KR100481848B1 - Manufacturing method of dielectric film without chemical defect - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 디램 셀 캐패시터용 유전막 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 유전막 제조 방법은 반응 소스로서 알킬 금속과 산화제로서 O3 또는 활성화된 산소 라디칼을 사용함으로써, 화학적 결함의 발생이 억제된 고유전막을 원자층 증착 방식으로 형성한다. 이와 같이 본 발명에 따른 유전막 제조 방법은 증착된 고유전막 내부에 화학적 결함의 생성을 억제하므로, 벌크 상태의 고유전 특성과 양호한 절연 특성을 그대로 지닌 고유전막을 확보하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a dielectric film for a DRAM cell capacitor and a method of manufacturing the same. In the dielectric film production method of the present invention, by using an alkyl metal as a reaction source and O 3 or an activated oxygen radical as an oxidant, a high dielectric film in which generation of chemical defects is suppressed is formed by atomic layer deposition. As described above, the method of manufacturing the dielectric film according to the present invention suppresses the generation of chemical defects in the deposited high dielectric film, thereby securing a high dielectric film having the high dielectric properties and good insulating properties of the bulk state.

Description

화학적 결함을 제거한 유전막 제조 방법Method of manufacturing dielectric film without chemical defect

본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고집적 디램(DRAM)의 셀 캐패시터용 유전체 박막 및 그 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a dielectric thin film for a cell capacitor of a highly integrated DRAM (DRAM) and a method of forming the same.

반도체 기판 상에 제조되는 소자의 집적도가 기가 스케일로 증가함에 따라, 디램 셀 캐패시터가 점유할 수 있는 공간도 축소되고 있다. 따라서, 축소된 공간 하에서 고용량의 캐패시터를 제작하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위하여, 반도체 업계에서는 고유전률을 갖는 유전막을 전극간 유전막으로 사용함으로써 캐패시터의 용량을 증가시키고자 노력하고 있다.As the degree of integration of devices fabricated on a semiconductor substrate increases on a giga scale, the space occupied by DRAM cell capacitors is also reduced. Therefore, researches for manufacturing high capacity capacitors under reduced space have been actively conducted. To this end, the semiconductor industry is trying to increase the capacity of the capacitor by using a dielectric film having a high dielectric constant as the inter-electrode dielectric film.

고유전률을 지닌 물질로서 BST(BaxSr1-xTiO3) 물질, PZT(PbZrTiO3), 오산화이탄탈륨(Ta2O5) 및 알루미나(Al2O3) 등이 있으며, 강유전 물질에 대한 기술 내용은 제이 에프 스콧(J. F. Scott) 등이 저술한 집적 강유전 회로(Integrated Ferroelectrics) 저널 1994년 제4권의 제61쪽 내지 제84쪽에 상술되어 있다.Examples of materials having high dielectric constant include BST (BaxSr1-xTiO 3 ) material, PZT (PbZrTiO 3 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), and alumina (Al 2 O 3 ). See pages 61-84 of the 1994 Journal of Integrated Ferroelectrics, published by JF Scott et al.

그러나, 전술한 BST와 같은 강유전 물질은 우수한 절연 특성을 확보하기 위하여 백금과 같은 쇼트키 장벽 높이가 큰 전극 물질을 채용하게 된다. 그런데, 백금 전극을 채용한 BST 공정은 기존의 폴리실리콘 스토리지 노드를 더 이상 사용할 수 없는 문제점과, 백금 전극 식각 시에 발생하는 잔유물로 인한 스토리지 노드의 오버랩 (overlap) 문제 때문에 양산 적용에 어려움이 있다.However, the above-described ferroelectric material such as BST adopts an electrode material having a high Schottky barrier height such as platinum to secure excellent insulating properties. However, the BST process employing the platinum electrode has difficulty in mass production due to the problem that the existing polysilicon storage node can no longer be used and the overlapping problem of the storage node due to the residue generated during etching of the platinum electrode. .

따라서, 최근 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD) 방식에 의한 알루미나(Al2O3) 막을 셀 캐패시터의 전극간 유전막으로 사용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, recent studies have been actively conducted to use an alumina (Al 2 O 3 ) film by atomic layer deposition (ALD) as an inter-electrode dielectric film of a cell capacitor.

