專利名稱：介電膜、介電膜的生產(chǎn)方法、半導(dǎo)體裝置和記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介電膜和使用介電膜的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置的發(fā)展伴隨著日益增加的更高程度的元件集成，導(dǎo)致各元件越來(lái)越小型化和工作電壓降低。例如，在包括分離電荷保持層(charge retaining layer)和柵極電極的阻隔膜(blocking film)的MONOS (金屬氧化物氮化物氧化物半導(dǎo)體)型非易失性半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域中，元件的小型化已導(dǎo)致對(duì)于阻隔膜更高的介電常數(shù)的要求。同樣地，在 TO(浮柵)型非易失性半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域中，元件的小型化已導(dǎo)致對(duì)于浮動(dòng)電極(floating electrode)和柵極電極之間的絕緣膜更高的介電常數(shù)的要求。此外，在高級(jí)DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(dynamic random access memory))裝置領(lǐng)域中，為了確保構(gòu)成小型化存儲(chǔ)單元的電容器的電容，需要具有高介電常數(shù)并且能夠容納較薄的膜厚度而不引起漏電流增加的介電膜。此外，在高級(jí)CMOS裝置開發(fā)的領(lǐng)域中，考慮用于通過(guò)使用高介電常數(shù)材料增加?xùn)艠O絕緣膜的物理厚度來(lái)降低柵極漏電流的技術(shù)。另外，需要高介電膜相對(duì)于在如上所述的半導(dǎo)體裝置的制造工藝期間進(jìn)行的1000°C退火處理是耐熱性的。此外，出于抑制半導(dǎo)體裝置工作電壓的變化的目的，需要高介電膜的表面具有較高的平坦性(flatness)。作為用于增加介電膜的相對(duì)介電常數(shù)的手段，考慮使用與常規(guī)的SiO2膜、SiN膜或者組合兩者的SiON膜相比具有更高的相對(duì)介電常數(shù)的Η 2、Ζι 2和Al2O3作為介電膜。此外，最近，出于為了抑制與較薄的介電膜有關(guān)聯(lián)的漏電流的目的，對(duì)介電膜進(jìn)行研究，在所述介電膜中，對(duì)由HfO2JrO2或Al2O3構(gòu)成的層壓(堆疊)結(jié)構(gòu)摻雜金屬元素或者對(duì)HfO2或 &02摻雜金屬元素。例如，非專利文獻(xiàn)1和2公開了其中對(duì)HfO2摻雜作為金屬元素的硅(Si)、釔⑴ 或鑭(La)等的介電膜。根據(jù)非專利文獻(xiàn)1和2，描述了通過(guò)對(duì)HfO2摻雜上述的金屬元素并且對(duì)其進(jìn)行結(jié)晶，形成具有四方晶相的HfO2并且獲得的高相對(duì)介電常數(shù)值為觀。非專利文獻(xiàn)3公開了其中將TiN層壓(堆疊)在HfO2表面上的介電膜。根據(jù)該非專利文獻(xiàn)3，描述了當(dāng)在將TiN層壓在HfO2上的狀態(tài)下進(jìn)行結(jié)晶時(shí)，形成具有立方晶相的 HfO2并且獲得的高相對(duì)介電常數(shù)值為50。專利文獻(xiàn)1公開了其中對(duì)HfO2摻雜金屬元素如釔⑴、鎂(Mg)、鈣(Ca)或鑭(La) 和氮的介電膜。根據(jù)專利文件1，描述了通過(guò)將具有大的原子半徑的元素如上述的Y、Mg和 Ca添加至單斜HfO2,該立方晶體的聚集能(aggregated energy)降低并且使其穩(wěn)定，從而將HfO2的晶系從單斜晶體改變?yōu)樗姆骄w然后改變?yōu)榱⒎骄w。結(jié)果，能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)為70的由HfYO制成的高介電膜。此外，由于在單斜HfO2中的氧被氮取代，隨著氮的量增加，該晶系由單斜晶體改變?yōu)樗姆骄w、菱形晶體，然后改變?yōu)榱⒎骄w。專利文獻(xiàn)2公開了使用包括具有立方晶相的HfO2和第二化合物的組合物作為介電膜材料的技術(shù)。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，描述了含有Imol^至50mOl%的Al2O3作為該第二化合物的HfO2立方晶體具有的相對(duì)介電常數(shù)為29. 8，其高于純?chǔ)? 2。
專利文獻(xiàn)3公開了，其中將非晶質(zhì)氧化鋁包含在結(jié)晶態(tài)介電膜中并且由具有如 0. 05 < χ < 0. 3所示的組成的AlxM(1_x)0y(其中M是能夠形成結(jié)晶態(tài)介電體的金屬例如 Hf和Zr)形成的非晶質(zhì)膜作為介電膜。根據(jù)專利文獻(xiàn)3，描述了在非晶質(zhì)鋁鋯石(zircon aluminate)的情況下能夠獲得范圍為25至28的高的相對(duì)介電常數(shù)。非專利文獻(xiàn)4公開了由HfAlON制成的介電膜材料。根據(jù)非專利文獻(xiàn)4，描述了 Hf/ (Hf+Al)組成范圍為20%至80%和氮組成為30%以上的HfAlON在850°C的退火溫度下獲得非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)并且具有范圍為10至25的相對(duì)介電常數(shù)。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2005-25995專利文獻(xiàn)2 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2004-161602專利文獻(xiàn)3 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2004-214304非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 Applied Physics Letters 86，102906，2005非專利文獻(xiàn) 2 International Electron Devices Meeting Technical Digest, 2007，p.53非專利文獻(xiàn) 3 :Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, 2008，p.152非專禾Ij文獻(xiàn) 4 Japanese Journal of APPlied Physics Vol. 44，No. 4B，2005. p. 231
發(fā)明內(nèi)容
然而，上述技術(shù)分別具有以下問(wèn)題。在非專利文獻(xiàn)1和2中所述的其中對(duì)HfO2摻雜作為金屬元素的釔⑴、硅(Si)或鑭(La)等的技術(shù)的情況下，顯示盡管在800°C下的退火處理實(shí)現(xiàn)結(jié)晶和相對(duì)介電常數(shù)為 30的更高的介電常數(shù)，但是當(dāng)退火處理在1000°C下進(jìn)行時(shí)，相對(duì)介電常數(shù)降至20以下。因此，相對(duì)于在1000°c下的退火處理，摻雜有Y、Si或La的HfO2在其缺乏耐熱性方面是有問(wèn)題的。在非專利文獻(xiàn)3中所述的其中HfO2在將TiN層壓至其上的狀態(tài)下結(jié)晶以形成具有立方晶體的HfO2的技術(shù)的情況下，顯示盡管通過(guò)在700°C至800°C下的退火處理獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為50，但是在800°C以上的退火處理的情況下相對(duì)介電常數(shù)降至30以下。因此，由TiN和HfO2的層壓膜形成的立方HfO2還有問(wèn)題地缺乏相對(duì)于在1000°C下退火處理的耐熱性。在專利文獻(xiàn)1中所述的其中HfO2摻雜有具有大的原子半徑的金屬元素例如釔 ⑴、鎂(Mg)和鑭(La)等和氮的介電膜的情況下，盡管通過(guò)在800°C下的退火處理獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為70，但是不清楚當(dāng)通過(guò)在1000°C下的退火進(jìn)行結(jié)晶時(shí)能夠獲得何種相對(duì)介電常數(shù)值。在專利文獻(xiàn)2中所述的其中HfO2摻雜有范圍為至50%的Al從而形成立方晶相的HfO2的技術(shù)的情況下，盡管描述了相對(duì)于1200°C的耐熱性，但是與非專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)1中的HfO2相比，其相對(duì)介電常數(shù)值四.8是較低的。因此，存在不能獲得高的相對(duì)介電常數(shù)的問(wèn)題。此外，專利文獻(xiàn)2有問(wèn)題地沒(méi)有描述最佳的Al濃度。在專利文獻(xiàn)3中所述的其中在5%至30%范圍內(nèi)將Al摻雜至^O2中從而將^O2 改變?yōu)榉蔷з|(zhì)形式的技術(shù)的情況下，通過(guò)摻雜Al獲得的^O2的相對(duì)介電常數(shù)值25至觀低于沒(méi)有進(jìn)行摻雜的情況。因此，存在不能獲得高的相對(duì)介電常數(shù)的問(wèn)題。在非專利文獻(xiàn)4中所述的其中對(duì)HfO2摻雜Al和N的技術(shù)的情況下，與非專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)1中的HfO2相比，HfAlON的相對(duì)介電常數(shù)值10至25是較低的。因此，存在不能獲得高的相對(duì)介電常數(shù)的問(wèn)題?？紤]到上述常規(guī)問(wèn)題作出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供具有高的相對(duì)介電常數(shù)、 相對(duì)于在1000°c下退火處理的耐熱性和優(yōu)良的表面平坦性的介電膜，以及使用該介電膜的半導(dǎo)體裝置。通過(guò)本發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題的深入思考，導(dǎo)致以下發(fā)現(xiàn)在包括含有元素A、 元素B (元素A由Hf構(gòu)成、元素B由Al或Si構(gòu)成)以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜的情況下，通過(guò)設(shè)定摩爾分?jǐn)?shù)ΒΛΑ+Β+Ν)和ΝΛΑ+Β+Ν)至特定范圍和通過(guò)進(jìn)行結(jié)晶，除了獲得更高的介電常數(shù)和耐熱性以外，還能夠獲得優(yōu)良的平坦性，這導(dǎo)致了本發(fā)明。本發(fā)明的第一方面是包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，其中表示為B/ (A+B+N)的該元素A、該元素B和N 的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095，表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上，該介電膜具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的第二方面是非易失性半導(dǎo)體裝置，其包括以下至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在該基板上形成的柵極電極；和順次層壓在該基板和該柵極電極之間的層壓柵極絕緣膜，其中構(gòu)成該層壓柵極絕緣膜的絕緣膜之中的至少一層是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。此外，本發(fā)明的第三方面是非易失性半導(dǎo)體裝置，其包括以下至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在該基板上形成的柵極電極；以及其中將絕緣膜、浮動(dòng)電極和絕緣膜依次層壓在該基板和該柵極電極之間的結(jié)構(gòu)，其中在該柵極電極和該浮動(dòng)電極之間形成的至少一部分絕緣膜是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的介電膜。另外，本發(fā)明的第四方面是在至少表面包括半導(dǎo)體層的基板上具有以下的半導(dǎo)體裝置源極區(qū)、漏極區(qū)(drain region)，和隔著絕緣膜形成的柵極電極，其中該絕緣膜是包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的介電膜的膜。此外，本發(fā)明的第五方面是包括電容器的半導(dǎo)體裝置，該電容器包括第一電極； 第二電極；和包括夾持在該第一電極和該第二電極之間的介電膜的層，其中該介電膜是根據(jù)本發(fā)明第一方面的介電膜。