(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉ、Ｓｒ、及びＴａを含む酸化物誘電体材料からなる第１の誘電体膜を、化学気相堆積により、Ｐｔを含む下地電極層の上に堆積する方法であって、Ｂｉ及びＳｒの原料の供給量を、Ｔａの原料の供給量に対して相対的に減少させながら前記第１の誘電体膜を堆積する誘電体膜の作製方法。
【請求項２】
さらに、前記第１の誘電体膜の上に、前記第１の誘電体膜の構成元素と同一の構成元素を有する第２の誘電体膜を、各構成元素の原料の供給量の比を一定にして、化学気相堆積により堆積する工程を有する請求項１に記載の誘電体膜の作製方法。
【請求項３】
前記第１の誘電体膜が、化学式（Ｂｉ２Ｏ２）２＋（Ｓｒｎ−１ＴａｎＯ３ｎ＋１）２−（但し、ｎは１以上の正の数）で表される材料で形成されている請求項１または２に記載の誘電体膜の作製方法。
【請求項４】
前記化学式におけるｎは１〜５の範囲の値を持つ請求項３に記載の誘電体膜の作製方法。
【請求項５】
化学式（Ｂｉ２Ｏ２）２＋（Ｓｒｎ−１ＴａｎＯ３ｎ＋１）２−（但し、ｎは１以上の正の数）で表される第１の誘電体膜を第１のＢｉモル比及び第１のＳｒモル比を有するソースガスを用いた化学気相堆積によって、Ｐｔを含む下地電極層上に堆積する工程と、
前記第１の誘電体膜の上に、前記第１のＢｉモル比よりも小さい第２のＢｉモル比、及び前記第１のＳｒモル比よりも小さい第２のＳｒモル比を有するソースガスを用いた化学気相堆積によって、前記第１の誘電体膜の構成元素と同一の構成元素からなる第２の誘電体膜を堆積する工程とを有する誘電体膜の作製方法。
【請求項６】
前記化学式におけるｎは１〜５の範囲の値を持つ請求項５に記載の誘電体膜の作製方法。
【請求項７】
前記第１の誘電体膜の堆積中、前記第１のＢｉモル比及び第１のＳｒモル比が連続的または階段的に減少する請求項５または６に記載の誘電体膜の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体膜の作製方法に関し、特にＢｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、またはＺｒを含む誘電体膜を化学気相堆積により作製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学式（Ｂｉ2Ｏ2）2+（Ａn-1ＢnＯ3n+1）2-で表されるＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物は、反転疲労の少ない誘電体であることが知られている。一般的にＡはＢｉ、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋのいずれかであり、ＢはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒのいずれかであり、ｎは１〜５の正の整数である。たとえば、Ａ＝Ｓｒ、Ｂ＝Ｔａ、ｎ＝２の場合（Ｂｉ2Ｏ2）2+（ＳｒＴａ2Ｏ7）2-である。この場合分子式はＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9となる。
【０００３】
従来Ｂｉ系層状ペロブスカイト型酸化物の誘電体膜はスピンコートやスパッタリングによって成膜されていた。将来的に半導体メモリ装置のキャパシタ誘電体膜としてＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜を用いること等を考えると、微細加工の容易な化学気相堆積（ＣＶＤ）によりＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜を成膜することが望まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＶＤにより成膜したＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜は、スピンコートやスパッタリングにより成膜したＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜よりも電気的特性が劣っていた。
【０００５】
