DE10228528B4 - Diffusionssperrfilm und dessen Herstellungsverfahren, Halbleiterspeicher und dessen Herstellungsverfahren - Google Patents

Diffusionssperrfilm und dessen Herstellungsverfahren, Halbleiterspeicher und dessen Herstellungsverfahren Download PDF

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Abstract

Diffusionssperrfilm aus Aluminiumoxid, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II als Zusatzstoff enthält, wobei Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an der mindestens einen Art von Elementen der Gruppe II, die an den Korngrenzen innerhalb eines mikrokristallinen Körpers des Aluminiumoxidfilms segregiert sind, adsorbiert sind.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft einen Diffusionssperrfilm und ein Herstellverfahren für diesen, und sie betrifft ferner einen Halbleiterspeicher unter Verwendung eines ferroelektrischen Films oder eines hoch-dielektrischen Films für die dielektrische Schicht eines Kondensators zur Ladungsspeicherung sowie ein Herstellverfahren für diesen.
  • Es ist nicht zu erwarten, dass die herkömmlichen nichtflüchtigen Speicherbauteile EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) und Flashspeicher, die über eine einem DRAM (Dynamic Random Access Memory) entsprechende Lese zeit verfügen, mit hoher Geschwindigkeit arbeiten können, da die Schreibzeit bei denselben lang ist. Demgegenüber ist ein ferroelektrischer Speicher, der ein nichtflüchtiger Speicher unter Verwendung eines ferroelektrischen Kondensators als Ladungsspeicherabschnitt ist, ein nichtflüchtiger Speicher mit Direktzugriff, der über eine Lesezeit und eine Schreibzeit verfügt, die denen bei einem DRAM entsprechen, und es wird erwartet, dass er mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.
  • Demgemäß besteht die Möglichkeit, diese Speicher durch alleine einen ferroelektrischen Speicher in einem System aus einer Kombination eines herkömmlichen nichtflüchtigen Speichers in Form eines Flashspeichers und einem DRAM, wie als Arbeitsspeicher verwendet, zu ersetzen.
  • Darüber hinaus kann ein Speicher einer Form wie bei einem MFS (Metal-Ferroelectric-Semiconductor) oder MFIS (Metal-Ferroelectric-Insulator-Semiconductor) in Betracht gezogen werden, bei dem die Gateelektrode eines Transistors durch ein Ferroelektrikum ersetzt ist. Jedoch besteht die Bauteilstruktur eines üblichen ferroelektrischen Speichers, der derzeit seinen Start für eine weite Verbreitung bei praktischer Anwendung erfährt, aus einer Speicherzelle, die aus einem ferroelektrischen Kondensator und einem Auswähltransistor ausgewählt ist.
  • Als Material für den ferroelektrischen Film, wie er für den ferroelektrischen Kondensator verwendet wird, der den Ladungsspeicherabschnitt des ferroelektrischen Speichers bildet, wurde PbZrxTi1-xO3 (PZT: Bleizirkonattitanat), das bisher gründlich untersucht wurde, SrBi2Ta2O9 (SBT: Strontiumbismuttantalat), das Ermüdungsbeständigkeitseigenschaften vergleichbar mit denen von PZT aufweist und bei niedriger Spannung arbeiten kann, Bi4Ti3O12 (BIT) usw., die derzeit mit Nachdruck untersucht werden, Aufmerksamkeit geschenkt.
  • Zu den Herstellverfahren für den oben genannten ferroelektrischen Film gehören das MOD (Metal Organic Deposition)-Verfahren, das Sol-Gel-Verfahren, das MOCVD (Metal Organic Vapor Deposition)-Verfahren, das Sputterverfahren usw. Gemäß jedem der Filmherstellverfahren muss der ferroelektrische Film, der ein Oxid ist, durch eine Wärmebehandlung in oxidierender Atmosphäre bei erhöhter Temperatur von ungefähr 600°C bis 800°C kristallisiert werden. Andererseits wurden, da das Elektrodenmaterial des ferroelektrischen Kondensators in der oxidierenden Hochtemperaturatmosphäre zum Kristallisieren des Ferroelektrikums über Wärmebeständigkeit verfügen -muss, in weitem Umfang Platin mit Oxidationsbeständigkeit, Iridium, das, obwohl es ein Oxid ist, elektrische Leitfähigkeit zeigt, usw. für die obere Elektrode und die untere Elektrode verwendet.
  • Wenn ein ferroelektrischer Kondensator unter Verwendung des oben genannten Elektrodenmaterials und dielektrischen Materials hergestellt wird, besteht die Vorgehensweise des aufeinanderfolgenden Abscheidens einer unteren Elektrodenschicht, einer ferroelektrischen Schicht und einer oberen Elektrodenschicht, woraufhin die Schichten durch das Trockenätzverfahren zu Lagenform verarbeitet werden.
  • Beim oben genannten ferroelektrischen Speicher besteht der ferroelektrische Film aus einem Oxid, und er wird in nachteiliger Weise reduziert, wenn er einen Wärmebehandlungsprozess in reduzierender Atmosphäre aufgrund eines Bauteil-Herstellprozesses erfährt, der auf den zu seinem Kristallisieren ausgeführten Wärmebehandlungsprozess folgt, und dies führt in nachteiliger Weise zu einem schlechten Einfluss, wie einer Erhöhung des Leckstroms des ferroelektrischen Films und dem Verschwinden der Ferroelektrizität selbst. Da her wird, gemäß der in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. HEI 8-335673 offenbarten Struktur unmittelbar auf dem Kondensator ein Diffusionssperrfilm so abgeschieden, dass der gesamte Kondensator bedeckt ist. Ein Diffusionssperrfilm dieser Struktur wird dazu verwendet, eine Struktur mit direktem Kontakt des Ferroelektrikums mit dem Schichtisolierfilm zu verhindern. Es ist zu erwarten, dass durch Verwenden dieser Struktur der Effekt des Ermöglichens einer Verhinderung des Diffundierens von Wasserstoff, das zu einem reduzierenden Mittel wird, in den ferroelektrischen Kondensator erzielt wird. Daher wird nach der Abscheidung des Diffusionssperrfilms aus Aluminiumoxid zum Zweck des Errichtens einer Wasserstoffbarriere unmittelbar auf dem ferroelektrischen Kondensator der Schichtisolierfilm abgeschieden.