此外，本發(fā)明的第六方面是以下的電容器，該電容器包括第一電極；第二電極；和包括夾持在該第一電極和該第二電極之間的介電膜的層，其中該介電膜是根據(jù)本發(fā)明第一方面的介電膜。此外，本發(fā)明的第七方面是包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜的制造方法，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，該方法包括形成包括復(fù)合氮氧化物的膜的步驟，該膜的表示為B/ (A+B+N)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015 至0. 095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的該元素Α、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；和用于將包括該復(fù)合氮氧化物的膜結(jié)晶以形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合氮氧化物的熱處理步驟，該結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有立方晶體混入百分比(incorporation percentage)為80%以上和在X射線衍射譜圖中的[220]峰強(qiáng)度與[111]峰強(qiáng)度的比[220]/[111]的值為0. 6以上。此外，本發(fā)明的第八方面是存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在MI S電容器內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該形成方法包括第一步，在具有二氧化硅膜的硅基板上，通過(guò)使用Hf和Al或Si的金屬靶的物理氣相沉積，沉積包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，該介電膜的表示為B/ (A+B+N)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；第二步，通過(guò)使用金屬靶的物理氣相沉積，在介電膜上沉積選自TiN膜、Ti、TaN、W、Pt、Ru、Al和Si之中的膜；和在該第一步或該第二步之后的第三步，進(jìn)行退火處理和使該介電膜結(jié)晶。此外，本發(fā)明的第九方面是存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該形成方法包括第一步，在具有二氧化硅膜的硅基板上，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD或ALD，沉積包括含有元素A、 元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，該介電膜的表示為B/ (A+B+N)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0.045以上；和在該第一步之后的第二步，進(jìn)行退火處理和使該介電膜結(jié)晶。此外，本發(fā)明的第十方面是存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該形成方法包括第一步，通過(guò)STI 在硅基板上形成元件分離區(qū)；第二步，通過(guò)熱氧化法在元件分離的硅基板上形成二氧化硅膜；第三步，在二氧化硅膜上，通過(guò)使用Hf和Al或Si的金屬靶的物理氣相沉積，沉積包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al 或Si，該介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015 至0.095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的該元素Α、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；第四步，在該介電膜上形成柵極電極膜；第五步，使用光刻法和RIE加工該柵極電極膜；第六步，使用加工過(guò)的柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成延伸區(qū)(extension region)； 第七步，在已形成該延伸區(qū)的硅基板上沉積氮化硅膜和二氧化硅膜；第八步，通過(guò)回蝕 (etch-back)該沉積的氮化硅膜和二氧化硅膜形成柵極側(cè)壁；第九步，在該延伸區(qū)下方進(jìn)行離子注入和形成源極-漏極區(qū)。此外，本發(fā)明的第十一方面是存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括高介電膜的非易失性存儲(chǔ)元件或re非易失性半導(dǎo)體元件的形成方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該形成方法包括第一步，通過(guò)STI在硅基板上形成元件分離區(qū)；第二步，通過(guò)熱氧化法在該元件分離的硅基板上形成第一絕緣膜；第三步，通過(guò)LPCVD在該第一絕緣膜上形成第二絕緣膜；第四步，使用M0CVD、ALD和PVD中的任一種在該第二絕緣膜上形成第三絕緣膜；第五步，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD法或ALD法，在第三絕緣膜上形成包括含有元素 A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，該介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)在0. 015至0. 095范圍內(nèi)以及表示為N/ (A+B+N)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；第六步，使用MOCVD、ALD和PVD中的任一種，在該第四絕緣膜上形成第五絕緣膜；第七步，在該第五絕緣膜上形成柵極電極膜；第八步，使用光刻法技術(shù)和RIE技術(shù)加工該柵極電極膜；第九步，使用加工過(guò)的柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成延伸區(qū)；第十步，在已形成該延伸區(qū)的硅基板上沉積氮化硅膜和二氧化硅膜；第十一步，通過(guò)回蝕該沉積的氮化硅膜和二氧化硅膜形成柵極側(cè)壁；第十二步，在該延伸區(qū)下方進(jìn)行離子注入和形成源極-漏極區(qū)。此外，本發(fā)明的第十二方面是存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括高介電膜的DRAM的形成方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中該形成方法包括第一步，通過(guò)LOCOS或 STI在硅基板上形成元件分離區(qū)；第二步，在通過(guò)該元件分離區(qū)包圍的有源區(qū)內(nèi)，使用光刻法和RIE形成加工成期望形狀的柵極絕緣膜和柵極電極膜；第三步，使用該柵極絕緣膜和柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成擴(kuò)散區(qū)從而成為源極區(qū)或漏極區(qū)；第四步，通過(guò)CVD在該硅基板上形成第一層間絕緣膜；第五步，使用光刻法選擇性地蝕刻該第一層間絕緣膜和形成第一接觸孔(contact hole)；第六步，在該第一接觸孔內(nèi)形成電容接觸 (capacitor contact)和比特接觸(bit contact)從而使其連接至該擴(kuò)散區(qū)；第七步，通過(guò) CVD在該第一層間絕緣膜上形成阻止絕緣膜(stopper insulating film)和第二層間絕緣膜；第八步，使用光刻法蝕刻該第二層間絕緣膜和形成圓筒狀槽，從而使該電容接觸暴露； 第九步，通過(guò)CVD或ALD在該圓筒狀槽中形成第一電極膜；第十步，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD法或ALD法，在該第一電極膜上形成包括含有元素A、元素B以及N和 的復(fù)合氮氧化物的介電膜，該元素A為Hf，該元素B為Al或Si，該介電膜的表示為B/ (A+B+N) 的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為N/(A+B+N)的該元素A、該元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；第十一步，進(jìn)行退火處理和使該介電膜結(jié)晶；第十二步，通過(guò)CVD或ALD在該介電膜上形成第二電極膜從而形成具有該第一電極膜、 該介電膜和該第二電極膜的MIS-結(jié)構(gòu)電容器；第十三步，通過(guò)CVD在該MIS電容器上形成電容器配線；第十四步，在比特接觸上方形成開口部，通過(guò)該開口部，使該第二層間絕緣膜暴露；第十五步，通過(guò)CVD在該電容器配線上形成第三層間絕緣膜，然后通過(guò)光刻法選擇性地蝕刻該第三層間絕緣膜和在該開口部?jī)?nèi)部形成第二接觸孔；第十六步，通過(guò)CVD在該第二接觸孔中形成阻隔金屬膜和比特配線。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得具有高的相對(duì)介電常數(shù)和優(yōu)良的耐熱性與平坦性的介電膜。因此，即使進(jìn)行在1000°c以上的高溫退火處理時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的介電膜的相對(duì)介電常數(shù)也不會(huì)降低。因此，即使當(dāng)將高溫退火處理施加至進(jìn)行高溫退火處理工藝的CMOS晶體管元件的柵極絕緣膜、非易失性半導(dǎo)體裝置的阻隔絕緣膜或DRAM元件的電容(capacitor)絕緣膜時(shí)，也能夠通過(guò)較高的介電常數(shù)來(lái)降低等效氧化層厚度(EOT)。


圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的介電膜的MIS電容器的橫截面圖；圖2是示出圖1中所示的MIS電容器的EOT和物理膜厚度之間的關(guān)系的圖；圖3是示出圖1中所示的MIS電容器的相對(duì)介電常數(shù)的圖；圖4是示出圖1中所示的MIS電容器的EOT和物理膜厚度之間的關(guān)系的圖；圖5是示出圖1中所示的MIS電容器的相對(duì)介電常數(shù)和介電膜組成之間的關(guān)系的圖6是示出圖1中所示的MIS電容器的相對(duì)介電常數(shù)和介電膜組成之間的關(guān)系的圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的介電膜的X射線衍射譜圖的圖；圖8是示出由HfAW制成的介電膜的X射線衍射譜圖的圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的介電膜的X射線譜圖的峰強(qiáng)度比的關(guān)系的圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的介電膜的X射線譜圖的峰強(qiáng)度比和相對(duì)介電常數(shù)值之間的關(guān)系的圖；圖11是示出圖1中所示的MIS電容器的相對(duì)介電常數(shù)值的圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的介電膜通過(guò)AFM的表面觀察圖像的圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的介電膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)和表面粗糙度之間關(guān)系的圖；圖14是示出根據(jù)第一實(shí)施例的介電膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)對(duì)Al靶功率的依賴關(guān)系的圖；圖15是示出根據(jù)第二實(shí)施例的原料氣體(base gas)供應(yīng)的工藝的圖；圖16是示出根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖17是示出根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖18是示出根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面結(jié)構(gòu)的圖；圖19是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖20是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖21是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖22是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖23是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；圖M是示出根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖；和圖25是示出用于實(shí)施第一至第六實(shí)施例的控制機(jī)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方案?，F(xiàn)將使用MIS (金屬絕緣體半導(dǎo)體)電容器的實(shí)例描述根據(jù)本發(fā)明的介電膜，在該 MIS電容器中在表面上具有二氧化硅膜的硅基板上，形成使用Al作為元素B的HfAlON膜作為根據(jù)本發(fā)明的介電膜。如在圖1中所示，在其表面上具有膜厚度范圍為3nm至5nm的二氧化硅膜102的硅基板101上，將含有Hf、Al、N和0的介電膜103通過(guò)使用由Hf和Al組成的靶的磁控濺射沉積至膜厚度范圍為5nm至25nm。在這種情況下，在該介電膜103中的Hf元素和Al元素之間的摩爾分?jǐn)?shù)通過(guò)在該靶中的Hf和Al的混合比來(lái)調(diào)節(jié)。此外，N元素的比例通過(guò)在濺射期間引入的氮?dú)獾牧髁縼?lái)調(diào)節(jié)。該介電膜的摩爾分?jǐn)?shù)通過(guò)使用XPS(X射線光電子能譜) 的分析來(lái)評(píng)價(jià)。將沉積不包括Al的HfON膜和不包括N的HfAW膜的樣品也以相似的方式制成介電膜103。接著，將膜厚度為IOnm的TiN膜104通過(guò)濺射法沉積在介電膜103上。
