JP2002211924A - 多相鉛ゲルマネート膜およびその堆積方法 - Google Patents

多相鉛ゲルマネート膜およびその堆積方法

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リー ティンカイ
Fengyan Zhang
ツァンク フェンヤン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛ゲルマニウム酸化物薄膜材料の強誘電特性
を改善し、これらの薄膜を強誘電体ＰＧＯキャパシタと
して利用可能にするプロセスを提供すること。 【解決手段】 ＩＣ膜上に鉛ゲルマニウム酸化物（ＰＧ
Ｏ）膜を形成する方法であって、［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］
と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを混合して、第１の所定のモ
ル比を有するＰＧＯ混合物を形成する工程（１０２）
と、ＰＧＯ混合物をテトラヒドロフラン、イソプロパノ
ールおよびテトラグリムの溶媒に溶解させて、前駆体溶
液を形成する工程（１０４）と、前駆体ガスを形成する
工程（１０６）と、前駆体ガスをＩＣ膜に導入する工程
（１０８）と、前駆体ガスをＩＣ膜上で分解して、第１
の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5とを含有す
る強誘電特性を有するＰＧＯ膜を形成する工程（１１
２）とを包含する、方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、集積回路
（ＩＣ）製造の分野に関し、より詳細には多相鉛ゲルマ
ニウム酸化物（ＰＧＯ）の強誘電体膜および有機金属気
相成長（ＭＯＣＶＤ）法による多相ＰＧＯ膜の堆積方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】強誘電体膜は、電気光学、焦電性デバイ
ス、周波数アジャイルエレクトロニクスおよび不揮発性
メモリデバイスに適用できるため、ここ数年大きな関心
を集めている。強誘電体鉛ゲルマニウム酸化物薄膜（特
に、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11）の製造および特性が現在注目され
ている。鉛ゲルマネート（Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11）は、強誘電
体ファミリーの中でも比較的新規な部類である。この材
料の強誘電性は、ＩｗａｓａｋｉらのＡｐｐｌ． Ｐｈ
ｙｓ． Ｌｅｔｔ． １８、４４４、１９７１年によっ
て最初に発見された。単結晶および多結晶材料の圧電特
性、誘電特性および電気光学特性は文献で詳細に報告さ
れている。ｃ軸と平行な分極方向を有するペロブスカイ
ト以外の単軸性強誘電体Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、室温で三方
晶系空間群Ｐ３に属する。この材料は、キュリー点（Ｔ
ｃ＝１７８℃）を超えると六方晶系空間群Ｐ６（＝Ｐ３
／ｍ）の常誘電体相に相転移する。この単軸強誘電体Ｐ
ｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、１８０°ドメインのみを有しているの
で、９０°を介してドメインを再度方向付けする強弾性
効果はなく、分極が緩和されている。
【０００３】この材料の別の注目を引く特徴は、Ｐｂ5
Ｇｅ3Ｏ11が小さな誘電率および小さな残留分極を有す
ることである。これらの特徴はまた、金属−強誘電体−
金属酸化物−シリコン（ＭＦＭＯＳ）、金属−強誘電体
−金属−シリコン（ＭＦＭＳ）、金属−強誘電体−絶縁
体−シリコン（ＭＦＩＳ）、金属−絶縁体−強誘電体−
シリコン（ＭＩＦＳ）、金属−絶縁体−強誘電体−絶縁
体−シリコン（ＭＩＦＩＳ）および金属−強誘電体−シ
リコン（ＭＦＳ）タイプのメモリ等の強誘電体不揮発性
メモリ、特に１トランジスタメモリ応用に適切である。
Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11はまた、焦電特性および誘電特性のため
熱検出器応用の可能性も有している。
【０００４】鉛ゲルマネート薄膜は、熱蒸着およびフラ
ッシュ蒸着（Ａ． ＭａｎｓｉｎｇｈらのＪ． Ａｐｐ
ｌ． Ｐｈｙｓ． ５１、５４０８、１９８０年）、Ｄ
Ｃ反応性スパッタリング（Ｈ． ＳｃｈｍｉｔｔらのＦ
ｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ５６、１４１、１９
８４年）、レーザアブレーション（Ｓ． Ｂ． Ｋｒｕ
ｐａｎｉｄｈｉらのＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ３
rd Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐ． ｏｎ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃｓ、１００、１９９１年）およびゾルゲル法（Ｊ．
Ｊ． ＬｅｅらのＡｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．
６０、８２７、１９９２年）によって作製されてい
る。
【０００５】単結晶Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、ｃ軸方向に４マ
イクロクーロン毎平方センチメートル（μＣ／ｃｍ2）
の自発分極および１４キロボルト毎センチメートル（ｋ
Ｖ／ｃｍ）の抗電界を有することが示されている。ｃ軸
配向したＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜は、乏しい強誘電特性、例
えば、より低い分極（２〜３μＣ／ｃｍ2）、より高い
抗電界（５５〜１３５ｋＶ／ｃｍ）を示し、それらのヒ
ステリシスループは飽和せず角形ではなかった。ＰＧＯ
の強誘電性ドメインをスイッチングするためには、極め
て高い動作電圧が用いられる必要がある。このためメモ
リデバイスにそれらｃ軸配向したＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜を
使用することを不可能にしている。
【０００６】本発明は、ＰＧＯ膜の２つの相を組み合わ
せることによって強誘電特性を改善することに着目して
いる。Ｔｉｎｇｋａｉ Ｌｉらによって発明され、１９
９９年４月２８日に出願された「Ｃ−Ａｘｉｓ Ｏｒｉ
ｅｎｔｅｄ Ｌｅａｄ Ｇｅｒｍａｎａｔｅ Ｆｉｌｍ
ａｎｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏ
ｒ Ｓａｍｅ」と称する米国特許出願第０９／３０１，
４２０号では、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜は、結晶学的にｃ軸方
向に配向している。この膜は、増加したＰｒおよび増加
した誘電率を有し、１トランジスタ（１Ｔ）メモリ応用
を作成するのに有用である。
【０００７】Ｔｉｎｇｋａｉ Ｌｉらによって発明さ
れ、１９９９年４月２８日に出願された「Ｅｐｉｔａｘ
ｉａｌｌｙ Ｇｒｏｗｎ Ｌｅａｄ Ｇｅｒｍａｎａｔ
ｅ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔ
ｈｏｄ」と称する米国特許出願第０９／３０２，２７２
号では、適切な量の第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5がＰｂ5Ｇｅ3
Ｏ11に加えられ、極めて高くｃ軸配向した大きな結晶粒
を形成している。その結果、高いＰｒ値およびＥｃ値な
らびに低い誘電率が得られる。この膜は１Ｔ、１トラン
ジスタ／１キャパシタ（１Ｔ／１Ｃ）ＦｅＲＡＭメモリ
デバイスに有用である。
【０００８】Ｔｉｎｇｋａｉ Ｌｉらによって発明さ
れ、１９９９年４月２８日に出願された「Ｆｅｒｒｏｅ
ｌａｓｔｉｃ Ｌｅａｄ Ｇｅｒｍａｎａｔｅ Ｆｉｌ
ｍ ａｎｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ」と
称する米国特許出願第０９／３０１，４３４号では、改
善された強弾性特性を有するＣＶＤによるＰｂ5Ｇｅ3Ｏ
11膜が形成されている。この膜は、微小電子機械システ
ム（ＭＥＭＳ）、高速マルチチップモジュール（ＭＣ
Ｍ）、ＤＲＡＭおよびＦｅＲＡＭ応用に有用である。上
述の米国特許出願を本明細書中で参考として援用する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】鉛ゲルマニウム酸化物
薄膜材料の強誘電特性を改善し、これらの薄膜を強誘電
体ＰＧＯキャパシタとして利用可能にするためのプロセ
スが開発され得ることが望ましい。
【００１０】Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜のｃ軸配向性および粒
成長を促進させて、より高い分極およびより低い抗電界