  • Obwohl oben ein ferroelektrischer Speicher beschrieben wurde, bei dem im Ladungsspeicherabschnitt ein ferroelektrischer Film verwendet ist, tritt im Fall eines DRAM hoher Integration, der im Ladungsspeicherabschnitt einen hoch-dielektrischen Film verwendet, eine ähnliche Situation auf. D. h., dass der hoch-dielektrische Film eines DRAM ebenfalls ein Oxid ist, ähnlich einem ferroelektrischen Film. Wenn der Film beim Bauteil-Herstellprozess nach der Herstellung des hoch-dielektrischen Films einen Wärmebehandlungsprozess in reduzierender Atmosphäre durchläuft, wird der hoch-dielektrische Film in nachteiliger Weise reduziert. Dies führt zu einem Anstieg des Leckstroms des hoch-dielektrischen Films und einer Verringerung der Dielektrizitätskonstante, wodurch in nachteiliger Weise schlechte Einflüsse hervorgerufen werden, wie unzureichende elektrische Ladungen, wodurch die Speicherfunktion nicht aufrechterhalten werden kann. Daher wird, um den Ladungsspeicherabschnitt vor Wasserstoff zu schützen, das zu einem Reduktionsmittel wird, unmittelbar auf dem Kondensator ein Diffusionssperrfilm aus Aluminium oxid abgeschieden.
    •
  • Das Problem, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Wasserstoffbarriere-Eigenschaft von Aluminiumoxid, bei dem es sich um einen Diffusionssperrfilm eines DRAM unter Verwendung eines ferroelektrischen Speichers und eines hoch-dielektrischen Films handelt. Bei einem DRAM, der einen ferroelektrischen Speicher und einen hochdielektrischen Film verwendet, wird bei einem Bauteil-Herstellprozess nach der Herstellung eines Kondensators ein Prozess unter Verwendung von Wasserstoff ausgeführt, und für den Schichtisolierfilm wird ein Wasserstoff enthaltender Film verwendet. Daher diffundiert Wasserstoff in den Kondensatorabschnitt, und er führt in unglücklicher Weise zu einer teilweisen Reduktion des ferroelektrischen Films und des hoch-dielektrischen Films aus Oxid. Andernfalls diffundiert, wenn im Schichtisolierfilm ein Film verwendet wird, der eine große Feuchtigkeitsmenge enthält, der Wasserstoff, der durch Reaktion der aus dem Schichtisolierfilm desorbierten Feuchtigkeit mit der Metallschicht erzeugt wird, nur dadurch, dass er auf erhöhter Temperatur gehalten wird, und zwar selbst in einem Prozess, der nicht direkt Wasserstoff verwendet, und er reduziert in nachteiliger Weise ähnlich die dielektrische Schicht des Kondensators, die ein Oxid ist. Demgemäß werden eine Verschlechterung und dergleichen der Kondensatoreigenschaften hervorgerufen, wie eine Zunahme des Leckstroms, eine Verringerung der Dielektrizitätskonstante und eine Beeinträchtigung der Hystereseschleife im Fall eines Ferroelektrikums.
  • Obwohl die Menge eindringenden Wasserstoffs dadurch in gewissem Ausmaß verringert werden kann, dass das Herstellverfahren für den Wasserstoffsperrfilm und dergleichen entsprechend konzipiert werden, kann der Wasserstoff nicht vollständig abgesperrt werden. Insbesondere kann Aluminiumoxid, das den Diffusionssperrfilm bildet, die Eigenschaft einer Wasserstoffbarriere bei erhöhter Temperatur von nicht unter 400°C nicht ausreichend aufrechterhalten. Da der Film einen Prozess durchlaufen muss, bei dem eine Temperaturzone bis zu 450°C verwendet wird, muss zumindest nach der Herstellung metallischer Aluminiumverbindungen Wasserstoff auch in einer Temperaturzone auf diesem Niveau stabil abgesperrt werden. Da jedoch Wasserstoff in der Praxis bei einer Temperatur von ungefähr 300°C bis 400°C und darüber abrupt eindringt, bestehen für den Herstellprozess nach der Herstellung des Kondensators Einschränkungen für die Temperatur und die Hochtemperatur-Prozesszeit, die so kurz wie möglich sein muss. Nachdem ein Kondensator wegen eines anderen Herstellprozesses einen Langzeitprozess bei erhöhter Temperatur nicht unter 400°C durchlaufen hat, variieren die Eigenschaften desselben, bei dem für die dielektrische Schicht ein ferroelektrischer Film oder ein hoch-dielektrischer Film verwendet wird, oder sie sind nach dem Prozess instabil, und dies führt zu Problemen des Auftretens fehlerhafter Bits, einer Beeinträchtigung der Charakteristik, einer Fehlfunktion des Speichervorgangs selbst und verringerter Ausbeute.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Diffusionssperrfilm mit hervorragenden Wasserstoff-Sperreigenschaften zu schaffen, der auf effektive Weise das Eindringen von Wasserstoff beschränken kann, und ein Herstellverfahren für diesen zu schaffen.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen mit hoher Ausbeute herstellbaren Halbleiterspeicher zu schaffen, der mit einem Kondensator mit stabilen ferroelektrischen Eigenschaften oder hoch-dielektrischen Eigenschaften mit dem oben genannten Diffusionssperrfilm versehen ist, und ein Her stellverfahren für diesen zu schaffen.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände bzw. Verfahren der Patentansprüche 1, 3, 5 und 6 gelöst.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, ist ein Diffusionssperrfilm aus einem Oxid von Aluminium geschaffen, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält, wobei Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an dieser mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II adsorbiert.
  • Bei einem Diffusionssperrfilm mit dem oben genannten Aufbau adsorbiert Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid am Element der Gruppe II, das im Oxid von Aluminium enthalten ist, und es werden winzige Korngrenzen des Oxids von Aluminium eingebettet. Daher kann ein Diffusionssperrfilm mit hervorragenden Wasserstoff-Sperreigenschaften geschaffen werden, der auf effektive Weise das Eindringen von Waserstoff hemmen kann.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Hauptkomponentenmaterial des Aluminiumoxids Barium und/oder Strontium.