然后，通過(guò)在850°C至1000°C下，在氮?dú)鈿夥罩?，?duì)由該介電膜103和該TiN膜104 構(gòu)成的層壓膜進(jìn)行熱處理(退火)而使介電膜103結(jié)晶。接著，將TiN膜104使用光刻技術(shù)和RIE (反應(yīng)性離子蝕刻)技術(shù)加工成期望的尺寸從而形成MIS電容器結(jié)構(gòu)。在這種情況下，將該硅基板101假定為底電極，TiN膜104為上電極。接著，評(píng)價(jià)制成的MIS電容器的電特性。圖2示出以下樣品的等效氧化層厚度(EOT)和物理厚度之間的關(guān)系，所述樣品為其中改變HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N) (B/ (A+B+N))的樣品、其中改變HfAW膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)的樣品和其中形成HfON膜的樣品。使所有樣品通過(guò)1000°C的退火處理結(jié)晶?，F(xiàn)將描述等效氧化層厚度(EOT)。不管該絕緣膜的類型，假定該絕緣膜材料是二氧化硅膜，將通過(guò)從容量反算獲得的絕緣膜的電學(xué)膜厚度稱作等效氧化層厚度。即，如果^h 表示絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)，ε 0表示二氧化硅膜的相對(duì)介電常數(shù)，以及dh表示該絕緣膜的厚度，那么等效氧化層厚度de可以通過(guò)以下等式(1)來(lái)表示。de = dhX ( ε 0/ε h) (1)上述等式(1)表示，當(dāng)將具有與二氧化硅膜的相對(duì)介電常數(shù)ε 0相比更大的介電常數(shù)ε h的材料用于絕緣膜中時(shí)，等效氧化層厚度de變?yōu)榕c比該絕緣膜的膜厚度dh更薄的二氧化硅膜的等效氧化層厚度相當(dāng)。二氧化硅膜的相對(duì)介電常數(shù)ε 0為約3. 9。因此，例如在由ε h = 39的高介電常數(shù)材料制成的膜的情況下，即使將其物理厚度dh設(shè)定為15nm， 該等效氧化層厚度(電學(xué)膜厚度)de也采取1. 5nm的值。因此，在能夠明顯地降低漏電流的同時(shí)，將絕緣膜的電容保持在與膜厚度為1. 5nm的二氧化硅膜相似的水平。由圖2證實(shí)，物理厚度為Ilnm的HfAlON膜的EOT為4. 6nm,與具有相同物理厚度的 HfAlO 膜(EOT = 5. 5nm)和 HfON 膜(EOT = 5. 3nm)相比，實(shí)現(xiàn)了 EOT 的薄化。圖3示出源自圖2中獲得的EOT和物理厚度的相對(duì)介電常數(shù)值。圖3中的附圖標(biāo)記X表示摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)和摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al)。由圖3顯示，HfAlON膜具有的相對(duì)介電常數(shù)為48，該相對(duì)介電常數(shù)明顯大于范圍為15至35的HfAW膜和HfON膜的相對(duì)介電常數(shù)值。接著，圖4示出具有摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜的EOT和物理厚度對(duì)退火溫度的依賴關(guān)系。由圖4證實(shí)，與進(jìn)行850°C的退火處理的HfAW膜相比，進(jìn)行1000°C 的退火處理的HfAW膜由于相對(duì)介電常數(shù)值的降低顯示EOT的增加。該結(jié)果表明，不包括 N的HfAW膜對(duì)于1000°C退火處理是不耐熱的，由此顯示，包括N改進(jìn)了 1000°C的耐熱性。圖5示出改變摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)的HfAlON膜的樣品(ΙΟΟΟ 的退火處理) 的相對(duì)介電常數(shù)。由圖5證實(shí)，當(dāng)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)范圍為0. 015至0. 095時(shí)，獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為40以上。因此，有必要使摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)的范圍為0.015至 0. 095并且優(yōu)選為0. 02至0. 07，在此情況下，能夠獲得明顯的EOT薄化效應(yīng)。圖6示出改變摩爾分?jǐn)?shù)N/ (Hf+Al+N) (N/ (A+B+N))的HfAlON的樣品(1000°C的退火處理)的相對(duì)介電常數(shù)。由圖6證實(shí)，當(dāng)其摩爾分?jǐn)?shù)N/(Hf+Al+N)為0.045以上時(shí)，獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為40以上。小于0. 045的摩爾分?jǐn)?shù)N/(Hf+Al+N)由于1000°C的退火處理導(dǎo)致較低的耐熱性和相對(duì)介電常數(shù)的降低。因此，摩爾分?jǐn)?shù)N/(Hf+Al+N)為0.045以上對(duì)于獲得還具有相對(duì)于1000°C以上的退火處理的耐熱性的介電膜是必需的。接著，通過(guò)X射線衍射譜圖(XRD)方法評(píng)價(jià)該各自介電膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。圖7示出在1000°C下退火之后，摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜和摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)為0. 03及N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的X射線衍射譜圖。由圖7證實(shí)，該HfAW膜和該HfAlON膜已通過(guò)1000°C的退火而結(jié)晶。此外，能夠在譜圖的接近2 θ =30°、50°和60°處觀察到表示立方晶體和四方晶體的晶體取向[111]、[220]和 [311]的峰。此外，在XRD譜圖中的立方晶體和四方晶體的混入百分比的評(píng)價(jià)顯示，80%以上的立方晶體混入百分比大于四方晶體混入百分比。因此，如果該介電膜含有80%以上的立方晶體，根據(jù)本發(fā)明的介電膜的效果則能夠得到充分發(fā)揮。另外，圖8中示出HfAW膜的X射線衍射譜圖對(duì)結(jié)晶退火溫度的依賴關(guān)系。由圖8 證實(shí)，在850°C下結(jié)晶的HfAW結(jié)晶結(jié)構(gòu)和在1000°C下結(jié)晶的HfAW結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要包括立方晶體。從上述結(jié)果顯示，在含有Al和N的HfAlON膜的情況下實(shí)現(xiàn)較高的介電常數(shù)和優(yōu)良的耐熱性的效果并不歸因于在以上列出的文獻(xiàn)中所述的晶系(crystalline system)的變化。接著，進(jìn)行在各自X射線衍射譜圖中的[220]的峰強(qiáng)度與[111]的峰強(qiáng)度的比 [220]/[111]的比較。圖9示出通過(guò)在850°C和1000°C退火而結(jié)晶的HfAlO膜和通過(guò)1000°C退火而結(jié)晶的HfAlON膜的峰強(qiáng)度比[220]/[111]。由圖9顯而易見(jiàn)的是，盡管HfAW膜的峰強(qiáng)度比通過(guò)1000°C退火處理降低，但HfAlON膜顯示0.8以上的高值。因此，可想而知的是，通過(guò) HfAlON膜實(shí)現(xiàn)的較高的介電常數(shù)和優(yōu)良的耐熱性與峰強(qiáng)度有關(guān)。此外，對(duì)于[220]/[111]比和相對(duì)介電常數(shù)之間的關(guān)系的研究結(jié)果示于圖10中。 圖10示出關(guān)于通過(guò)1000°C退火而結(jié)晶的改變摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)的HfAW膜和HfAlON 膜的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較結(jié)果。由圖10顯示，相對(duì)介電常數(shù)隨著[220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且具有相對(duì)介電常數(shù)值接近50的高介電常數(shù)膜能夠在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域內(nèi)獲得。因此，表明具有相對(duì)介電常數(shù)值為40以上和對(duì)于1000°C的退火是耐熱性的介電膜有利地具有[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上。接著，評(píng)價(jià)對(duì)于沉積在HfAlON膜上的TiN膜的相對(duì)介電常數(shù)的效果。圖11示出在摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)為0. 02和摩爾分?jǐn)?shù)N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜上層壓TiN 膜后結(jié)晶的情況和沒(méi)有層壓TiN膜而結(jié)晶的情況之間的比較結(jié)果。由圖11證實(shí)，二者樣品都具有接近50的高相對(duì)介電常數(shù)值。因此，表明在HfAlON膜結(jié)晶工藝期間不沉積TiN膜時(shí)能夠獲得具有優(yōu)良耐熱性的高介電常數(shù)膜。接著，通過(guò)AFM(原子力顯微鏡)評(píng)價(jià)HfAlON膜的表面平坦性。圖12示出通過(guò)退火處理而結(jié)晶的HfO2膜和HfAlON膜的AFM圖像。圖中的RMS (均方根)表示介電膜表面的均方根粗糙度。從圖中證實(shí)，與HfO2膜相比，HfAlON膜具有較小的RMS值并因此具有優(yōu)良的平坦性。此外，圖13示出HfO2膜、HfON膜和改變摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)的HfAlON膜的表面的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)與均方根粗糙度(RMS值)之間的關(guān)系。從圖中顯而易見(jiàn)的是，表面粗糙度通過(guò)將N包括在HfO2膜中而降低，并通過(guò)包括N和Al而進(jìn)一步降低。特別地，證實(shí)了表面粗糙度在摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+A1+N)為0.025至0.08的范圍內(nèi)降低。因此， 表明根據(jù)本發(fā)明的HfAlON膜是具有優(yōu)良的表面平坦性的介電膜。