を有するＰＧＯ膜を形成し得ることが望ましい。
【００１１】１トランジスタメモリ応用のために、第２
の相のＰＧＯを用いてｃ軸配向したＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11の強
誘電特性を改善する方法が開発され得ることが望まし
い。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による集積回路
（ＩＣ）膜上に鉛ゲルマニウム酸化物（ＰＧＯ）膜を形
成する方法は、ａ） ［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ
（ＥＴＯ）4］とを混合して、第１の所定のモル比を有
するＰＧＯ混合物を形成する工程と、ｂ） 該工程ａ）
の該混合物をテトラヒドロフラン、イソプロパノールお
よびテトラグリムからなる溶媒に溶解させて、前駆体溶
液を形成する工程と、ｃ） 該工程ｂ）で形成された該
溶液を加熱して、前駆体ガスを形成する工程と、ｄ）
該前駆体ガスを該ＩＣ膜に導入する工程と、ｅ） 該工
程ｃ）で形成された該前駆体ガスを該ＩＣ膜上で分解し
て、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5と
を含有する強誘電特性を有するＰＧＯ膜を形成する工程
であって、これにより該ＰＧＯ膜の強誘電特性は、該第
２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を加えることに伴い改善される、工
程とを包含し、これにより上記目的が達成される。
【００１３】前記工程ａ）は、約５：３のモル比で［Ｐ
ｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを混合する工
程を包含してもよい。
【００１４】前記工程ａ）は、約５．１：３〜５．２：
３の範囲のモル比で［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（Ｅ
ＴＯ）4］とを混合する工程を包含し、これによりさら
なる［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］が、前記ＰＧＯ膜の結晶粒成
長等の強弾性特性および結晶粒のｃ軸配向性を促進させ
てもよい。
【００１５】前記工程ｂ）は、前記溶媒であるテトラヒ
ドロフラン、イソプロパノールおよびテトラグリムをそ
れぞれ約８：２：１のモル比とする工程を包含してもよ
い。
【００１６】前記工程ｂ）は、溶媒１リットル当たり約
０．１〜０．３モルのＰＧＯ混合物濃度を有する前駆体
溶液を形成する工程を包含してもよい。
【００１７】前記方法において液体ポンプおよび前駆体
蒸発器が提供されて、前記工程ｃ）は、該前駆体蒸発器
を用いて約１４０〜２５０℃の範囲の温度まで前記前駆
体溶液を加熱し、それにより前記前駆体ガスが形成され
る、工程を包含し、前記工程ｂ）の後かつ該工程ｃ）の
前に、ｂ1） 該液体ポンプを用いて、該工程ｂ）の該
前駆体溶液を約０．１〜０．５ミリリットル毎分（ｍｌ
／ｍｉｎ）の範囲の速度で該工程ｃ）の該前駆体蒸発器
に導入する工程をさらに包含してもよい。
【００１８】前記方法において、前記ＩＣウェハは反応
器内に配置され、ｄ1） 該反応器内の前記前駆体ガス
を約１０００〜６０００標準立方センチメートル毎分
（ｓｃｃｍ）の範囲で、約１５０〜２５０℃の範囲の温
度に予熱されたアルゴンガスシュラウドフローと混合す
る工程と、ｄ2） 酸素フローを約５００〜３０００ｓ
ｃｃｍの範囲で該反応器に導入し、それによりｃ軸配向
した鉛ゲルマニウム酸化物が促進される工程とをさらに
包含してもよい。
【００１９】前記ＩＣ膜は反応器内のウェハチャックに
配置され、前記工程ｄ）は、約３０〜５０ｔｏｒｒ
（Ｔ）の範囲の前駆体蒸気圧を確立する工程を包含し、
前記工程ｅ）は、約４００〜７００℃の範囲の温度に該
ウェハチャックを加熱し、反応器チャンバ圧力を約５〜
１０Ｔの範囲に確立する工程を包含してもよい。
【００２０】前記ＩＣ膜は反応器内のウェハチャックに
配置され、前記工程ｄ）の後かつ前記工程ｅ）の前に、
ｄ3） 約４００〜５００℃の範囲の温度まで該ＩＣウ
ェハチャックを加熱し、該ＩＣ膜上で前駆体ガスを分解
して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ 11を有する第１の厚さのＰ
ＧＯ膜を形成する工程をさらに包含し、該工程ｅ）は、
約５００〜７００℃の範囲の温度まで該ウェハチャック
を加熱し、該ＩＣウェハ上で前駆体ガスを分解して、第
１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5とを有す
る該第１の厚さのＰＧＯ膜よりも大きな第２の厚さのＰ
ＧＯ膜を形成する工程を包含してもよい。
【００２１】前記工程ｅ）の後に、ｆ） 酸素雰囲気お
よびＰｂを含む酸素雰囲気からなる群から選択される雰
囲気中で該工程ｅ）で形成された前記ＰＧＯ膜をアニー
リングし、それにより該ＰＧＯ膜の強誘電特性が改善さ
れる工程をさらに包含してもよい。
【００２２】強誘電体デバイスが前記工程ｅ）の前記Ｐ
ＧＯ膜によって形成され、前記工程ｆ）の後に、ｇ）
該工程ｅ）で形成された該ＰＧＯ膜上に導電性電極を形
成する工程と、ｈ） 酸素雰囲気およびＰｂを含む酸素
雰囲気からなる群から選択される雰囲気中で該工程ｅ）
で形成された該ＰＧＯ膜をアニーリングし、それにより
該工程ｅ）で形成された該ＰＧＯ膜と該工程ｇ）で形成
された該電極との間の界面を改善する工程とをさらに包
含してもよい。
【００２３】前記工程ｆ）およびｈ）は、約５００〜６
００℃の範囲の温度における炉アニーリングおよび約５
００〜７５０℃の範囲の温度における急速熱アニーリン
グ（ＲＴＡ）からなる群から選択される方法でアニーリ
ングする工程を包含してもよい。
【００２４】前記工程ｆ）およびｈ）は、約２０％を越
える分圧で酸素導入する工程を包含してもよい。
【００２５】前記工程ｆ）およびｈ）は、急速熱アニー
リング（ＲＴＡ）プロセスを用いて、約１０〜１８００
秒の範囲の時間、約１０〜２００℃毎秒の範囲の加熱昇
温速度で前記ＰＧＯ膜をアニーリングする工程を包含し
てもよい。
【００２６】前記工程ｅ）は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5が
約１〜５％の範囲となるようにする工程を包含してもよ
い。
【００２７】前記工程ｅ）は、前記Ｐｂ3ＧｅＯ5相を前
記Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11相に均一に分散させる工程を包含して
もよい。
【００２８】従って、集積回路（ＩＣ）ウェハ上に鉛ゲ
ルマニウム酸化物（ＰＧＯ）膜を形成する方法が提供さ
れる。上記方法は、 ａ） ［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを
混合して、約５：３（例えば、５：３〜５．３：３の
間）のモル比を有するＰＧＯ膜を形成する工程と、 ｂ） 工程ａ）の混合物を８：２：１のモル比を有する
テトラヒドロフラン、イソプロパノールおよびテトラグ
リムからなる溶媒に溶解させて、溶媒１リットル当たり
約０．１〜０．３モルのＰＧＯ混合物濃度を有する前駆
体溶液を形成する工程と、 ｃ） 工程ｂ）の前駆体溶液を約０．１〜０．５ミリリ
ットル毎分（ｍｌ／ｍｉｎ）の範囲の速度で導入し、そ
の溶液を約１４０〜２５０℃の範囲の温度まで加熱し
て、前駆体ガスを形成する工程と、 ｄ） 前駆体ガスをＩＣウェハに導入する工程と、 ｅ） 工程ｃ）で形成された前駆体ガスを約４００〜６
５０℃の範囲の温度のウェハ上で分解して、第１の相Ｐ
ｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5とを含有する強誘
電特性を有するＰＧＯ膜を形成する工程とを包含する。
このようにして、第１の相の強誘電特性は、第２の相を
加えることによって改善される。
【００２９】本発明のいくつかの局面において、工程
ａ）は、［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］と
を約５．１：３〜５．２：３の範囲のモル比で混合する
工程を包含し、これにより、さらなる［Ｐｂ（ｔｈｄ）
2］が、ＰＧＯ膜の改善された強誘電特性を促進する。
【００３０】別の実施形態において、ＩＣウェハは、真
空チャンバまたは反応器のウェハチャック上に配置さ
れ、工程ｄ）の後かつ工程ｅ）の前に、 ｄ1） ＩＣウェハチャックを約４００〜５００℃の範
囲の温度まで加熱し、ＩＣウェハ上で前駆体ガスを分解
して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11を有する約１００〜６０
０ÅのＰＧＯ膜の第１の厚さの核生成相を形成する工程
をさらに包含し、工程ｅ）は、約５００〜７００℃の範
囲の温度まで該ウェハチャックを加熱し、該ＩＣウェハ
上で前駆体ガスを分解して、約１０００〜３０００Åの
第２の厚さを形成する工程を包含する。
【００３１】工程ｅ）に続いて、 ｆ） 工程ｅ）で形成されたＰＧＯ膜を酸素雰囲気およ