  • Beim Diffusionssperrfilm gemäß der oben genannten Ausführungsform adsorbiert, unter Verwendung von Aluminiumoxid als Hauptkomponentenmaterial und durch Hinzufügen von Barium und/oder Strontium zum Aluminiumoxid, Kohlendioxid (oder Kohlenmonoxid) am Barium oder Strontium, das an den Korngrenzen des Aluminiumoxids segregiert hat, das die winzigen Korngrenzen des Aluminiumoxids einbettet. Daher wird das Eindringen von Wasserstoff wirkungsvoll gehemmt.
  • Außerdem ist ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Diffusionssperrfilms mit den folgenden Schritten geschaffen:
    • – Abscheiden des Diffusionssperrfilms aus einem Oxid von Aluminium, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält; und
    • – Wärmebehandeln des Diffusionssperrfilms in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält.
  • Gemäß dem oben angegebenen Herstellverfahren für einen Diffusionssperrfilm adsorbiert, durch Abscheiden eines Diffusionssperrfilms aus einem Oxid von Aluminium, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält, mit anschließender Wärmebehandlung des abgeschiedenen Diffusionssperrfilms in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält, das Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an mindestens einer Art des Elements der Gruppe II im Oxid von Aluminium, wobei winzige Korngrenzen des Oxids von Aluminium eingebettet werden. Daher kann das Eindringen von Wasserstoff wirkungsvoll gehemmt werden, und die Wasserstoff-Sperreigenschaften können merklich verbessert werden.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm in einer Atmosphäre ausgeführt, die Sauerstoff und Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält.
  • Beim Herstellverfahren für einen Diffusionssperrfilm gemäß der oben genannten Ausführungsform kann, dadurch, dass nicht nur Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid am zum Oxidfilm von Aluminium hinzugefügten Element der Gruppe II adsorbiert, sondern auch der Film in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre wärmebehandelt wird, der Oxidfilm von Aluminium ausreichend oxidiert werden, um es zu ermöglichen, Defekte zu verringern.
  • Auch ist ein Halbleiterspeicher mit einem auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten MOS-Transistor und einem Kondensator unter Verwendung eines ferroelektrischen Films oder eines hoch-dielektrischen Films für eine dielektrische Schicht geschaffen, bei dem
    • – der Kondensator mit dem erfindungsgemäßen Diffusionssperrfilm bedeckt ist.
  • Beim Halbleiterspeicher mit dem oben genannten Aufbau kann das Eindringen von Wasserstoff wirkungsvoll gehemmt werden. Durch Bedecken des Kondensators mit dem Diffusionssperrfilm, der die Wasserstoff-Sperreigenschaften merklich verbessern kann, kann eine Eigenschaftsbeeinträchtigung des ferroelektrischen Films (oder des hoch-dielektrischen Films) aufgrund einer Diffusion von beim Bauteil-Herstellprozess verwendetem Wasserstoff oder von durch Reaktion oder dergleichen erzeugtem Wasserstoff gehemmt werden. Darüber hinaus kann ein Kondensator mit stabilen, zufriedenstellenden ferroelektrischen Eigenschaften (oder hoch-dielektrischen Eigenschaften) erhalten werden, und das Auftreten von Fehlern beim Halbleiterspeicher ist verringert, so dass die Ausbeute verbessert werden kann.
  • Auch ist ein Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher mit einem MOS-Transistor auf einem Halbleitersubstrat und einem Kondensator unter Verwendung eines ferroelektrischen Films oder eines hoch-dielektrischen Films für die dielektrische Schicht mit den folgenden Schritten geschaffen:
    • – Herstellen des MOS-Transistors auf dem Halbleitersubstrat;
    • – Herstellen eines ersten Schichtisolierfilms auf dem Halbleitersubstrat, auf dem der MOS-Transistor hergestellt wurde;
    • – Herstellen eines Kondensators unter Verwendung eines ferroelektrischen oder hoch-dielektrischen Films für eine dielektrische Schicht auf dem ersten Schichtisolierfilm;
    • – Abscheiden eines Diffusionssperrfilms aus einem Oxid von Aluminium, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält, in solcher Weise, dass er den Kondensator bedeckt; und
    • – Wärmebehandeln des Diffusionssperrfilms in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält, nach dem Prozess des Abscheidens des Diffusionssperrfilms.
  • Beim oben genannten Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher wird der MOS-Transistor auf dem Halbleitersubstrat hergestellt, und der erste Schichtisolierfilm wird auf dem Halbleitersubstrat hergestellt, auf dem der MOS-Transistor hergestellt wurde. Dann wird auf dem dem ersten Schichtisolierfilm der Kondensator, bei dem ein hoch-dielektrischer Film oder ein ferroelektrischer Film für die dielektrische Schicht verwendet ist, hergestellt, und der Diffusionssperrfilm, der aus dem Oxid von Aluminium besteht, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält, wird so abgeschieden, dass er den Kondensator bedeckt. Danach wird der Diffusionssperrfilm in einer Atmosphäre wärmebehandelt, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält. Durch diese Vorgehensweise adsorbiert Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an mindestens einer Art der Elemente der Gruppe II, die im Oxid von Aluminium enthalten sind, mit Einbettung der winzigen Korngrenzen des Oxids von Aluminium. Daher kann das Eindringen von Wasserstoff wirkungsvoll gehemmt werden, und es können die Wasserstoff-Sperreigenschaften merklich verbessert werden. Darüber hinaus kann ein Kondensator mit stabilen, zufriedenstellenden ferroelektrischen Eigenschaften (oder hoch-dielektrischen Eigenschaften) erhalten werden, und das Auftreten von Fehlern des Halbleiterspeichers ist verringert, wodurch die Ausbeute verbessert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm in einer Atmosphäre ausgeführt, die Sauerstoff und Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält.
  • Gemäß dem Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher ge mäß der oben genannten Ausführungsform kann dadurch, dass nicht nur Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid am Element der Gruppe II, das zum Film von Aluminium hinzugefügt wurde, adsorbiert wird, sondern dass auch der Film in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre wärmebehandelt wird, der Oxidfilm von Aluminium ausreichend oxidiert werden, um eine Verringerung von Defekten zu ermöglichen.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm unter einer Temperaturbedingung von 500°C bis 800°C ausgeführt.
