[发明专利]SrTiO3膜的成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成SrTiO₃膜的SrTiO₃膜的成膜方法和计算机能够读取的存储介质。

背景技术

在半导体设备中，集成电路的高集成化日益发展，即使在DRAM中也要求减小存储单元的面积并增大存储容量。针对该要求，MIM(金属一绝缘体-金属)结构的电容器被引人注目。作为这样的MIM结构的电容器，使用钛酸锶(SrTiO₃)等高介电常数的材料作为绝缘膜(电介质膜)。

在形成DRAM电容器用的SrTiO₃膜的情况下，目前使用Sr(DPM)₂作为Sr原料，但是存在以下问题：因为Sr(DPM)₂是一种蒸气压低的物质，并且难于在基板表面上吸附，所以不得不显著地降低成膜速度，使生产率降低。另外，为了以气相形式供给Sr(DPM)₂，需要将其加热至高于200℃的温度，需要在配管系统等中使用耐热性材料，从而导致装置的制造成本增加。

作为回避这些问题的技术，在日本特开平7-249616号公报(专利文献1)中，公开了使用Sr(C₅(CH₃)₅)₂作为Sr原料形成SrTiO₃膜的技术。在该文献中，记载有：将含有Sr(C₅(CH₃)₅)₂的化合物溶解在有机溶剂中，形成液体原料，使其气化，并在反应室内，在基板表面的附近分解，在基板表面堆积含有Sr的电介质膜(权利要求1等)。另外，还记载有：供给Sr化合物和实质上含有Ti的有机金属配位化合物，形成SrTiO₃膜(权利要求9等)。

但是，最近已判明：在形成DRAM电容器时所设置的孔(hole)的长径比(aspect)大，而当使用上述文献所述的Sr原料、使用基板和方法，形成SrTiO₃膜时，反应在基板表面优先发生，对长径比大的孔，难以获得良好的覆盖性(coverage)。另外，在实际上同时供给Sr原料和Ti原料的情况下，难以使反应在长径比大的孔的表面、侧面、底面均匀地发生，难以获得均匀的组成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以高生产率并且在200℃以下的低温下进行原料的气相化、即使在长径比大的孔内也能够以高覆盖性并且以均匀的组成成膜的SrTiO₃膜的成膜方法。

本发明的目的还在于提供一种存储有执行这样的方法的控制程序的计算机能够读取的存储介质。

在本发明的第一方面中，提供一种SrTiO₃膜的成膜方法，其是在处理容器内配置基板，对基板加热，将气态的Ti原料、气态的Sr原料和气态的氧化剂导入上述处理容器内，从而在基板上形成SrTiO₃膜的SrTiO₃膜的成膜方法，其中，使用Sr(C₅(CH₃)₅)₂作为上述Sr原料，并且，依次进行如下工序：将上述气态的Ti原料导入上述处理容器内，使其吸附在基板上的工序；将上述气态的氧化剂导入上述处理容器内，分解被吸附的Ti原料，形成含Ti氧化膜的工序；将上述气态的Sr原料导入上述处理容器内，使其吸附在上述含Ti氧化膜上的工序；和将上述气态的氧化剂导入上述处理容器内，分解被吸附的Sr原料，形成含Sr氧化膜的工序，将这些工序作为1个循环，重复进行多个循环，将在各循环中形成的薄膜叠层，从而在基板上形成具有规定厚度的SrTiO₃膜。

在第一方面中，优选在上述各工序之间具有清扫上述处理容器的工序。上述Sr原料，能够在加热至150～230℃的状态下采用鼓泡法供给。另外，上述Sr原料，能够在溶解于溶剂中、加热至150～230℃、在气化器中被气化的状态下供给。优选上述溶剂为不含氧的物质，典型地可以列举烃，其中，最优选甲苯。另外，作为上述氧化剂，优选使用H₂O。

在本发明的第二方面中，提供一种计算机能够读取的存储介质，其存储有在计算机上运行、控制成膜装置的控制程序，其特征在于：上述控制程序在执行时，在计算机上控制上述成膜装置，进行上述第一方面的方法。

附图说明

图1为表示能够用于实施本发明的一个实施方式涉及的成膜方法的成膜装置概略构成的截面图。