anato)calcium])等。
[0151]3-1M0CVD 装置
[0152]作为M0CVD装置，可使用例如图12所示的装置。
[0153]本例中，装置具有分散部98及汽化部22，且在气体出口97的外侧设置有具有细孔101的防辐射部102d，上述分散部98具有:气体通道92，其形成于构成分散部的分散部主体98的内部;气体导入口 94，其用于将加压的载气93导入气体通道92;手段(原料供给孔)96，其向通过气体通道92的载气供给原料溶液95，并将原料溶液95雾化;气体出口 97，其用于将含有经雾化的原料溶液95的载气(原料气体)送至汽化部22;以及手段(冷却水)18，其用于将流过气体通道92内的载气冷却，上述汽化部22用于将从上述分散部98所送来的分散有原料溶液的载气加热并汽化，其具有:汽化管20，其一端连接至MOCVD装置的反应管，另一端连接至分散部98的气体出口 97;以及加热手段(加热器)21，其用于将汽化管20加热。
[0154]另外，气体通道的截面面积优选为0.10?0.5mm2。小于0.10mm2时，加工困难。超过0.5mm2时，为了使载气高速化需要大流量地使用高压载气。若使用大流量的载气，则为了维持反应腔于减压(例如:1.0Torr)，需要大容量的大型真空栗。采用排气容量超过10000L/分钟(l.0Torr下)的真空栗相当困难，因此为了实现工业上的实用化，优选适当的流量、即气体通道的截面面积为0.10?0.5mm2。
[0155]此气体通道92的一端设置有气体导入口94。气体导入口 94连接有载气(例如N2、Ar、He)源(未图示)。
[0156]分散部主体98的大致中央的侧部设置有连通于气体通道92的原料供给孔96，将原料溶液95导入气体通道92，能够使原料溶液95分散于通过气体通道92的载气中，成为原料气体。
[0157]气体通道92的一端设置有气体出口 97，上述气体出口 97连通至汽化部22的汽化管
20 ο
[0158]分散部主体98形成有用于使冷却水18流过的空间11，通过在该空间内使冷却水18流过，可冷却流过气体通道92内的载气。或者，也可代替该空间设置例如电子帕尔帖元件(Peltier element)等来进行冷却。分散部98的气体通道92内因为受到汽化部22的加热器21的热影响，在气体通道92内的原料溶液的溶剂与有机金属络合物不会同时汽化，而只有溶剂发生汽化。因此，通过将流过气体通道92内且分散有原料溶液的载气冷却，可防止只有溶剂汽化。比原料供给孔96更下游侧的冷却很重要，至少要对原料供给孔96的下游侧进行冷却。冷却温度是溶剂的沸点以下的温度。例如在THF的情况下是67°C以下。特别是在气体出口 97中的温度是重要的。
[0159]在本例中，进一步在气体出口97的外侧设置有具有细孔101的防辐射部102。另外，103、104是0型环等密封构件。该防辐射部102例如由特氟隆(注册商标)、不锈钢、陶瓷等构成。根据本发明人的见解可知，现有技术中，汽化部中的热会以辐射热的方式介由气体出口97使气体通道92内的气体过热。因此，即使利用冷却水18进行冷却，气体中的低熔点成分仍会在气体出口 97附近析出。
[0160]防辐射部是用于防止辐射热向气体传播的构件。因此，优选使细孔101的截面面积比气体通道92的截面面积小。优选在1/2以下，更优选在1/3以下。
[0161]另外，通过冷却分散部，即使长时间的使用，在气体通道内(特别是气体出口)也不会发生碳化物的堵塞。
[0162]在分散部主体98的下游侧，分散部主体98与汽化管20连接。分散部主体98与汽化管20的连接由接头24来进行，该部分成为连接部23。
[0163]汽化部22是由汽化管20和加热手段(加热器)21构成。加热器21是用来将流过汽化管20内且分散有原料液体的载气加热并汽化的加热器。对于加热器21来说，在以往通过将圆筒状加热器或覆套式加热器贴在汽化管20的外周来构成，但要对汽化管的长度方向按照达到均匀的温度的方式来加热时，最优选使用热容量大的液体或气体作为热介质的方法。