本発明の目的は、電気的特性の優れたＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜を化学気相堆積により成膜することのできる誘電体膜の作製方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、厚さ方向に関して均一な組成の誘電体膜を化学気相堆積によって成膜することのできる誘電体膜の作製方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
Ｂｉ、Ｓｒ、及びＴａを含む酸化物誘電体材料からなる第１の誘電体膜を、化学気相堆積により、Ｐｔを含む下地電極層の上に堆積する方法であって、Ｂｉ及びＳｒの原料の供給量を、Ｔａの原料の供給量に対して相対的に減少させながら前記第１の誘電体膜を堆積する誘電体膜の作製方法が提供される。
【０００８】
下地電極層の上にＢｉ、Ｓｒ、及びＴａを含む誘電体膜を、Ｐｔを含む下地電極上に化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積すると、下地電極層近傍のＢｉ及びＳｒの組成が不足することを発見した。原料中のこれらの原子のモル比を増大して下地電極上に第１の誘電体膜を堆積し、その後通常のモル比で第２の誘電体膜を堆積することにより、組成均一性の高い誘電体膜を作製することができる。
【０００９】
本発明の他の観点によると、
化学式（Ｂｉ２Ｏ２）２＋（Ｓｒｎ−１ＴａｎＯ３ｎ＋１）２−（但し、ｎは１以上の正の数）で表される第１の誘電体膜を第１のＢｉモル比及び第１のＳｒモル比を有するソースガスを用いた化学気相堆積によって、Ｐｔを含む下地電極層上に堆積する工程と、
前記第１の誘電体膜の上に、前記第１のＢｉモル比よりも小さい第２のＢｉモル比、及び前記第１のＳｒモル比よりも小さい第２のＳｒモル比を有するソースガスを用いた化学気相堆積によって、前記第１の誘電体膜の構成元素と同一の構成元素からなる第２の誘電体膜を堆積する工程とを有する誘電体膜の作製方法が提供される。
【００１０】
ソースガス中のＢｉモル比及びＳｒモル比を増大して、Ｐｔを含む下地電極上に第１の誘電体膜を堆積し、その後通常のＢｉモル比及びＳｒモル比で第２の誘電体膜を堆積することにより、電気的特性の優れたＢｉ系層状ペロブスカイト型誘電体膜を作製することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、化学気相堆積によって作製したＢｉ系層状ペロブスカイト型酸化物膜の電気的特性がなぜスピンコート法などで成膜したものよりも劣っているのかを実験的に調べた。
【００１２】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明者等の行った実験を説明するためのサンプル及び化学気相堆積（ＣＶＤ）装置の概略断面図及び実験結果を示すグラフである。
【００１３】
図２（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板１１の表面上に熱酸化法によりＳｉＯ2層１２を成長させ、その上にＴｉ層１３、Ｐｔ層１４をスパッタリングによって堆積した。なお、ＳｉＯ2層１２の厚さは５００ｎｍであり、Ｔｉ層１３の厚さは３０〜５０ｎｍであり、Ｐｔ層１４の厚さは２００ｎｍである。
【００１４】
このように準備した下地電極上に層状ペロブスカイト型酸化物膜としてＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜（ＳＢＴ膜）１５を化学気相堆積（ＣＶＤ）により堆積した。なお、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9は、厳密にはＳｒ0.8Ｂｉ2.3Ｔａ2Ｏ9の化学式を持つようなノンストイキオメトリの組成の時、電気的特性が優れていることが知られている。しかしながら、本明細書においてはこのようなノンストイキオメトリの組成を含めてＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9と表す。
【００１５】
