特許 6427322 アルミニウム前駆体と、それを用いた薄膜及びキャパシタの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6427322

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】アルミニウム前駆体と、それを用いた薄膜及びキャパシタの形成方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/316 20060101AFI20181112BHJP

   H01L 21/8242 20060101ALI20181112BHJP

   H01L 27/108 20060101ALI20181112BHJP

   C23C 16/18 20060101ALI20181112BHJP

   C23C 16/40 20060101ALI20181112BHJP

   C07C 31/32 20060101ALI20181112BHJP

   C07C 49/92 20060101ALI20181112BHJP

   C07F 5/06 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/316 X

   H01L27/108 651

   H01L27/108 621C

   C23C16/18

   C23C16/40

   C07C31/32CSP

   C07C49/92

   C07F5/06 D

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-31269(P2014-31269)

(22)【出願日】2014年2月21日

(65)【公開番号】特開2014-165496(P2014-165496A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2017年2月8日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0019559

(32)【優先日】2013年2月25日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(73)【特許権者】

【識別番号】000000387

【氏名又は名称】株式会社ＡＤＥＫＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尹 相 チョル

(72)【発明者】

【氏名】桜井 淳

(72)【発明者】

【氏名】畑瀬 雅子

(72)【発明者】

【氏名】チョ 侖 廷

(72)【発明者】

【氏名】姜 知 那

(72)【発明者】

【氏名】山田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】崔 晶 植

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５０２５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８８２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００２８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５００７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５６１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００５２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１０５３１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５３４８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８９８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Chemical Vapor Deposition，２００１年，Vol.7, No.2， p.69-74

【文献】 Surface and Coatings Technology，２００２年，Vol.160, No.2-3，p.124-131

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０１Ｌ ２１／８２４２

Ｈ０１Ｌ ２７／１０８

Ｃ２３Ｃ １６／１８

Ｃ２３Ｃ １６／４０

Ｃ０７Ｃ ３１／３２

Ｃ０７Ｃ ４９／９２

Ｃ０７Ｆ ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記の式（１）で表される原子層蒸着工程での蒸着ソースであるアルミニウム前駆体。

【化1】

（上記式（１）において、Ｘは下記式（２）又は式（３）で表される官能基である。）

【化2】

【化3】

【請求項2】

下記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を含む誘電膜形成用蒸着ソースをチャンバ内に配置された基板上に提供する段階と、
前記チャンバ内に残留する蒸着ソース及び副産物を除去するパージ段階と、
前記チャンバ内に配置された前記基板上に反応ガスを提供して前記基板表面に吸着した前記蒸着ソースと反応させる段階と、を含むことを特徴とする薄膜形成方法。

【化1】

（上記式（１）において、Ｘは下記式（２）又は式（３）で表される官能基である。）

【化2】

【化3】

【請求項3】

前記蒸着ソースは、シリコン前駆体又は有機金属前駆体をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。

【請求項4】

前記蒸着ソースは、不活性気体を含むキャリアガスとともに前記チャンバ内に配置された前記基板上に供給されることを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。

【請求項5】

前記反応ガスは、酸化剤、還元剤又は窒化剤のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。

【請求項6】

基板上に下部電極を形成する段階と、
下記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を原子層蒸着工程の蒸着ソースに使って前記下部電極の表面に誘電膜構造物を形成する段階と、
前記誘電膜構造物をカバーする上部電極を形成する段階と、を含むことを特徴とするキャパシタ形成方法。

【化1】

（上記式（１）において、Ｘは下記式（２）又は式（３）で表される官能基である。）

【化2】

【化3】

【請求項7】

前記基板上に前記下部電極を形成する前に、
前記基板上に層間絶縁膜を形成する段階と、
前記層間絶縁膜を貫通し、前記基板上面に接触するコンタクトプラグを形成する段階と、をさらに含み、
前記下部電極は前記コンタクトプラグ上に形成されて電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載のキャパシタ形成方法。

【請求項8】

前記基板上に前記層間絶縁膜を形成する前に、
前記基板上にゲート構造物を形成する段階と、
前記ゲート構造物に隣接する前記基板の部分に不純物領域を形成する段階と、を含み、
前記コンタクトプラグは、前記不純物領域の上面に接触することを特徴とする請求項７に記載のキャパシタ形成方法。

【請求項9】

前記基板上に前記ゲート構造物を形成する段階は、
前記基板上に順次に積層されたゲート絶縁膜パターン、バッファ膜パターン及びゲート導電膜パターンを形成する段階を含むことを特徴とする請求項８に記載のキャパシタ形成方法。

【請求項10】

前記基板上に前記下部電極を形成する段階は、
前記層間絶縁膜上に前記コンタクトプラグの表面を露出させる開口を有するモールド膜を形成する段階と、
前記開口の内壁上に導電膜パターンを形成する段階と、
前記モールド膜を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のキャパシタ形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム前駆体、それを用いた薄膜形成方法及びキャパシタ形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近高い誘電率及び低い電気抵抗を有する薄膜に対する要求が増加している一方、高集積化によって前記薄膜は縦横比（ａｓｐｅｃｔ＿ｒａｔｉｏ）が大きい開口内に形成される。その際、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程などの物理気相蒸着工程では前記のような開口内に薄膜を形成することが容易ではないので、金属前駆体を利用した化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて薄膜を形成している。しかし、これらの工程の場合、高い蒸着温度を必要とするので、前記金属前駆体が蒸着前に簡単に熱分解されて部分的に薄膜が形成されないという問題が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】韓国特許１０７２００２号明細書

【特許文献2】米国公開特許第２０１１−２７４８７８号公報

【特許文献3】特開２００４−０１５０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の一目的は、高い熱安定性を有するアルミニウム前駆体を提供することにある。

【0005】

本発明の他の目的は、前記アルミニウム前駆体を使って薄膜を形成する方法を提供することにある。

【0006】

本発明のまた他の目的は、前記アルミニウム前駆体を使ってキャパシタを形成する方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一目的を達成するための例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体は、下記の式（１）で表される。

