[发明专利]半导体装置及其制造方法、以及吸附位阻断原子层沉积法

权利要求书

1.一种半导体装置，具备在与下部电极及上部电极之间具有电介质膜的电容器，其中，

所述电介质膜具有至少1层的Al掺杂层，

该Al掺杂层的1层的Al原子的表面密度不足1.4E+14atoms/cm²。

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述Al掺杂层的1层的Al原子的表面密度为1.0E+14atoms/cm²以下。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述Al掺杂层为在构成所述电介质膜的金属原子M的氧化膜面内分散氧化铝的层。

4.如权利要求3所述的半导体装置，其中，包含于所述电介质膜中的Al原子的浓度以由Al/(Al+M)表示的原子数比计为0.2～2原子％。

5.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电介质膜在氧化锆膜中具有至少1层所述Al掺杂层。

6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述电容器的上下部电极由TiN膜构成，在TiN膜和氧化锆膜的界面具有氧化钛膜。

7.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电介质膜在氧化钛膜中具有至少1层所述Al掺杂层，该氧化钛膜为金红石构造。

8.如权利要求7所述的半导体装置，其中，所述电容器的下部电极至少在表面层具有RuO₂。

9.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电介质膜的等效氧化物厚度(EOT)为0.9nm以下。

10.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述电容器的下部电极具有纵横比为20以上的立体构造。

11.一种吸附位阻断原子层沉积法，通过原子层沉积法在基材上沉积与该基材不同的第一材料，其中，具备：

在将包含成为所述第一材料的原料的第一前体的第一原料气体导入成膜空间之前，将包含具有比与所述第一前体的亲和性小的基团的阻滞剂分子的第二原料气体导入成膜空间，使所述基材上吸附所述阻滞剂分子，由此限制所述基材上的所述第一前体的吸附位的工序；

净化所述第二原料气体的工序；

将所述第一原料气体导入成膜空间，使所述基材上的被限制的吸附位吸附所述第一前体的工序；

净化所述第一原料气体的工序；

向成膜空间导入反应气体，使其至少与所述第一前体反应，变更为所述第一材料的工序。

12.如权利要求11所述的吸附位阻断原子层沉积法，其中，所述阻滞剂分子具备容易吸附于所述基材的基团、和相对难以吸附于所述基材的基团，由此，将阻滞剂分子自身难以进行吸附的基团向外侧自组织地配向吸附，且所述难以吸附的基团为与所述第一前体的亲和性小的基团，阻断所述第一前体向所述阻滞剂分子的吸附。

13.如权利要求11所述的吸附位阻断原子层沉积法，其中，

所述基材为金属氧化物，

所述阻滞剂分子为具有构成所述基材的金属氧化物的金属原子，且具备所述容易吸附于基材的基团、和相对难以吸附于基材的基团作为取代基或配合基的金属络合物，

所述反应气体为氧化性气体，通过所述反应气体和所述阻滞剂分子发生反应，形成在所述基材的金属氧化物中掺杂了所述第一材料的膜。

14.如权利要求11所述的吸附位阻断原子层沉积法，其中，所述阻滞剂分子配合一个也可以具有取代基的环戊二烯环，且具有多个极性基团的单环戊二烯基系金属络合物。

15.如权利要求14所述的吸附位阻断原子层沉积法，其中，所述单环戊二烯基系金属络合物为环戊二烯基-三(二甲基氨基)锆、甲基环戊二烯基-三(二甲基氨基)锆或甲基环戊二烯基-三(二甲基氨基)钛。