図２（Ｂ）は、ＣＶＤ装置の構成を概略的に示す。堆積室５１は真空排気可能であり、上部に、温度コントローラを有するガス供給装置５３を備える。堆積室５１の下部には、基板５５を載置するためのサセプタ５６が設けられている。サセプタ５６は、ヒータ５７を内蔵し、基板５５を所望温度に加熱することができる。堆積室５１には排気管５８が接続されており、排気ポンプ５９、除害器６０を介して堆積室５１内を排気することができる。温度コントローラには、加熱／冷却媒体の循環路６５が接続されている。循環路６５中には、冷却器６１、加熱器６２、循環ポンプ６３が備えられている。ガス供給装置５３には、上方から所望組成の原料ガスが供給される。
【００１６】
原料ガスのベッセルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃは、３種類の原料を収容している。図示の場合、３種類の原料はそれぞれ液体であるものとする。ベッセルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ内に、配管６７を通して窒素ガスが送られ、液面に圧力を印加する。圧力印加により、原料液体が配管６８ａ、６８ｂ、６８ｃにそれぞれ供給される。これらの配管６８ａ、６８ｂ、６８ｃは、ミキサー７０で結合され、３種類の液体が混合された原料液体が液体ポンプ７１に供給される。
【００１７】
ミキサー７０は、ベッセルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃから供給される原料の混合比を決める働きをする。液体ポンプ７１は、混合原料液体を気化室７２に供給する。気化室７２内には、メッシュフィルタ７３を介して原料液体が供給される。気化室７２内に供給された原料液体は気化し、配管７５から供給される窒素ガスに、スロットルバルブ７４を介して配管７６に輸送される。
【００１８】
配管７６には、Ｏ2＋Ｎ2ガスを供給するガス供給口７８が設けられている。このようにして、気化した混合原料ガスとＯ2＋Ｎ2ガスがガス供給装置５３に供給される。
【００１９】
なお、ＣＶＤの原料が３種類の液体である場合を例示したが、原料として４種類以上または２種類以下の材料を用いることも可能である。以下、Ｂｉ系層状ベロブスカイト型酸化物膜としてＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜をＣＶＤにより堆積する場合を説明する。
【００２０】
Ｓｒ原料としてビスジピバロイルメタナートストロンチウム（Ｓｒ（ＤＰＭ）2）、Ｂｉ原料としてトリフェニルビスマス（Ｂｉ（Ｃ6Ｈ5）3）、及びＴａ原料としてテトライソプロポキシジピバロイルメタナートタンタル（Ｔａ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4（ＤＰＭ））を用いた。これらの原料を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に、それぞれ０．１５モル／リットル、０．４モル／リットル、及び０．４モル／リットルの濃度になるように溶かした。
【００２１】
Ｓｒ（ＤＰＭ）2、Ｂｉ（Ｃ6Ｈ5）3、及びＴａ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4（ＤＰＭ）を、それぞれの流量が０．０６ｓｃｃｍ、０．０６ｓｃｃｍ、及び０．０３ｓｃｃｍとなるように混合し、温度２２０℃に保持した気化室７２に導入した。このとき、溶液原料中のＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ元素のモル比は３：８：４である。気化室７２に導入された原料気体をＮ2キャリアガスと共に反応室５１に導入した。反応室５１内に収容された基板５５の温度は約４４０℃に保たれている。
【００２２】
基板５５（図２（Ａ）のＰｔ下地電極１４）の上に、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜が堆積する。上述の条件で、ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜１５を厚さ約２００ｎｍ堆積させた。
【００２３】