【化1】

式（１）において、Ｘは下記式（２）又は式（３）で表される官能基である。

【化2】

【化3】

【0008】

本発明の他の目的を達成するための例示的な実施例に係る薄膜形成方法においては、前記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを基板上に提供する。前記基板上に反応ガスを提供して前記蒸着ソースと反応させる。

【0009】

例示的な実施例において、前記蒸着ソースは、シリコン又は有機金属前駆体をさらに含む。

【0010】

例示的な実施例において、前記蒸着ソースは、不活性気体を含むキャリアガスとともに前記基板上に供給される。

【0011】

例示的な実施例において、前記反応ガスは、酸化剤、還元剤又は窒化剤のうち、少なくとも１つを含む。

【0012】

例示的な実施例において、前記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを前記基板上に提供した後に前記基板にパージ工程を行う。

【0013】

本発明の他の目的を達成するための例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法においては、基板上に下部電極を形成する。前記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を使って前記下部電極の表面に誘電膜構造物を形成する。前記誘電膜構造物をカバーする上部電極を形成する。

【0014】

例示的な実施例において、前記式（１）で表されるアルミニウム前駆体を使って前記下部電極の表面に誘電膜構造物を形成する時、前記アルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを前記下部電極上に提供する。前記下部電極上に反応ガスを提供する。前記反応ガスと前記蒸着ソースを反応させることによって前記下部電極上に薄膜を形成する。

【0015】

例示的な実施例において、前記蒸着ソースは、シリコン前駆体又は有機金属前駆体をさらに含む。

【0016】

例示的な実施例において、前記反応ガスは酸化剤、還元剤又は窒化剤のうち、少なくとも１つを含む。

【0017】

例示的な実施例において、前記反応ガスと前記アルミニウム前駆体を反応させることによって前記下部電極上に薄膜を形成した後に前記基板にリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程を行う。

【0018】

例示的な実施例において、前記基板上に前記下部電極を形成する前に、前記基板上に層間絶縁膜を形成する。前記層間絶縁膜を貫通し、前記基板上面に接触するコンタクトプラグを形成する。前記下部電極は前記コンタクトプラグ上に形成されて電気的に接続される。

【0019】

例示的な実施例において、前記基板上に前記層間絶縁膜を形成する前に、前記基板上にゲート構造物を形成する。前記ゲート構造物に隣接する前記基板の部分に不純物領域を形成する。前記コンタクトプラグは、前記不純物領域の上面に接触する。

【0020】

例示的な実施例において、前記基板上に前記ゲート構造物を形成する時、前記基板上に順次に積層されたゲート絶縁膜パターン、バッファ膜パターン及びゲート導電膜パターンを形成する。

【0021】

例示的な実施例において、前記基板上に前記下部電極を形成する時、前記層間絶縁膜上に前記コンタクトプラグの表面を露出させる開口を有するモールド膜を形成する。前記開口の内壁上に導電膜パターンを形成する。前記モールド膜を除去する。

【発明の効果】

【0022】

本発明の実施例によると、式（１）で表されるアルミニウム前駆体は、低融点及び高い蒸気圧を有すると同時に高温で高い熱安定性を有するので、化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程における蒸着ソースとして用いることができる。
これによって、前記アルミニウム前駆体を用いて高い縦横比を有する開口内に薄膜を容易に形成することができ、これは、例えばキャパシタの誘電膜形成に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】例示的な実施例に係る薄膜形成方法を説明するための断面図である。

【図2】例示的な実施例に係る薄膜形成方法を説明するための断面図である。

【図3】例示的な実施例に係る薄膜形成方法を説明するための断面図である。

【図4】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図5】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図6】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図7】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図8】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図9】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図10】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図11】例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図12】他の例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【図13】他の例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
本明細書に開示されている本発明の実施例に対して、特定の構造的ないし機能的説明は、単に本発明の実施例を説明するための目的で例示されたものであり、本発明の実施例は多様な形態で実施することができ、本明細書に説明された実施例に限定されるものではない。

【0025】

本発明は多様な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるが、特定の実施例を図面に例示して本明細書に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むと理解するべきである。

【0026】

［アルミニウム前駆体］
例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体は下記の式（１）と表示されて、低融点及び十分な揮発性を有しながらも熱安定性が高い特性を有するので、高温の蒸着温度を伴う化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じた薄膜形成時に蒸着ソースとして用いることができる。

【化1】

（式（１）において、Ｘは下記式（２）又は式（３）で表される官能基である。）

【化2】

【化3】

【0027】

前記アルミニウム前駆体は、トリアルキルアルミニウム（ｔｒｉａｌｋｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ）とアルコール又はジケトナート（ｄｉｋｅｔｏｎａｔｅ）を反応させることによって形成できる。

【0028】

例示的な実施例において、前記アルミニウム前駆体は、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ）及び第３ペンチルアルコール（ｐｅｎｔｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）を反応させるか、又は、トリメチルアルミニウム及び２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン（２，２，６，６，−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−３，５−ｈｅｐｔａｎｅｄｉｏｎｅ、ＴＭＨＤ）を反応させることによって形成できる。

【0029】

［実施例１］
アルゴンガスの雰囲気下において、脱水処理したトルエン１１５ｍｌにトリメチルアルミニウム７．５ｇを溶解させた溶液を氷槽（ｉｃｅ ｂａｔｈ）で撹はんして１０℃付近まで冷却させた。次いで、前記冷却された溶液に脱水処理した（ｄｅｈｙｄｒａｔｅｄ）ジピバロイルメタン（ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ ｍｅｔｈａｎｅ、ＤＭＰ）１９．２ｇ及びトルエン３０ｍｌの混合溶液を３時間、ゆっくり添加し、反応中に発生したメタンガスはアルゴンガスを使って除去した。その後、前記混合物を室温で約１５時間撹はんした後、１００℃減圧下でトルエンを除去することによって液体残渣を得た。前記液体残渣を２３０Ｐａ及び１０７℃の条件で減圧蒸留して塔頂温度７８℃で流出することによって、無色透明の液体である、下記の式（４）と表されるアルミニウム前駆体を製造した。

