(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）表面に屈曲型結晶粒によって曲率半径が比較的に大きな凸部と曲率半径が比較的に小さな凹部が形成されている下部電極上に誘電膜の形成に必要な第１反応物を供給し、前記第１反応物の少なくとも１個の構成原子が前記下部電極の表面に化学的に結合されてなった化学的吸着層と前記第１反応物の少なくとも１個の構成物質が前記化学的吸着層上に物理的に結合されてなった物理的吸着層を形成する段階と、
（ｂ）前記凹部でのみ前記物理的吸着層の一部が前記化学的吸着層上に残存するように前記物理的吸着層の残り一部を除去する段階と、
（ｃ）前記化学的吸着層及び前記残存する物理的吸着層を前記誘電膜の形成に必要な第２反応物と反応させ、前記下部電極の表面に前記凸部上より前記凹部上にさらに厚く薄膜を形成する段階とを含むことを特徴とするキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項２】
前記第１反応物はＡｌ（ＣＨ3）3であり、前記第２反応物はＨ2Ｏであり、前記誘電膜はＡｌ2Ｏ3膜であることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項３】
前記段階（ｂ）で前記物理的吸着層の残り一部は不活性ガスを使用してパージング方法によって除去されることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項４】
前記段階（ｂ）で前記物理的吸着層の残り一部はポンピングによって除去されることを特徴とする請求項１に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項５】
所望の厚さの前記誘電膜が得られるまで前記段階（ａ）ないし段階（ｃ）を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項６】
前記段階（ｃ）は、
（ｃ−１）前記物理的吸着層の残り一部が除去された結果物上に前記第２反応物を供給し、前記化学的吸着層及び前記残存する物理的吸着層と化学的に反応させる段階と、
（ｃ−２）前記段階（ｃ−１）から発生された反応副産物を除去する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項７】
前記段階（ｃ−２）で前記反応副産物は不活性ガスを使用してパージング方法によって除去されることを特徴とする請求項６に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項８】
前記段階（ｃ−２）で前記反応副産物はポンピングによって除去されることを特徴とする請求項６に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項９】
前記段階（ａ）ないし段階（ｃ）は３００℃の温度で行なわれることを特徴とする請求項２に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【請求項１０】
前記段階（ａ）ないし段階（ｃ）は１ないし５Ｔｏｒｒの圧力下で行なわれることを特徴とする請求項２に記載のキャパシタの誘電膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子の製造方法に係り、特にキャパシタの誘電膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＲＡＭ素子の高集積化によって単位メモリセルの面積が小さくなり、それによって素子動作のための十分なセルキャパシタンスを有するキャパシタを製造する必要がある。
【０００３】
半導体メモリ装置のキャパシタンスはメモリ装置の記憶容量を決定する重要な変数であって、キャパシタンスの減少はメモリセルの読出し能力を低下させてソフトエラー率を増加させる。したがって、半導体メモリ装置の高集積化のためには必ず特定値以上のセルキャパシタンスを確保すべきである。
【０００４】