びＰｂを含む酸素雰囲気からなる群から選択される雰囲
気中で、約５００〜７５０℃の範囲の温度で急速熱アニ
ーリング（ＲＴＡ）し、それによりＰＧＯ膜の強誘電特
性が改善される工程と ｇ） 工程ｅ）で形成されたＰＧＯ膜上に導電性電極を
形成する工程と、 ｈ） 工程ｅ）で形成されたＰＧＯ膜を酸素雰囲気およ
びＰｂを含む酸素雰囲気からなる群から選択される雰囲
気中で、約５００〜７５０℃の範囲の温度で急速熱アニ
ーリング（ＲＴＡ）し、それにより工程ｄ）およびｅ）
で形成されたＰＧＯ膜と工程ｇ）で形成された電極との
間の界面を改善する工程とをさらに包含する。
【００３２】本発明の方法は、強誘電特性を有する鉛ゲ
ルマニウム酸化物（ＰＧＯ）膜の形成に適切である。形
成されたＰＧＯ膜は、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11および第
２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を含み、それによりＰｂ3ＧｅＯ5相
は、ＰＧＯ膜の改善された強誘電体特性を促進する。Ｐ
ｂ3ＧｅＯ5の第２の相の相範囲は、約１〜５％の範囲で
あり、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、約０．３〜２ミクロ
ンの範囲の粒径を有する。本発明の１つの局面におい
て、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5は、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11
中に均一に分散される。
【００３３】本発明の方法はまた、強誘電特性を有する
キャパシタを提供するのに適切である。提供されるキャ
パシタは、第１の導電性電極と、第１の電極上の第１の
相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11および第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を有する
ＰＧＯ膜と、ＰＧＯ膜上の第２の導電性電極とを含み、
それによりＰＧＯ膜キャパシタが形成される。強誘電特
性は、約３０〜１００の範囲の誘電率を含む。
【００３４】
【発明の実施の形態】本出願は、Ｔｉｎｇｋａｉ Ｌ
ｉ、Ｆｅｎｇｙａｎ ＺｈａｎｇおよびＳｈｅｎｇ Ｔ
ｅｎｇ Ｈｓｕが発明した「Ｍｕｌｔｉ−Ｐｈａｓｅ
Ｌｅａｄ Ｇｅｒｍａｎａｔｅ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ」と称する１９９９
年４月２８に出願された米国特許出願第０９／３０１，
４３５号の一部継続出願の優先権を主張する。
【００３５】本発明は、強誘電体鉛ゲルマニウム酸化物
（ＰＧＯ）キャパシタが改善した強誘電特性を有するＰ
ＧＯ薄膜材料のプロセスおよび製造方法について記載し
ている。本発明は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を用いて、Ｐ
ｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜のｃ軸配向性および粒成長を促進す
る。次いで、ｃ軸配向性および粒成長が、単一相Ｐｂ5
Ｇｅ3Ｏ11薄膜に比べて高い分極および低い抗電界を有
するＰＧＯ膜を促進する。改善された強誘電体メモリデ
バイスは、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜に第２の相を加えること
によって製造され得る。本発明はまた、ｃ軸配向したＰ
ｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜が小さなＰｒおよび大きなＥｃを有す
ることを示す。第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を増やすことによ
って、Ｐｒを大きくし、Ｅｃを小さくし、そしてヒステ
リシスループを飽和させ角形にする。適切な第２の相の
Ｐｂ3ＧｅＯ5はまた、堆積温度を下げ、保持特性および
インプリント特性を改善し、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜から作
製された強誘電体メモリの動作電圧を下げる。
【００３６】詳細には、本発明の鉛ゲルマニウム酸化物
（ＰＧＯ）膜が、以下にさらに詳述される種々の有用な
強誘電特性を有する。多相ＰＧＯは、第１の相Ｐｂ5Ｇ
ｅ3Ｏ 11および第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を含む。Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5相は、ＰＧＯ膜中の第１の相の強誘電特性を改善す
る。第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の含有量（すなわち相範囲）
は、約１〜５％の範囲である。第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を
用いる理由の１つは、第１の相の粒径を制御するためで
ある。第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、約０．３〜２ミクロ
ンの範囲の粒径を有する。最大の利益のために、第２の
相Ｐｂ3ＧｅＯ5は、上記の第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11内に
均一に分散されている。
【００３７】図１は、本発明の多相ＰＧＯ膜に適切な堆
積システムを示す。堆積システム（反応器システム）１
０は、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜の成長に用いられるＥＭＣＯＲ
Ｅ酸化物ＭＯＣＶＤ反応器１２を含む。同様のＭＯＣＶ
Ｄ反応器チャンバを用いてもよい。前駆体アンプル１４
および１６は、それぞれＰｂおよびゲルマニウムを放
ち、溶媒アンプル１８と混合される。混合された前駆体
溶液は、蒸発器２０で蒸発されキャリアガスと混合され
る。ガスライン２２のＯ2は、反応器１２へ放たれ酸化
プロセスを行う。Ａｒ等の不活性ガスがライン２４で放
たれ、酸素と前駆体蒸気とを混合するのを促進する。Ｉ
Ｃウェハ（図示せず）は、サスセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔ
ｏｒ）２６上に配置される。
【００３８】表１は、ＰＧＯ前駆体のいくつかの主要な
特性を示す。
【００３９】
【表１】 ゲルマニウムアルコキシド、ハロゲン化ゲルマニウム、
アルキル化鉛、ハロゲン化鉛等の液体前駆体は、温度を
制御したバブラーを用いて、前駆体蒸気を生成する。鉛
βジケトネート等の固体前駆体は、溶媒中に溶解され、
フラッシュ蒸発器と接続された液体配送システムを用い
て、前駆体蒸気を生成する。表２は、本発明のいくつか
の局面において代わりに用いられるＰＧＯ膜前駆体のリ
ストである。表３は、本発明のいくつかの局面で代わり
に用いられる溶媒のリストである。
【００４０】
【表２】 表２は、ＰＧＯ膜のための前駆体の特性を示す。
【００４１】
【表３】 表３は、ＰＧＯ膜のための溶媒の特性を示す。
【００４２】前駆体溶液は、０．１〜０．５ｍｌ／ｍｉ
ｎの速度でポンプによって蒸発器（１４０〜２５０℃）
に注入され、前駆体ガスを形成する。前駆体ガスは、１
５０〜２５０℃に予熱されたアルゴンフローを用いて、
反応器に入れられる。堆積温度および堆積圧力は、それ
ぞれ４００〜７００℃および２〜２０ｔｏｒｒである。
酸素（５００〜３０００ｓｃｃｍ）を含むシュラウドフ
ロー（Ａｒ １０００〜６０００ｓｃｃｍ）が反応器に
送られる。
【００４３】ＭＯＣＤＶＤプロセスはまた、２段階プロ
セスでＰＧＯ膜を堆積する。２段階ＭＯＣＶＤプロセス
によって、膜とＩＣウェハ基板との間の格子ミスマッチ
が改善される。さらに、２段階プロセスは、第１の相と
第２の相とのより均一な配合およびＰＧＯ薄膜の好適な
ｃ軸配向性を促進する。第１の工程において、所望の材
料の極めて薄い核生成層またはバッファ層が、より低温
（４００〜５００℃）で堆積される。第２の工程におい
て、堆積温度を５００〜７００℃に上げて、粒成長を促
進させる。堆積後、ＰＧＯ膜は、酸素雰囲気中で室温ま
で冷却される。
【００４４】堆積後、ＰＧＯ薄膜をＲＴＡまたは熱オー
ブンに移して、Ｏ2雰囲気中または適切なＰｂおよびＯ2
分圧を有するＰｂおよびＯ2雰囲気中でアニーリングす
る。アニーリング温度は、所望の粒径および特性を達成
するために約５００〜７５０℃である。上部電極を堆積
した後、ＰＧＯ薄膜をＲＴＡまたは熱オーブンに移し
て、Ｏ2雰囲気中またはＰｂおよびＯ2雰囲気中で２回目
のアニーリングをする。酸素分圧は、約２０〜１００％
の間で変化する。Ｐｂを用いた場合には、Ｐｂの蒸気分
圧は約１〜１０％である。上部電極を堆積後のアニーリ
ング温度は、ＰＧＯ膜と上部電極との間の界面特性を改
善するために約５００〜７５０℃である。
【００４５】実験では、種々の含有量のＰｂ3ＧｅＯ5を
含むＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜を得るために、蒸発器温度および
基板温度を変化させた。蒸発器温度を１５０℃から２０
０℃へ、そして基板温度を５００℃から５５０℃へと増
加させるにつれて、ＰＧＯ膜中のＰｂ3ＧｅＯ5が増加し
た。ｃ軸配向したＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜（サンプルＡ）を蒸
発器温度１５０℃および基板温度５００℃で堆積した。
少量のＰｂ3ＧｅＯ5を含有するＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜（サン
プルＢ）を蒸発器温度１６５℃および基板温度５００℃
で堆積した。さらに多くのＰｂ3ＧｅＯ5を含有するＰｂ
5Ｇｅ3Ｏ11膜（サンプルＣ）を蒸発器温度１７０℃およ
び基板温度５３０℃で堆積した。最も多くのＰｂ3Ｇｅ
Ｏ5を含有するＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜（サンプルＤ）を蒸発
器温度１８０℃および基板温度５３０℃で堆積した。サ
ンプルＡ〜Ｄの比較を図９Ａ〜Ｄ〜図１３を参照して以
下に示す。
【００４６】図２は、鉛ゲルマニウム酸化物（ＰＧＯ）
膜を形成する方法の工程を示す。工程１００は、集積回
路（ＩＣ）膜を提供する。本発明のいくつかの局面で
は、ＩＣ膜は、ＩｒおよびＰｔからなる群から選択され
る。工程１０２は、［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］（粉末）と
［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］（液体）とを混合し、第１の所定
のモル比を有するＰＧＯ混合物を形成する。［Ｐｂ（ｔ
ｈｄ）2］またはＰｂは、Ｂｉｓ（２，２，６，６−テ
トラメチル−３，５−ヘプタジオネート）鉛（ＩＩ）で
あり、［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］はゲルマニウム（ＩＶ）エ
トキシドである。本発明の１つの局面において、工程１
０２は、［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］と
を約５：３のモル比で混合する工程を包含する。本発明
の別の局面において、工程１０２は、［Ｐｂ（ｔｈｄ）
2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを約５：３〜６．５：３の
範囲のモル比で混合する工程を包含する。換言すると、
０〜３０％の過剰のＰｂ［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］を含む
５：３のモル比が確立される。さらなる［Ｐｂ（ｔｈ
ｄ）2］によって、粒成長等のＰＧＯ膜中の強弾性特性
およびｃ軸配向性を促進させ、その結果、強誘電特性が
改善する。
【００４７】工程１０４は、工程１０２の混合物をテト
ラヒドロフラン、イソプロパノールおよびテトラグリム
からなる溶媒に溶解させて、前駆体溶液を形成する。本
発明のいくつかの局面において、溶媒は、ブチルエーテ
ル、イソプロパノールおよびテトラグリムである。典型
的には、工程１０２および１０４は組み合わされる。つ
まり、［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］は、
これらを溶媒に加えることによって混合される。工程１
０４は、それぞれ約８：２：１のモル比の溶媒テトラヒ
ドロフラン（またはブチルエーテル）、イソプロパノー
ルおよびテトラグリムを含む。さらに、工程１０４は、
溶媒１リットル当たり約０．１〜０．３モルのＰＧＯ混
合物の濃度を有する前駆体溶液を形成する工程を包含す
る。
【００４８】工程１０６は、工程１０４で形成された溶
液を加熱し、前駆体ガスを生成する。本発明のいくつか
の局面において、工程１００は前駆体蒸発器を提供し、
工程１０６は、その前駆体蒸発器を用いて約１４０〜２
５０℃の範囲の温度まで前駆体溶液を加熱する。これに
より、前駆体ガスが形成される。種々の前駆体蒸発器が
市販されている。本発明のいくつかの局面において、前
駆体液体を細かなドロップレットへと霧化する圧電型蒸
発器が適切である。工程１０８は、前駆体蒸気をＩＣ膜
に導入する。工程１１０は、工程１０６で形成された前
駆体ガスをＩＣ膜上で分解し、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11
および第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を含む強誘電特性を有する
ＰＧＯ膜を形成する。工程１１０は、約１〜５％の範囲
の含有量のＰｂ3ＧｅＯ5相を含む。工程１１０は、Ｐｂ
5Ｇｅ3Ｏ11相中に均一に分散したＰｂ3ＧｅＯ5相を含
む。本発明のいくつかの局面において、ＩＣ膜は、工程
１１０まで提供されない。工程１１２は、第２の相をＰ
ＧＯ膜に添加することによってＰＧＯ膜の強誘電特性が
改善した生成物である。
【００４９】本発明のいくつかの局面において、工程１
００は液体ポンプを提供する。次いで、さらなる工程
が、工程１０４の後かつ工程１０６の前に行われる。工
程１０４ａ（図示せず）は、液体ポンプを用いて、工程
１０４の前駆体溶液を約０．１〜０．５ミリリットル毎
分（ｍｌ／ｍｉｎ）の範囲の速度で、工程１０６の前駆
体蒸発器に導入する。
【００５０】典型的には、ＩＣウェハは、真空チャンバ
または反応器（図１を参照）に配置され、さらなる工程
が、前駆体ガスを反応器（特に、ＩＣ膜の領域）に均一
に分散するために提供される。工程１０８ａは、反応器
チャンバ内の前駆体ガスを約１０００〜６０００標準立
方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）の範囲のアルゴンガ
スシュラウドフローと混合する。アルゴンガスは、約１
００〜２５０℃の範囲の温度まで予熱されている。同時
に、工程１０８ｂは、酸素フローを約５００〜３０００
ｓｃｃｍの範囲で反応器に導入する。前駆体蒸気および
酸素用に別個の導入システムを設けることによって事前
に反応する可能性を下げる。つまり、前駆体が、ＩＣウ
ェハから遠く離れて分解することは望ましくない。この
ようにして、ｃ軸配向した鉛ゲルマニウム酸化物の成長
が促進される。
【００５１】本発明のいくつかの局面によると、工程１
００は、ＩＣ膜を反応器のウェハチャックに配置する工
程を提供する。次いで、工程１０８は、前駆体の蒸気圧
を約３０〜５０Ｔｏｒｒ（Ｔ）の範囲に確立する工程を
包含する。同時に、工程１１０は、ウェハチャックを約
４００〜７００℃の範囲の温度まで加熱する工程、およ
びチャンバ圧力を約５〜１０Ｔの範囲に確立する工程を
包含する。このようにして、低圧の真空が、前駆体蒸気
を蒸発器チャンバへと引くように確立される。
【００５２】本発明のいくつかの局面において、２段階
の堆積プロセスが用いられる。次いで、さらなる工程
が、工程１０８の後かつ工程１１０の前に行われる。工
程１０８ｃ（図示せず）は、ＩＣウェハチャックを約４
００〜５００℃の範囲の温度まで加熱し、前駆体ガスを
ＩＣ膜上で分解し、約１００〜６００Åの第１の厚さの
ＰＧＯ膜を形成する。第１の厚さのＰＧＯ膜は、第１の
相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11であり、続いて堆積される第２の厚さ
のＰＧＯ膜の核生成層または種結晶層として働く。つま
り、第１の厚さによって、次の堆積工程（工程１１０）
で生じる粒径を均一にし、結晶充填密度を増加させ、表
面ラフネスを減少させる。次いで、工程１１０は、ウェ
ハチャックを約５００〜７００℃の範囲の温度まで加熱
する工程、および前駆体ガスをＩＣウェハ上で分解し、
第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11および第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を
有する第１の厚さのＰＧＯ膜より厚い第２の厚さを形成
する。典型的には、膜の第２の厚さは、約１０００〜３
０００Åの範囲である。
【００５３】本発明の多相ＰＧＯ膜が形成された後さら
なる工程が続く。工程１１０に続いて、工程１１４は、
工程１１０で形成されたＰＧＯ膜をアニーリングする。
アニーリングプロセスは、典型的には、真空チャンバの
外で行われる。実質的に酸素雰囲気が確立される。ある
いは、その雰囲気はＰｂを含む酸素雰囲気である。つま
り、約２０〜１００％の酸素雰囲気分圧に対して約０〜
３０％の［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］の蒸気圧が加えられ、Ｐ
ＧＯ膜の強誘電特性を改善する。工程１１０、１１４お
よび１１８（工程１１８は後述する）は、第１の相Ｐｂ
5Ｇｅ3Ｏ11が約０．３〜２ミクロンの範囲の粒径を有す
るようにする工程を包含する。粒径は、基本的には、工
程１１０で確立される。アニーリング工程１１４および