【化4】

【0030】

［実施例２］
アルゴンガスの雰囲気下で、脱水処理したトルエン１２００ｇにトリメチルアルミニウム１４４ｇを溶解させた溶液を氷槽（ｉｃｅ ｂａｔｈ）で撹はんして１０℃付近まで冷却させた。次いで、前記冷却された溶液に脱水処理した第３ペンチルアルコール２４３ｇを３時間ゆっくり添加し、反応中に発生したメタンガスはアルゴンガスを使って除去した。その後、前記混合物を室温で約１５時間撹はんした後、１２０℃減圧下でトルエンを除去することによって粘性の液体残渣を得た。前記液体残渣を５０Ｐａ及び１０７℃の条件で減圧蒸留して塔底温度７８℃で流出することによって、白色の固体である、下記の式（５）と表されるアルミニウム前駆体を製造した。

【化5】

【0031】

［アルミニウム前駆体の発火性評価］
発火性有無に係る安定性を評価するために、本発明の実施例１及び実施例２に係るアルミニウム前駆体と比較例１としてトリメチルアルミニウム、比較例２として下記の式（６）と表されるアルミニウム前駆体、及び比較例３として下記の式（７）と表されるアルミニウム前駆体を大気中に放置した結果を表１に表した。

【化6】

【化7】

【表1】

【0032】

表１を参照すると、比較例１に係るアルミニウム前駆体は発火性を有するが、実施例１乃至実施例２及び比較例２乃至比較例３に係るアルミニウム前駆体は発火性を有しない。これによって、実施例１乃至実施例２及び比較例２乃至比較例３に係るアルミニウム前駆体を使って大気中で化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて安全に薄膜を形成できることがわかる。

【0033】

［アルミニウム前駆体の物性評価］
化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程の原料としての適合性を評価するために、前記実施例１乃至実施例２及び比較例２乃至比較例３について、微量融点測定装置で融点を測定した結果並びにＴＧ−ＤＴＡ（ＴｈｅｒｍｏＧｒａｖｉｔｙ＿ｍｅｔｒｉｃ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ＿Ｔｈｅｒｍａｌ＿Ａｎａｌｙｓｅｒ，示差熱・熱重量同時解析）測定装置でアルゴンの雰囲気下で加熱することによって試料重量が５０重量％減少した時点の温度を測定した結果を表２に表した。

【表2】

【0034】

表２を参照すると、実施例１乃至実施例２に係るアルミニウム前駆体は４０℃の温度条件で液体として存在するので低融点を有し、また高い蒸気圧を有することを確認することができた。これによって、実施例１乃至実施例２に係るアルミニウム前駆体を使って低いエネルギでも化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて容易に薄膜を形成できることがわかる。

【0035】

［アルミニウム前駆体の熱的安定性評価］
熱分解発生温度に係る熱的安定性を評価するために、前記実施例１乃至実施例２及び比較例２に対してＤＳＣ測定装置で熱分解が発生する温度を測定した結果を表３に表した。

【表3】

【0036】

表３を参照すると、比較例２に係るアルミニウム前駆体は、２００℃の温度条件で熱分解される反面、実施例１乃至実施例２に係るアルミニウム前駆体は３００℃温度条件でも熱分解されないことが確認できた。これによって、実施例１乃至実施例２に係るアルミニウム前駆体は、３００℃以上の非常に高い熱安定性を有するので、実施例１乃至実施例２を使って高温の蒸着温度を必要とする化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて容易に薄膜を形成できることがわかる。

【0037】

［薄膜形成方法］
図１乃至図３は例示的な実施例に係る薄膜形成方法を説明するための断面図である。前記薄膜は例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を使う化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて形成される。

【0038】

図１を参照すると、チャンバ（図示せず）内に配置された基板１００上に例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を含む蒸着ソース１１０を提供する。

【0039】

蒸着ソース１１０は、例えば、２５℃乃至４００℃の温度、望ましく２５０℃乃至３５０℃の温度で気化して基板１００上に提供されることによって、基板１００の上面に吸着される。特に、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体は低融点及び高い蒸気圧を有しながらも高温で安定するので、高い蒸着温度にも熱分解されずに基板１００上に提供できる。

【0040】

例示的な実施例において、蒸着ソース１１０は形成しようとする薄膜の種類によって、シリコン前駆体及び／又は有機金属前駆体をさらに含み得る。この場合、蒸着ソース１１０は前記アルミニウム前駆体並びにシリコン前駆体及び／又は有機金属前駆体の各々を独立的に気化させるか、若しくは、各々を予め望む組成で混合した後、気化させることによって提供できる。

【0041】

前記有機金属前駆体は特に限定されないが、例えば、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），及びハフニウム（Ｈｆ）などを含む金属と、アルコール化合物、グリコール化合物、β−ジケトン化合物、シクロペンタジエン（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）化合物、有機アミン化合物、及びこれらの混合物を含む有機配位化合物と、を含み得る。

【0042】

前記アルコール化合物は、例えば、メタノール、エタノール、プロパノ−ル、イソプロピルアルコール、ブタノール、第２ブチルアルコール、イソブチルアルコール、第３ブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソアミルアルコール、第３ペンチルアルコールを含むアルキルアルコール（ａｌｋｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）と、
２−メトキシエタノール（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｏｌ）、２−エトキシエタノール（２−ｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｏｌ）、２−ブトキシエタノール（２−ｂｕｔｏｘｙｅｔｈａｎｏｌ）、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール（２−（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｅｔｈａｎｏｌ）、２−メトキシ−１−メチルエタノール（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−１−ｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−メトキシ−１，１− ジメチルエタノール（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−エトキシ−１，１− ジメチルエタノール（２−ｅｔｈｏｘｙ−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−イソプロポキシ−１，１− ジメチルエタノール（２−ｉｓｏｐｒｏｐｏｘｙ−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−ブトキシ−１，１− ジメチルエタノール（２−ｂｕｔｏｘｙ−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−（２−メトキシエトキシ）−１，１− ジメチルエタノール（２−２（ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−プロポキシ−１，１−ジエチルエタノール（２−ｐｒｏｐｏｘｙ−１，１−ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、２−２−ブトキシ−１，１−ジエチルエタノール（２−２−ｂｕｔｏｘｙ−１，１−ｄｉｅｔｈｙｌｅｔｈａｎｏｌ）、３−メトキシ−１，１−ジメチルプロパノール（３−ｍｅｔｈｏｘｙ−１，１−ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐａｎｏｌ）を含むエーテルアルコールと、を含む。