  • Gemäß dem Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher gemäß der oben genannten Ausführungsform ist die Adsorption von Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid am Element der Gruppe II, das im Oxid von Aluminium enthalten ist, das den Diffusionssperrfilm bildet, bei einer Temperatur unter 500°C nicht ausreichend, und die Wasserstoff-Sperreigenschaften sind bei einer Temperatur über 800°C beeinträchtigt. Daher sollte der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm vorzugsweise unter einer Temperaturbedingung von 500°C bis 800° ausgeführt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Struktur-Schnittansicht des wesentlichen Teils eines Halbleiterspeichers unter Verwendung eines Diffusionssperrfilms gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 2 ist ein Kurvenbild, bei dem die Wasserstoff-Durchlässigkeit des Diffusionssperrfilms des Halbleiterspeichers unter Verwendung des obigen ferroelektrischen Kondensators durch das TDS-Verfahren ausgewertet ist.
    •
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Der Diffusionssperrfilm, das Herstellverfahren für diesen, der Halbleiterspeicher und das Herstellverfahren für diesen gemäß der Erfindung werden nachfolgend auf Grundlage der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform im Einzelnen beschrieben.
  • Die 1 ist eine Schnittansicht des wesentlichen Teils zum Herstellverfahren eines Halbleiterspeichers unter Verwendung eines Diffusionssperrfilms gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zuallererst wird ein Überblick über die Struktur eines Halbleiterspeichers (ferroelektrischer Speicher) unter Verwendung des ferroelektrischen Kondensators dieser Ausführungsform beschrieben.
  • In der 1 ist Folgendes dargestellt: ein N-Siliciumsubstrat 1; ein LOCOS-Oxidfilm 14 zur Elementisolierung, der auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 1 ausgebildet ist; eine auf dem Siliciumsubstrat 1 ausgebildete Gateelektrode 15; ein zwischen dem Siliciumsubstrat 1 und der Gateelektrode 15 ausgebildeter Gateoxidfilm 16; ein auf dem Siliciumsubstrat 1 ausgebildeter Source/Drain-Bereich 17; ein erster Schichtisolierfilm 2, der auf einem Siliciumoxidfilm auf dem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet ist; ein Titanoxidfilm 3 zum Verbessern der Anhaftung des ersten Schichtisolierfilms 2 an Platin; eine untere Elektrode 4 aus einer Platinschicht auf dem Titanoxidfilm 3; ein SBT-Film 5, der ein auf der unteren Elektrode 5 ausgebildeter ferroelektrischer Dünnfilm ist; eine obere Elektrode 6 aus einer Platinschicht auf dem SBT-Film 5; ein Diffusionssperrfilm 7 aus Aluminiumoxid zum Verhindern der Diffusion des den SBT-Film 5 bildenden Elements sowie der Diffusion von Wasserstoff von außerhalb des Kondensators; einen zweiten Schichtisolierfilm 8 aus einem Siliciumoxidfilm auf dem Diffusionssperrfilm 7; einen auf der oberen Elektrode 6 ausgebildeten Titannitridfilm 9; eine aus Titannitrid, Aluminium und Titan bestehende Verbindungsschicht 10; ein dritter Schichtisolierfilm 11 aus einem Siliciumoxidfilm 11 auf der Verbindungsschicht 10; einen Wolframpfropfen 12, der vorhanden ist, um Kontakt zum Source/Drain-Bereich 17 herzustellen, und eine Pufferschicht 13 mit einem TiN/Ti-Aufbau zum Hemmen der Reaktion von Wolfram des Wolframpfropfens 12 mit dem Silicium des Source/Drain-Bereichs 17.
  • Obwohl in Verbindung mit dieser Ausführungsform ein n-Siliciumsubstrat 1 beschrieben wird, ist man nicht hierauf beschränkt.
  • Als Nächstes wird der Herstellprozess für den in der 1 dargestellten Halbleiterspeicher beschrieben.
  • Zuallererst wird auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats 1 durch ein bekanntes Verfahren der LOCOS-Oxidfilm 14 mit einer Filmdicke von ungefähr 50 nm hergestellt, und es wird ein Elementisolierbereich ausgebildet. Als Nächstes wird durch eine gut bekannte Technik ein Auswähltransistor hergestellt, der aus der Gatelektrode 15, dem Source/Drain-Bereich 17 besteht, und danach wird der erste Siliciumdioxidfilm als erster Schichtisolierfilm 2 durch das CVD (Chemical Vapor Deposition)-Verfahren mit einer Filmdicke von ungefähr 500 nm hergestellt.
  • Als Nächstes wird auf den ersten Schichtisolierfilm 2 durch ein Gleichspannung-Magnetronsputterverfahren ein Titanfilm mit einer Dicke von 50 nm hergestellt, und durch Wärmebehandlung des Films in Sauerstoff für 30 Minuten bei einer Temperatur von 600°C wird der Titanoxidfilm 3 ausgebildet. Ferner wird die untere Elektrode 4 durch das Gleichspannungs-Magnetronsputterverfahren mit einer Filmdicke von 2,00 nm hergestellt.
  • Als Nächstes wird eine MOD-Ausganqsmateriallösung für SBT (Strontiumbismuttantalat) durch das MOD(Metal Organic Deposition)-Verfahren mit einer Drehzahl von 3000 U/Min. mittels einer Schleudereinrichtung durch Schleudern auf diese untere Elektrode 4 aufgetragen, und das Lösungsmittel wird für 5 Minuten bei einer Temperatur von 150°C getrocknet: Das erste Brennen des SBT-Films 5 wird in einer Sauerstoffatmosphäre unter Atmosphärendruck für 10 Minuten bei einer Temperatur von 500°C ausgeführt, und danach wird das zweite Brennen als Wärmebehandlung zur Kristallisierung in Sauerstoffatmosphäre für 10 Minuten bei einer Temperatur von 750°C durch das RTA (Rapid Thermal Annealing)-Verfahren ausgeführt. Die Prozesse vom Beschichten bis zur Wärmebehandlung zur Kristallisation werden fünf oder sechs Mal wiederholt, damit ein SBT-Film 5 mit der gewünschten Filmdicke von 250 nm erhalten wird. Das Herstellverfahren für den SBT-Film kann neben dem MOD-Verfahren das Sol-Gel-Verfahren, das Sputterverfahren, das MOCVD-Verfahren und dergleichen sein. Die obere Elektrode 6 wird auf diesem SBT-Film 5 durch das Gleichspannungs-Magnetronsputterverfahren mit einer Filmdicke von 100 nm hergestellt. Obwohl bei dieser Ausführungsform SBT a1s Ferroelektrikum verwendet ist, kann ein ähnlicher Effekt auch mit PZT oder einem anderen Ferroelektrikum oder hoch-dielektrischen Material erzielt werden.