그런데, 알루미나(Al2O3) 막을 셀 캐패시터의 하부 전극 위에 증착할 경우, 증착된 알루미나 막의 물성은 벌크(bulk) 상태에서 지녔던 고유 물성을 그대로 보유하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 디램 셀 캐패시터에 사용되는 유전막은 벌크 상태에서의 유전상수, 절연 특성 등을 그대로 유지한 채로 형성되는 것이 필요하다.However, when the alumina (Al 2 O 3 ) film is deposited on the lower electrode of the cell capacitor, it is preferable that the physical properties of the deposited alumina film retain the inherent physical properties of the bulk. For example, the dielectric film used for the DRAM cell capacitor needs to be formed while maintaining the dielectric constant, insulation characteristics, and the like in the bulk state.

그러나, 종래 기술에 따라 원자층 증착 방식으로 알루미나 막을 형성하는 경우, 반응 물질(reactant)로서 TMA(trimethyl aluminum) 소스와 H2O 소스를 사용하게 되는데, 반응 시에 불필요한 부반응으로 인하여 화학적 결함(chemical defect)을 형성하게 된다.However, when the alumina film is formed by atomic layer deposition according to the prior art, a TMA (trimethyl aluminum) source and a H 2 O source are used as reactants. defects are formed.

이와 같이 부반응에 의해 형성된 화학적 결함은 유전막 내의 유전 특성을 열화시키고, 더욱이 생성된 부반응물의 양에 따라 막질 자체를 형성하고자 했던 성질로부터 완전히 다른 이탈된 특성의 유전막의 형성을 초래하게 된다.The chemical defects formed by the side reactions thus degrade the dielectric properties in the dielectric film and, moreover, result in the formation of a dielectric film having completely different characteristics from the property of forming the film quality itself according to the amount of the side reactants generated.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 고집적 반도체 디램 공정에 적용될 수 있는 양호한 셀 캐패시터 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a good cell capacitor and a method of manufacturing the same which can be applied to a highly integrated semiconductor DRAM process.

본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 벌크 상태에서의 유전막의 특성을 그대로 유지한 고유전 박막을 전극간 유전 물질을 형성하기 위한 셀 캐패시터의 제조 방법 및 이를 이용한 셀 캐패시터를 제공하는데 있다.In addition to the first object, a second object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cell capacitor for forming a dielectric material between electrodes in a high-k dielectric thin film that retains the characteristics of the dielectric film in a bulk state and a cell capacitor using the same. It is.

본 발명의 제3 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 원자층 증착 방식으로 알루미나 막을 형성하는 단계에서 부반응물이 형성되는 것을 억제하여 양질의 막을 형성하기 위한 셀 캐패시터 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.In addition to the first object, a third object of the present invention is to provide a cell capacitor and a method of manufacturing the same for forming a high quality film by suppressing the formation of side reactions in the step of forming an alumina film by atomic layer deposition. .

본 발명의 제4 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 전극간 유전 물질로서 고유전 박막을 형성하는 단계에서 화학적 결함의 생성을 억제하기 위한 셀 캐패시터 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.In addition to the first object, the fourth object of the present invention is to provide a cell capacitor and a method of manufacturing the same for suppressing the generation of chemical defects in the step of forming a high dielectric thin film as an interelectrode dielectric material.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원자층 증착(ALD) 방식으로 알루미나막을 형성하는 방법에 있어서, 상기 알루미나막을 형성하기 위한 소스로서 TMA(trimethyl aluminum)를 공급하는 단계; 상기 TMA 소스와 반응하는 산화제 가스로서 수소를 포함하지 않는 산화제 가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막 증착 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming an alumina film by atomic layer deposition (ALD), comprising: supplying trimethyl aluminum (TMA) as a source for forming the alumina film; It provides a dielectric film deposition method comprising the step of supplying an oxidant gas containing no hydrogen as the oxidant gas reacts with the TMA source.

이하, 본 발명에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법의 양호한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래 기술에 따라 TMA와 H2O를 반응 소스로 사용하여 Al(OH)3.를 형성하는 메커니즘을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a mechanism for forming Al (OH) 3 using TMA and H 2 O as a reaction source according to the prior art.

제1도를 참조하면, 디램 셀 캐패시터의 유전막으로 사용하는 알루미나(Al2O3)막을 형성하기 위하여, 반응 소스로서 TMA (trimethyl aluminum; 100)와 H2O(110)를 사용하고 있다.Referring to FIG. 1, in order to form an alumina (Al 2 O 3 ) film used as a dielectric film of a DRAM cell capacitor, TMA (trimethyl aluminum; 100) and H 2 O (110) are used as a reaction source.