從上述可知，由于根據(jù)本發(fā)明的介電膜是含有預(yù)定量的Al和N并且具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的HfAlON膜，在獲得高介電常數(shù)的同時(shí)，能夠確保耐熱性，并能夠改進(jìn)平坦性。此外，表明 當(dāng)優(yōu)選地存在具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和優(yōu)選具有[220]/[111] 峰強(qiáng)度比在預(yù)定值以上時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良效果。此外，該效果可想而知地歸因于不同于高介電常數(shù)技術(shù)的新現(xiàn)象，該高介電常數(shù)技術(shù)利用在上述列出的文獻(xiàn)中描述的由于元素加入引起的晶系變化或由于介電膜和TiN膜的層壓結(jié)構(gòu)的結(jié)晶引起的晶系變化現(xiàn)象。迄今，已經(jīng)描述將具有Hf作為元素A和Al作為元素B的復(fù)合氮氧化物作為介電膜。然而，證實(shí)即使在Si作為元素B的HfSiON膜的情況下，通過(guò)在摩爾分?jǐn)?shù)Si/(Hf+Si+N) 范圍為0. 015至0. 095和摩爾分?jǐn)?shù)N/(Hf+Si+N)為0. 045以上的情況下進(jìn)行結(jié)晶，能夠獲得具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，和在X射線衍射譜圖中[220]峰強(qiáng)度與 [111]峰強(qiáng)度的比[220]/[111]的值為0.6以上，并且獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為40以上。此外，盡管已描述在850°C至1000°C下結(jié)晶化退火的結(jié)果，但在700°C以上至 1200°C以下，特別是在1200°C下結(jié)晶化退火的情況下能夠獲得相似的效果。此外，盡管已描述關(guān)于由復(fù)合氮氧化物制成的膜的形成工藝使用含有Hf和Al或 Si的靶的濺射方法，但對(duì)該濺射方法的選擇并不限定，并且如稍后所述，具有相似效果的介電膜還能夠通過(guò)使用Hf靶和Al或Si靶的共濺射方法、ALD方法或CVD方法來(lái)形成。另外，盡管已描述在二氧化硅膜上形成的介電膜，但是對(duì)該配置并不限定，并且如稍后所述，只要根據(jù)本發(fā)明的介電膜是部分地包括在柵極絕緣膜、阻隔絕緣膜或DRAM電容絕緣膜中，就能夠?qū)崿F(xiàn)充分的效果。換言之，根據(jù)本發(fā)明的介電膜可用于具有介電膜作為絕緣膜的半導(dǎo)體裝置。具體的半導(dǎo)體裝置包括，但不限于以下描述的那些。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體裝置是非易失性半導(dǎo)體裝置，其包括至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在該基板上形成的柵極電極；和順次層壓在該基板和該柵極電極之間的層壓柵極絕緣膜，其中構(gòu)成該層壓柵極絕緣膜的絕緣膜中的至少一層是根據(jù)本發(fā)明的介電膜。此外，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的半導(dǎo)體裝置是具有以下結(jié)構(gòu)的非易失性半導(dǎo)體裝置，所述結(jié)構(gòu)包括至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在該基板上形成的柵極電極；和順次層壓在該基板和該柵極電極之間的絕緣膜、浮動(dòng)電極和絕緣膜，其中在該柵極電極和浮動(dòng)電極之間形成的至少一部分絕緣膜是根據(jù)本發(fā)明的介電膜。另外，根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方案的半導(dǎo)體裝置是在至少表面包括半導(dǎo)體層的基板上具有源極區(qū)、漏極區(qū)和隔著絕緣膜形成的柵極電極的半導(dǎo)體裝置，其中該絕緣膜是包括根據(jù)本發(fā)明的介電膜的膜。另外，根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施方案的半導(dǎo)體裝置是具有電容器的半導(dǎo)體裝置，其中該電容器包括第一電極、第二電極和包括夾持在該第一電極和該第二電極之間的介電膜的層，該介電膜是根據(jù)本發(fā)明的介電膜。在根據(jù)該實(shí)施方案的半導(dǎo)體裝置的情況下，該電容器和形成于至少表面包括半導(dǎo)體層的基板上的開關(guān)元件可優(yōu)選電連接?？蛇x擇地，其中該第一電極相對(duì)該第二電極的面和其中該第二電極相對(duì)該第一電極的面可以分別由多個(gè)面組成。此外，根據(jù)本實(shí)施方案的介電膜也可用于電容器，該電容器包括第一電極、第二電極和包括夾持在該第一電極和該第二電極之間的介電膜的層。換言之，根據(jù)本發(fā)明的介電膜可用于置于該第一電極和該第二電極之間的介電膜。本發(fā)明的本質(zhì)在于使用由含有元素A、元素B、N(氮)和0(氧)的復(fù)合氮氧化物構(gòu)成，元素A由Hf(鉿)構(gòu)成，元素B由Al(鋁)或Si(硅)構(gòu)成，并且元素A、元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)在上述特定范圍內(nèi)的介電膜，而不在于應(yīng)用該介電膜的應(yīng)用中本身的構(gòu)造。因此， 能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的介電膜應(yīng)用于任意設(shè)備例如以上例舉的那些，只要該設(shè)備使用介電膜即可。(實(shí)施例)<第一實(shí)施例(使用共濺射的實(shí)施例)>現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示出具有介電膜103的MIS電容器的圖。在表面上具有膜厚度為3至5nm 的二氧化硅膜102的硅基板101上，將HfAlON膜通過(guò)濺射法沉積而作為介電膜103。將Hf 和Al的金屬靶用作靶。將氬、氧和氮用作濺射氣體。換言之，根據(jù)本發(fā)明的基板處理設(shè)備在其第一室中包括供給Hf靶、Al靶和濺射氣體至該第一室的供給機(jī)構(gòu)。更具體地，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備包括用于進(jìn)行使用Hf靶和Al靶的物理氣相沉積例如濺射的第一物理氣相沉積機(jī)構(gòu)。能夠任意地設(shè)定基板溫度在27°C至600°C的范圍內(nèi)，靶功率在50W至1000W的范圍內(nèi)，濺射氣壓在0. 02Pa至0. IPa的范圍內(nèi)，Ar氣流量在Isccm至200sccm的范圍內(nèi)，氧氣流量在Isccm至IOOsccm的范圍內(nèi)和氮?dú)饬髁吭贗sccm至50sccm的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，控制該第一物理氣相沉積機(jī)構(gòu)從而在以下條件下進(jìn)行成膜基板溫度為30°C，Hf靶功率為600W，A1靶功率為50W至500W，濺射氣壓為0. 03Pa,Ar氣流量為 25sccm, 氧氣流量為9sccm和氮?dú)饬髁繛镺sccm至20sccm。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的介電膜103的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)和摩爾分?jǐn)?shù) N/ (Hf+Al+N)能夠通過(guò)該Hf靶功率、該Al靶功率和該N流量控制。圖14是示出在本實(shí)施例中形成的介電膜103的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)對(duì)Al靶功率的依賴關(guān)系的圖。通過(guò)使用 XPS(X射線光電子能譜)的分析來(lái)評(píng)價(jià)組成。證實(shí)通過(guò)以這種方式調(diào)節(jié)靶功率，能夠?qū)⒛柗謹(jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)控制在0至0. 2的范圍內(nèi)。此外，摩爾分?jǐn)?shù)N/ (Hf+Al+N)的類似分析顯示，通過(guò)調(diào)節(jié)該N流量，能夠?qū)⒛柗謹(jǐn)?shù)N/ (Hf+Al+N)控制在0至0. 2的范圍內(nèi)。作為該介電膜103，具有在0彡Al/(Hf+Al+N)彡0. 20范圍內(nèi)的Al摩爾分?jǐn)?shù)和在 0彡N/ (Hf+Al+N)彡0. 20范圍內(nèi)的N摩爾分?jǐn)?shù)的HfAlON膜、HfAlO膜和HfON膜通過(guò)上述形成工藝形成，膜厚度為5nm至25nm。接著，將具有膜厚度為IOnm的TiN膜104通過(guò)濺射法沉積在該介電膜103上。將 Ti的金屬靶用作靶。將氬和氮用作濺射氣體。例如，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備包括與第一室分離的第二室，并且還在該第二室中包括供給Ti靶和濺射氣體至該第二室中的供給機(jī)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備包括用于進(jìn)行使用Ti靶的物理氣相沉積例如濺射的第二物理氣相沉積機(jī)構(gòu)。能夠任意地設(shè)定基板溫度在27°C至600°C的范圍內(nèi)，靶功率在50W至1000W的范圍內(nèi)，濺射氣壓在0. 021 至0. IPa的范圍內(nèi)，Ar氣流量在Isccm至200sccm的范圍內(nèi)，和氮?dú)饬髁吭贗sccm至50sccm的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，控制該第二物理氣相沉積機(jī)構(gòu)從而在以下條件下進(jìn)行成膜基板溫度為30°C，Ti靶功率為750W，濺射氣壓為0. 03Pa, Ar氣流量為30sCCm和氮?dú)饬髁繛?IOsccm0另外，盡管在本實(shí)施例中將該TiN膜104沉積在介電膜103上，但是必要時(shí)也能夠使用Ti、TaN、W、Pt、Ru、Al和Si?？蛇x擇地，可以沉積選自由這些元素組成的組之中的膜。接著，在1000°C下在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行退火處理10秒從而使介電膜103結(jié)晶。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的該基板處理設(shè)備包括用于施加退火處理至基板的退火處理機(jī)構(gòu)。此外， 根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備能夠包括用于退火處理的分離的室(s印arate chamber) 0在這種情況下，盡管在沉積該TiN膜104之后進(jìn)行退火處理，但是退火處理可以可選擇地在沉積TiN膜104之前進(jìn)行。此外，在這種情況下，盡管在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行退火處理， 但是必要時(shí)也能夠使用氧氣氣氛或惰性氣體氣氛如Ar?？蛇x擇地，退火可以在選自由這些氣體組成的組之中的氣氛中進(jìn)行。接著，使用光刻技術(shù)和RIE技術(shù)將該TiN膜104處理成期望的尺寸從而形成MIS 電容器結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)如上所述制成的該介電膜103的相對(duì)介電常數(shù)。其結(jié)果示于圖5和圖6中。由圖5和圖6顯示，當(dāng)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)范圍為0. 015至0. 095，摩爾分?jǐn)?shù)N/ (Hf+Al+N) 為0. 045以上時(shí)，獲得的相對(duì)介電常數(shù)值為40以上。圖7示出在1000°C的退火處理之后，摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAlO膜和摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)為0. 03及N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相通過(guò)X射線衍射的評(píng)價(jià)結(jié)果。如從圖7顯而易見(jiàn)的是，二者結(jié)晶相均主要由立方晶體構(gòu)成。因此，證實(shí)含有Al和N的HfAlON膜的相對(duì)介電常數(shù)的改進(jìn)并不歸因于結(jié)晶相的變化。