制限されたセル面積内でキャパシタンスを増加させるための多くの方法が提案された。その中、下部電極の表面に屈曲型結晶粒としていわゆるＨＳＧ（Hemispherical Grain）を成長させることによって電極の表面積を増加させてキャパシタの有効面積を広げる方法が多用されている。
【０００５】
通常、キャパシタのキャパシタンスは誘電膜の厚さに反比例して、誘電膜と電極との接触面積に正比例する。したがって、誘電膜の厚さを最小化して誘電膜と電極との接触面積を最大化する必要がある。このためには、下部電極上に誘電膜を形成する時優秀なステップカバレージ（step coverage）を得ることが重要である。
【０００６】
特に、前記のように屈曲型結晶粒が形成された下部電極上に誘電膜を形成する時には大きなキャパシタンスを得ると同時に漏れ電流を抑制するために優秀なステップカバレージを得ることは必須である。
【０００７】
しかし、従来のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）またはＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）方法を利用して誘電膜を形成すれば優秀なステップカバレージを得にくい。特に、従来のＣＶＤ方法においては、サーフェイスカイネチックモード（surface kinetic mode）を活用する蒸着工程によって比較的優秀なステップカバレージを有する誘電膜を得ることはできるが、誘電膜の蒸着に必要な反応物が基板上に同時に伝達されるので特定の部分におけるステップカバレージを必要によって調節することはむずかしい。
【０００８】
特に、屈曲型結晶粒が形成された３次元形状の下部電極のように凹凸状に段差が形成された構造物上では優秀なステップカバレージを得にくく、段差の低い凹部に蒸着される膜厚が薄くなりやすい。
【０００９】
一方、下部電極に屈曲型結晶粒が形成されたキャパシタにおいて電極の表面中曲率半径の小さな部分では曲率半径の大きな部分より電位（electric potential）が大きく作用する。
【００１０】
通常、下部電極に屈曲型結晶粒が形成されたキャパシタにより形成されるスフェリカルキャパシタ（spherical capacitor）において、電位はキャパシタを構成する二つの電極の曲率半径の差に正比例して、各曲率半径の積に反比例する。反面、キャパシタンスはキャパシタを構成する二つの電極の曲率半径の差に反比例し、各曲率半径の積に正比例する。この際、キャパシタンスはキャパシタの全体面積に渡って影響を受ける反面、電位によって現れる漏れ電流の特性はキャパシタの全体面積中最も脆弱な部分、すなわち電極の表面中屈曲型結晶粒によって形成された曲率半径が小さな部分により決定される。すなわち、下部電極に屈曲型結晶粒が形成されたキャパシタにおいて、電極の表面中曲率半径が小さな部分では曲率半径が大きな部分より電位が大きく作用するので漏れ電流がさらに多く流れる。
【００１１】
前記のようにキャパシタ電極の曲率半径が小さな部分は下部電極の表面にある屈曲型結晶粒の間に形成される複数の凹部に該当する部分である。これら凹部は従来の蒸着方法によって誘電膜を形成する時、屈曲型結晶粒によって形成される凸部に比べて誘電膜が薄く形成される恐れがある。このように、誘電膜が薄く形成された部分へ集中する電位によって漏れ電流が増えることを防止するために、曲率半径が小さな凹部における誘電膜を十分に厚く形成しようとする時、従来の誘電膜の形成方法によれば所望しない部分の誘電膜までも必要以上に厚くなり、所望のキャパシタンスが得られなくなる。
【００１２】
その結果、従来の誘電膜の形成方法によれば、優秀なステップカバレージを得にくく、優秀なステップカバレージを得たとしても曲率半径の小さな凹部で現れる漏れ電流の増加現像は解決できない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は前記従来の問題点を解決するために、下部電極の表面に屈曲型結晶粒が形成されたキャパシタで電位が強く作用する部分から発生される漏れ電流を最大限抑制すると同時に素子動作に必要なセルキャパシタンスを十分に確保することができる誘電膜の形成方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るキャパシタの誘電膜の形成方法は、表面に屈曲型結晶粒によって曲率半径が比較的大きな凸部と曲率半径が比較的小さな凹部が形成されている下部電極上に誘電膜の形成に必要な第１反応物を供給し、前記第１反応物の少なくとも１個の構成原子が前記下部電極の表面に化学的に結合されてなった化学的吸着層（chemisorption layer）と前記第１反応物の少なくとも１個の構成物質が前記化学的吸着層上に物理的に結合されてなった物理的吸着層（physisorption layer）を形成する。