【0043】

前記グリコール化合物は、例えば、１，２−エタンジオール（１，２−ｅｔｈａｎｅｄｉｏｌ）、１，２−プロパンジオール（１，２−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、１，３−プロパンジオール（１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、２，４−ヘキサンジオール（２，４−ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ）、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール（２，２−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール（２，２−ｄｉｅｔｈｙｌ−１，３−ｐｒｏｐａｎｄｉｏｌ）、１，３−ブタンジオール（１，３−ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ）、２，４−ブタンジオール（２，４−ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ）、２，２−ジエチル−１，３−ブタンジオール（２，２−ｄｉｅｔｈｙｌ−１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、２−エチル−２−ブチル−１，３−プロパンジオール（２−ｅｔｈｙｌ−２−ｂｕｔｙｌ−１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、２，４−ペンタンジオール（２，４−ｐｅｎｔａｎｅｄｉｏｌ）２−メチル−１，３−プロパンジオール（２−ｍｅｔｈｙｌ−１，３−ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ）、２−メチル−２，４−ペンタンジオール（２−ｍｅｔｈｙｌ−２，４−ｐｅｎｔａｎｅｄｉｏｌ）、２，４−ヘキサンジオール（２，４−ｈｅｘａｎｅｄｉｏｌ）、及び、２，４−ジエチル−２，４−ペンタンジオール（２，４−ｄｉｅｔｈｙｌ−２，４−ｐｅｎｔａｎｅｄｉｏｌ）を含む。

【0044】

前記β−ジケトン化合物は、例えば、アセチルアセトン（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ）、ヘキサン−２，４−ジオン（ｈｅｘａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、５−メチルヘキサン−２，４−ジオン（５−ｍｅｔｈｙｌｈｅｘａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、ヘプタン−２，４−ジオン（ｈｅｐｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、２−メチルヘプタン−３，５−ジオン（２−ｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、５−メチルヘプタン−２，４−ジオン（５−ｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、６−メチルヘプタン−２，４−ジオン（６−ｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、２，２−ジメチルヘプタン−３，５−ジオン（２，２−ｄｉｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、２，６−ジメチルヘプタン−３，５−ジオン（２，６−ｄｉｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、２，２，６−トリメチルヘプタン−３，５−ジオン（２，２，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、２，２，６，６−トリメチルヘプタン−３，５−ジオン（２，２，６，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、オクタン−２，４−ジオン（ｏｃｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、２，２，６−トリメチルオクタン−３，５−ジオン（２，２，６−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ），２，６−ジメチルオクタン−３，５−ジオン（２，６−ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、２，９−ジメチルノナン−４，６−ジオン−２−メチル−６−エチルデカン−３，５−ジオン（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌｎｏｎａｎｅ−４，６−ｄｉｏｎｅ−２−ｍｅｔｈｙｌ−６−ｅｔｈｙｌｄｅｃａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、及び２，２−ジメチル−６−エチルデカン−３，５−ジオン（２，２−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−６−ｅｔｈｙｌｄｅｃａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）を含むアルキル置換β−ジケトンと、
１，１，１−トリフルオロペンタン−２，４−ジオン（１，１，１−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｅｎｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、１，１，１−トリフルオロ−５，５−ジメチルヘキサン−２，４−ジオン（１，１，１−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏ−５，５−ｄｉｍｅｔｈｙｌｈｅｘａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロペンタン−２，４−ジオン（１，１，１，５，５，５−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｅｎｔａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、及び１，３−ジパーフルオロヘキシルプロパン−１，３−ジオン（１，３−ｄｉｐｅｒｆｌｕｏｒｏｈｅｘｙｌ ｐｒｏｐａｎｅ−１，３−ｄｉｏｎｅ）を含むふっ素置換アルキルβ−ジケトンと、
１，１，５，５−テトラメチル−１−メトキシヘクサン−２，４−ジオン（１，１，５，５−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１−ｍｅｔｈｏｘｙｈｅｘａｎｅ−２，４−ｄｉｏｎｅ）、２，２，６，６−テトラメチル−１−メトキシヘプタン−３，５−ジオン（２，２，６，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１−ｍｅｔｈｏｘｙｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）、及び、２，２，６，６−テトラメチル−１−（２−メトキシエトキシ）ヘプタン−３，５−ジオン（２，２，６，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１−（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｈｅｐｔａｎｅ−３，５−ｄｉｏｎｅ）を含むエーテル置換β−ジケトンと、を含む。

【0045】

前記シクロペンタジエン化合物は例えば、シクロペンタジエン（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、メチルシクロペンタジエン（ｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、エチルシクロペンタジエン（ｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、プロピルシクロペンタジエン（ｐｒｏｐｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、イソプロピルシクロペンタジエン（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、ブチルシクロペンタジエン（ｂｕｔｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、第２ブチルシクロペンタジエン、イソブチルシクロペンタジエン（ｉｓｏｂｕｔｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、第３ブチルシクロペンタジエン、ジメチルシクロペンタジエン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）、及びテトラメチルシクロペンタジエン（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）を含む。
前記有機アミン化合物は、例えば、メチルアミン（ｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、エチルアミン（ｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、プロピルアミン（ｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）、イソプロピルアミン（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）、ブチルアミン（ｂｕｔｙｌａｍｉｎｅ）、第２ブチルアミン、第３ブチルアミン、イソブチルアミン（ｉｓｏｂｕｔｙｌａｍｉｎｅ）、ジメチルアミン（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、ジエチルアミン（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、ジプロピルアミン（ｄｉｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）、ジイソプロピルアミン（ｄｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ）、エチルメチルアミン（ｅｔｈｙｌｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、プロピルメチルアミン（ｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、及びイソプロピルメチルアミン（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）を含む。