このように作製したＳｒＢｉＴａ2Ｏ9膜１５の組成を誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析により調べた。図２（Ｃ）に測定の結果得られたＢｉとＳｒの組成比を、Ｔａの組成比を２として示す。Ｓｒの組成は、図２（Ｃ）中の曲線Ｓｒに示すように、膜中の深さによらずほぼ一定であるのに対し、Ｂｉの組成は、破線Ｂｉ１に示すように、下地電極表面の近傍で低く、下地電極表面から遠くなる（膜厚が厚くなる）に従って次第に上昇し、やがてほぼ一定値に近づいている。
【００２４】
すなわち、同一組成で作製したはずのＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜１５は、膜厚方向に組成分布を有しており、下地金属層に近い部分ではＢｉ成分が不足していることが分かった。なお、後に図４（Ｂ）で説明するように、Ｐｔ層１４の表面から約２５ｎｍまでの部分においては、Ｓｒ成分もやや不足していることが分かった。Ｂｉ成分及びＳｒ成分の不足の原因を調べるために、Ｐｔ層１４内の元素分析を厚さ方向に関して行った。
【００２５】
図３は、Ｐｔ層１４内の厚さ方向に関する２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）による２次イオン検出強度の分布を示す。横軸はＰｔ層１４の上面からの深さを単位ｎｍで表し、縦軸は検出強度を対数目盛で表す。図中の記号○及び△は、それぞれＢｉ及びＳｒに対する検出強度を示す。なお、Ｔａの含有量は、検出限界以下であった。
【００２６】
Ｂｉ原子が、５ｎｍよりも深い領域まで拡散していることがわかる。また、Ｓｒ原子も、Ｐｔ層１４内にわずかながら拡散していることがわかる。ＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜１５内のＢｉ成分及びＳｒ成分の不足は、これらの原子がＰｔ層１４内に拡散したためと考えられる。
【００２７】
そこで、ＳｒＢｉＴａ2Ｏ9膜１５を厚さ方向に関して２つの部分に分け、第１層１５ａと第２層１５ｂとを異なる条件で堆積した。第１層１５ａは、ソースガス中のＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ元素のモル比を３：１５：４に設定して堆積し、第２層１５ｂは、ソースガス中のＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ元素のモル比を３：８：４に設定して堆積した。第１層１５ａ及び第２層１５ｂの厚さは、共に約１００ｎｍである。
【００２８】
このようにして作製したＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9膜１５の組成を、再びＩＣＰ発光分析により測定した。測定の結果得られたＢｉ組成は、図２（Ｂ）の実線Ｂｉ２に示す通りである。なお、Ｓｒの組成は、前回と同様実線Ｓｒであった。この方法によれば、ＳＢＴ膜１５中で、Ｂｉ組成がほぼ一定に保たれ、高い電気特性が実現できることが分かる。
【００２９】
図１（Ａ）は、本発明の実施例によるキャパシタを有する半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。Ｓｉ基板１の表面上に、熱酸化によりＳｉ０2層２を形成する。Ｓｉ０2層２の上に、例えば厚さ約２０〜３０ｎｍのＴｉ層３をスパッタリングにより形成し、その上に厚さ約１００〜２００ｎｍのＰｔ層４を同じくスパッタリングにより形成する。このようにして積層したＰｔ／Ｔｉ層３、４が下地電極層を構成する。なお、下地電極層はスパッタリングに限らず、蒸着等他の方法によって堆積してもよい。
【００３０】
Ｐｔ層４の上に、ＳＢＴからなる第１層５を、原料中のＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ元素のモル比を３：（１２〜１８）：４として堆積した。なお、液体原料は熱により気化させ、Ｎ2キャリアガスと共に反応室に導く。反応室内の圧力は約７ｔｏｒｒ、Ｎ2流量は約０．５ｓｌｍ、Ｏ2流量は約０．５ｓｌｍ、基板温度は約４００〜４５０℃とする。このような条件で、ＳＢＴからなる厚さ約１００ｎｍの第１層５を堆積する。次に、原料中のＳｒ、Ｂｉ、Ｔａ元素のモル比を３：８：４に変更し、他の条件は第１層５と同様の条件でＳＢＴからなる第２層６を堆積する。例えば、耐圧１０Ｖ以上のキャパシタを作製するためには、ＳＢＴからなる第２層６の厚さを約１００〜１５０ｎｍに設定すればよい。