前記凹部でのみ前記物理的吸着層の一部が前記化学的吸着層上に残存するように前記物理的吸着層の残り一部を取り除く。前記化学的吸着層及び前記残存する物理的吸着層を前記誘電膜の形成に必要な第２反応物と反応させ、前記下部電極の表面に前記凸部上より前記凹部上にさらに厚く薄膜を形成する。
【００１５】
好ましくは、前記第１反応物はＡｌ（ＣＨ3）3であり、前記第２反応物はＨ2Ｏであり、前記誘電膜はＡｌ2Ｏ3膜である。
【００１６】
前記物理的吸着層の残り一部は不活性ガスを使用してパージング（purging）方法によって除去されたり、またはポンピング（pumping out）によって除去される。
【００１７】
前記本発明に係るキャパシタの誘電膜の形成方法を所定回数繰り返して所望の厚さの前記誘電膜を得ることができる。
【００１８】
前記薄膜を形成するために、まず前記物理的吸着層の残り一部が除去された結果物上に前記第２反応物を供給し、前記化学的吸着層及び前記残存する物理的吸着層と化学的に反応させてから前記反応副産物を取り除く。
【００１９】
前記反応副産物を除去するために不活性ガスを使用してパージングしたり、またはポンピングによって前記反応副産物を取り除く。
【００２０】
前記誘電膜としてＡｌ2Ｏ3膜を形成するために、前記工程温度は３００℃、工程圧力は１ないし５Ｔｏｒｒとする。
【００２１】
本発明によれば、素子動作に必要なセルキャパシタンスを十分に確保すると同時に曲率半径が小さな凹部で強く作用する電位による漏れ電流の増加現像を防止しうる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例に対して添付図面を参照して詳しく説明する。
【００２３】
キャパシタの二つの電極の間に一定な電位が存在すれば、誘電膜を通して流れる漏れ電流は誘電膜が厚いほど減少する。したがって、本発明ではキャパシタの誘電膜の中でほかの部分より電位が大きくて漏れ電流の特性が劣悪な部分、すなわち屈曲型結晶粒が形成された下部電極上で曲率半径が小さな凹部にのみ選択的に誘電膜をほかの部分より厚く形成することによってキャパシタ全体で必要とするキャパシタンスを十分に確保しながらキャパシタ全体の漏れ電流の特性を改善しようとする。
【００２４】
上述したように、サーフェスカイネチックモードを活用する従来のＣＶＤ蒸着工程では誘電膜の蒸着に必要な反応物が基板上に同時に伝達されるので特定の部分におけるステップカバレージを必要によって調節しにくい。
【００２５】
しかし、本発明では誘電膜の蒸着に必要なそれぞれの反応物をガスパルシング（gas pulsing）方法で順次に基板上に供給することによって複数の原子層により高純度の誘電膜を形成するＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）方法を利用する。ここで、ガスパルシング方法は反応ガスとパージングガスを交代に供給する方法を意味する。
【００２６】
通常、ＡＬＤ方法による薄膜形成方法では厚さ調節が容易で優秀なステップカバレージが得られる。本発明ではＡＬＤ方法によって誘電膜の蒸着に必要な反応ガスを順次に基板上に供給して屈曲型結晶粒が形成された下部電極の表面に化学的吸着層及び物理的吸着層を形成させた後、パージング時間を調節することによって下部電極の表面中曲率半径が小さな凹部では前記物理的吸着層を完全に除去せず残す方法によって他部より厚い膜が形成されるようにする。その結果、ＡＬＤ方法によって形成された誘電膜の中で下部電極の表面中曲率半径が大きい凸部上には１００％の優秀なステップカバレージを有する誘電膜を形成できると同時に曲率半径が小さな凹部上にはその増えた厚さによって１００％を越えるステップカバレージを有する誘電膜を形成することができる。したがって、曲率半径が小さな凹部上に増えた厚さの誘電膜が形成されることによって、曲率半径が小さな凹部で強く作用する電位による漏れ電流の増加現像を防止できる。