圖10示出關(guān)于通過(guò)1000°C的退火而結(jié)晶的改變摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)的HfAlO 膜和HfAlON膜的樣品的的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較結(jié)果。從圖10示出，相對(duì)介電常數(shù)隨[220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，在[220]/ [111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域內(nèi)能夠獲得具有接近50的相對(duì)介電常數(shù)值的高介電常數(shù)膜。圖13示出在HfO2膜、HfON膜和改變摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)的HfAlON膜的表面的均方根粗糙度(RMS)值和摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)之間的關(guān)系。由圖13顯而易見(jiàn)的是， 表面粗糙度通過(guò)將N包括在HfO2膜中而降低，通過(guò)包括N和Al，表面粗糙度進(jìn)一步降低，同時(shí)該膜表面的平坦性得到改進(jìn)。如上所示，根據(jù)本實(shí)施例，在以下介電膜的情況下，能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為40以上并且其能夠承受1000°C退火處理的高介電常數(shù)膜，該介電膜由含有Hf、Al、N和0 的復(fù)合氮氧化物制成并且具有Hf、Al和N的摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)為0. 015至0. 095和 N/(Hf+Al+N)為0. 045以上，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選在X射線衍射譜圖中[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0.6以上。此外顯示，與不含 Al和N的介電膜相比，能夠獲得優(yōu)良的表面平坦性。此外，盡管將如此配置以致Hf含有Al的HfAlON用作本實(shí)施例中的介電膜103，但是證實(shí)，在其中以相似的組成范圍含有硅代替Al的HfSiON膜的情況下，也能夠獲得相似的效果。此外證實(shí)，在其中TiN膜104沒(méi)有沉積在介電膜103上的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)類似的效果。此外證實(shí)，通過(guò)沉積選自由Ti、TaN、W、Pt、Ru、Al和Si組成的組之中的材料以代替TiN膜104，也能夠?qū)崿F(xiàn)類似的效果。<第二實(shí)施例(使用ALD法和CVD法的實(shí)施例)>本實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于介電膜103通過(guò)CVD法或ALD法形成。其它形成工藝與第一實(shí)施例相同。因此，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備包括用于實(shí)現(xiàn)CVD法和ALD法中至少一種的機(jī)構(gòu)，例如供給有機(jī)金屬材料和氧化劑至室中的供給機(jī)構(gòu)。在表面上具有二氧化硅膜102的基板101上，通過(guò)CVD法或ALD法形成在5nm至 25nm范圍內(nèi)的HfAlON膜作為介電膜103。將基板溫度設(shè)定至300°C，將三甲基鋁(Al (CH3) 3) 和四(二乙氨基)鉿(Hf [ (C2H5)2N]4)用作有機(jī)金屬材料，將H2O用作氧化劑。介電膜的形成方法能夠通過(guò)控制要引入的氧化劑的分壓來(lái)設(shè)定，從而當(dāng)該氧化劑的分壓高時(shí)采取CVD 法，而當(dāng)該氧化劑的分壓低時(shí)采取ALD法。此外，當(dāng)同時(shí)供給有機(jī)金屬材料氣體和氧化劑時(shí)，該介電膜能夠通過(guò)CVD法形成。圖15示出根據(jù)本實(shí)施例的原料氣體供給工藝的概要。如圖15中所示，該原料氣體供給工藝包括含有Hf和Al的金屬氧化物層(HfAW膜)的形成工藝和HfO2的形成工藝。在HfAW膜形成工藝中，將作為氧化劑的H2O供給至基板上。質(zhì)量流量控制器以IOsccm的流量供給H2O兩秒鐘。接著，同時(shí)供給Al材料(Al(CH3)3)和Hf材料 (Hf [ (C2H5)2N]4)。質(zhì)量流量控制器以O(shè).kccm的流量控制并供給Al材料。此外，將Hf材料從加熱至80°C的容器通過(guò)流量為20sCCm的氮?dú)夤呐輥?lái)供給。在這種情況下，供給原料氣體 20秒鐘。在HfO2形成工藝中，交替供給Hf材料(Hf [ (C2H5)2N]4)和氧化劑H20。在這點(diǎn)上， 質(zhì)量流量控制器以kccm的流量供給H2O兩秒鐘。此外，將Hf材料從80°C的容器通過(guò)流量為20sCCm的氮?dú)夤呐輥?lái)供給。在這種情況下，供給原料氣體20秒鐘。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的金屬氧化物層的Al組成能夠通過(guò)上述HfAW和HfO2 的成膜循環(huán)數(shù)之間的比(膜厚度比)來(lái)控制。即，通過(guò)將包括首先完成HfAW的一個(gè)循環(huán)接著完成HfO2的N次循環(huán)的一套流程重復(fù)M次循環(huán)，能夠形成具有期望組成和膜厚度的Hf (1_x) AlxOy。此外證實(shí)，即使使用其中不將Hf材料引入HfAW成膜工藝中的方法，也能夠控制Al 組成。在上述形成工藝中，在Al摩爾分?jǐn)?shù)范圍為O < Al/(Hf+Al)彡0.10和膜厚度范圍為5nm至25nm內(nèi)形成HfAW膜。接著，在NH3氣氛中在溫度為700°C至850°C下進(jìn)行氮化處理10分鐘，從而形成HfAlON膜。即，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備包括用于進(jìn)行上述氮化處理的機(jī)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備能夠分離地包括用于進(jìn)行氮化處理的室。盡管在本實(shí)施例中氮化處理在NH3氣氛中進(jìn)行，但是氮化處理還可選擇地通過(guò)含氮游離基法進(jìn)行。接著，在氮?dú)鈿夥罩性?000°C下進(jìn)行退火處理10秒從而使HfAlON膜結(jié)晶。此外， 在這種情況下，盡管退火處理在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行，但是必要時(shí)能夠使用氣體例如氧氣或者惰性氣體例如Ar。可選擇地，退火可以在選自由這些氣體組成的組之中的氣氛中進(jìn)行。如上所述制造的并且Al摩爾分?jǐn)?shù)在0 ( Al/(Hf+Al+N) ( 0. 10范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在0 ( N/(Hf+Al+N) ( 0. 20范圍內(nèi)的介電膜的相對(duì)介電常數(shù)的評(píng)價(jià)顯示，當(dāng)摩爾分?jǐn)?shù) Al/(Hf+Al+N)范圍為0. 015以上至0. 095以下和摩爾分?jǐn)?shù)N/(Hf+Al+N)為0. 045以上時(shí)， 獲得相對(duì)介電常數(shù)值為40以上。此外，通過(guò)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜和摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+A1+N)為 0. 03及N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相的X射線衍射的評(píng)價(jià)顯示，該HfAlON膜已結(jié)晶并且具有主要由立方晶體組成并類似于HfAW膜的結(jié)晶相。另外，通過(guò)改變HfAW膜和HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)獲得的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較顯示，相對(duì)介電常數(shù)值隨著[220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域內(nèi)能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為接近50的高介電常數(shù)膜。另外，HfAlON膜的表面平坦性的AFM評(píng)價(jià)顯示，與HfO2膜及不包含Al和N的HfON 膜相比，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的平坦性。從本實(shí)施例證實(shí)，即使當(dāng)使用CVD法或ALD法時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的介電膜的形成方法也實(shí)現(xiàn)了與該第一實(shí)施例相同的效果?！吹谌龑?shí)施例(應(yīng)用于柵極絕緣膜的實(shí)施例)>現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝的圖。首先，如由圖16中的工藝1所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用STI (淺溝道隔離)技術(shù)在硅基板301的表面上形成元件分離區(qū)302。然后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用熱氧化方法在硅基板的元件分離的表面上形成具有膜厚度為1. Snm的二氧化硅膜 303。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用與第一實(shí)施例或第二實(shí)施例相同的方法形成具有膜厚度范圍為Inm至IOnm的HfAlON膜作為介電膜304。然后在氮?dú)鈿夥罩性?000°C 下進(jìn)行退火處理10秒從而使介電膜304結(jié)晶。隨后，如通過(guò)在圖16中的工藝2所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備首先在介電膜304上形成具有厚度為150nm的多晶硅(poly-Si) 305，使用光刻技術(shù)和RIE技術(shù)加工柵極電極，然后使用該柵極電極作為掩模進(jìn)行離子注入，從而自動(dòng)調(diào)整地形成延伸區(qū)306。此外，如由圖16中的工藝3所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備順次沉積氮化硅膜和二氧化硅膜，隨后進(jìn)行回蝕從而形成柵極側(cè)壁307。根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備在這種狀態(tài)下再次進(jìn)行離子注入，并且通過(guò)活化退火(active annealing)形成源極-漏極區(qū)308。另外，HfAlON膜的結(jié)晶可以通過(guò)活化退火工藝進(jìn)行。在這種情況下，能夠省略沉積 HfAlON膜隨后的結(jié)晶退火工藝。所制造的元件的電特性的評(píng)價(jià)顯示，在Al摩爾分?jǐn)?shù)在0. 015 ( Al/ (Hf+Al+N)彡0. 095的范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在N/(Hf+Al+N)彡0. 045的范圍內(nèi)的HfAlON膜的情況下，與Al/(Hf+Al+N) = 0和N/ (Hf+Al+N) = 0的HfO2相比，相對(duì)介電常數(shù)增加，并且作為結(jié)果，與HfO2相比，能夠降低漏電流。此外，通過(guò)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜與摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)為 0. 03和N/(Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相的X射線衍射的評(píng)價(jià)顯示，HfAlON膜已結(jié)晶并且具有主要由立方晶體組成并類似于HfAW膜的結(jié)晶相。另外，通過(guò)改變HfAW膜和HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+A1+N)獲得的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較顯示，相對(duì)介電常數(shù)值隨著[220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為接近50的高介電常數(shù)膜。