【００３１】
ＳＢＴ層成膜後、酸素雰囲気中で温度を７５０〜８５０℃とし、ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡ）を約３０秒間行う。さらにファーネス中に移し、温度７００〜８００℃で３０分間のアニーニングを行う。このようにして誘電体膜の膜質を改良し、その上に上部電極７をスパッタリングにより堆積する。上部電極７は、Ｐｔ層を堆積し、メタルマスクを用いてこのＰｔ膜をスパッタリングすることにより形成される。上部電極７は、例えば直径０．５ｍｍφの円形状にパターニングされる。上部電極作製の際のプラズマにより生じるダメージを回復させるため、上部電極７の形成後、ファーネス中を酸素雰囲気とし、温度８００℃で３０分間のアニーリングを行う。
【００３２】
なお、必要に応じＳＢＴ膜６、５および下部電極４、３もパターニングする。
【００３３】
このように下地電極上に先ずＢｉ組成比の高い原料を供給し、ＳＢＴ第１層を形成する。その後、Ｂｉのモル比を少なくして所望のＢｉ組成を実現するのに適した原料を供給し、ＳＢＴ第２層を堆積する。これにより、全厚さに渡ってＢｉ組成の平均化されたＳＢＴ層を得ることができる。Ｂｉ組成の不足を補うことにより、電気的特性の優れた誘電体膜が得られる。
【００３４】
このようにして作製したＳＢＴキャパシタの反転分極量は１５〜２０μＣ／ｃｍ2であった。従来のＣＶＤによるＳＢＴキャパシタの反転分極量が１０μＣ／ｃｍ2前後であったことと較べると、反転分極量が増大していることが明白に判る。
【００３５】
原料中のＳｒ：Ｂｉ：Ｔａのモル比を、その後の定常状態におけるモル比と異ならせて堆積するＳＢＴの第１層１５ａの厚さの好適な範囲は、８ｎｍ〜１５０ｎｍ、より好適な範囲は１０ｎｍ〜１２０ｎｍ、さらに好適な範囲は５０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００３６】
なお、上記実施例では、原料中のＢｉのモル比を成膜当初に大きくしておく場合を説明した。ＳＢＴ膜中のＳｒも、Ｂｉに比べてその拡散量は少ないが、Ｐｔ膜中に拡散する。Ｓｒの組成分布をより均一に近づけるために、原料中のＳｒのモル比も、成膜当初に大きくしておくことが好ましい。
【００３７】
Ｂｉ原料として、上述のものの外、トリターシャリブトキシビスマス（Ｂｉ（ＯｔＢｕ）3）、トリターシャリアミロキシビスマス（Ｂｉ（ＯｔＡｍ）3）を用いることもできる。また、Ｔａ原料として、上述のものの外、ペンタエトキシタンタル（Ｔａ（ＯＥｔ）5）、ペンタイソプロポキシタンタル（Ｔａ（ＯｉＰｒ）5）を用いることもできる。
【００３８】
なお、原料中のＢｉ組成を変化させて２層のＳＢＴ層を堆積する場合を説明したが、図１（Ｂ）に示すように連続した１層のＳＢＴ層８を堆積し、図中右側に示すように、成膜中連続的またはステップ的に原料中のＢｉ組成を変化させることもできる。
【００３９】
次に、原料中のＢｉ組成とＳｒ組成とを連続的に変化させてＳＢＴ膜を成膜した場合の組成分布について説明する。成膜当初のＳｒ（ＤＰＭ）2、Ｂｉ（Ｃ6Ｈ5）3、及びＴａ（Ｏ−ｉＣ3Ｈ7）4（ＤＰＭ）の流量を、それぞれ０．０７ｃｃ／分、０．１０ｃｃ／分、及び０．０３ｃｃ／分とした。成膜開始から５分後のこれらの原料の流量が、それぞれ０．０６ｃｃ／分、０．０６ｃｃ／分、及び０．０３ｃｃ／分になるように、Ｓｒ（ＤＰＭ）2及びＢｉ（Ｃ6Ｈ5）3の流量を徐々に減少させた。成膜開始から５分経過以降の原料の流量は一定にした。
【００４０】
図４（Ａ）は、上述の条件で成膜したＳＢＴ膜の厚さ方向の組成分布を示す。横軸は、Ｐｔ層１４とＳＢＴ膜との界面を基準とした場合の膜厚方向の位置を単位ｎｍで表し、縦軸は、Ｔａの組成比を２としたときの各元素の組成比を表す。図中の記号○及び△は、それぞれＢｉ及びＳｒの組成比を示す。Ｂｉ成分及びＳｒ成分の組成比は、厚さ方向に関してほぼ一定であることがわかる。
【００４１】
参考のために、図４（Ｂ）に各原料の流量比を一定にして成膜したＳＢＴ膜の組成分布を示す。ＳＢＴ膜のうち、Ｐｔ層１４とＳＢＴ膜との界面から５０ｎｍまでの部分のＢｉ成分及びＳｒ成分の組成が所望の組成よりも減少していることが分かる。
【００４２】