  • Als Nächstes wird mittels der Fotolithografietechnik ein Strukturieren mit einem Fotoresist ausgeführt, und die obere Elektrode 6 wird durch das Trockenätzverfahren zu 1,2 μm im Quadrat bearbeitet. In ähnlicher Weise wird der SBT-Film zu 1,6 μm im Quadrat bearbeitet, und die untere Elektrode 4 wird zu linearer Form von 2,2 μm bearbeitet.
  • Anschließend wird ein Diffusionssperrfilm 7, der den SBT-Film 5 gegen Reduktion durch Wasserstoff schützt, durch das reaktive HF-Magnetronsputterverfahren mit einer Dicke von 30 nm hergestellt. Das Aluminiumoxid dieses Diffusionssperrfilms 7 wird unter Einleitung von Sauerstoffgas durch das reaktive HF-Magnetronsputterverfahren unter Verwendung eines Targets abgeschieden, das 1 Mol-% Bariumoxid (BaO) in Aluminiumoxid (Al2O3) enthält.
  • Als Nächstes wird eine Wärmebehandlung in einer Mischgasatmosphäre, die 50% Sauerstoff und 50% Kohlendioxid enthält, bei einer Temperatur von 650°C ausgeführt. Dies dient zum ausreichenden Oxidieren des Aluminiumoxidfilms, der den Diffusionssperrfilm 7 bildet, und zum Adsorbieren von Kohlendioxid an Barium, das als Zusatzstoff eingemischt ist. Durch ein TEM (Transmissionselektronenmikroskop)-Bild wurde klargestellt, dass das zugesetzte Barium an den Korngrenzen innerhalb des Aluminiumoxidfilms des mikrokristallinen Körpers segregierte. Es kann davon ausgegangen werden, dass das Eindringen von Wasserstoff durch die Einbettung der winzigen Korngrenzen des Aluminiumoxidfilms aus kaum existierenden Mikrokristallen, wobei jedoch der größere Teil amorph ist, infolge der Adsorption von Kohlendioxid an diesem Barium gehemmt wird.
  • Zum Vergleich wurde ein Aluminiumoxidfilm hergestellt, der keinen Zusatzstoff enthielt und eine Filmdicke identisch mit der des Diffusionssperrfilms bei der oben genannten Ausführungsform aufwies. Es wurden ein Diffusionssperrfilm, der bei einer Temperatur von 600°C in einer Sauerstoffatmosphä re, die kein Kohlendioxid enthält, wärmebehandelt wurde, und ein Diffusionssperrfilm gemäß dem Herstellverfahren der oben genannten Ausführungsform hergestellt, und durch das Thermodesorptions-Spektrometrie (TDS)-Verfahren wurden die Wasserstoff-Sperreigenschaften untersucht.
  • Die 2 zeigt die Ergebnisse einer Auswertung der Eindringrate von Gas vom Molekulargewicht 2 unter Verwendung der Probentemperatur als Parameter hinsichtlich des Eindringens von Wasserstoff für diese Diffusionssperrfilme mittels des TDS-Verfahrens. In der 2 repräsentiert die horizontale Achse die Probentemperatur, und die vertikale Achse repräsentiert die Eindringrate (beliebiger Maßstab). Der Bezugsbuchstabe A kennzeichnet das Eindringen von Wasserstoff in den durch das Herstellverfahren dieser Ausführungsform hergestellten Diffusionssperrfilm, während der Bezugsbuchstabe B das Eindringen von Wasserstoff in den Diffusionssperrfilm kennzeichnet, der bei einer Temperatur von 600°C in einer Wasserstoffatmosphäre, die kein Kohlendioxid enthielt wärmebehandelt wurde.
  • Wie es in der 2 dargestellt ist, wird in den Wasserstoff-Sperreigenschaften bis zu einer Temperatur von ungefähr 300°C kein wesentlicher Unterschied beobachtet, und es ist ersichtlich, dass der durch diese Ausführungsform hergestellte Diffusionssperrfilm bei einer Temperatur nicht unter ungefähr 315°C eine niedrigere Eindringrate für Sauerstoff und hervorragende Wasserstoff-Sperreigenschaften aufweist. Zum Beispiel ist die Eindringrate von Wasserstoff bei einer Temperatur von 400°C halb so groß wie die herkömmliche Rate. Dies zeigt, dass die Zeit zur Nachbearbeitung bei derselben Temperatur einfach mehr als verdoppelt werden kann, wobei die herkömmliche Eindringrate von Sauerstoff erhalten bleibt und der Reduktionsgrad durch Wasserstoff halb so groß wie beim identische Prozess wird.
  • Obwohl die oben angegebenen Versuche an Aluminiumoxid mit einem Zusatz von Barium ausgeführt wurden, wird im Fall von Strontium und Calcium ein ähnlicher Effekt beobachtet. Strontium zeigt einen deutlich schlechteren Effekt als Barium auf. Jedoch übt Strontium, das ein Komponentenelement des ferroelektrischen Films ist, auch im Fall einer Diffusion von Strontium selbst, wenn es mit Spurenmengen in das Aluminiumoxid eindotiert ist, beinahe keinen Einfluss auf die ferroelektrische Schicht aus. Obwohl zur Wärmebehandlung Kohlendioxid verwendet wird, wird ein ähnlicher Effekt selbst mit Kohlenmonoxid beobachtet. Hinsichtlich des Filmherstellverfahrens für Aluminiumoxid, das den Diffusionssperrfilm bildet, wird dieses Aluminiumoxid bei dieser Ausführungsform durch das Sputterverfahren hergestellt. Jedoch kann auch jedes andere Filmherstellverfahren verwendet werden.