[0164]汽化管20优选使用例如SUS316L等不锈钢。汽化管20的尺寸适当地决定在汽化气体的温度可充分地被加热的长度即可，例如将0.04ccm的SCBT原料溶液汽化的情况下，使用外径为3/4英寸、长度为数百mm的尺寸即可。
[〇165]汽化管20的下游侧端连接至MOCVD装置的反应管，在本例中汽化管20上设置有氧气供给口 25来作为氧气供给手段，能够将加热至规定的温度的氧混入载气中而得到。
[0166]3-2对形成工艺适合的条件如下。
[0167](原料溶液)
[0168][Sr、Ta]
[0169]作为Sr、Ta的络合物，优选双钽五乙氧基氧化物2-甲氧基乙氧基氧化物锶Sr[Ta(OC2H5) 5 (OC2H4OCH3) ] 2 (ST-1)。
[0170]作为溶剂，例如能够使用乙基环己烷(ECH)。
[0171 ] 溶剂中的浓度优选为0.05?0.25mol/L。另外，流量优选为0.05?0.25sccm。
[0172]Sr及Ta使用各自的络合物的情况下，Sr的络合物优选为Sr (C11H19O2) 2。溶剂例如能够使用ECH。
[0173]Ta的络合物优选为Ta(OC2H5)5(PET)。
[0174]溶剂例如能够使用ECH。即使使用ST-1作为Sr、Ta的络合物，使用用于调节Ta的膜中的含量的PET也是有效的。
[0175]溶剂中的浓度优选0.05?0.20mol/L。
[0176]另外，流量优选为0.15sccm以下。
[0177][Bi]
[0178]Bi的络合物优选为三-1-甲氧基-2-甲基-2-丙氧基铋Bi(C5Hn02)3(Bi(MMP)3)。
[0179]溶剂例如能够使用ECH。
[0180]溶剂中的浓度优选为0.05?0.25mol/L。另外，流量优选为0.10?0.25sccm。
[0181][Ca]
[0182]Ca 的络合物例如能够使用 Ca[Ta(0C2H5)5(0C2H40CH3)]2(CT-l)或 Ca(CnH1902)2。另外对于Ca [ Ta (OC2H5) 5 (OC2H4OCH3) ] 2 (CT-1)来说，利用Ca与2摩尔的Me0C2H40H的反应，首先生成Ca(0C2H40Me)2。可以用下述合成方法来制作:将生成的Ca(0C2H40Me)2与2摩尔的PET(Ta(OC2H5) 5)反应合成出 CT-1 (Ca [ Ta (OC2H5) 5 (OC2H4OCH3) ] 2)。
[0183]需要溶剂的情况下，例如能够使用ECH。
[0184]溶剂中的浓度优选为0.05?0.25mol/L。另外，流量优选为0.01?0.15sccm。
[0185](气液2相流的制作)
[0186]为了制作气液2相流，优选以下述的流量供给液体原料及搬送气体。
[0187]?原料溶液
[0188]ST-1 原料溶液:0.03 ?0.15sccm
[0189]CT-1 原料溶液:0.01 ?0.lOsccm
[0190]Bi(MMP)3:0.10?0.25sccm
[0191]PET 原料溶液:0 ?0.16sccm
[0192]?搬送气体(相对于各原料)
[0193]不活泼性气体:0.2?0.5SLM
[0194]图12所示的装置中，将原料溶液(95a、95b、…)各自从5个原料供给孔96供给至气体通道92，且让载气93流过气体通道92，则载气93截断原料溶液形成微细粒子状。该微细粒子状的原料溶液分散于载气93中，形成气液2相流。该气液2相流在导入汽化管20为止会被冷却，因此会在维持气液2相状态的情况下被导入汽化管20内。
[0195](氧化性气体的导入)
[0196]将氧化性气体导入汽化后的气体即可。但是，如果是在与原料气体混合前(气液2相流形成前)先将一部分或全部的氧化性气体导入载气中时，膜中的C的量会骤减，进而减少泄漏量，因此有优选的情况。