【0046】

また、蒸着ソース１１０は、基板１００上に搬送及び供給する方法に応じてキャリアガス及び有機溶剤をさらに含んでもよい。

【0047】

例示的な実施例において、蒸着ソース１１０を、気体搬送法を通じて基板１００上に提供する場合、蒸着ソース１１０を加熱及び加圧して気化させた後、例えば、アルゴン、窒素、ヘリウムなどの不活性気体を含むキャリアガスとともに前記基板１００上で供給できる。

【0048】

これとは異なって、蒸着ソース１１０を、液体搬送法を通じて基板１００上に提供する場合、例えば、０．０１乃至２．０ｍｏｌ／Ｌ、望ましく０．０５乃至１．０ｍｏｌ／Ｌの蒸着ソース１１０を先に有機溶剤に溶解させて組成物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を製造した後、前記組成物を加熱及び加圧して気化させることによって前記キャリアガスとともに基板１００上に供給できる。

【0049】

例示的な実施例において前記有機溶剤は、特に限定されないが、例えば、エチルアセテート（ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、ブチルアセテート（ｂｕｔｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）、及びメトキシエチルアセテート（ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）を含む酢酸エステル（ａｃｅｔｉｃ ｅｓｔｅｒ）と、
テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、テトラヒドロピラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒａｎ）、エチレングリコールジメチルエーテル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ジエチルレングリコールジメチルエーテル（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、ジブチルエーテル（ｄｉｂｕｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ）、及び、ジオキサン（ｄｉｏｘａｎｅ）を含むエーテル（ｅｔｈｅｒ）と、
メチルブチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、メチルイソブチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、エチルブチルケトン（ｅｔｈｙｌ ｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、ジプロピルケトン（ｄｉｐｒｏｐｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、ジイソブチルケトン（ｄｉｉｓｏｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、メチルアミルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ａｍｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）、シクロヘキサノン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、及びメチルシクロヘキサノン（ｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）を含むケトン（ｋｅｔｏｎｅ）と、
ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）、シクロヘキサン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ），メチルシクロヘクサン（ｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、ジメチルシクロヘクサン（ｄｉｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、エチルシクロヘキサン（ｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、ヘプタン（ｈｅｐｔａｎｅ）、オクタン（ｏｃｔａｎｅ）、トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、及びキシレン（ｘｙｌｅｎｅ）を含む炭化水素と、
１−シアノプロパン（１−ｃｙａｎｏｐｒｏｐａｎｅ）、１−シアノブタン（１−ｃｙａｎｏｂｕｔａｎｅ）、１−シアノヘキサン（１−ｃｙａｎｏｈｅｘａｎｅ）、シアノシクロヘキサン（ｃｙａｎｏｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、シアノベンゼン（ｃｙａｎｏｂｅｎｚｅｎｅ）、１，３−ジシアノプロパン（１，３−ｄｉｃｙａｎｏｐｒｏｐａｎｅ）、１，４−ジシアノブータン（１，４−ｄｉｃｙａｎｏｂｕｔａｎｅ）、１，６−ジシアノヘキサン（１，６−ｄｉｃｙａｎｏｈｅｘａｎｅ）、１，４−ジシアノシクロヘキサン（１，４−ｄｉｃｙａｎｏｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、及び１，４−ジシアノベンゼン（１，４−ｄｉｃｙａｎｏｂｅｎｚｅｎｅ）を含む、シアノ（ｃｙａｎｏ）基を有する炭化水素と、
ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）と、ルチジン（ｌｕｔｉｄｉｎｅ）と、及び／又は、これらの混合物と、を含む。

【0050】

一方、蒸着ソース１１０は、形成される薄膜の電気的特性に影響を与える恐れがある、不純物金属元素、不純物ハロゲン元素、有機不純物、水分、及び／又はパーティクルを含むべきではない。特に、ゲート絶縁膜又はバリア膜として用いる薄膜形成時に前記蒸着ソースは、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、又は、前記蒸着ソースの同族元素（ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ＿ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むべきではない。

【0051】

前記不純物金属元素は、例えば、元素ごとに１００ｐｐｂ以下を含んでもよく、望ましくは１０ｐｐｂ以下を含んでもよく、総量は１ｐｐｍを含んでもよく、望ましくは１００ｐｐｂ以下を含んでもよい。

【0052】

前記不純物ハロゲン元素は、例えば、１００ｐｐｍ以下を含んでもよく、望ましくは１０ｐｐｍ以下を含んでもよい。

【0053】

前記有機不純物は、例えば、総量は５００ｐｐｍ以下を含んでもよく、望ましくは５０ｐｐｍ以下を含んでもよい。

【0054】

前記水分は、化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程で薄膜を形成する時、パーティクル発生の原因になるので、事前に前記シリコン前駆体、金属前駆体、又は有機溶剤内の水分を事前にできるだけ除去するべきである。これによって、蒸着ソース１１０は、例えば１０ｐｐｍ以下、望ましく１ｐｐｍ以下の水分を含んでもよい。

【0055】

前記パーティクルは、例えば、液体のうち、パーティクルカウンタによる測定で０．３μｍより大きい粒子が液状１ｍｌ中に１００個以下を含んでもよく、望ましくは、０．２μｍより大きい粒子が液状１ｍｌ中に１０００個以下を含んでもよい。

【0056】

図２を参照すると、基板１００にパージ（ｐｕｒｇｅ）工程を行う。これによって、基板１００上に吸着されずに前記チャンバ内に残留する蒸着ソース及び副産物が除去される。

【0057】

パージ工程は、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを使って前記チャンバ内部を排気する方法、前記チャンバ内部を減圧する方法、及びこれらの組合わせによって行われる。

【0058】

不活性ガスを使って前記チャンバ内部を排気する場合、前記不活性ガスは、例えば、２００乃至５０００ｓｃｃｍでチャンバ内に注入され、望ましくは５００乃至２０００ｓｃｃｍでチャンバ内に注入される。