알루미늄과 H2O가 반응하여 생성된 생성 물질은 Al(OH)3, 베이에라이트(bayerite), 깁사이트(gibbsite), 보에흐마이트(boehmite), AlOOH, γ-Al2O3, 코런덤(corundum) 등이 있는 것으로 알려져 있으며 모두 결정질이다.The resulting material produced by the reaction of aluminum with H 2 O is Al (OH) 3 , bayerite, gibbsite, boehmite, AlOOH, γ-Al 2 O 3 , It is known to have corundum and all are crystalline.

그러나, 생성 초기에는 결정화되지 않은 수도보흐마이트(pseudobohmite)가 형성된다. 이와 같이 박막 형성 시에 Al2O3 이외에 다른 물질이 형성될 수 있으며, 이러한 생성물은 얻고자 하는 생성물을 제외하고 나머지는 부반응에 의한 부반응물로 간주된다.However, at the beginning of production, uncrystallized pseudobohmite is formed. As described above, other materials other than Al 2 O 3 may be formed in forming the thin film, and this product is regarded as a side reaction product by side reaction except the product to be obtained.

그런데, 이와 같이 부반응에 의해 생성되는 부반응물은 유전막 내에서 화학적 결함으로 작용하게 되며, 이러한 화학적 결함은 형성된 유전막이 벌크 상태에서 지녔던 양호한 유전 특성을 그대로 보유하지 못하고 열화되는 원인이 되므로 이를 제거할 필요가 있다. 그러나, 이미 형성된 화학적 결함을 제거하는 것은 용이하지 않기 때문에, 유전막을 형성하는 증착 단계에서 반응 조건이나 증착에 사용되는 반응 소스를 교체하여 조절함으로써 화학적 결함을 제거할 수 있다.However, the side reactions generated by the side reactions act as chemical defects in the dielectric layer, and the chemical defects need to be removed because the formed dielectric layers do not retain the good dielectric properties of the bulk state and deteriorate. There is. However, since it is not easy to remove the chemical defects that have already been formed, the chemical defects can be removed by changing the reaction conditions or the reaction source used for the deposition in the deposition step of forming the dielectric film.

TMA(100)와 산화제로서 H2O(110)를 사용하는 경우 Al2O3과 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘은 다음과 같다.When using H 2 O (110) and the TMA (100) as the oxidizing agent to form Al 2 O 3 and Al (OH) 3 is as follows.

TMA + H2O ⇒① 2Al(CH3)3 + 3H2O → Al2O3 + 6CH4 TMA + H 2 O ⇒① 2Al (CH 3 ) 3 + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 6CH 4

② Al(CH3)3 + 3H2O → Al(OH)3 +3CH4 ② Al (CH 3 ) 3 + 3H 2 O → Al (OH) 3 + 3CH 4

상기 메커니즘에서 알 수 있듯이, TMA와 H2O를 사용한 경우 Al2O3을 형성하는 것과 Al(OH)3을 형성하는 것이 유사한 메커니즘을 통해 진행되며, Al(OH)3을 형성하는 메커니즘이 간단히 Al(OH)3과 안정된 CH4 가스를 형성하므로, 산화제로서 H2O를 사용할 경우 Al(OH)3이 부반응물로 생성될 확률이 크다.As can be seen from the above mechanism, when TMA and H 2 O are used, forming Al 2 O 3 and forming Al (OH) 3 proceed through a similar mechanism, and the mechanism for forming Al (OH) 3 is simply It forms a Al (OH) 3 and a stable CH 4 gas, is greater in this case to use the H 2 O as the oxidizing agent Al (OH) 3 is likely to be generated as a reaction unit.

반응 시에 H2O는 분해되어 -H와 -OH의 라디칼을 형성하게 되며, 이렇게 분해된 라디칼은 동일 공정 조건에서 분해되어 실리콘 표면에 화학적 흡착을 이루고 있는 TMA와의 결합에 의하여 Al2O3과 CH4 가스를 형성하거나 이와 유사한 메커니즘에 의하여 Al(OH)3과 CH4 가스를 형성하게 된다.During the reaction, H 2 O decomposes to form radicals of -H and -OH. The decomposed radicals decompose under the same process conditions and combine with Al 2 O 3 by TMA, which is chemically adsorbed on the silicon surface. The formation of CH 4 gas or similar mechanisms leads to the formation of Al (OH) 3 and CH 4 gases.