１１８は、粒径をさらに大きくし、極めて小さなサイズ
の結晶粒等の不完全さを除去するように働く。約１．２
ミクロンの粒径を有する本発明のＰＧＯ膜は、優れた強
誘電特性を有する。
【００５４】工程１１４の後、工程１１６は、工程１１
０で形成されたＰＧＯ膜上に導電性の電極を形成する。
典型的には、ＰＧＯ膜は、工程１１０で下部（底部）電
極上に堆積され、工程１１６がＰＧＯまたは強誘電体キ
ャパシタの形成を表す。本発明のいくつかの局面におい
て、下部電極材料は、ＩｒおよびＰｔからなる群の材料
から選択される。工程１１８は、工程１１０で形成され
たＰＧＯ膜を酸素雰囲気およびＰｂを含む酸素雰囲気か
らなる群から選択される雰囲気中でアニーリングする。
工程１１４および１１８は、約２０％を越える分圧で酸
素を導入する工程を包含する。分圧は、アニーリングチ
ャンバに存在する他のガスに対するものである。このよ
うに、工程１１０で形成されたＰＧＯ膜と工程１１６で
形成された電極との間の界面を改善する。
【００５５】本発明は、熱アニーリングプロセスまたは
炉アニーリングプロセスに適切である。工程１１４およ
び１１８はまた、急速熱アニーリング（ＲＴＡ）プロセ
スを用いてＰＧＯ膜をアニーリングする工程を包含す
る。つまり、工程１１４および１１８のアニーリング方
法は、約５００〜６００℃の範囲の炉アニーリングおよ
び約５００〜７５０℃の範囲の温度のＲＴＡからなる群
から選択される。ＲＴＡが用いられる場合、アニーリン
グ時間は、約２０％を超える酸素分圧で、約１０〜２０
０℃毎秒の範囲の加熱温度の昇温速度（すなわち加熱速
度）で約１０〜１８００秒の範囲である。これらの変数
は互いに依存しており、より高い温度でより高い加熱速
度の場合、アニーリング時間は短くなる。
【００５６】図３は、本発明の多相ＰＧＯ膜から得られ
た強誘電特性を有する完成したキャパシタを示す。キャ
パシタ２００は、第１の導電性電極２０２と、第１の電
極２０２上の第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3
ＧｅＯ5とを含有するＰＧＯ膜２０４と、ＰＧＯ膜２０
４上の第２の導電性電極２０６とを含む。当該分野で周
知であるように、このような強誘電体キャパシタは、１
トランジスタ（１Ｔ）メモリセルおよび１トランジスタ
／１キャパシタ（１Ｔ／１Ｃ）メモリセルに含まれる。
第１の導電性電極２０２および第２の導電性電極２０６
は、ＩｒおよびＰｔからなる群の材料から選択される。
【００５７】キャパシタ２００のいくつかの強誘電特性
は、分極（Ｐｒ）および抗電界（Ｅｃ）を含む。Ｐｒお
よびＥｃは、ＰＧＯ膜の第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の含有量
が増加するにつれて、Ｐｒは増加し、Ｅｃは減少すると
いったように、ＰＧＯ膜の第２の相の含有量に応じて変
化する。
【００５８】第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11は、ｃ軸配向する
ように配列している。ＰｒおよびＥｃの強誘電特性は、
ＰＧＯ膜の第１の相のｃ軸配向性が増すにつれてＰｒは
増加し、Ｅｃは減少するといったように、ＰＧＯ膜の第
１の相のｃ軸配向の程度にも同様に応じて変化する。
【００５９】本発明のいくつかの局面において、２Ｐｒ
は約５．８７マイクロクーロン毎平方センチメートル
（μＣ／ｃｍ2）であり、２Ｅｃは約２３キロボルト毎
センチメートル（ｋＶ／ｃｍ）である。誘電率は約３０
〜１００の範囲である。強誘電特性は、１×１０10の分
極スイッチングサイクルの後、約９５〜９９％の分極
（Ｐｒ）を含む。
【００６０】図４は、ＰＧＯ膜のＸ線パターンである。
このＸ線パターンは、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を含む本発明の第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜を示
す。ＰＧＯ薄膜の組成は、エネルギー分散Ｘ線分光（Ｅ
ＤＸ）を用いて分析される。膜の相は、Ｘ線回折を用い
て同定された。
【００６１】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明のＰＧＯ薄
膜のヒステリシスループを示す。図５（ａ）〜（ｄ）
は、本発明の好適な範囲まで第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5膜の
成分を増加させることによって、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜の
ヒステリシスループが飽和し、角形になる傾向があるこ
とを示す。最も望ましいヒステリシスループの形状は、
図５（ａ）に示され、膜中のＰｂ3ＧｅＯ5含有量は、主
要なＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜の１％〜５％の範囲である。
【００６２】図６は、Ｐｒ、Ｅｃと本発明の膜中の第２
の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の割合との関係を示す。一般に、ＰＧ
Ｏ薄膜の２Ｐｒが増加するにつれて、２Ｅｃは減少す
る。このことは、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の割合の増加に
対応する。種々の相範囲のＰｂ 3ＧｅＯ5を有するＰｂ5
Ｇｅ3Ｏ11膜は、異なる強誘電特性および電気的特性を
示した。図５（ａ）〜（ｄ）および６は、Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ
11膜のヒステリシスループおよびＰｒ値とＥｃ値を示
す。ｃ軸配向したＰｂ5Ｇｅ3Ｏ11膜は、最も小さな２Ｐ
ｒ（１．３８μＣ／ｃｍ2）および最も大きな２Ｅｃ
（５８ｋＶ／ｃｍ）を有する。Ｐｂ3ＧｅＯ5が増加する
につれて、２Ｐｒは１．３８μＣ／ｃｍ2から５．８７
μＣ／ｃｍ2まで増加し、２Ｅｃは５８ｋＶ／ｃｍから
２３ｋＶ／ｃｍまで減少し、それらのヒステリシスルー
プは、飽和し角形になる傾向があった。
【００６３】図７は、ＰｂＯ−ＧｅＯ2の相図である。
Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11とＰｂ3ＧｅＯ5との混合物は低融点を有
するので、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5は、より低温でＰｂ5
Ｇｅ3Ｏ11相の結晶化および粒成長を促進する。実験結
果は、上記の解析に一致する。
【００６４】図８は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の割合に対
する第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11の粒径の関係を示す。図８
は、ＰＧＯ膜の粒径がＰｂ3ＧｅＯ5の増加に伴い０．３
μｍから１．５μｍへと増加していることを示す。一般
に、ＰＧＯ薄膜の粒径は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の割合
の増加に伴って増加する。
【００６５】図９Ａ〜Ｄは、種々の割合の第２の相Ｐｂ
3ＧｅＯ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の疲労特性を示
す。種々の含有量の第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を有するＰＧ
Ｏ薄膜は、すべて同様の挙動を示し、これらすべてのＰ
ＧＯ薄膜は、５Ｖおよび１×１０9のスイッチングサイ
クルにおいて実質的に疲労がない。
【００６６】図１０は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇ
ｅＯ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜のインプリント特性
を示す。
【００６７】図１１は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇ
ｅＯ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の保持特性を示す。
第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を添加することによって、ＰＧＯ
薄膜のインプリント特性および保持特性が改善されてい
ることが分かる。
【００６８】図１２は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇ
ｅＯ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜のリーク電流を示
す。Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜のリーク電流は、第２の相Ｐｂ
3ＧｅＯ5の増加に伴って、１００ｋＶ／ｃｍにおいて
３．６×１０-7Ａ／ｃｍ2から２×１０-6Ａ／ｃｍ2に増