【0059】

これとは異なって、前記チャンバ内部を減圧する場合、減圧度は、例えば、０．０１乃至３００ＰＡであり、より望ましくは０．０１乃至１００ＰＡである。

【0060】

図３を参照すると、基板１００上に反応ガスを提供することによって基板１００表面に吸着した蒸着ソース１００と反応させる。これによって、前記反応に係る反応物が基板１００上に蒸着されて薄膜１１５が形成される。

【0061】

反応ガスは酸素、オゾン、二酸化窒素、一酸化窒素、水蒸気、過酸化水素、ギ酸、酢酸、及び無水醋酸などを含む酸化剤と、水素などを含む還元剤と、モノアルキルアミン（ｍｏｎｏａｌｋｙｌａｍｉｎｅ）、トリアルキルアミン（ｔｒｉａｌｋｙｌａｍｉｎｅ）、及びアルキレンジアミン（ａｌｋｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）などを含む有機アミン化合物、ヒドラジン（ｈｙｄｒａｚｉｎｅ）並びに、アンモニアなどを含む窒化剤と、のうち、少なくとも１つを含む。

【0062】

従って、前記反応を通じて形成される薄膜１１５は、アルミニウム薄膜、酸化アルミニウム薄膜、窒化アルミニウム薄膜、アルミニウム含有複合酸化薄膜、及び／又はアルミニウム含有複合窒化薄膜を含む。

【0063】

例示的な実施例において、前記アルミニウム含有複合酸化薄膜は、ＡｌＳｉ_ｘＯ_ｙ、ＺｒＡｌ_ｘＳｉＯ_ｙ、ＴｉＡＬ_ｘＳｉＯ_ｙ及びＨｆＡＬ_ｘＳｉＯ_ｙを含み、この時、前記ｘ及びｙは特に限定されない。

【0064】

前記反応は、例えば、１００℃以上の温度、望ましくは１５０乃至３００℃の温度で行われ、前記反応を活性化させるために基板１００にプラズマ、光、熱、電圧などのエネルギが追加的に供給される。

【0065】

一方、基板１００に光、又は、熱エネルギを供給して薄膜を形成する場合、前記反応は、例えば、大気圧又は１０ｐａの圧力条件で行われ、基板１００にプラズマを供給して薄膜を形成する場合、前記反応は、例えば、１０乃至２０００Ｐａの圧力で行われる。

【0066】

薄膜１１５は、非常に低い蒸着速度で形成される場合には生産性が低下し、反面、非常に高い蒸着速度で形成される場合には薄膜の特性が悪化するので、例示的な実施例においては、約０．０１乃至５０００ｎｍ／ｍｉｎの蒸着速度、望ましくは、０．１乃至１０００ｎｍ／ｍｉｎの蒸着速度で形成される。ただし、これに限定されず、形成しようとする薄膜の特性に応じて容易に変更が可能である。

【0067】

ここまでは、薄膜形成のための蒸着反応を１回行う場合について説明したが、これに制限されず、上述の反応を１サイクルとして、形成しようとする薄膜の厚さに応じて選択的に複数回の蒸着反応を進行できる。ただし、後続して進行される蒸着反応を考慮して１サイクルの進行後、チャンバ内に残留する蒸着ソース及び反応ガスと副産物を除去するパージ工程をさらに行う。

【0068】

また、リセス又はコンタクトホールなどの段差のある開口の表面に複数回の蒸着反応を通じて薄膜を形成するか、或いは、半導体装置の配線形成時と同様に前記段差を埋めたてるように薄膜を形成する場合、段差被覆率（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）を高めるために基板１００に熱を加えるリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程をさらに行ってもよい。

【0069】

上述したように、蒸着ソースとして例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を使う場合、前記アルミニウム前駆体が低融点及び高い蒸気圧を有すると同時に高温熱安定性を有する特性を有するので、化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて容易に薄膜を形成できる。

【0070】

また、前記蒸着ソース及び反応ガスを形成しようとする薄膜の特性に応じて好適に選択することによって多様な種類の薄膜を、化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて容易に形成できる。従って、上述した薄膜形成方法は、半導体素子の配線及びゲート絶縁膜、キャパシタの誘電膜構造物又は電子部品のコーティング膜などの製造に多様に活用できる。

【0071】

［キャパシタ形成方法］
図４乃至図１１は、本発明の例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。

【0072】

図４を参照すると、素子分離膜２０５が形成された基板２００上に順次に積層されたゲート絶縁膜２１０、バッファ膜２２０及びゲート導電膜２３０を形成する。

【0073】

ゲート絶縁膜２１０は、酸化物、窒化物及び酸窒化物などの絶縁物質を用いて基板２００上に形成され、特に例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を使って金属酸化物又は金属窒化物を含んで形成される。

【0074】

ゲート導電膜２３０は、化学気相蒸着ＣＶＤ工程、原子層蒸着ＡＬＤ工程などを通じて形成され、例えば、不純物がドーピングされたポリシリコンを含んで形成される。

【0075】

バッファ膜２２０は、前記ゲート絶縁膜２１０とゲート導電膜２３０が互いに反応することを防止するために前記ゲート絶縁膜２１０とゲート導電膜２３０との間に形成されるが、場合によっては省略できる。例えば、バッファ膜２２０はシリコン窒化物を含んで形成される。

【0076】

図５を参照すると、ゲート絶縁膜２１０、バッファ膜２２０、及びゲート導電膜２３０をパターニングすることによって、ゲート絶縁膜パターン２１５、バッファ膜パターン２２５及びゲート導電膜パターン２３５を含むゲート構造物２４５を形成する。

【0077】

ゲート絶縁膜パターン２１５、バッファ膜パターン２２５、及びゲート導電膜パターン２３５は、ゲート導電膜２３０上にマスク（図示せず）を形成して前記マスクをエッチングマスクとして用いて、ゲート絶縁膜２１０、バッファ膜２２０及びゲート導電膜２３０を異方性エッチングすることによって形成される。その後、前記マスクは、例えば、湿式エッチング工程を通じて除去される。

【0078】

図６を参照すると、ゲート構造物２４５の側壁上にスペーサ２５０を形成し、ゲート構造物２４５に隣接する基板２００の上部に第１及び第２不純物領域２６１、２６３を形成する。