따라서, Al(OH)3가 형성되는 것은 공정 조건에 의하여 억제시키기 어려우며, 이렇게 형성된 Al2O3 유전막에서 화학 결함으로 작용하여 Al2O3 유전막의 특성을 열화시키게 된다. 따라서 Al(OH)3을 제거하거나 최소한 감소시켜서 Al2O3 유전막의 특성을 최대한 유지시킬 수 있는 방법이 요구된다. 그러나, 종래 기술에 따른 산화제로서 H2O를 사용할 경우 Al2O3 및 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘이 유사하므로, 형성되는 가스가 동일하고 그 결합이 안정되므로 부반응으로 생성된 Al(OH)3의 화학 결함을 제거하기가 용이하지 않다.Therefore, it is difficult to suppress the formation of Al (OH) 3 by the process conditions, and the Al 2 O 3 dielectric film acts as a chemical defect, thereby deteriorating the characteristics of the Al 2 O 3 dielectric film. Therefore, there is a need for a method capable of maximally maintaining Al 2 O 3 dielectric film characteristics by removing or at least reducing Al (OH) 3 . However, when H 2 O is used as the oxidizing agent according to the prior art, since the mechanisms for forming Al 2 O 3 and Al (OH) 3 are similar, Al (OH) produced by side reactions is the same because the gas formed is the same and the bond is stable. 3 ) It is not easy to remove chemical defects.

제2도는 본 발명에 따라 반응 소스로서 TMA와 O3을 사용한 경우 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘을 나타낸 도면이다. 제2도를 참조하면, TMA(200)의 산화제로서 O3(210) 또는 활성화된 산소 라디칼을 사용할 수 있다. 이것은 알킬기와 결합된 메탈은 H2O와 결합하여 Al(OH)3을 형성할 가능성이 크므로, -H기를 포함하지 않은 산화제를 사용하여 Al2O3을 증착하는 것이 부반응물의 생성 억제를 위하여 효율적이기 때문이다.2 shows a mechanism for forming Al (OH) 3 when TMA and O 3 are used as reaction sources in accordance with the present invention. Referring to FIG. 2, O 3 210 or activated oxygen radicals may be used as the oxidant of the TMA 200. This is because the metal bonded to the alkyl group is likely to form Al (OH) 3 by combining with H 2 O, so that the deposition of Al 2 O 3 with an oxidizing agent that does not contain a -H group prevents the formation of side reactions. Because it is efficient.

즉, H2O 혹은 H2O2와 같은 습식 소스 (wet source)의 경우 공정 조건에서 분해되어 필연적으로 -OH기가 생성되며 이에 의한 Al(OH)3이 형성되는 것을 방지하기가 용이하지 않기 때문이다. TMA와 O3 산화제를 반응시키는 경우 Al2O3과 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘은 다음과 같다.That is, in the case of a wet source such as H 2 O or H 2 O 2 , since it is decomposed under process conditions, an inevitably -OH group is generated, it is not easy to prevent Al (OH) 3 from being formed. to be. The mechanism for forming Al 2 O 3 and Al (OH) 3 when reacting TMA with an O 3 oxidant is as follows.

TMA+O3⇒①2Al(CH3)3+O3→Al2O3+3C2H6 TMA + O3⇒①2Al (CH 3 ) 3 + O 3 → Al 2 O 3 + 3C 2 H 6

②Al(CH3)3+O3→Al(OH)3+C3H6 ② Al (CH 3 ) 3 + O 3 → Al (OH) 3 + C 3 H 6

제2도에 도시한 바와 같은 메커니즘으로 형성되는 Al(OH)3은 종래 기술에 따라 H2O를 산화제로 사용한 경우에 비하여 그 생성이 어렵다. 또한, TMA와 산화제로서 O3을 사용하는 경우 1차 반응에 의하여 형성된 가스로부터 수소를 빼앗아 Al(OH)3을 형성해야 하므로 그 부반응물의 생성이 용이하지 않다.Al (OH) 3 formed by the mechanism as shown in FIG. 2 is more difficult to produce than when H 2 O is used as the oxidizing agent according to the prior art. In addition, in the case of using O 3 as the TMA and the oxidizing agent, it is necessary to take hydrogen out of the gas formed by the first reaction to form Al (OH) 3 , so that the formation of the side reaction product is not easy.