加している。
【００６９】図１３は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇ
ｅＯ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の誘電率を示す。Ｐ
ｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜の誘電率は、リーク電流と同様の挙動
を示す。Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜の誘電率は、第２の相Ｐｂ
3ＧｅＯ5の増加に伴って４５から１００へと増加してい
る。
【００７０】Ｉｒ／Ｔｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉ基板上の膜の
厚さおよび表面モフォロジーを走査型電子顕微鏡で調べ
た。膜のリーク電流および誘電率は、それぞれＨＰ ４
１５５−６精密半導体パラメータアナライザおよびＫｅ
ｉｔｈｌｅｙ １８２ ＣＶアナライザを用いて測定さ
れた。膜の強誘電特性は、標準ＲＴ６６Ａテスタによっ
て測定された。
【００７１】ＭＯＣＶＤ堆積プロセスが、改良されたＰ
ＧＯ強誘電体膜を堆積するために提供された。第１の相
Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11とともに第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を含有さ
せることによって、改良された強誘電特性に直接対応す
るいくつかの強弾性特性を有する膜が提供される。第２
の相を含有させることによって第１の相の結晶粒径が調
整され、好適なｃ軸配向した結晶粒が促進される。第２
の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の量は、前駆体中の鉛の量および分解
および酸化プロセス中に反応器に添加されるさらなる鉛
を制御することによって制御される。堆積後のアニーリ
ングプロセスはまた、ＰＧＯ膜の強誘電特性を最適化す
るのに重要である。当業者であれば他の改変例および実
施形態を想起する。
【００７２】
【発明の効果】本発明は、集積回路（ＩＣ）膜上に鉛ゲ
ルマニウム酸化物（ＰＧＯ）膜を形成する方法を提供す
る。上記方法は、ａ）［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ
（ＥＴＯ）4］とを混合して、第１の所定のモル比を有
するＰＧＯ混合物を形成する工程と、ｂ）工程ａ）の混
合物をテトラヒドロフラン、イソプロパノールおよびテ
トラグリムからなる溶媒に溶解させて、前駆体溶液を形
成する工程と、ｃ）工程ｂ）で形成された溶液を加熱し
て、前駆体ガスを形成する工程と、ｄ）前駆体ガスをＩ
Ｃ膜に導入する工程と、ｅ）工程ｃ）で形成された前駆
体ガスをＩＣ膜上で分解して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11
と第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5とを含有する強誘電特性を有す
るＰＧＯ膜を形成する工程とを包含する。これによりＰ
ＧＯ膜の強誘電特性は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を加える
ことに伴い、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11の粒径を制御し、
ｃ軸配向した結晶粒を促進し、ＰＧＯ膜の強誘電特性を
改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の多相ＰＧＯ膜に適切な堆積シ
ステムを示す図である。
【図２】図２は、鉛ゲルマニウム酸化物（ＰＧＯ）膜を
形成する方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の多相ＰＧＯ膜から得られる強
誘電特性を有する完成したキャパシタを示す図である。
【図４】図４は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を
有する本発明の第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11薄膜を示すＰＧ
Ｏ薄膜のＸ線パターンを示す図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明のＰＧＯ薄膜の
ヒステリシスループを示す図である。
【図６】図６は、Ｐｒ、Ｅｃと本発明の第２の相Ｐｂ3
ＧｅＯ5の割合との関係を示す図である。
【図７】図７は、ＰｂＯ−ＧｅＯ2の相図である。
【図８】図８は、第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5の割合に対する
第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11の粒径の関係を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の疲労特性を示す図で
ある。
【図９Ｂ】図９Ｂは、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の疲労特性を示す図で
ある。
【図９Ｃ】図９Ｃは、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の疲労特性を示す図で
ある。
【図９Ｄ】図９Ｄは、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の疲労特性を示す図で
ある。
【図１０】図１０は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜のインプリント特性を
示す図である。
【図１１】図１１は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の保持特性を示す図で
ある。
【図１２】図１２は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜のリーク電流を示す図
である。
【図１３】図１３は、種々の割合の第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
Ｏ5を有する本発明のＰＧＯ薄膜の誘電率を示す図であ
る。
【符号の説明】
２００ キャパシタ ２０２ 第１の導電性電極 ２０４ ＰＧＯ膜 ２０６ 第２の導電性電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/788 Ｈ０１Ｌ 27/10 ４４４Ａ 29/792 29/78 ３７１ 37/02 41/18 １０１Ｂ 41/187 (72)発明者 シェン テン スー アメリカ合衆国 ワシントン 98607， ケイマス， エヌダブリュー トラウト コート 2216 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 AA07 BC43 DB08 EA02 EC09 FE03 FE12 TB05 TC01 TC06 TC07 5F045 AA04 AB31 AC07 AC09 AD08 AD09 AD10 BB07 BB16 DC63 DP03 EB02 HA16 5F083 FR01 FR05 FR06 FR07 JA15 PR21 PR33 5F101 BA62

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路（ＩＣ）膜上に鉛ゲルマニウム
    酸化物（ＰＧＯ）膜を形成する方法であって、 ａ） ［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを
    混合して、第１の所定のモル比を有するＰＧＯ混合物を
    形成する工程と、 ｂ） 該工程ａ）の該混合物をテトラヒドロフラン、イ
    ソプロパノールおよびテトラグリムからなる溶媒に溶解
    させて、前駆体溶液を形成する工程と、 ｃ） 該工程ｂ）で形成された該溶液を加熱して、前駆
    体ガスを形成する工程と、 ｄ） 該前駆体ガスを該ＩＣ膜に導入する工程と、 ｅ） 該工程ｃ）で形成された該前駆体ガスを該ＩＣ膜
    上で分解して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ
    3ＧｅＯ5とを含有する強誘電特性を有するＰＧＯ膜を形
    成する工程であって、これにより該ＰＧＯ膜の強誘電特
    性は、該第２の相Ｐｂ3ＧｅＯ5を加えることに伴い改善
    される、工程とを包含する、方法。
  2. 【請求項２】 前記工程ａ）は、約５：３のモル比で
    ［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ（ＥＴＯ）4］とを混合す
    る工程を包含する、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記工程ａ）は、約５．１：３〜５．