【0079】

スペーサ２５０は例えば、ゲート構造物２４５及び露出した基板２００の上面にスペーサ膜（図示せず）を形成し、それを異方性エッチングして部分的に除去することによって形成される。スペーサ膜、従ってスペーサ２５０は、例えば、シリコン窒化物を含んで形成される。

【0080】

第１及び第２不純物領域２６１、２６３は、例えばイオン注入工程を通じて基板２００に不純物をドーピングすることで形成され、これによって、第１及び第２不純物領域２６１、２６３は、ゲート構造物２４５と共にトランジスタを定義する。この時、第１及び第２不純物領域２６１、２６３は、前記トランジスタのソース／ドレーン領域の機能を行う。

【0081】

図７を参照すると、前記トランジスタをカバーする第１層間絶縁膜２７０を前記基板２００上に形成し、第１層間絶縁膜２７０を貫通して第１及び第２不純物領域２６１、２６３と接触する第１及び第２コンタクトプラグ２８１、２８３を基板２００上に形成する。

【0082】

第１及び第２コンタクトプラグ２８１、２８３は、例えば、第１層間絶縁膜２７０をエッチングすることによって基板２００の第１及び第２不純物領域２６１、２６３を露出させる複数の第１開口（図示せず）を形成し、前記第１開口を十分に埋めたてるように基板２００及び第１層間絶縁膜２７０上に第１導電膜（図示せず）を形成した後、第１層間絶縁膜２７０の上面が露出するまで前記第１導電膜上部を平坦化することによって形成される。これによって、第１及び第２コンタクトプラグ２８１、２８３は、第１及び第２不純物領域２６１、２６３と各々電気的に接続される。

【0083】

続いて、第１及び第２コンタクトプラグ２８１、２８３をカバーする第２層間絶縁膜２９０を第１層間絶縁膜２７０上に形成し、第２層間絶縁膜２９０を貫通し第２コンタクトプラグ２８３と接触するビットラインコンタクト３００を形成する。

【0084】

ビットラインコンタクト３００は、例えば、第２層間絶縁膜２９０をエッチングして第２コンタクトプラグ２８３の上面を露出させる第２開口（図示せず）を形成した後、前記第２開口を十分に埋めたてるように第２コンタクトプラグ２８３及び第１層間絶縁膜２７０上に第２導電膜（図示せず）を形成し、第２導電膜上部を第２層間絶縁膜２９０の上面が露出するまで平坦化することによって形成される。

【0085】

以後、前記ビットラインコンタクト３００に接触する第３導電膜（図示せず）を前記第２層間絶縁膜２９０上に形成した後、パターニングすることによって前記ビットラインコンタクト３００と電気的に接続されるビットライン３１０を形成して、ビットライン３１０をカバーする第３層間絶縁膜３２０を第２層間絶縁膜２９０上に形成する。

【0086】

例示的な実施例において、第１乃至第３層間絶縁膜２７０、２９０、３２０は例えば、酸化物、窒化物などの絶縁物質を含んで形成され、前記第１乃至第３導電膜は例えば、ドーピングされたポリシリコン、及び／又は、金属を含んで形成される。

【0087】

図８を参照すると、第２及び第３層間絶縁膜２９０、３２０を貫通して第１コンタクトプラグ２８１の上面と接触するキャパシタコンタクト３３０を形成し、キャパシタコンタクト３３０及び第３層間絶縁膜３１０上にエッチング阻止膜３４０及びモールド膜３５０を順次に形成する。

【0088】

キャパシタコンタクト３３０は、例えば、第２及び第３層間絶縁膜２９０、３２０をエッチングして第１コンタクトプラグ２８１の上面を露出させる第３開口（図示せず）を形成し、前記第３開口を十分に埋めたてるように第４導電膜（図示せず）を形成した後、前記第４導電膜の上部を第３層間絶縁膜３２０の上面が露出するまで平坦化することによって形成される。

【0089】

次いで、エッチング阻止膜３４０及びモールド膜３５０を貫通する第４開口（図示せず）を形成することによってキャパシタコンタクト３３０の上面を露出させた後、前記第４開口の内壁及びモールド膜３５０上に第５導電膜３６０を形成する。

【0090】

例示的な実施例において、エッチング阻止膜３４０はシリコン窒化物を含んで形成され、モールド膜３５０はシリコン酸化物を含んで形成される。一方、前記第４及び第５導電膜は、例えば、ドーピングされたポリシリコン、及び／又は、金属を含んで形成される。

【0091】

図９を参照すると、第５導電膜３６０上に、前記第４開口を埋めたてる犠牲膜（図示せず）を形成した後、モールド膜３５０の上面が露出するまで前記犠牲膜及び第５導電膜３６０を平坦化することによって第４開口の内壁上に第５導電膜パターン及び犠牲膜パターン（図示せず）を形成する。次いで、モールド膜３５０及び犠牲膜パターンを、例えば、湿式エッチング工程を通じて除去することによって下部電極３６５を形成する。これによって、下部電極３６５はキャパシタコンタクト３３０の上面をカバーするように形成され、第１コンタクトプラグ２８１と電気的に接続される。

【0092】

図１０を参照すると、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を使ってエッチング阻止膜３４０及び下部電極３６５の表面に誘電膜３７０を形成する。

【0093】

誘電膜３７０は薄膜形成方法で上述したように、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを、不活性気体を含むキャリアガスとともに下部電極３６５上に提供し、引き続き、下部電極３６５上に反応ガスを提供してそれらを反応させることによって形成される。

【0094】

例示的な実施例において、前記反応ガスは酸化剤、還元剤又は窒化剤のうち、少なくとも１つを含み、これによって、誘電膜３７０はアルミニウム酸化物又はアルミニウム窒化物を含んで形成され、高い誘電率を示すことができる。
特に、本発明の例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体は、低融点及び高い揮発性だけでなく、高温熱安定性を有するので、これを誘電膜形成のための蒸着ソースとして用いる場合、高い蒸着温度にあっても簡単に熱分解されないので、縦横比が大きい下部電極の表面に容易に誘電膜を形成できる。