  • Dann wird, nach der Herstellung des Diffusionssperrfilms 7, der zweite Schichtisolierfilm 8 dadurch hergestellt, dass Tetraethoxysilan und Ozon in Gasform gemischt werden, durch thermische Zersetzung ein Ozon-TEOS-Film, der einen Siliciumoxidfilm bildet, mit einer Filmdicke von 500 nm hergestellt wird und der Film bei einer Temperatur von 400°C wärmebehandelt wird. Anschließend erfolgt durch die Fotolithografietechnik eine Strukturierung mit einem Fotoresist, und an der oberen Elektrode 6 des Kondensators wird durch das Trockenätzverfahren ein Kontaktloch mit einem Durchmesser von 0,7 μm hergestellt.
  • Als Nächstes wird der Titannitridfilm 9 durch ein CVD-Verfahren mit einer Filmdicke von 200 nm abgeschieden. Bei diesem CVD-Verfahren wird Titantetrachlorid als Ausgangsmaterial für Titan verwendet, und Methylhydrazin oder Ammoniakgas wird als Reduziergas verwendet. Für das Ti-Ausgangsmate rial besteht keine Beschränkung auf das oben genannte Material, und es ist akzeptierbar, ein organometallisches Material, wie Tetrakis(Dimethylamino)titan oder dergleichen mittels Gasblasenbildung zu verwenden. Der Titannitridfilm 9 wird durch Erhöhen der Substrattemperatur auf 400°C, Einleiten des oben genannten Ausgangsmaterials auf das Substrat und Aufrechterhalten eines Unterdrucks von 1 bis 5 Torr hergestellt. Anschließend wird der Film für 30 Sekunden bei einer Temperatur von 550°C durch das RTA-Verfahren wärmebehandelt. Die Atmosphäre verfügt dabei über eine Stickstoffdichte nicht unter 99% und eine Sauerstoffdichte von unter 1%. Durch diese Wärmebehandlung werden die Korngrenzen des Titannitridfilms 9 unter dem Titanoxid eingebettet, das infolge der Bindung von an den Korngrenzen existierendem überschüssigem Ti an Sauerstoff gebildet wird, und die Sperreigenschaften des auf dem oberen Teil beim anschließenden Prozess abgeschiedenen Titans gegen Wasserstoff sind weiter verbessert. Dieser Titannitridfilm 9 wird durch das Trockenätzverfahren entfernt, wobei nur ein Teil in der Nähe eines Kontaktlochs verbleibt, das nach oben ausgehend von der oberen Elektrode 6 des Kondensators geöffnet ist.
  • Als Nächstes wird, um elektrische Leitung zum Source/Drain-Bereich 17 des Auswähltransistors herzustellen, auf dem Source/Drain-Bereich 17 ein Kontaktloch ausgebildet, und durch das Gleichspannungs-Magnetronsputterverfahren wird die Pufferschicht 13 abgeschieden, die ein Laminatfilm (TiN/Ti) aus Titan und Titannitrid ist. Anschließend wird durch das CVD-Verfahren Wolfram unter Verwendung von Wolframhexafluorid (WF6) als Ausgangsmaterial abgeschieden, und danach wird der Wolframpfropfen 12 durch sukzessives Rückätzen von Wolfram, Titannitrid und Titan ausgehend von der oberen Schicht ausgebildet. Dabei wird ein Fluchten des oberen Teils des zuvor hergestellten Titannitridfilms 9 mit der Oberseite des zweiten Schichtisolierfilms 8 erzielt.
  • Ferner wird, um elektrischen Kontakt zur unteren Elektrode 4 des ferroelektrischen Kondensators herzustellen, auf dem Titanoxid 3 ausgebildet, und die untere Elektrode 4 wird als Ansteuerleitung (Plattenleitung) zu linearer Form bearbeitet.
  • Anschließend wird, um die obere Elektrode 6 des ferroelektrischen Kondensators mit dem Source/Drain-Bereich 17 des Auswähltransistors zu verbinden und andere Verbindungsschichten für die Bitleitung und dergleichen (nicht dargestellt, jedoch in derselben Ebene vorhanden) herzustellen, ein Laminatfilm aus Titan, Titannitrid, Aluminium, das- eine Spurenmenge an Silicium und Kupfer enthält, und Titannitrid (TiN/AlSiCu/TiN/Ti), der zu einer Verbindungsschicht wird, durch das Gleichspannungs-Magnetronsputterverfahren hergestellt. Dann wird durch die Fotolithografietechnik, um den Laminatfilm aus Titannitrid mit der gewünschten Konfiguration auszubilden, eine Strukturierung mit einem Fotoresist ausgeführt, und durch das Trockenätzverfahren wird eine Bearbeitung zum Ausbilden der Verbindungsschicht 10 ausgeführt. Titan, das sich in der untersten Schicht der Verbindungsschicht 10 befindet, wirkt als Adhäsionsschicht für den als Grundkonstruktion dienenden Schichtisolierfilm. Der auf dem Film liegende Titannitridfilm ist dazu erforderlich, die Zuverlässigkeit der Verbindung zu verbessern, da der Film einen Schmelzpunkt über dem von Aluminium aufweist und er gegen Trennung beständig ist. Darüber hinaus wirkt der in der obersten Schicht der Verbindungsschicht 10 vorhandene Titannitridfilm als Antireflexionsfilm aus Aluminium.
  • Der dritte Schichtisolierfilm 11 wird ferner auf der Oberseite der Verbindungsschicht 10 hergestellt, und in ähnlicher Weise wird eine Verbindung zu einer Verbindungsschicht hergestellt, wenn der gewünschte Abschnitt existiert. Da je doch die elektrische Verbindung zum ferroelektrischen Kondensator durch die bereits hergestellte erste Verbindungsschicht 10 fertiggestellt wurde, ist es unüblich, im Prozess nach der Herstellung der ersten Verbindungsschicht ein Kontaktloch unmittelbar über dem ferroelektrischen Kondensator oder in dessen Nähe (innerhalb der Speicherzelle) herzustellen.
