘電体膜６の形成方法について具体的に説明する。誘電体膜６は種々の方法により形成することが可能であるが、ここではその一例として、ゾルゲル液を使用する形成方法について説明する。先ず、２０．９ｇの２酢酸鉛・３水和物を溶媒である７０ミリリットルのメトキシエタノールに入れた後、８００℃で３０乃至６０分間加熱攪拌することにより、２酢酸鉛・３水和物を溶解させる。このとき、鉛酸化物は０．０５モルの１．１倍使用されている。これは、加熱時のＰｂの蒸発、電極中への拡散及びＰｂの純度が９９．９％であるための補正を考慮したものである。
【００３８】
次に、溶液を反応器に移し、更に溶媒を加えて全量を２００ミリリットルとする。そして、１２４℃で１２時間の加熱攪拌により脱水を行う。
【００３９】
次いで、反応系の温度を６０℃まで降温した後、８．６９１ｇのテトライソプロポキシジルコニウム（０．０２６モル、純度９８％補正済み）及び７．１４４ミリリットルのテトライソプロポキシチタン（０．０２４モル、純度９９．９９９％補正済み）を反応系に加える。更に、０．３３３ｇのイソプロポキシリチウム（０．００５モル、純度９９．９％補正済み）を反応系に加え、１２４℃で６時間の加熱攪拌を行う。
【００４０】
そして、攪拌終了後に溶液をメスシリンダに移し、溶媒を更に加えて全量を１００ミリリットルとする。これにより、リチウムを含有するＰＺＴゾルゲル液が作製される。０．０５モルの液が１００ミリリットルの液中にあるので、その濃度は０．５モル／リットルとなる。
【００４１】
なお、全ての加熱攪拌は窒素気流下で行われる。
【００４２】
次に、上述のように作製されたリチウムを含有するＰＺＴゾルゲル液を第１の導電膜５ａ上に３０００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコーティングする。そして、１５０℃で５分間のプリベーク及び４００℃で１０分間のプリベークの２段階のプリベークをホットプレートを使用して行う。以降、スピンコーティング及び２段階のプリベークを４回繰り返す。これにより、アモルファス状の膜が第１の導電膜５ａ上に形成される。
【００４３】
次いで、酸素雰囲気の６００℃のオーブン中で１時間のアニールを行うか、又は、酸素雰囲気の６００℃の赤外線イメージ炉（ＲＴＡ）中で１分間のアニールを行う。これにより、アモルファス状の膜が結晶化し、誘電体膜６が形成される。なお、前述のように、誘電体膜６の形成方法はゾルゲル液を使用する方法に限定されるものではなく、スパッタリング法又はＣＶＤ法等によっても形成可能である。また、ゾルゲル液の作製に使用される薬品の量等も上述の数値に限定されるものではない。
【００４４】
なお、上述の形成方法においては、誘電体膜６をキャパシタ絶縁膜として２００ｎｍ形成したが、キャパシタ絶縁膜の膜厚はこれに限定されるものではなく、２００乃至３０００Åであればよい。
【００４５】
キャパシタ絶縁膜として誘電体膜を使用する場合、その膜厚が２００Å未満であると、均一な膜を得られず、リーク電流が増大し、歩留まりが悪くなる。一方、膜厚が３０００Åを超えると、微細加工が困難となり、歩留まりが著しく悪くなる。従って、キャパシタ絶縁膜としての誘電体膜の膜厚は２００乃至３０００Åとする。但し、誘電体膜の膜厚が５００Å未満であると、均一な膜が得にくくなり、歩留まりが低下する。一方、膜厚が２０００Åを超えると、キャパシタンス（静電容量）が低くなり、誘電率を有効に生かすことができなくなる。従って、キャパシタ絶縁膜としての誘電体膜の膜厚は５００乃至２０００Åであることが望ましい。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。
【００４７】
第１実施例
先ず、下記表３に示す基板上に表３に示す下部電極をスパッタ法により形成した。なお、実施例１並びに比較例２及び３の基板表面には、膜厚が２４５００ÅであるＳｉＯ2膜が熱酸化により形成されている。次いで、下部電極上に下記表２に示すキャパシタ絶縁膜を形成した。キャパシタ絶縁膜の形成の際には、スピンコート等の後に７００℃の電気炉内に１時間保持することによりアニールを施した。その後、キャパシタ絶縁膜上に膜厚が１０００ÅのＰｔ電極を上部電極として形成することにより、キャパシタを作製した。
【００４８】
【表２】
0004265042.tif 000003
【００４９】
【表３】
0004265042.tif 000004
【００５０】
そして、各実施例及び比較例について、キャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記表４に示す。なお、比誘電率の測定に使用したインピーダンスアナライザの測定周波数は１０ｋＨｚに設定した。
【００５１】
【表４】
0004265042.tif 000005
【００５２】
上記表４に示すように、ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3に１モル％のＬｉが添加された実施例１においては、高い比誘電率が得られた。
【００５３】
一方、比較例２及び３においては、Ｌｉが添加されていないので、十分な比誘電率は得られなかった。
【００５４】
また、比較例４においては、高い比誘電率が得られたものの、Ｌｉが添加されておらず、単結晶ＭｇＯ基板等を使用しているため、コストが高かった。
【００５５】
第２実施例
先ず、ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3に０．０００５モル％、０．００１モル％、１モル％、１０モル％、２０モル％又は３０モル％のＬｉを添加した誘電体膜及びＬｉを全く添加しない誘電体膜を作製した。膜厚は、１００Å、３００Å、５００Å、１０００Å、２０００Å、５０００Å、６０００Å又は１００００Åとした。そして、各試料について比誘電率を測定した。この結果を図４に示す。図４は横軸に誘電体膜の膜厚をとり、縦軸に比誘電率をとって両者の関係を示すグラフ図である。なお、図４において、●印及び実線で示すものはＬｉを添加していないもの（比較例９）、●印及び破線で示すものはＬｉを０．０００５モル％添加したもの（比較例１０）、■印及び実線で示すものはＬｉを０．００１モル％添加したもの（実施例５）、■及び破線で示すものはＬｉを１モル％添加したもの（実施例６）、▲印及び実線で示すものはＬｉを１０モル％含むもの（実施例７）、▲印及び破線で示すものはＬｉを２０モル％含むもの（実施例８）、◆及び実線で示すものはＬｉを３０モル％添加したもの（比較例１１）である。