【0095】

例示的な実施例において、前記蒸着ソースは、シリコン前駆体又は有機金属前駆体をさらに含み、これによって、前記誘電膜は、例えば、ＡＬＳｉ_ｘＯ_ｙ、ＺｒＡｌ_２ＳｉＯ_７、ＴｉＡｌ_２ＳｉＯ_７、及びＨｆＡｌ_２ＳｉＯ_７を含んで形成される。この時、前記ｘ及びｙは特に限定されないが、例えば、前記ｘは０．８乃至１．２であり、前記ｙは３．１乃至３．９である。

【0096】

以後、下部電極３６５の高い縦横比に係る、誘電膜３７０の段差被覆率（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ）を高めるために、例示的な実施例において、基板２００にリフロー工程をさらに行う。前記リフロー工程は、例えば２５０乃至１０００℃の温度、望ましくは３００乃至５００℃の温度で行われる。

【0097】

図１１を参照すると、誘電膜３７０上に上部電極３８０を形成する。

【0098】

上部電極３８０は、誘電膜３７０をカバーするように形成され、下部電極３６５と同じ物質、例えば、ドーピングされたポリシリコン及び／又は金属を含んで形成される。

【0099】

図１２及び図１３は、他の例示的な実施例に係るキャパシタ形成方法を説明するための断面図である。前記キャパシタ形成方法は、図４乃至図９を参照して説明したキャパシタ形成方法と実質的に同一又は類似の工程を含むので、同じ構成要素には同じ参照符号を与え、それに対する詳しい説明は省略する。

【0100】

先ず、図４乃至図９を参照で説明した工程と実質的に同一又は類似の工程を行う。これによって、トランジスタ、層間絶縁膜２７０、２９０、３２０、コンタクトプラグ２８１、２８３、ビットライン コンタクト３００、キャパシタコンタクト３３０、ビットライン３１０、エッチング阻止膜３４０及び下部電極３６５が形成される。

【0101】

以後、図１２を参照すると、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を使って下部電極２６５の表面に第１及び第２誘電膜４００、４１０を含む誘電膜構造物４２０を形成する。

【0102】

第１誘電膜４００は、上述の薄膜形成方法に従い、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを、不活性気体を含むキャリアガスとともに下部電極３６５上に提供し、下部電極３６５上に反応ガスを提供してこれらを反応させることによって形成される。

【0103】

第２誘電膜４１０は、第１誘電膜４００形成方法と類似に、アルミニウムを含まない有機金属前駆体又はシリコン前駆体を含む蒸着ソースを、不活性気体を含むキャリアガスとともに第１誘電膜４００上に提供し、第１誘電膜４００上に反応ガスを提供してこれらを反応させることによって形成される。

【0104】

例示的な実施例において、第１誘電膜４００を形成した後、第２誘電膜４１０を形成する前に基板２００にパージ工程及びリフロー工程をさらに行い、この時、前記リフロー工程は、例えば２５０乃至１０００℃の温度、望ましくは３００乃至５００℃の温度で行う。

【0105】

前記反応ガスは、例えば酸化剤、還元剤又は窒化剤のうち、少なくとも１つを含み、前記有機金属前駆体は、例えばジルコニウム、チタン、ハフニウムを含む。これによって、第１誘電膜４００は、例えばアルミニウム酸化物又はアルミニウム窒化物を含むように形成され、第２誘電膜４１０は、例えばシリコン窒化物、シリコン酸化物、アルミニウムを含まない金属窒化物又はアルミニウムを含まない金属酸化物を含んで形成される。

【0106】

これとは異なって、アルミニウムを含まない有機金属前駆体又はシリコン前駆体を含む蒸着ソースを、不活性気体を含むキャリアガスとともに下部電極３６５上に提供した後、下部電極３６５上に反応ガスを提供することによって第１誘電膜４００を形成し、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体を含む蒸着ソースを、不活性気体を含むキャリアガスとともに第１誘電膜４００上に提供した後、第１誘電膜４００上に反応ガスを提供することによって第２誘電膜４１０を形成できる。

【0107】

これによって、第１誘電膜４００は、例えばシリコン窒化物、シリコン酸化物、アルミニウムを含まない金属窒化物又はアルミニウムを含まない金属酸化物を含んで形成され、第２誘電膜４１０は、例えばアルミニウム酸化物又はアルミニウム窒化物を含んで形成される。

【0108】

図１３を参照すると、誘電膜構造物４２０上に上部電極４３０を形成する。

【0109】

上部電極４３０は誘電膜構造物４２０をカバーするように形成され、下部電極３６５と同じ物質、例えばドーピングされたポリシリコン及び／又は金属を含んで形成される。

【0110】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0111】

上述したように、例示的な実施例に係るアルミニウム前駆体の低融点、高揮発性及び高温熱安定性という特性を活用することにより、高い縦横比を有する下部電極の表面にも化学気相蒸着工程或いは原子層蒸着工程を通じて容易に薄膜を形成することができる。

【符号の説明】

【0112】

１００，２００ 基板
１１０ 蒸着ソース
１１５ 薄膜
２０５ 素子分離膜
２１０ ゲート絶縁膜
２１５ ゲート絶縁膜パターン
２２０ バッファ膜
２２５ バッファ膜パターン
２３０ ゲート導電膜
２３５ ゲート導電膜パターン
２４５ ゲート構造物
２５０ スペーサ
２６１ 第１不純物領域
２６３ 第２不純物領域
２７０ 第１層間絶縁膜
２８１ 第１コンタクトプラグ
２８３ 第３コンタクトプラグ
２９０ 第２層間絶縁膜
３００ ビットラインコンタクト
３１０ ビットライン
３２０ 第３層間絶縁膜
３３０ キャパシタコンタクト
３４０ エッチング阻止膜
３５０ モールド膜
３６０ 第５導電膜
３６５ 下部電極
３７０ 誘電膜
３８０，４３０ 上部電極
４００ 第１誘電膜
４１０ 第２誘電膜
４２０ 誘電膜構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】