  • Durch Anlegen eines elektrischen Felds mit dreieckigem Signalverlauf zwischen der oberen Elektrode und den mit der unteren Elektrode verbundenen Verbindungen an einen komplexen Kondensator eines parallelen Arrays von 1024 ferroelektrischen Kondensatoren, die bis zum abschließenden Herstellprozess für den Schutzfilm, ähnlich wie beim Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher gemäß der oben genannten Ausführungsform hergestellt wurden, wurde eine Ferroelektrizität zeigenden Hystereseschleife erhalten. Gemäß diesem Herstellverfahren beträgt die Verarbeitungszeit insgesamt ungefähr eine Stunde, wenn eine Temperatur nicht unter 350°C aufrechterhalten wird, bei der es um eine Reduktion durch Wasserstoff nach der Herstellung des Diffusionssperrfilms geht. Diese angelegte Dreieckswelle weist eine Spannung von 3 V und eine Frequenz von 75 Hz auf. Es existierten Spezifikationen eines Sättigungs-Polarisationswerts von 22,8 μC/cm2 bei einer Spannung von 5 V, eines Remanenzwerts von 17,5 μC/cm2 und einer Leckstromdichte über den Kondensatorquerschnitt von 6,5 × 10-7 A/cm2, und demgemäß wurde Ferroelektrizität erzielt, die zur Verwendung als ferroelektrischer Kondensator für ein Speicherbauteil ausreicht.
  • Andererseits war hinsichtlich der Eigenschaften eines komplexen Kondensators aus 1024 ferroelektrischen Kondensatoren, die unter Verwendung eines Diffusionssperrfilms hergestellt worden waren, der durch Herstellen eines Aluminiumoxidfilms mit derselben Filmdicke erhalten wurde und keinen Zusatzstoff eines Elements der Gruppe II enthielt, mit einer Wärmebehandlung des Films bei einer Temperatur von 650°C in einer Sauerstoffatmosphäre, die kein Kohlendioxid enthielt, der Polarisationswert beinahe gleich wie beim Halbleiterspeicher gemäß dieser Ausführungsform, wohingegen die Leckstromdichte auf 4,5 × 10-5 A/cm2 erhöht war.
  • In diesem Fall konnte die Leckstromdichte auf einen ähnlichen Wert wie bei der Ausführungsform der Erfindung eingeschränkt werden, wenn die Prozesszeit ungefähr die Hälfte war, wenn eine Temperatur von nicht unter 350°C aufrechterhalten wurde, bei der es um eine Reduktion durch Sauerstoff nach der Herstellung des Diffusionssperrfilms geht. Jedoch war z. B. die Ebenheit des Schichtisolierfilms deutlich beeinträchtigt, und der Prozess war wegen schlechter Ausführbarkeit nicht praxisgerecht.
  • Es wurde der Betrieb eines Speicherbauteils mit ferroelektrischen Kondensatoren untersucht, die unter Verwendung eines Diffusionssperrfilms hergestellt worden waren, der dadurch erhalten wurde, dass ein Aluminiumoxidfilm mit derselben Filmdicke hergesstellt wurde, der keinen Zusatzstoff eines Elements der Gruppe II enthielt, und der Film bei einer Temperatur von 650°C in einer Sauerstoffatmosphäre, die kein Kohlendioxid enthielt, wärmebehandelt wurde. Im Ergebnis variierten Eigenschaften von Bits entsprechend dem Auftreten fehlerhafter Bits mit einer Menge von mehreren Bits bis hunderten von Bits unter 1 MBit, und es wurde nur eine verringerte Ausbeute von ungefähr 10% erzielt. Als Grund für das Vorstehende wurde durch eine mikroskopische Betrachtung des Inneren des Aluminiumoxids als Diffusionssperrfilm herausgefunden, dass die fehlerhaften Bits infolge einer verringerten Hystereseschleife des ferroelektrischen Kondensators aufgrund des Vorliegens eines Teils mit beeinträchtigten Wasserstoff-Sperreigenschaften auftraten.
  • Es wurde durch das TDS-Verfahren gezeigt, dass die Kondensatoreigenschaften gemeinsam mit den Eindringeigenschaften verbessert waren, wenn ein Halbleiterspeicher unter Verwendung des Diffusionssperrfilms der Ausführungsform der Erfindung und das zugehörige Herstellverfahren verwendet wurden. Darüber hinaus wurde für Halbleiterspeicher unter Verwendung des Diffusionssperrfilms der Ausführungsform der Erfindung eine Ausbeute von ungefähr 80% erzielt, und es wurde durch mikroskopische Beobachtung des Aluminiumoxids des Diffusionssperrfilms gezeigt, dass die Wasserstoff-Sperreigenschaften zufriedenstellend waren.
  • Beim Diffusionssperrfilm 7 gemäß der oben genannten Ausführungsform adsorbiert, aufgrund des Abscheidens eines Aluminiumoxids, in dem Barium als Element der Gruppe II enthalten ist, und durch anschließendes Wärmebehandeln des abgeschiedenen Films in einer Mischgasatmosphäre von Sauerstoff und Kohlendioxid, das Kohlendioxid am im Aluminiumoxid enthaltenen Barium als Element der Gruppe II, und es werden winzige Korngrenzen des Aluminiumoxids eingebettet. Daher kann das Eindringen von Wasserstoff wirkungsvoll gehemmt werden, und dies erlaubt es, einen Diffusionssperrfilm mit hervorragenden Wasserstoff-Sperreigenschaften zu erzielen.
  • Darüber hinaus können, da der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm in einer Sauerstoff und Kohlendioxid enthaltenden Atmosphäre ausgeführt wird, Defekte nicht nur durch Adsorbieren von Kohlendioxid am dem Aluminiumoxid zugesetzten Barium als Element der Gruppe II, sondern auch durch gleichzeitiges ausreichendes Oxidieren des Aluminiumoxids verringert werden.
  • Darüber hinaus können durch Bedecken des oben genannten Halbleiterspeichers mit dem Diffusionssperrfilm 7, der das Eindringen von Wasserstoff effektiv hemmen kann und die Was serstoff-Sperreigenschaften stark verbessern kann, die Eigenschaftsbeeinträchtigung des ferroelektrischen Films durch Diffusion von beim Bauteil-Herstellprozess verwendetem Wasserstoff oder von durch Reaktion oder dergleichen erzeugten Wasserstoff eingeschränkt werden. Darüber hinaus kann ein Kondensator mit stabilen, zufriedenstellenden ferroelektrischen Eigenschaften erzielt werden, und die Ausbeute kann dadurch verbessert werden, dass das Auftreten von Fehlern des Halbleiterspeichers verringert wird.