如上所示，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的情況下，通過(guò)在MOSFET的柵極電極膜的一部分中使用以下的HfAlON，能夠降低柵極漏電流，該HfAlON具有Hf、A1和N的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)范圍為0. 015至0. 095和N/ (Hf+Al+N)為0. 045以上，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有四方結(jié)晶相的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選在X射線衍射譜圖中[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0.6 以上?！吹谒膶?shí)施例(應(yīng)用于非易失性存儲(chǔ)元件的阻隔膜的實(shí)施例)>圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體元件的制造工藝的橫截面圖。首先，如通過(guò)在圖17中的工藝1所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用STI (淺溝道隔離)技術(shù)在硅基板401的表面上形成元件分離區(qū)402。然后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用熱氧化方法在硅基板401的元件分離的表面上形成30人至300人的二氧化硅膜作為第一絕緣膜403。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用LPCVD(低壓化學(xué)氣相沉積)法形成30人至100A的氮化硅膜作為第二絕緣膜404。接著，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備形成5人至50人的氧化鋁膜作為第三絕緣膜 405。作為該氧化鋁層的形成方法，可以使用MOCVD法、ALD(原子層沉積)法或PVD(物理氣相沉積)法。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用與第一實(shí)施例或第二實(shí)施例相同的方法形成具有膜厚度范圍為5nm至20nm的HfAlON膜作為第四絕緣膜406。接著，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備形成5A至50A的氧化鋁膜作為第五絕緣膜407?？梢允褂肕OCVD 法、ALD法或PVD法作為該第五絕緣膜407的形成方法。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備首先形成具有厚度為150nm的多晶硅膜作為柵極電極408，并如通過(guò)圖17中的工藝2所示，使用光刻技術(shù)和RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)技術(shù)加工柵極電極，然后使用該柵極電極作為掩模進(jìn)行離子注入，從而自動(dòng)調(diào)整地形成延伸區(qū)409。另外，如通過(guò)圖17中的工藝3所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備順次沉積氮化硅膜和二氧化硅膜，隨后進(jìn)行回蝕從而形成柵極側(cè)壁410。根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備在這種狀態(tài)下再次進(jìn)行離子注入，并通過(guò)活化退火形成源極-漏極區(qū)411。所制造的半導(dǎo)體裝置的電特性的評(píng)價(jià)顯示，在Al摩爾分?jǐn)?shù)在0.015 SAl/ (Hf+Al+N)彡0. 095的范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在N/(Hf+Al+N)彡0. 0450的范圍內(nèi)的HfAlON 膜的情況下，與其Al/(Hf+Al+N) = 0和N/(Hf+Al+N) = 0的HfO2膜相比，相對(duì)介電常數(shù)增加，并且作為結(jié)果，與具有相同EOT的HfO2相比，能夠降低漏電流。此外，通過(guò)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜與摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)為 0. 03和N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相的X射線衍射的評(píng)價(jià)顯示，該HfAl ON 已結(jié)晶并且具有主要由立方晶體組成并與HfAW類似的結(jié)晶相。另外，通過(guò)改變HfAW膜和HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)獲得的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較顯示，相對(duì)介電常數(shù)隨著 [220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為接近50的高介電常數(shù)膜。如上所示，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的情況下，通過(guò)在MONOS非易失性存儲(chǔ)元件的阻隔絕緣膜一部分中使用以下HfAlON膜，能夠降低柵極漏電流，該HfAlON膜具有 Hf、Al 和 N 的摩爾分?jǐn)?shù) Al/(Hf+Al+N)范圍為 0. 015 至 0. 095 和 N/(Hf+Al+N)為 0. 045 以上，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選含有立方晶體和具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)， 并優(yōu)選在X射線衍射譜圖中的[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0.6以上。此外，盡管將多晶硅膜用作本實(shí)施例中的柵極電極408，但是當(dāng)使用TiN、TaN, W、 WN、Pt、Ir、Ta或Ti作為柵極電極408時(shí)，也實(shí)現(xiàn)同樣的效果。此外，盡管在本實(shí)施例中在離子注入后通過(guò)活化退火進(jìn)行第一絕緣膜403、第二絕緣膜404、第三絕緣膜405、第四絕緣膜406和第五絕緣膜407的退火處理，但是退火處理還可選擇地在形成各絕緣膜后進(jìn)行。另外，盡管在本實(shí)施例中將由第三絕緣膜405、第四絕緣膜406和第五絕緣膜407 組成的層壓膜用于非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)元件的阻隔層，但是使用由第三絕緣膜405和第四絕緣膜406組成的層壓膜也實(shí)現(xiàn)同樣的效果?！吹谖鍖?shí)施例(應(yīng)用于re非易失性半導(dǎo)體元件的實(shí)施例)>現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖18是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。本實(shí)施例與第四實(shí)施例的不同之處在于在第四實(shí)施例中的半導(dǎo)體元件的第二絕緣膜404現(xiàn)由多晶硅501組成的層形成。第二絕緣膜404之后的形成工藝與第四實(shí)施例相同。所制造的半導(dǎo)體裝置的電特性的評(píng)價(jià)顯示，在Al摩爾分?jǐn)?shù)在0.015 SAl/ (Hf+Al+N)彡0. 095的范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在N/(Hf+A1+N)彡0. 045的范圍內(nèi)的HfAlON膜的情況下，與Al/(Hf+Al+N) = 0和N/ (Hf+Al+N) = 0的HfO2相比，相對(duì)介電常數(shù)增加，并且作為結(jié)果，與具有相同EOT的HfO2相比，能夠降低漏電流。此外，通過(guò)在退火處理后摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜與摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)為0. 03和N/(Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相的X射線衍射的評(píng)價(jià)顯示，HfAlON膜結(jié)晶并且具有主要由立方晶體組成并與HfAW類似的結(jié)晶相。另外，通過(guò)改變HfAW膜和HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)獲得的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較顯示，相對(duì)介電常數(shù)隨著 [220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為接近50的高介電常數(shù)膜。如上所示，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的情況下，通過(guò)在具有浮動(dòng)電極的re非易失性存儲(chǔ)元件的阻隔絕緣膜(多晶硅層間絕緣膜(interpoly insulating film))的一部分中使用以下HfAlON膜，能夠降低漏電流，該HfAlON膜具有Hf、A1和N的摩爾分?jǐn)?shù)Al/ (Hf+Al+N)范圍為0. 015至0. 095和N/(Hf+Al+N)為0. 045以上，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選在X射線衍射譜圖中的[220]/[111] 峰強(qiáng)度比為0.6以上。此外，盡管在本實(shí)施例中將多晶硅膜用作柵極電極，但是當(dāng)使用TiN、TaN, W、WN、 Pt、Ir、Ta或Ti作為柵極電極時(shí)，也實(shí)現(xiàn)同樣的效果。此外，盡管在本實(shí)施例中在離子注入后通過(guò)活化退火進(jìn)行第一絕緣膜、第二絕緣膜(多晶硅層501)、第三絕緣膜、第四絕緣膜和第五絕緣膜的退火處理，退火處理還可選擇地在形成各絕緣膜之后進(jìn)行。另外，盡管在本實(shí)施例中將由第三絕緣膜、第四絕緣膜和第五絕緣膜組成的層壓膜用作非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)元件的阻隔層，但是使用由第三絕緣膜和第四絕緣膜組成的層壓膜也實(shí)現(xiàn)相同的效果。<第六實(shí)施例(應(yīng)用于DRAM電容絕緣膜的實(shí)施例)>現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。圖19至M是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的工藝圖。如通過(guò)圖19中的工藝1所述，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用L0C0S(硅的局部氧化)法或STI法在P型硅基板601的表面區(qū)域上形成元件分離區(qū)602。接著，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備在由元件分離區(qū)602包圍的有源區(qū)上順次沉積二氧化硅膜(柵極絕緣膜60 、多晶硅膜604A和鎢膜604B，并且使用蝕刻技術(shù)和RIE技術(shù)將其層壓膜處理成期望的形狀以形成柵極絕緣膜603和柵極電極604。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用柵極絕緣膜603和柵極電極604作為掩模進(jìn)行離子注入，摻雜N雜質(zhì)至硅基板601中，并且自動(dòng)調(diào)整地形成多個(gè)N擴(kuò)散區(qū)605從而變成源極區(qū)或漏極區(qū)。然后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備使用CVD方法在整個(gè)表面上形成由二氧化硅膜組成的第一層間絕緣膜606。因此，形成由MOS晶體管組成的存儲(chǔ)選擇性晶體管(開關(guān)元件)610。在這種情況下，組成源極區(qū)或漏極區(qū)的上述擴(kuò)散區(qū)605可以具有結(jié)合高雜質(zhì)區(qū)域和低雜質(zhì)區(qū)域的LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)或由高雜質(zhì)濃度區(qū)域組成的非LDD結(jié)構(gòu)。