    ２：３の範囲のモル比で［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］と［Ｇｅ
    （ＥＴＯ）4］とを混合する工程を包含し、これにより
    さらなる［Ｐｂ（ｔｈｄ）2］が、前記ＰＧＯ膜の結晶
    粒成長等の強弾性特性および結晶粒のｃ軸配向性を促進
    させる、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記工程ｂ）は、前記溶媒であるテトラ
    ヒドロフラン、イソプロパノールおよびテトラグリムを
    それぞれ約８：２：１のモル比とする工程を包含する、
    請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記工程ｂ）は、溶媒１リットル当たり
    約０．１〜０．３モルのＰＧＯ混合物濃度を有する前駆
    体溶液を形成する工程を包含する、請求項１に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 液体ポンプおよび前駆体蒸発器が提供さ
    れて、前記工程ｃ）は、該前駆体蒸発器を用いて約１４
    ０〜２５０℃の範囲の温度まで前記前駆体溶液を加熱
    し、それにより前記前駆体ガスが形成される、工程を包
    含し、前記工程ｂ）の後かつ該工程ｃ）の前に、 ｂ1） 該液体ポンプを用いて、該工程ｂ）の該前駆体
    溶液を約０．１〜０．５ミリリットル毎分（ｍｌ／ｍｉ
    ｎ）の範囲の速度で該工程ｃ）の該前駆体蒸発器に導入
    する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記ＩＣウェハは、反応器内に配置さ
    れ、 ｄ1） 該反応器内の前記前駆体ガスを約１０００〜６
    ０００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）の範囲
    で、約１５０〜２５０℃の範囲の温度に予熱されたアル
    ゴンガスシュラウドフローと混合する工程と、 ｄ2） 酸素フローを約５００〜３０００ｓｃｃｍの範
    囲で該反応器に導入し、それによりｃ軸配向した鉛ゲル
    マニウム酸化物が促進される工程とをさらに包含する、
    請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ＩＣ膜は反応器内のウェハチャック
    に配置され、前記工程ｄ）は、約３０〜５０ｔｏｒｒ
    （Ｔ）の範囲の前駆体蒸気圧を確立する工程を包含し、
    前記工程ｅ）は、約４００〜７００℃の範囲の温度に該
    ウェハチャックを加熱し、反応器チャンバ圧力を約５〜
    １０Ｔの範囲に確立する工程を包含する、請求項１に記
    載の方法。
  9. 【請求項９】 前記ＩＣ膜は反応器内のウェハチャック
    に配置され、前記工程ｄ）の後かつ前記工程ｅ）の前
    に、 ｄ3） 約４００〜５００℃の範囲の温度まで該ＩＣウ
    ェハチャックを加熱し、該ＩＣ膜上で前駆体ガスを分解
    して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11を有する第１の厚さのＰ
    ＧＯ膜を形成する工程をさらに包含し、 該工程ｅ）は、約５００〜７００℃の範囲の温度まで該
    ウェハチャックを加熱し、該ＩＣウェハ上で前駆体ガス
    を分解して、第１の相Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ11と第２の相Ｐｂ3
    ＧｅＯ5とを有する該第１の厚さのＰＧＯ膜よりも大き
    な第２の厚さのＰＧＯ膜を形成する工程を包含する、請
    求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記工程ｅ）の後に、 ｆ） 酸素雰囲気およびＰｂを含む酸素雰囲気からなる
    群から選択される雰囲気中で該工程ｅ）で形成された前
    記ＰＧＯ膜をアニーリングし、それにより該ＰＧＯ膜の
    強誘電特性が改善される工程をさらに包含する、請求項
    １に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 強誘電体デバイスが前記工程ｅ）の前
    記ＰＧＯ膜によって形成され、前記工程ｆ）の後に、 ｇ） 該工程ｅ）で形成された該ＰＧＯ膜上に導電性電
    極を形成する工程と、 ｈ） 酸素雰囲気およびＰｂを含む酸素雰囲気からなる
    群から選択される雰囲気中で該工程ｅ）で形成された該
    ＰＧＯ膜をアニーリングし、それにより該工程ｅ）で形
    成された該ＰＧＯ膜と該工程ｇ）で形成された該電極と
    の間の界面を改善する工程とをさらに包含する、請求項
    １０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記工程ｆ）およびｈ）は、約５００
    〜６００℃の範囲の温度における炉アニーリングおよび
    約５００〜７５０℃の範囲の温度における急速熱アニー
    リング（ＲＴＡ）からなる群から選択される方法でアニ
    ーリングする工程を包含する、請求項１１に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記工程ｆ）およびｈ）は、約２０％
    を越える分圧で酸素導入する工程を包含する、請求項１
    １に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記工程ｆ）およびｈ）は、急速熱ア
    ニーリング（ＲＴＡ）プロセスを用いて、約１０〜１８
    ００秒の範囲の時間、約１０〜２００℃毎秒の範囲の加
    熱昇温速度で前記ＰＧＯ膜をアニーリングする工程を包
    含する、請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記工程ｅ）は、第２の相Ｐｂ3Ｇｅ
    Ｏ5が約１〜５％の範囲となるようにする工程を包含す
    る、請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記工程ｅ）は、前記Ｐｂ3ＧｅＯ5相
    を前記Ｐｂ5Ｇｅ3Ｏ 11相に均一に分散させる工程を包含
    する、請求項１に記載の方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010514918A (ja) * 2006-11-02 2010-05-06 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド 金属薄膜のｃｖｄ／ａｌｄに有用なアンチモンおよびゲルマニウム錯体
US8617972B2 (en) 2009-05-22 2013-12-31 Advanced Technology Materials, Inc. Low temperature GST process
US8674127B2 (en) 2008-05-02 2014-03-18 Advanced Technology Materials, Inc. Antimony compounds useful for deposition of antimony-containing materials
US8679894B2 (en) 2006-05-12 2014-03-25 Advanced Technology Materials, Inc. Low temperature deposition of phase change memory materials
US9012876B2 (en) 2010-03-26 2015-04-21 Entegris, Inc. Germanium antimony telluride materials and devices incorporating same
US9190609B2 (en) 2010-05-21 2015-11-17 Entegris, Inc. Germanium antimony telluride materials and devices incorporating same
US9385310B2 (en) 2012-04-30 2016-07-05 Entegris, Inc. Phase change memory structure comprising phase change alloy center-filled with dielectric material
US9537095B2 (en) 2008-02-24 2017-01-03 Entegris, Inc. Tellurium compounds useful for deposition of tellurium containing materials
US9640757B2 (en) 2012-10-30 2017-05-02 Entegris, Inc. Double self-aligned phase change memory device structure