【００２７】
本明細書の全般に渡って記載された用語”ステップカバレージ”は凹部及び凸部によって３次元形状の表面を有する下地膜上に形成される薄膜において、前記凹部に形成される前記薄膜の厚さｄ１と前記凸部に形成される前記薄膜の厚さｄ２の百分率、すなわちｄ１／ｄ２×１００で定義される。
【００２８】
本発明はＡＬＤ方法のみならずサイクリック（cyclic）ＣＶＤ、デジタル（digital）ＣＶＤ、アドバンスト（advanced）ＣＶＤ等のようにそれぞれの反応物を周期的に供給してパージングする段階を繰り返して行なう蒸着法であればいかなる方法でも適用可能である。
【００２９】
便宜上、本実施例ではＡＬＤ方法によって誘電膜を形成する方法に対して説明する。本発明は前記他の方法に対しても同様に適用可能なのはもちろんである。
【００３０】
本発明では特定の部分で増えた厚さを有する誘電膜を形成するためにＡＬＤ方法におけるパージング効率を減少させる方法を利用する。この方法によって部分的に厚くなった誘電膜を形成しても得られた誘電膜の物性はそれほど変化しないとのことは次の実験結果から確認することができる。
【００３１】
図１のＡはＡＬＤ方法によってキャパシタの誘電膜を形成する時多様なパージング時間に対して適用された工程サイクル数と得られた誘電膜の厚さとの関係を示したグラフである。
【００３２】
具体的に説明すれば、ＡＬＤ方法によって誘電膜、すなわちＡｌ2Ｏ3膜を形成する時、まずＡｌ（ＣＨ3）3ガスを下部電極上に供給して化学的吸着状態及び物理的吸着状態を誘導した後、パージング時間を各々０．２秒、０．３秒、０．５秒、０．７秒及び０．９秒とした時、誘電膜の形成のために適用する工程サイクル数を増加させながら形成されたＡｌ2Ｏ3膜の厚さを測定した。
【００３３】
図１のＡの結果から、多様なパージング時間が適用された全ての場合において、Ａｌ2Ｏ3膜の厚さはＡＬＤ工程時適用された工程サイクル数と線形的関係を有することが分かる。すなわち、パージング時間に関係なくＡＬＤ工程サイクル数に比例してＡｌ2Ｏ3膜が厚くなることが分かる。
【００３４】
図１のＢは図１のＡの結果に対してパージング時間と１回の工程サイクルの間に蒸着されるＡｌ2Ｏ3膜の厚さ、すなわちＡｌ2Ｏ3膜の蒸着速度との関係を示したグラフである。
【００３５】
図１のＢの結果から、Ａｌ2Ｏ3膜の蒸着速度はパージング時間が増加するほど減少されることが分かる。例えば、パージングを０．２秒間行なった時には１工程サイクルの間１．２１ÅのＡｌ2Ｏ3膜が蒸着され、パージングを０．９秒間行なった時には１工程サイクルの間１．０２８ÅのＡｌ2Ｏ3膜が蒸着され、０．２秒のパージング時間では０．９秒のパージング時間より蒸着速度が１７％増加した。
【００３６】
図２は多様なパージング時間を適用してＡＬＤ方法によって形成されたＡｌ2Ｏ3膜をキャパシタの誘電膜として適用した場合の各キャパシタの漏れ電流の特性を示したグラフである。
【００３７】
図２はポリシリコンからなる下部電極と、７０±１Åの厚さを有するＡｌ2Ｏ3膜からなる誘電膜と、ポリシリコンからなる上部電極となされる単純なスタック型のキャパシタに対して前記それぞれのパージング時間を適用して誘電膜を形成したサンプルにおける漏れ電流を測定した結果である。すなわち、全てのサンプルは同一な厚さの誘電膜を有しているのですべて同一な等価酸化膜の厚さを持っており、漏れ電流の特性もほとんど類似していることがわかる。
【００３８】
図２の結果から、パージング時間の変化による誘電膜の電気的特性はそれほど変化がないということが分かる。
【００３９】
前記実験結果に基づき、本発明ではＡＬＤ方法によって誘電膜を形成する時パージング時間を変化させる方法によって特定の部分における誘電膜を厚くする。すなわち、本発明では屈曲型結晶粒によって下部電極の表面に形成された曲率半径が小さな凹部のように下部電極の３次元形状に起因して電位が大きくなる部分で誘電膜を厚くすることによって前記電位の大きな部分で漏れ電流が増えることを防止しようとする。