此外，可以使用自對(duì)準(zhǔn)多晶硅化物方法(salicide method)在源極-漏極區(qū)中形成硅化物層。在這種情況下，從接觸電阻的觀點(diǎn)，可以使用Ni硅化物、Co硅化物或Ti硅化物用于硅化物層。隨后，使用光刻方法，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜606，從而形成接觸孔607以使擴(kuò)散區(qū)605暴露。接著，如通過(guò)圖19中的工藝2所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法或PVD法在整個(gè)表面上形成TiN膜作為阻隔金屬608，然后通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上形成 W(鎢)膜609。隨后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)法將第一層間絕緣膜606的表面平坦化從而去除不必要的阻隔金屬608和W膜609，在接觸孔607內(nèi)部形成電容接觸611和比特接觸612，從而分別與擴(kuò)散區(qū)605連接。如通過(guò)圖20中的工藝3所示，然后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上順次形成由氮氧化硅(SiON)膜組成的阻止絕緣膜613和由二氧化硅膜組成的第二層間絕緣膜614。接著，如通過(guò)圖20中的工藝4所示，使用蝕刻方法，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備選擇性地蝕刻該第二層間絕緣膜614以形成圓筒狀槽615，從而使電容接觸611暴露。接著，如通過(guò)圖21中的工藝5所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法或 ALD法在圓筒狀槽615中形成具有膜厚度為20nm至40nm并且由TiN膜組成的第一電極(底電極)616，隨后通過(guò)光刻方法在第一電極616之中去除不必要的部分，從而使用在電容接觸611中保留的電極膜形成第一電極616。如通過(guò)圖21中的工藝6所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備然后通過(guò)ALD法或CVD法在第一電極616上形成介電膜617。在這種情況下，介電膜能夠以與第二實(shí)施例中相同的方式形成。在形成介電膜617后，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備在溫度600°C 下在NH3氣氛中進(jìn)行氮化處理10分鐘。形成的介電膜617是Al摩爾分?jǐn)?shù)在0 < Al/ (Hf+Al+N)彡0. 10的范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在0彡N/ (Hf+Al+N)彡0. 20的范圍內(nèi)的HfAlON 膜。此外，形成的介電膜617的膜厚度在5nm至20nm的范圍內(nèi)。接著，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備在600°C至700°C下在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行退火處理10分鐘，從而使介電膜617結(jié)晶。如通過(guò)圖22中的工藝7所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備然后通過(guò)CVD法或 ALD法形成由TiN膜組成的第二電極618。因此，形成具有MIM結(jié)構(gòu)并且包括第一電極616、 介電膜617和第二電極618的電容器619。從確保電容的觀點(diǎn)，如在本實(shí)施例的情況下，電容器結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有大的表面積如圓筒狀結(jié)構(gòu)，其中第一電極616相對(duì)第二電極618的面、第二電極618相對(duì)第一電極616的面由多個(gè)面形成，在圖22的工藝7中，該多個(gè)面包括基本上平行于基板的面和基本上垂直于基板的面。接著，如通過(guò)圖22中的工藝8所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上形成由W膜組成的電容器(電容)配線620，并且將其連接至電容器619的第二電極618。然后，如通過(guò)圖23中的工藝9所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備形成開口部 621，從而使在比特接觸612上方的第二層間絕緣膜614暴露。隨后，如通過(guò)圖23中的工藝10所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上形成由二氧化硅膜組成的第三層間絕緣膜622，并且使用光刻方法，選擇性地蝕刻第三層間絕緣膜622，以在開口部621內(nèi)部形成接觸孔623，從而使比特接觸612暴露。接著，如通過(guò)圖M中的工藝11所示，根據(jù)本實(shí)施例的基板處理設(shè)備通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上形成TiN膜作為阻隔金屬624，然后通過(guò)CVD法在整個(gè)表面上形成由W膜組成的比特配線625，從而將這些連接至比特接觸612，以完成該半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置證實(shí)，在Al摩爾分?jǐn)?shù)在0. 015 ^ Al/ (Hf+Al+N)彡0. 095的范圍內(nèi)和N摩爾分?jǐn)?shù)在N/(Hf+Al+N)彡0. 045的范圍內(nèi)的HfAlON膜的情況下，與Al/(Hf+Al+N) = 0和N/ (Hf+Al+N) = 0的HfO2相比，相對(duì)介電常數(shù)增加，并且作為結(jié)果，與具有相同EOT的HfO2相比，能夠降低漏電流。此外，通過(guò)摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al)為0. 03的HfAW膜與摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)為 0. 03和N/ (Hf+Al+N)為0. 08的HfAlON膜的結(jié)晶相的X射線衍射的評(píng)價(jià)顯示，HfAlON已結(jié)晶并且具有主要由立方晶體組成并與HfAW類似的結(jié)晶相。另外，通過(guò)改變HfAW膜和HfAlON膜的摩爾分?jǐn)?shù)Al/(Hf+Al+N)獲得的樣品的相對(duì)介電常數(shù)值和X射線衍射譜圖的[220]/[111]峰強(qiáng)度比的比較顯示，相對(duì)介電常數(shù)隨著 [220]/[111]峰強(qiáng)度比的增加而增加，并且在[220]/[111]峰強(qiáng)度比為0. 6以上的區(qū)域能夠獲得具有相對(duì)介電常數(shù)值為接近50的高介電常數(shù)膜。如上所示，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的情況下，即使使用以下HfAlON膜作為具有圓筒狀結(jié)構(gòu)的電容絕緣膜，也能夠?qū)崿F(xiàn)其效果，所述HfAlON膜具有Hf、Al和N的摩爾分?jǐn)?shù)為Al/(Hf+Al+N)范圍為0.015至0.095和N/(Hf+Al+N)為0. 045以上，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有立方晶體混入百分比為80%以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選在X射線衍射譜圖中的 [220]/[111]峰強(qiáng)度比為0.6以上。盡管在本實(shí)施例中將MOS晶體管用作開關(guān)元件610，但是必要時(shí)能夠選擇并且使用起開關(guān)元件作用的元件例如其它場(chǎng)效應(yīng)晶體管。此外，盡管在本實(shí)施例中，將TiN用作第一電極616和第二電極618，但是證實(shí)通過(guò)使用選自由Ti、W、WN、Pt、Ir、Ru、Ta和TaN組成的組的材料作為第一電極616，也能夠?qū)崿F(xiàn)相似的效果。另外證實(shí)，通過(guò)使用選自由打、1、11 111~、如、1^和TaN組成的組的材料作為第二電極618，也能夠?qū)崿F(xiàn)相似的效果。圖25是示出用于進(jìn)行第一至第六實(shí)施例的控制機(jī)構(gòu)的示意圖。將控制機(jī)構(gòu)300連接至能夠進(jìn)行第一至第六實(shí)施例的基板處理設(shè)備301。控制機(jī)構(gòu)300包括輸入單元300b、 具有程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元300c、處理器300d和輸出單元300e。控制機(jī)構(gòu)300基本上具有計(jì)算機(jī)的構(gòu)造并控制基板處理設(shè)備301。在圖25中，能夠?qū)⒒逄幚碓O(shè)備301用作根據(jù)上述第一至第六實(shí)施例的基板處理設(shè)備。因此，該控制機(jī)構(gòu)300能夠通過(guò)具有執(zhí)行在存儲(chǔ)單元300c中存儲(chǔ)的控制程序的處理器300d來(lái)控制基板處理設(shè)備301的運(yùn)作。換言之，在控制機(jī)構(gòu)300的控制下，基板處理設(shè)備301能夠進(jìn)行上述第一至第六實(shí)施例中所述的操作?？刂茩C(jī)構(gòu)300可以與基板處理設(shè)備301分離設(shè)置或者可以將其并入基板處理設(shè)備 301。應(yīng)當(dāng)理解的是，導(dǎo)致以下的處理方法也包括在上述實(shí)施方案的范圍內(nèi)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有促使上述實(shí)施方案的構(gòu)造運(yùn)行從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方案的作用的程序；讀取作為代碼的存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序；在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行該程序。換言之，計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)也包括在實(shí)施方案的范圍內(nèi)。另外，除了上述存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)之外，該計(jì)算機(jī)程序本身也包括在上述實(shí)施方案的范圍內(nèi)。例如，能夠?qū)④洷P(注冊(cè)商標(biāo))、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡和ROM用作存儲(chǔ)介質(zhì)。另外，除了其中處理是通過(guò)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序單獨(dú)執(zhí)行的配置之外， 其中配合其他軟件和擴(kuò)展板的功能在OS上運(yùn)行程序來(lái)執(zhí)行上述實(shí)施方案的操作的配置也包括在上述實(shí)施方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種介電膜，其包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物，所述元素A為 Hf，所述元素B為Al或Si，其中，表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095， 表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0.045以上，并且所述介電膜具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜，其中所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)含有立方晶體，所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的立方晶體混入百分比為80%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜，其中作為X射線衍射譜圖中的[220]峰強(qiáng)度與[111] 峰強(qiáng)度的比[220]/[111]的值為0. 6以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜，其中所述介電膜的相對(duì)介電常數(shù)為40以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜，其中將所述介電膜在1200°C以下的溫度下進(jìn)行熱處理。