다음 표1은 예상되는 각각의 생성 가스의 깁스 자유 에너지(Gibbs free energy)를 나타낸 도표로서, 1차 반응에서 생성된 가스들은 비교적 안정하므로 그 결합을 끊을 경우에 많은 에너지가 필요하게 된다. 따라서, 실제로 결합을 끊고 수소를 빼앗기는 어렵게 되며, 이와 같이 수소를 빼앗긴 가스는 불안정하게 된다.Table 1 shows the Gibbs free energy of each product gas to be expected. Gases generated in the first reaction are relatively stable, and thus, a lot of energy is required when the bond is broken. Therefore, it is difficult to actually disconnect and deprive hydrogen, and thus the gas deprived of hydrogen becomes unstable.

표1. 300℃에서 깁스 에너지Table 1. Gibbs energy at 300 ℃

다음 표2는 결합 분해 에너지를 나타내었다. 제3도는 본 발명에 따라 TMA와 O3을 반응 소스로 사용한 경우 발생 가스를 나타낸 도면이다. 제3도를 참조하면, 산화제로서 O3을 사용한 경우 발생 가스로서 C3H8(300)과 C3H6(310)을 나타내고 있다.Table 2 shows the bond decomposition energy. 3 is a view showing a gas generated when using TMA and O 3 as a reaction source in accordance with the present invention. Referring to FIG. 3 , C 3 H 8 (300) and C 3 H 6 (310) are shown as generated gases when O 3 is used as the oxidizing agent.

본 발명에 따른 양호한 실시예로서, Se(C2H5)2, Zn(CH3)2, Zn(C2H5)2, Al(CH3), Al(CH3)3, Ga(CH3)3, Ga(C2H5)3, In(CH3)3의 알킬금속을 사용할 수 있으며, 수소를 포함하지 않은 산화제 가스로서 O3 이외에 활성화된 산소 라디칼을 사용할 수 있다.In a preferred embodiment according to the invention, Se (C 2 H 5 ) 2 , Zn (CH 3 ) 2 , Zn (C 2 H 5 ) 2 , Al (CH 3 ), Al (CH 3 ) 3 , Ga (CH 3 ) Alkyl metal of 3 , Ga (C 2 H 5 ) 3 , In (CH 3 ) 3 may be used, and an activated oxygen radical other than O 3 may be used as an oxidant gas containing no hydrogen.

표2. 결합 분해 에너지결합형태 분해 에너지Table 2. Coupling Decomposition Energy

또한, 본 발명에 따른 양호한 실시예로서, Al2O3, TiO3, ZrO2, HfO2, Ta2O5, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2 N2O3 등의 단원자 산화물과 SrTiO3, PbTiO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)(Zr,Ti)O3 등의 복합 산화물을 유전막으로 사용하여 셀 캐패시터를 형성할 수 있다.In addition, as a preferred embodiment according to the present invention, Al 2 O 3 , TiO 3 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Y 2 O 3 , SiO 2 N 2 O 3, etc. Cells using monoatomic oxides of SrTiO 3 , PbTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 , and (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 as dielectric films Capacitors can be formed.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭 넓게 개설하였다. 본 발명의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다. 또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order to better understand the claims of the invention which will be described later. Additional features and advantages that make up the claims of the present invention will be described below. It should be appreciated by those skilled in the art that the conception and specific embodiments of the invention disclosed may be readily used as a basis for designing or modifying other structures for carrying out similar purposes to the invention. In addition, the inventive concepts and embodiments disclosed herein may be used by those skilled in the art as a basis for modifying or designing other structures for carrying out the same purposes of the present invention. In addition, such modifications or altered equivalent structures by those skilled in the art may be variously changed, substituted, and changed without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims.

이상과 같이 본 발명에 따른 반도체 장치 및 그 제조방법은 종래에 디램 셀 캐패시터 형성 시에 발생하는 화학적 결함을 억제하기 위한 것으로서, 원자층 증착 방식으로 얇은 두께의 박막을 형성한 후에도 벌크 상태에서 지녔던 고유전률 특성 및 양호한 절연특성을 그대로 지니는 효과가 있다.As described above, the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention are conventionally for suppressing chemical defects generated during DRAM cell capacitor formation. It has the effect of maintaining the dielectric constant and good insulating properties.

또한, 본 발명에 따른 유전막 형성 방법은 알킬금속을 산화시켜 반응하는 단계에서 불필요한 부반응물의 생성을 억제함으로써, 유전막 내에 화학적 결함이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, the dielectric film forming method according to the present invention has an effect of preventing the occurrence of chemical defects in the dielectric film by suppressing the generation of unnecessary side reactions in the step of oxidizing the alkyl metal.