【００４０】
後述される本発明の具体的な実施例は多様な形態に変形でき、本発明が下記実施例に限定されることではない。本発明の実施例は当業界で通常の知識を有する者に本発明をより完全に理解できるようにするために提供されることである。添付した図面において、層または領域の厚さまたは大きさは明細書の明確性のために誇張して表現したものである。添付した図面において、同一な符号は同一な要素を指称することであり、ある層が他の層または基板の”上部”にあると記載された場合、前記ある層が前記他の層または基板の上部に直接存在することもあり、その間に第３の他の層が介在されることもある。
【００４１】
図３のＡないしＥ及び図４は本発明の好ましい実施例によるキャパシタの誘電膜の形成方法を説明するための図面であって、図３のＡないしＥは本発明の方法によって屈曲型結晶粒が形成された下部電極１０の表面に誘電膜を形成する方法を段階別に示した下部電極１０の一部断面図であり、図４は本発明に係る方法によって誘電膜を形成するためにＡＬＤ方法によって周期的にガスをパルシングする方法を説明するためのタイミング図である。
【００４２】
図３のＡを参照すれば、半導体素子のキャパシタを形成するために、まず基板（図示せず）上にポリシリコンからなって屈曲型結晶粒が形成された表面（rugged surface）を有する下部電極１０を形成する。前記下部電極１０の表面には複数の屈曲型結晶粒１２によって曲率半径が比較的大きな凸部１４と曲率半径が比較的小さな凹部１６が形成される。
【００４３】
図３のＢを参照すれば、第１反応物であるＡｌ（ＣＨ3）3及び第２反応物であるＨ2Ｏガスを使用して前記下部電極１０の表面にＡｌ2Ｏ3膜からなる誘電膜をＡＬＤ方法によって形成するために、まず工程温度を３００℃に維持した状態で第１反応物であるＡｌ（ＣＨ3）3ガス２０を前記下部電極１０の表面に供給する。この時、Ａｌ（ＣＨ3）3ガス２０のキャリアガスとしてＡｒを使用する。工程圧力は１ないし５Ｔｏｒｒの範囲で適用可能である。
【００４４】
この時、図４のステップＡと同様に、雰囲気ガスとしてＮ2ガスを４００ｓｃｃｍの流量で続けて供給しながらＡｌ（ＣＨ3）3ガス２０を０．３秒間２００ｓｃｃｍの流量で供給する。ここで、前記雰囲気ガスとして使われるＮ2ガスは前記下部電極１０の表面に供給されるＡｌ（ＣＨ3）3ガス２０を所望の濃度に稀釈させる役割をする。
【００４５】
その結果、前記下部電極１０の表面にはＡｌ（ＣＨ3）3ガス２０から得られたＡｌ原子からなる化学的吸着層２２（黒色粒子）及び前記化学的吸着層２２上に比較的弱い物理的結合によって形成される物理的吸着層２４（白色粒子）が形成される。
【００４６】
図３のＣを参照すれば、不活性ガスをパージングガスとして使用して図３のＢの結果物に対してパージングを行なって前記物理的吸着層２４の一部のみを取り除く。すなわち、前記曲率半径が小さな凹部１６を除いた残り部分に形成された前記物理的吸着層２４は除去し、前記凹部１６に形成された化学的吸着層２２上には物理的吸着層の残留層２４ａを残存させる。
【００４７】
これのために、図４のステップＢに示したように、パージングガスとしてＡｒガスを２００ｓｃｃｍの流量で０．６秒間供給する。この時、パージングガスの役割を強化させるためにＮ2ガスを４００ｓｃｃｍの流量で共に供給する。
【００４８】
ここで、通常のＡＬＤ工程と同様に前記図３のＢの結果物から物理的吸着層２４をすべて除去するためには図４のステップＢでＡｒガスを利用したパージング工程を約０．９秒間行なうべきである。しかし、本発明に係る方法では前記物理的吸着層２４が比較的遅く除去される前記凹部１６にのみ前記物理的吸着層２４が残るようになる時間までパージング工程を行なう。本実施例では０．６秒間のみパージング工程を行なって、前記凹部１６に前記物理的吸着層の残留層２４ａを残存させる。
【００４９】
前記実施例では前記物理的吸着層２４の一部を除去するための方法としてパージング工程を行なうと説明したが、前記物理的吸着層２４の一部をポンピングによって除去することも可能である。