6.一種具有介電膜作為絕緣膜的半導(dǎo)體裝置，其中所述介電膜是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。
7.一種非易失性半導(dǎo)體裝置，其包括 至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在所述基板上形成的柵極電極；和順次層壓在所述基板和所述柵極電極之間的層壓柵極絕緣膜，其中構(gòu)成所述層壓柵極絕緣膜的所述絕緣膜中的至少一層是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。
8.一種非易失性半導(dǎo)體裝置，其包括 至少表面包括半導(dǎo)體層的基板；在所述基板上形成的柵極電極；和其中將絕緣膜、浮動(dòng)電極和絕緣膜順次層壓在所述基板和所述柵極電極之間的結(jié)構(gòu)，其中在所述柵極電極和所述浮動(dòng)電極之間形成的至少一部分絕緣膜是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。
9.一種半導(dǎo)體裝置，其在至少表面包括半導(dǎo)體層的基板上具有 源極區(qū)，漏極區(qū)，和隔著絕緣膜形成的柵極電極，其中，所述絕緣膜是包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜的膜。
10.一種半導(dǎo)體裝置，其包括電容器， 所述電容器包括第一電極； 第二電極；和包括夾持在所述第一電極和所述第二電極之間的介電膜的層，其中所述介電膜是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中將所述電容器與形成于至少表面包括半導(dǎo)體層的基板上的開關(guān)元件電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一電極相對(duì)所述第二電極的面和所述第二電極相對(duì)第一電極的面分別包括多個(gè)面。
13.一種電容器，其包括，第一電極；第二電極；和包括夾持在所述第一電極和所述第二電極之間的介電膜的層，其中，所述介電膜是根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電膜。
14.一種介電膜的制造方法，所述介電膜包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物，所述元素A為Hf，所述元素B為Al或Si，所述方法包括形成包括復(fù)合氮氧化物的膜的步驟，所述包括復(fù)合氮氧化物的膜的表示為B/(A+B+N) 的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095和表示為N/ (A+B+N)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；和用于將所述包括復(fù)合氮氧化物的膜結(jié)晶以形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合氮氧化物的熱處理步驟，所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有立方晶體混入百分比為80%以上和在X射線衍射譜圖中的 [220]峰強(qiáng)度與[111]峰強(qiáng)度的比[220]/[111]的值為0. 6以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的介電膜的制造方法，其中所述形成包括復(fù)合氮氧化物的膜的步驟通過(guò)濺射進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的介電膜的制造方法，其中所述形成包括復(fù)合氮氧化物的膜的步驟通過(guò)ALD法或CVD法進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的介電膜的制造方法，其中所述熱處理步驟在700°C至 1200°C下進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的介電膜的制造方法，其中所述熱處理步驟在選自由氧氣氛、氮?dú)夥蘸投栊詺怏w氣氛組成的組中的氣氛中進(jìn)行。
19.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在MIS電容器內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序，其中，所述形成方法包括第一步，在具有二氧化硅膜的硅基板上，通過(guò)使用Hf和Al或Si的金屬靶的物理氣相沉積，沉積包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，所述元素A為Hf， 所述元素B為Al或Si，所述介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為N/ (A+B+N)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；第二步，通過(guò)使用金屬靶的物理氣相沉積，在介電膜上沉積選自TiN膜、Ti、TaN、W、Pt、 Ru、Al和Si之中的膜；和在所述第一步或所述第二步之后的第三步，進(jìn)行退火處理和使所述介電膜結(jié)晶。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序，其中，所述形成方法包括第一步，在具有二氧化硅膜的硅基板上，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD或ALD,沉積包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，所述元素A為Hf， 所述元素B為Al或Si，所述介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為N/ (A+B+N)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045以上；和在所述第一步之后的第二步，進(jìn)行退火處理和使所述介電膜結(jié)晶。
21.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括在半導(dǎo)體裝置內(nèi)的高介電膜的形成方法的程序，其中，所述形成方法包括第一步，通過(guò)STI在硅基板上形成元件分離區(qū)； 第二步，通過(guò)熱氧化法在所述元件分離的硅基板上形成二氧化硅膜； 第三步，在二氧化硅膜上，通過(guò)使用Hf和Al或Si的金屬靶的物理氣相沉積，沉積包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，所述元素A為Hf，所述元素B為 Al或Si，所述介電膜的表示為B/ (A+B+N)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為 0. 015至0. 095以及表示為N/ (A+B+N)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為0. 045 以上；第四步，在所述介電膜上形成柵極電極膜； 第五步，使用光刻法和RIE加工所述柵極電極膜；第六步，使用所述加工過(guò)的柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成延伸區(qū)； 第七步，在已經(jīng)形成所述延伸區(qū)的硅基板上沉積氮化硅膜和二氧化硅膜； 第八步，通過(guò)回蝕所述沉積的氮化硅膜和二氧化硅膜來(lái)形成柵極側(cè)壁； 第九步，在所述延伸區(qū)下方進(jìn)行離子注入和形成源極-漏極區(qū)。
22.—種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括高介電膜的非易失性存儲(chǔ)元件或re非易失性半導(dǎo)體元件的形成方法的程序，其中，所述形成方法包括第一步，通過(guò)STI在硅基板上形成元件分離區(qū)； 第二步，通過(guò)熱氧化法在所述元件分離的硅基板上形成第一絕緣膜； 第三步，通過(guò)LPCVD在所述第一絕緣膜上形成第二絕緣膜； 第四步，使用M0CVD、ALD和PVD中的任一種，在所述第二絕緣膜上形成第三絕緣膜； 第五步，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD法或ALD法，在所述第三絕緣膜上形成包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，所述元素A為Hf，所述元素B 為Al或Si，所述介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為 0. 045以上；第六步，使用M0CVD、ALD和PVD中的任一種，在所述第四絕緣膜上形成第五絕緣膜；第七步，在所述第五絕緣膜上形成柵極電極膜；第八步，使用光刻法技術(shù)和RIE技術(shù)加工所述柵極電極膜；第九步，使用所述加工過(guò)的柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成延伸區(qū)；第十步，在已形成所述延伸區(qū)的所述硅基板上，沉積氮化硅膜和二氧化硅膜；第十一步，通過(guò)回蝕所述沉積的氮化硅膜和二氧化硅膜，形成柵極側(cè)壁；第十二步，在所述延伸區(qū)下方進(jìn)行離子注入和形成源極-漏極區(qū)。
23. 一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括高介電膜的DRAM的形成方法的程序，其中， 所述形成方法包括第一步，通過(guò)LOCOS或STI，在硅基板上形成元件分離區(qū)；第二步，在通過(guò)所述元件分離區(qū)包圍的有源區(qū)內(nèi)，使用光刻法和RIE形成加工成期望形狀的柵極絕緣膜和柵極電極膜；第三步，使用所述柵極絕緣膜和柵極電極膜作為掩模進(jìn)行離子注入和形成要成為源極區(qū)或漏極區(qū)的擴(kuò)散區(qū)；第四步，通過(guò)CVD，在所述硅基板上形成第一層間絕緣膜； 第五步，使用光刻法，選擇性地蝕刻所述第一層間絕緣膜和形成第一接觸孔； 第六步，在所述第一接觸孔內(nèi)形成電容接觸和比特接觸，從而將其連接至所述擴(kuò)散區(qū)；第七步，通過(guò)CVD，在所述第一層間絕緣膜上形成阻止絕緣膜和第二層間絕緣膜； 第八步，使用光刻法蝕刻所述第二層間絕緣膜和形成圓筒狀槽，從而使所述電容接觸暴露；第九步，通過(guò)CVD或ALD，在所述圓筒狀槽中形成第一電極膜； 第十步，通過(guò)使用有機(jī)金屬材料和氧化劑的CVD法或ALD法，在所述第一電極膜上形成包括含有元素A、元素B以及N和0的復(fù)合氮氧化物的介電膜，所述元素A為Hf，所述元素B 為Al或Si，所述介電膜的表示為ΒΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)范圍為0. 015至0. 095以及表示為ΝΛΑ+Β+Ν)的所述元素A、所述元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)為 0. 045以上；第十一步，進(jìn)行退火處理和使所述介電膜結(jié)晶；第十二步，通過(guò)CVD或ALD，在所述介電膜上形成第二電極膜，從而形成具有所述第一電極膜、所述介電膜和所述第二電極膜的MIS-結(jié)構(gòu)電容器； 第十三步，通過(guò)CVD，在所述MIS電容器上形成電容器配線；第十四步，在比特接觸上方形成開口部，通過(guò)所述開口部使所述第二層間絕緣膜暴露；第十五步，通過(guò)CVD在所述電容器配線上形成第三層間絕緣膜，然后通過(guò)光刻法選擇性地蝕刻所述第三層間絕緣膜和在所述開口部?jī)?nèi)部形成第二接觸孔；第十六步，通過(guò)CVD在所述第二接觸孔中形成阻隔金屬膜和比特配線。
全文摘要
公開的是一種具有高介電常數(shù)和高溫耐熱性的介電膜。在一個(gè)實(shí)施方案中的介電膜(103)包括含有元素A、元素B以及含有N和O的復(fù)合氮氧化物，元素A由Hf構(gòu)成，元素B由Al或Si構(gòu)成，該介電膜(103)中元素A、元素B和N的摩爾分?jǐn)?shù)根據(jù)B/(A+B+N)為0.015至0.095以及根據(jù)N/(A+B+N)為0.045以上，該介電膜(103)具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L29/792GK102224578SQ20098011491
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者中川隆史, 北野尚武, 辰巳徹 申請(qǐng)人:佳能安內(nèi)華股份有限公司