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4230596B2 (ja) * 1999-03-12 2009-02-25 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成方法
JP4220075B2 (ja) * 1999-08-20 2009-02-04 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置
US7008669B2 (en) * 2001-06-13 2006-03-07 Seiko Epson Corporation Ceramic and method of manufacturing the same, dielectric capacitor, semiconductor device, and element
US6475813B1 (en) * 2001-08-13 2002-11-05 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD and annealing processes for C-axis oriented ferroelectric thin films
US6664116B2 (en) * 2001-12-12 2003-12-16 Sharp Laboratories Of America, Inc. Seed layer processes for MOCVD of ferroelectric thin films on high-k gate oxides
US6794198B1 (en) * 2003-06-25 2004-09-21 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD selective deposition of c-axis oriented Pb5Ge3O11 thin films on high-k gate oxides
KR100809367B1 (ko) * 2007-02-14 2008-03-05 한국과학기술연구원 강유전 박막의 강유전성 향상을 위한 전계 인가 열처리용튜브-로 및 이를 이용하여 강유전 박막의 강유전성을향상시키는 방법
WO2009152108A2 (en) * 2008-06-10 2009-12-17 Advanced Technology Materials, Inc. GeSbTe MATERIAL INCLUDING SUPERFLOW LAYER(S), AND USE OF Ge TO PREVENT INTERACTION OF Te FROM SbXTeY AND GeXTeY RESULTING IN HIGH Te CONTENT AND FILM CRISTALLINITY
US20110124182A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Advanced Techology Materials, Inc. System for the delivery of germanium-based precursor
US9345948B2 (en) 2012-10-19 2016-05-24 Todd Martin System for providing a coach with live training data of an athlete as the athlete is training
US9869018B2 (en) * 2016-04-26 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Solid precursor delivery method using liquid solvent for thin film deposition

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI228776B (en) * 1999-04-28 2005-03-01 Sharp Kk Multi-phase lead germanate film and deposition method
US6410343B1 (en) * 1999-04-28 2002-06-25 Sharp Laboratories Of America, Inc. C-axis oriented lead germanate film and deposition method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8679894B2 (en) 2006-05-12 2014-03-25 Advanced Technology Materials, Inc. Low temperature deposition of phase change memory materials
US9219232B2 (en) 2006-11-02 2015-12-22 Entegris, Inc. Antimony and germanium complexes useful for CVD/ALD of metal thin films
JP2013144851A (ja) * 2006-11-02 2013-07-25 Advanced Technology Materials Inc 金属薄膜のｃｖｄ／ａｌｄに有用なアンチモンおよびゲルマニウム錯体
US8709863B2 (en) 2006-11-02 2014-04-29 Advanced Technology Materials, Inc. Antimony and germanium complexes useful for CVD/ALD of metal thin films
JP2010514918A (ja) * 2006-11-02 2010-05-06 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド 金属薄膜のｃｖｄ／ａｌｄに有用なアンチモンおよびゲルマニウム錯体
US9537095B2 (en) 2008-02-24 2017-01-03 Entegris, Inc. Tellurium compounds useful for deposition of tellurium containing materials
US8674127B2 (en) 2008-05-02 2014-03-18 Advanced Technology Materials, Inc. Antimony compounds useful for deposition of antimony-containing materials
US9034688B2 (en) 2008-05-02 2015-05-19 Entegris, Inc. Antimony compounds useful for deposition of antimony-containing materials
US8617972B2 (en) 2009-05-22 2013-12-31 Advanced Technology Materials, Inc. Low temperature GST process
US9070875B2 (en) 2009-05-22 2015-06-30 Entegris, Inc. Low temperature GST process
US9012876B2 (en) 2010-03-26 2015-04-21 Entegris, Inc. Germanium antimony telluride materials and devices incorporating same
US9190609B2 (en) 2010-05-21 2015-11-17 Entegris, Inc. Germanium antimony telluride materials and devices incorporating same
US9385310B2 (en) 2012-04-30 2016-07-05 Entegris, Inc. Phase change memory structure comprising phase change alloy center-filled with dielectric material
US9640757B2 (en) 2012-10-30 2017-05-02 Entegris, Inc. Double self-aligned phase change memory device structure

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EP1203834A1 (en) 2002-05-08
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KR20020034960A (ko) 2002-05-09

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