[0197](汽化)
[0198]汽化室的温度优选为200?300°C。小于200°C时，无法得到充分的汽化。另一方面，超过300°C时，汽化室的管壁温度超过原料的分解温度，在管壁会有原料分解而造成原料的不必要的消耗，而且也造成M0CVD装置的污染。因此从这个观点来看，更优选为180?250°C。
[0199](成膜室)
[0200]经汽化的原料被导入成膜室。经汽化的原料在基板表面发生反应，形成强介电膜。在这个情况下，优选将反应氧供给至成膜室(Chamber，腔室)的上游约为50cm?80cm的位置。优选供给的反应氧的量为0.5SLM?2.6SLM。
[0201 ]成膜室中的基板的温度优选为330?750°C。
[0202]小于330°C时，络合物的分解不充分，超过750°C时，不能无视基板表面的氧化膜形成。
[0203]成膜室的压力优选为300?660Pa。
[0204]4.导体4的形成
[0205]作为导体4的材料，能够列举出贵金属的铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)及它们的氧化物为适合的例子。形成方法一般为电子束加热的蒸镀法或溅射法。另外，也可应用M0CVD法。
[0206]5.热处理工序
[0207]实施用于第1强介电体的结晶化或多结晶化的热处理。热处理的时间点有以下4种情况，至少在它们中的一种情况下实施。
[0208](1)在上述工序3(第1强介电体的形成)期间的热处理。
[0209](2)工序3(第1强介电体的形成)后，在与第1强介电体的形成用装置相同或不同的真空容器内的热处理。
[0210](3)在工序3(第1强介电体的形成)后且工序4(导体4的形成)前的退火炉中的热处理。
[0211](4)在工序4(导体4的形成)后的退火炉中的热处理。
[0212]第1强介电体是SCBT的情况下，用于结晶化或多结晶化的热处理温度优选为700?900°C。更优选为740?830°C。在该范围内合适的热处理时间为10?60分钟。
[0213]在该热处理工序中，例如半导体1是硅基板的情况下，其表面被供给氧、有时会生长出硅氧化物。此时，在绝缘体2中添加有氮元素的情况下可通过氮的添加来抑制氧的移动，因此即使硅氧化物生长也能够抑制硅氧化物的厚度至较小。
[0214]另外，在反复认真研究中完成了下述发明:将以SCBT为主成分的强介电体的成膜作为核心技术的MFIS或MFS的微细的强介电体装置的制造方法及用该制造方法所制造的微细的强介电体装置。微细的强介电体装置的典型的例子可列举出如图1所示的强介电体场效应晶体管。图1中，源极区域的端A优选比栅极电极的端B垂下至半导体表面的垂线与表面的交点C更靠晶体管通道(即点C与点F间的区域)的内侧。同样地，漏极区域的端D优选比栅极电极的端E垂下至半导体表面的垂线与表面的交点F更靠晶体管通道的内侧。
[0215]实施例1?5中，栅极长度大至10微米，因此能够使用预先形成有源极区域以及漏极区域的Si基板。但是，如果是栅极长度接近光刻蚀法工序中使用的光学曝光装置或者电子束曝光装置的掩模对齐精度程度的短栅极长度的微细晶体管时，源极区域的端A与漏极区域的端D中的任一者会发生露出晶体管通道外的情况，而多余的电阻成分包含在源极、漏极间的特性内，会显著地损害晶体管的特性。
[0216]为了避免上述情况，已知在微细晶体管的制作中自我整合地形成栅极的制作工序是有效的。实施例6?10示出了自我整合地形成了栅极的微细强介电体装置的制作的例子。在微细的强介电体装置的制作中，由蚀刻或离子注入所产生的栅极堆栈的侧面的损伤的影响相对较大，因此要制造高质量的强介电体装置是困难的。反复认真研究发现，通过进行下述处理会带来良好的结果:在栅极堆栈形成后，使第2强介电体、即侧壁层8与栅极堆栈的侧面接触，用作为介电常数为10以下的绝缘体的保护层9覆盖后，进行第1强介电体的结晶化或多结晶化的热处理。不限定第2强介电体的材料，但使用与第1强介电体相同种类的材料特别好。