【００５６】
図４に示すように、Ｌｉの添加量が本発明（請求項１）の範囲内にある実施例５乃至８においては、３００Å以上の膜厚で２０００以上の比誘電率を得ることができた。また、膜厚が１００Åであっても、１５００以上の比誘電率を得ることができた。
【００５７】
一方、比較例９においては、Ｌｉが添加されておらず、比較例１０においては、Ｌｉの添加量が本発明範囲の下限未満であるので、膜厚が５０００Åを超えなければ２０００以上の比誘電率を得ることができなかった。また、比較例１１においては、Ｌｉの添加量が本発明範囲の上限を超えているので、十分な比誘電率を得ることができなかった。
【００５８】
図５は横軸に誘電体膜へのＬｉ添加量をとり、縦軸に誘電率をとって両者の関係を示すグラフ図であり、図６は図５の横軸を対数表示したグラフ図である。なお、図５及び図６において、●印で示すものは、膜厚が５０００Åであるもの、■印で示すものは、膜厚が２０００Åであるものである。また、図６においては、対数表示であるため、Ｌｉが添加されていないものをＬｉが極微量（０．０００１モル％）添加されているものとして示してある。
【００５９】
図５及び図６に示すように、Ｌｉ添加量が０．００１モル％未満となるか、又は２０モル％を超えると、比誘電率が２０００よりも低くなった。
【００６０】
第３実施例
ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3にＬｉを１モル％添加して形成した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製した。このときの上部電極及び下部電極の材料及びその格子定数及びその配向状態を下記表５に示す。
【００６１】
【表５】
0004265042.tif 000006
【００６２】
そして、各実施例及び比較例について、キャパシタ絶縁膜の比誘電率を測定した。この結果を下記表６に示す。
【００６３】
【表６】
0004265042.tif 000007
【００６４】
上記表６に示すように、実施例１２及び１３においては、電極材料の格子定数が本発明範囲内にあるので、基板との整合により（００１）配向が得られ、高い比誘電率が得られた。
【００６５】
一方、比較例１４乃至１６においては、電極材料の格子定数が本発明範囲からはずれているので、基板との整合がとれず、ランダム配向となって比誘電率が低いものとなった。
【００６６】
第４実施例
ＰｂＺｒ0.4Ｔｉ0.6Ｏ3にＬｉを１モル％添加して形成した膜をキャパシタ絶縁膜とするキャパシタを作製した。このときの上部電極及び下部電極は厚さが１０００ÅのＰｔ電極である。キャパシタ絶縁膜の厚さを下記表７に示す。
【００６７】
【表７】
0004265042.tif 000008
【００６８】
そして、各実施例及び比較例について、微細加工性の評価及びリーク電流の測定を行った。なお、微細加工性の評価は、歩留りよく加工できる最小線幅の測定により行った。これらの結果を下記表８に示す。なお、総合評価の欄において、◎は極めて良好であることを示し、○は良好であることを示し、△はやや不良であることを示し、×は不良であることを示している。
【００６９】
【表８】
0004265042.tif 000009
【００７０】
上記表８に示すように、実施例１７乃至２０においては、誘電体膜からなるキャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明の範囲内にあるので、微細加工性が高く、また、リーク電流が低かった。
【００７１】
一方、比較例２１及び２２においては、キャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の上限を超えているので、微細加工性が低くかった。また、比較例２３においては、キャパシタ絶縁膜の膜厚が本発明範囲の下限未満であるので、リーク電流が大きいか、又は短絡が生じた。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ＰＺＴ系誘電体材料にＬｉを含有させているので、Ｏ2の欠損を抑制することができる。このため、単結晶基板を使用したり、又は特別な方法を採用する必要がないので、低コストで薄膜化しながら誘電率を著しく向上させることができる。また、このような誘電体膜をキャパシタ絶縁膜として使用すれば、静電容量が大きいキャパシタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例を適用した誘電体メモリを製造する方法を工程順に示す断面図である。
【図２】  （ａ）乃至（ｃ）は、同じく、誘電体メモリを製造する方法を示す図であって、図１（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図３】  本発明の実施例を適用した誘電体メモリを示す等価回路図である。
【図４】  誘電体膜の膜厚と誘電率との関係を示すグラフ図である。
【図５】  誘電体膜へのＬｉ添加量と誘電率との関係を示すグラフ図である。
【図６】  図５の横軸を対数表示したグラフ図である。
【符号の説明】
１；シリコン基板、  ２；ゲート酸化膜、  ３；ゲート電極、  ４ａ；ソース、  ４ｂ；ドレイン、  ５ａ、５ｂ；導電膜、  ６；誘電体膜、  ７；Ａｌ配線層、  ８、９；ＳｉＯ2膜、  １０；コンタクトホール、  １１；トランジスタ、  １２；キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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