  • Darüber hinaus wird gemäß dem oben genannten Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm 7 bei einer Temperatur von 650°C ausgeführt. Jedoch reicht die Adsorption von Kohlendioxid am im Aluminiumoxid des Diffusionssperrfilms enthaltenen Barium als Elementgruppe II bei einer Temperatur unter 500°C nicht aus, und die Wasserstoff-Sperreigenschaften sind bei einer Temperatur über 800°C beeinträchtigt. Daher sollte der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm vorzugsweise unter einer Temperaturbedingung von 500°C bis 800°C ausgeführt werden.
  • In Zusammenhang mit der oben genannten Ausführungsform wurde ein Diffusionssperrfilm eines ferroelektrischen Speichers als Halbleiterspeicher unter Verwendung eines ferroelektrischen Kondensators beschrieben. Jedoch ist es auch akzeptierbar, den erfindungsgemäßen Diffusionssperrfilm bei anderen Halbleiterbauteilen, wie einem DRAM, unter Verwendung eines hoch-dielektrischen Kondensators sowie bei einem Dünnschichttransistor zu verwenden. Es ist auch akzeptierbar, den erfindungsgemäßen Diffusionssperrfilm bei Bauteilen zu verwenden, die einen Film mit Wasserstoff-Sperreigenschaft benötigen, wie bei Sensoren und Stellgliedern unter Verwendung eines ferroelektrischen oder hoch-dielektrischen Kondensators.
  • Darüber hinaus ist es bei der oben genannten Ausführungsform möglich, einen Behandlungsprozess bei einer Temperaturbedingung von 350°C bis 450°C auszuführen und einen Behandlungsprozess zumindest bei einer Temperaturbedingung nicht unter 350°C für drei oder mehr Minuten nach dem Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm auszuführen. Die Einschränkung der Temperatur beim Herstellprozess nach der Herstellung des Kondensators sowie die zeitliche Einschränkung für den Hochtemperaturprozess sind gelindert, und die Prozessanordnung kann leicht bewerkstelligt werden.
  • Wie es auf dem Vorstehenden ersichtlich ist, ist beim Diffusionssperrfilm und beim Herstellverfahren gemäß der Erfindung die Wasserstoff-Sperreigenschaft des Diffusionssperrfilms merklich verbessert. Daher können eine Eigenschaftsbeeinträchtigung und dergleichen eines ferroelektrischen oder hoch-dielektrischen Kondensators aufgrund von Diffusion des beim Bauteil-Herstellprozess verwendeten Wasserstoffs oder des Wasserstoffs, der durch Reaktion oder dergleichen erzeugt wird, durch diesen Diffusionssperrfilm eingeschränkt werden, wodurch der Freiheitsgrad auch hinsichtlich der Bearbeitungszeit beim Prozess, der eine Hochtemperaturbehandlung benötigt, und hinsichtlich der Wartungsbedingungen erweitert ist.
  • Darüber hinaus kann durch den Halbleiterspeicher und das Herstellverfahren gemäß der Erfindung ein Kondensator mit stabilen, zufriedenstellenden ferroelektrischen Eigenschaften (oder hoch-dielektrischen Eigenschaften) für einen Halbleiterspeicher erzielt werden, der mit einem auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten MOS-Transistor und einem Kondensator unter Verwendung eines ferroelektrischen oder hoch-dielektrischen Films für die dielektrische Schicht versehen ist, und die Ausbeute kann durch Verringern des Auftretens von Fehlern des Halbleiterspeichers verbessert werden.

Claims (8)

  1. Diffusionssperrfilm aus Aluminiumoxid, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II als Zusatzstoff enthält, wobei Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an der mindestens einen Art von Elementen der Gruppe II, die an den Korngrenzen innerhalb eines mikrokristallinen Körpers des Aluminiumoxidfilms segregiert sind, adsorbiert sind.
  2. Diffusionssperrfilm nach Anspruch 1, bei dem der Zusatzstoff Barium und/oder Strontium ist.
  3. Herstellverfahren für den im Anspruch 1 beanspruchten Diffusionssperrfilm mit den folgenden Schritten: – Abscheiden des Diffusionssperrfilms aus Aluminiumoxid, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II als Zusatzstoff enthält; und – Wärmebehandeln des Diffusionssperrfilms in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält, so dass Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid an der mindestens einen Art von Elementen der Gruppe II adsorbiert werden.
  4. Herstellverfahren für einen Diffusionssperrfilm nach Anspruch 3, bei dem die Atmosphäre, in der der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm ausgeführt wird, außer Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid auch Sauerstoff enthält.
  5. Halbleiterspeicher mit einem auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten MOS-Transistor und einem Kondensator unter Verwendung eines ferroelektrischen Films oder eines Films mit hoher Dielektrizitätskonstante für eine dielektrische Schicht, bei dem der Kondensator mit dem im Anspruch 1 beanspruchten Diffusionssperrfilm bedeckt ist.
  6. Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher mit den Merkmalen nach Anspruch 5, mit den folgenden Schritten: – Herstellen des MOS-Transistors auf dem Halbleitersubstrat; – Herstellen eines ersten Schichtisolierfilms auf dem Halbleitersubstrat, auf dem der MOS-Transistor hergestellt wurde; – Herstellen des Kondensators auf dem ersten Schichtisolierfilm; – Abscheiden des Diffusionssperrfilms aus Aluminiumoxid, das mindestens eine Art von Elementen der Gruppe II enthält, in solcher Weise, dass er den Kondensator bedeckt; und – Wärmebehandeln des Diffusionssperrfilms in einer Atmosphäre, die Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid enthält, nach dem Prozess des Abscheidens des Diffusionssperrfilms.
  7. Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher nach Anspruch 6, bei dem die Atmosphäre, in der der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm ausgeführt wird, außer Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid auch Sauerstoff enthält.
  8. Herstellverfahren für einen Halbleiterspeicher nach Anspruch 6, bei dem der Wärmebehandlungsprozess für den Diffusionssperrfilm bei einer Temperaturbedingung von 500°C bis 800°C ausgeführt wird.
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