[0217]以下，说明具有本发明的图14、图17、图20所记载的截面图的强介电体装置的制造方法的概要。图14对应实施例6、7，图17对应实施例8，图20对应实施例9。图14也对应实施例10，但实施例10是特别侧壁8薄至为8nm的情况。
[0218]首先，说明具有图14所示的截面的概念结构图的强介电体装置的制造方法的概要。
[0219]1.半导体1的表面处理
[0220]准备半导体1，进行表面处理。例如，在用于微细的强介电体场效应晶体管的制造方法中也采用前述第13页第4、5段中所记载的半导体1的表面处理。在此，半导体1可以是薄膜多晶硅、单晶硅基板、锗基板、硅与锗的混晶、或者SiC或GaAs，其种类并没有限定。另外，也可以使用S01(silicon on insulator，绝缘体上娃)基板取代半导体基板。
[0221]2.绝缘体2的形成
[0222]例如，在用于微细的强介电体场效应晶体管的制造方法中也采用前述的第13页第6段?第14页第3段中所记载的绝缘体2的形成。
[0223]3.第1强介电体的形成
[0224]例如，在用于微细的强介电体场效应晶体管的制造方法中也采用前述第14页第4段?第15页第4段中所记载的M0CVD法或PLD等其它方法进行的第1强介电体的形成。
[0225]4.导体4的形成
[0226]在用于微细的强介电体场效应晶体管的制造方法中也采用前述第12页倒数第3段?第13页第2段中所述的电子束蒸镀或溅射或M0CVD法。导体4只要是导电性好的材料，则可以是任意材料。可以是Au、Pt、Ir或Ru等金属、可以是TiN、TaN等氮化物、或Ir02、Ru02等氧化物。另外，也可以是它们的层叠，例如Pt/TiN/T1、Ir02/Ir等。
[0227]5.栅极掩模的形成
[0228]通过光学曝光或电子束描绘及其后的显影，在导体4上形成栅极掩模。
[0229]6.栅极蚀刻
[0230]通过反应性离子蚀刻(RIE)法、离子研磨法等蚀刻方法，从上方将未被上述栅极掩模覆盖的部分按照导体4、第1强介电体、绝缘体2的顺序除去，露出半导体1的表面。通过该方法，能够在半导体1上形成栅极堆栈。这种形成于半导体1上的栅极堆栈例如呈现图22(a)、(b)、(c)、(d)所记载的截面。在栅极蚀刻的各向异性高的理想情况下，如图22(a)所示棱柱状地形成栅极堆栈。然而实际的蚀刻下，在蚀刻期间，由于栅极掩模后退或2次产物附着于侧面等，因此如图22(b)那样，侧面有时会形成锥状，而且有时残留膨胀、凹陷或不连续高低差，还有时边缘会有圆弧。进而，当随着强介电体装置微细化而高度集成化密集配置的情况下，例如图22(c)那样，因为微细加工使得侧面的边带圆弧，一个栅极堆栈与其相邻的栅极堆栈之间的距离接近栅极堆栈所占有的底面直径。高度地集成化的栅极堆栈有时看起来例如图22(d)所示。
[0231 ] 7.离子注入
[0232]为了形成源极区域(图14的5a)与漏极区域(图14的6a)，对半导体1露出的表面用离子注入法掺杂杂质。
[0233]8.栅极掩模的除去
[0234]栅极掩模的材料是有机材料的情况下，通过氧等离子体中的灰化、或者使用丙酮等有机溶剂来洗涤，除去栅极蚀刻后的栅极掩模的残留物。上述栅极蚀刻期间也有栅极掩模最后全部自动消失的情况。在该栅极蚀刻后除去栅极掩模的残留物的工序也能够立刻接在栅极蚀刻工序后进行。在此情况下，离子注入的工序中导体4会阻止离子侵入到第1强介电体。
[0235]9.第2强介电体、即侧壁层8的形成
[0236]前述第21页倒数第2段?本页第1段中所记载的栅极蚀刻工序中，蚀刻损伤发生于栅极堆栈的侧面。更详细地说，离子研磨法中，主要被蚀刻的材料的栅极堆栈的侧面会有再附着，RIE法中反应性气体与被蚀刻材料的2次产物也会生成于栅极堆栈的侧面与半导体1的表面。
[0237]另外，在前述本页第2、3段中所记载的离