제1도는 종래 기술에 따라 TMA와 H2O를 반응 소스로 하여 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘을 나타낸 도면.1 shows a mechanism for forming Al (OH) 3 using TMA and H 2 O as a reaction source according to the prior art.

제2도는 본 발명에 따라 TMA와 O3을 반응 소스로 하여 Al(OH)3을 형성하는 메커니즘을 나타낸 도면.2 shows a mechanism for forming Al (OH) 3 using TMA and O 3 as a reaction source in accordance with the present invention.

제3도는 본 발명에 따라 TMA와 O3을 반응 소스로 사용한 경우의 발생 가스를 나타낸 도면.FIG. 3 shows the generated gas when TMA and O 3 are used as the reaction source in accordance with the present invention. FIG.

도면 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100, 200 : TMA 110 : H2O100, 200: TMA 110: H 2 O

210 : O3 230 : CH3 210: O 3 230: CH 3

260 : Al(OH)3 270, 310 : C3H6 260: Al (OH) 3 270, 310: C 3 H 6

300 : C3H8 300: C 3 H 8

Claims (6)

원자층 증착(ALD) 방식으로 알루미나막을 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming an alumina film by atomic layer deposition (ALD) method, 상기 알루미나막을 형성하기 위한 소스로서 TMA(trimethyl aluminum)를 공급하는 단계; 및Supplying trimethyl aluminum (TMA) as a source for forming the alumina film; And 상기 TMA 소스와 반응하는 산화제 가스로서 수소를 포함하지 않는 산화제 가스인 활성화된 산소 라디칼을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막 증착 방법.And supplying an activated oxygen radical that is an oxidant gas that does not contain hydrogen as an oxidant gas that reacts with the TMA source. 원자층 증착 방식으로 유전막을 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a dielectric film by atomic layer deposition, 상기 유전막을 형성하기 위한 소스로서 알킬금속인 Se(C2H5)2, Zn(CH3)2, Zn(C2H5)2, Ga(CH3)3, Ga(C2H5)3, In(CH3)3 중의 어느 하나를 공급하는 단계; 및Al (metal) Se (C 2 H 5 ) 2 , Zn (CH 3 ) 2 , Zn (C 2 H 5 ) 2 , Ga (CH 3 ) 3 , Ga (C 2 H 5 ) Supplying any one of 3 , In (CH 3 ) 3 ; And 상기 알킬금속 소스와 반응하는 산화제 가스로서 수소를 포함하지 않는 산화제 가스를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막 증착 방법.And supplying an oxidant gas containing no hydrogen as an oxidant gas reacting with the alkyl metal source. 제2항에 있어서, 수소를 포함하지 않는 산화제 가스를 공급하는 단계는 O3을 공급하는 단계를 포함하는 유전막 증착 방법.The method of claim 2, wherein supplying an oxidant gas that does not include hydrogen comprises supplying O 3 . 제2항에 있어서, 수소를 포함하지 않는 산화제를 공급하는 단계는 활성화된 산소 라디칼(oxygen radical)을 공급하는 것을 포함하는 유전막 증착 방법.3. The method of claim 2, wherein supplying an oxidant that does not include hydrogen comprises supplying activated oxygen radicals. 원자층 증착 방식으로 유전막을 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a dielectric film by atomic layer deposition, 상기 유전막을 형성하기 위한 소스로서 알킬금속를 공급하는 단계; 및Supplying an alkyl metal as a source for forming the dielectric film; And 상기 알킬금속 소스와 반응하는 산화제 가스로서 수소를 포함하지 않는 산화제 가스를 공급하는 단계를 포함하되, 상기 유전막은 TiO3, ZrO2, HfO2, Ta2O5, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2, N2O3, SrTiO3, PbTiO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)(Zr,Ti)O3 중의 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전막 증착 방법.And supplying an oxidant gas containing no hydrogen as an oxidant gas reacting with the alkyl metal source, wherein the dielectric layer is formed of TiO 3 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Any of Y 2 O 3 , SiO 2 , N 2 O 3 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 Dielectric film deposition method characterized in that formed in one. 상기 수소를 포함하지 않는 산화제 가스를 공급하는 단계는 O3 및 활성화된 산소 라디칼 중 어느 하나를 공급하는 것을 특징으로 하는 유전막 증착 방법.The step of supplying an oxidant gas containing no hydrogen, characterized in that for supplying any one of O 3 and activated oxygen radicals.
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