【００５０】
図３のＤを参照すれば、前記化学的吸着層２２及び前記物理的吸着層の残留層２４ａが形成された結果物上に工程温度を３００℃に維持した状態で工程圧力を１ないし５ｔｏｒｒにし、キャリアガスとしてＡｒを使用して第２反応物であるＨ2Ｏガス３０を供給する。
【００５１】
この時、図４のステップＣのように、雰囲気ガスとしてＮ2ガスを４００ｓｃｃｍの流量で続けて供給しながらＨ2Ｏガス３０を０．５秒間２００ｓｃｃｍの流量で供給する。ここで、前記雰囲気ガスとして使われるＮ2ガスはＨ2Ｏガス３０を稀釈させる役割をする。
【００５２】
その結果、Ｈ2Ｏガス３０を構成する酸素原子が前記化学的吸着層２２及び前記物理的吸着層の残留層２４ａと化学的に反応して下部電極１０の表面にはＡｌ2Ｏ3からなる薄膜３２が形成される。ここで、前記下部電極１０の表面で曲率半径が比較的大きな前記凸部１４上には前記化学的吸着層２２のみ形成されているので前記凸部１４上には純粋なＡｌ2Ｏ3からなって比較的薄い（ｔ１）薄膜３２ａが形成される。反面、曲率半径が比較的小さな前記凹部１６上には前記化学的吸着層２２及び物理的吸着層の残留層２４ａが形成されているので、これら化学的吸着層２２及び物理的吸着層の残留層２４ａがすべて薄膜３２の形成に参与する。その結果、前記凹部１６上には比較的厚い（ｔ２）薄膜３２ｂが形成される。前記厚さ（ｔ２）を有する薄膜３２ｂ内には前記物理的吸収層の残留層２４ａによって若干の不純物が含まれることもあるが、本発明に係る方法では図３のＣにおけるパージング時間を調節して前記薄膜３２ｂ内の不純物の含量が誘電膜の物性に影響を及ぼさないようにしうる。
【００５３】
その後、不活性ガスをパージングガスとして使用して前記薄膜３２が形成された結果物に対してパージングを行なって前記薄膜３２を形成した後、残った反応副産物をすべて取り除く。
【００５４】
このため、図４のステップＤに示したように、パージングガスとしてＡｒガスを２００ｓｃｃｍの流量で０．６秒間供給する。この時、パージングガスの役割を強化させるためにＮ2ガスを４００ｓｃｃｍの流量で共に供給する。
【００５５】
前記実施例では前記反応副産物を除去するための方法としてパージング工程を行なうと説明したが、前記反応副産物をポンピングによって除去することも可能である。
【００５６】
これで、図４のステップＡないしステップＤからなる１サイクルの工程が完了する。
【００５７】
図３のＥを参照すれば、前記薄膜３２が形成された結果物に対して図４に示したガスパルシングサイクルを複数回繰り返しながら図３のＢないしＤを参照して説明した工程を複数回繰り返してＡｌ2Ｏ3からなる誘電膜１３２を所望の厚さ、例えば６０Åの厚さに形成する。
【００５８】
前記誘電膜１３２は曲率半径が比較的大きい前記凸部１４上に形成された比較的薄い（ｔ１）誘電膜１３２ａと、曲率半径が比較的小さな前記凹部１６上に形成された比較的厚い（ｔ２）誘電膜１３２ｂを含む。したがって、前記凹部１６上に蒸着された前記誘電膜１３２ｂのステップカバレージは１００％を越えるようになる。
【００５９】
図５は本発明の方法によって形成されたＡｌ2Ｏ3誘電膜と従来の方法によって形成されたＡｌ2Ｏ3誘電膜に対するそれぞれの漏れ電流の特性を示したグラフである。
【００６０】
より具体的に説明すれば、屈曲型結晶粒が形成された下部電極上に本発明の方法によって曲率半径が比較的小さな凹部における誘電膜の厚さが曲率半径が比較的大きな凸部における誘電膜の厚さよりさらに厚くて１００％以上のステップカバレージを有する誘電膜を形成した場合（◆）と、屈曲型結晶粒が形成された下部電極上に通常の方法によって全ての部分で１００％のステップカバレージを有する誘電膜を形成した場合（●）に、各々同一な等価酸化膜の厚さにおけるキャパシタの漏れ電流の特性を図５に示した。
【００６１】
図５の結果から、本発明の方法によって誘電膜を形成した場合には従来の場合に比べて漏れ電流の特性が改善されたことを確認することができる。
【００６２】
これは、本発明の方法によって前記曲率半径が小さな凹部における誘電膜の厚さをほかの部分より厚くすることにより、キャパシタの誘電膜の中ほかの部分より曲率半径が小さな部分でさらに大きく作用する電位によって漏れ電流が増加する現像が抑制されたことを示す。