上述のように、ＳＢＴ膜の成膜当初に、Ｂｉ原料及びＳｒ原料の流量を化学量論的組成比から求まる流量よりも多くしておく。成膜開始後、これらの流量を徐々に減少させる。これにより、ＳＢＴ膜中のＢｉ及びＳｒ成分の減少分を補償し、厚さ方向に関してほぼ均一な組成のＳＢＴ膜を得ることができる。
【００４３】
このように、原料の流量を連続的に変化させると、図２（Ａ）に示すようにＳＢＴ膜を２層に分けて成膜する場合に比べて、Ｂｉ及びＳｒの組成分布をより均一に近づけることができる。
【００４４】
以上ＳＢＴを用いる場合について説明したが、下部電極との界面近傍でＢｉが不足する性質は、化学式（Ｂｉ2Ｏ2）2+（Ａn-1ＢnＯ3n+1）2-を有する層状ペロブスカイト型酸化物であって、Ａ＝Ｂｉ、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｎａ、Ｋ、Ｂ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、ｎ＝１〜５である誘電体に共通の性質であり、同様の成膜法を採用することにより、電気的特性の向上が期待される。なお、上記ｎが２以上である場合には、上記Ｂは、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒからなる群より選ばれた複数の元素でもよい。例えば、上述の成膜法は、ＳｒＢｉ2（Ｔａ，Ｎｂ）2Ｏ9膜を成膜する場合にも有効であろう。
【００４５】
さらに、上述の成膜法は、Ｓｒ成分が不足する場合にも有効である。従って、Ｂｉを含まずＳｒを含む酸化物誘電体材料、例えばＳｒ2（Ｔａ，Ｎｂ）2Ｏ7等の誘電体膜を成膜する場合にも有効であろう。
【００４６】
また、本願発明者らの実験によると、ＢｉやＳｒ以外に、ＰｂやＺｒもＰｔ層内に拡散しやすいことがわかった。従って、上述の方法は、ＰｂまたはＺｒを含む酸化物誘電体膜を成膜する場合にも有効であろう。例えば、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3等の強誘電体膜、及びＳｒＴｉＯ3、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3等の高誘電率膜を成膜する場合にも有効であろう。
【００４７】
上記実施例では、誘電体膜の下地がＰｔ層である場合を説明した。Ｐｔの外に、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、これらの合金、またはこれらの酸化物が下地である場合にも同様の効果が期待できる。
【００４８】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気的特性の優れたＢｉ系層状誘電体膜をＣＶＤによって作製することができる。このため、電気的特性の優れたキャパシタを有する半導体層を作製することができる。また、Ｂｉ、Ｓｒ、Ｐｂ、及びＺｒのいずれかを含む酸化物誘電体膜の構成元素の厚さ方向の組成分布を、均一に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるキャパシタを有する半導体装置の構成を概略的に示す断面図およびグラフである。
【図２】本発明者等の行った実験を説明するためのサンプルおよびＣＶＤ装置の断面図および実験結果を示すグラフである。
【図３】ＳＢＴ膜の下地のＰｔ層中のＢｉ及びＳｒに対するＳＩＭＳによる２次イオン検出強度の深さ方向に関する分布を示すグラフである。
【図４】図４（Ａ）は、実施例による方法で作製したＳＢＴ膜中のＢｉ及びＳｒの組成比の膜厚方向の分布を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、従来の方法で作製したＳＢＴ膜中のＢｉ及びＳｒの組成比の膜厚方向の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１  Ｓｉ基板
２  ＳｉＯ2層
３  Ｔｉ層
４  Ｐｔ層
５  ＳＢＴ第１層
６  ＳＢＴ第２層
７  Ｐｔ層
【図１】
0004212013.tif 000002
【図２】
0004212013.tif 000003
【図３】
0004212013.tif 000004
【図４】
0004212013.tif 000005