【００６３】
前記実施例ではキャパシタの誘電膜としてＡｌ2Ｏ3膜を形成する場合のみを説明したが、本発明はこれに限らず、他の酸化物または窒化物を蒸着する場合にも同様に適用できる。例えば、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＣｅＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2などの単原子酸化物と、ＳｒＴｉＯ3、ＰｂＴｉＯ3、ＳｒＲｕＯ3、ＣａＲｕＯ3、（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3、（Ｓｒ、Ｃａ）ＲｕＯ3、（Ｂａ、Ｓｒ）ＲｕＯ3、ＳｎでドーピングされたＩｎ2Ｏ3（ＩＴＯ）、ＦでドーピングされたＩｎ2Ｏ3、ＺｒでドーピングされたＩｎ2Ｏ3等の複合酸化物と、ＳｉＮ、ＮｂＮ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｙａ3Ｎ5、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＷＮ、ＢＮなどの単原子窒化物と、ＷＢＮ、ＷＳｉＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴａＳｉＮ、ＡｌＳｉＮ、ＡｌＴｉＮなどの複合窒化物を形成するに本発明に係る方法を適用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
前述したように、本発明によればキャパシタの誘電膜を形成する時、ガスパルシング方法を利用した蒸着方法によって下部電極の表面中曲率半径が大きな凸部上には１００％の優秀なステップカバレージを有する誘電膜を形成し、これと同時に曲率半径の小さな凹部上には他部より厚く誘電膜を形成して前記凹部における誘電膜のステップカバレージを１００％以上にすることにより、素子動作に必要なセルキャパシタンスを十分に確保すると同時に曲率半径の小さな凹部で強く作用する電位による漏れ電流の増加現像を防止できる。
【００６５】
以上、本発明を好ましい実施例を挙げて詳しく説明したが、本発明は前記実施例に限らず、本発明の技術的思想の範囲内で当分野で通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１のＡは、ＡＬＤ方法による誘電膜の形成時、多様なパージング時間に対して適用された工程サイクル数と得られた誘電膜の厚さとの関係を示したグラフである。また、図１のＢは、パージング時間とＡｌ2Ｏ3膜の蒸着速度との関係を示したグラフである。
【図２】多様なパージング時間を適用してＡＬＤ方法によってキャパシタの誘電膜を形成した場合に各キャパシタの漏れ電流の特性を示したグラフである。
【図３】図３のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、本発明の好ましい実施例によるキャパシタの誘電膜の形成方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例によるキャパシタの誘電膜の形成方法に適用可能なガスパルシング方法を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明と従来の技術におけるそれぞれの漏れ電流の特性を比較したグラフである。
【符号の説明】
１０：  下部電極
１２：  屈曲型結晶粒
１４：  凸部
１６：  凹部
２０：  第１反応物
２２：  化学的吸着層
２４：  物理的吸着層
２４ａ：  物理的吸着層の残留層
３２：  薄膜
３２ａ：  ｔ１を有する薄膜
３２ｂ：  ｔ２を有する薄膜
ｔ１：  薄厚
ｔ２：  厚い厚さ
１３２：  誘電膜
１３２ａ：  ｔ１を有する誘電膜
１３２ｂ：  ｔ２を有する誘電膜
【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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