JP2015173206A - マイクロデバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に耐透湿性を有する保護膜を備えたマイクロデバイスを提供する。【解決手段】基板と、上記基板上に形成される下部電極と、上記下部電極層上の一部領域に形成された強誘電層と、該強誘電層を覆って形成された上部電極層と、前記下部電極層、上記強誘電層、及び上記上部電極層を覆い、かつ組成式ＡｌｘＯｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロデバイス及びその製造方法に関し、特に水分侵入を防止するための保護膜を備えたマイクロデバイス及びその製造方法に関する。

半導体装置や光電効果を利用した装置（例えばソーラーパネルなど）もしくはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて微細化されたマイクロデバイスなどにおいて、大気中の水分が基板上に形成されたデバイスに浸入しないように保護膜（パッシベーション膜）を当該デバイス上に堆積する。一般的には、その保護膜としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）薄膜が用いられる。このアルミナ薄膜の成膜方法には、スパッタ法もしくは反応性スパッタ法、ＣＶＤ法、及び原子層堆積（Atomic layer deposition、以下ＡＬＤという。）法などがある。

しかし、今までの保護膜としてのアルミナ薄膜では以下のような問題があった。

スパッタ法では、真空中でアルミナターゲットにＡｒイオンをスパッタリングして成膜するので、比較的不純物の混入が少なく、また水分の含有も少ない。しかしながら、スパッタ法はステップカバレッジが悪いので、高さのあるデバイスの側面を覆うような成膜の場合には、堆積される膜厚は薄くなり、水分の浸入を阻止するのに十分な膜厚が得られないという問題があった。

また、ＣＶＤ法では、上述したスパッタ法におけるステップカバレッジの問題は改善されるが、一般的には高温度で処理されることが多く、デバイスへの悪影響が懸念される。特にＰＺＴなどの強誘電薄膜を用いたデバイスの場合には処理温度が３００度以下であることが望ましいが、そのような低温では緻密な膜が堆積されず、水分浸入に対して十分な効果が得られないという問題があった。

さらに、ＡＬＤ法では、反応の副生成物に有機化学物質があり、それらが膜中に残留することがある。この残留不純物により耐透湿性が低下するので、保護膜としてはある程度以上の膜厚が必要となる。比較的厚い膜厚のアルミナ薄膜は硬く、圧電デバイス（ＰＺＴなどの圧電体を電極で挟みアクチュエータとして駆動させるデバイス）では、その駆動を阻害する要因となるという問題があった。

上述した問題を解消するために、例えば特許文献１などには、水分の浸入を防止する保護膜として、ＡＬＤ法によって成膜されるアルミナ薄膜を用いることが開示されている。

しかしながら、特許文献１では、水分浸入に対する耐透湿性を十分に確保するには、保護膜としてのアルミナ薄膜の膜厚を厚くしなければならないという問題があった。

本発明の目的は上記の問題点を解決し、薄膜でも十分に耐透湿性を確保できる保護膜を備えたマイクロデバイスを提供することにある。

本発明の一態様に係るマイクロデバイスは、
基板と、
上記基板上に形成される下部電極と、
上記下部電極層上の一部領域に形成された強誘電層と、
該強誘電層を覆って形成された上部電極層と、
前記下部電極層、上記強誘電層、及び上記上部電極層を覆い、かつ組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、アルミナを用いた保護膜において、酸素に対するアルミニウムの濃度を高くする。従って、薄膜でも十分な耐透湿性を確保することが可能となる。

本発明の実施形態１に係るマイクロデバイス１００の構成を示す縦断面図である。 図１のマイクロデバイス１００の製造方法の第１の工程を図示する縦断面図である。 図１のマイクロデバイス１００の製造方法の第２の工程を図示する縦断面図である。 図１のマイクロデバイス１００の製造方法の第３の工程を図示する縦断面図である。 図１のマイクロデバイス１００の製造方法の第４の工程を図示する縦断面図である 図１のマイクロデバイス１００の製造方法の第５の工程を図示する縦断面図である 図１のアルミナ薄膜１０５を形成するための薄膜形成装置１の概略図である。 図３の薄膜形成装置１を用いて図１のアルミナ薄膜１０５を堆積する方法を説明するためのシーケンス図である。 図１のアルミナ薄膜１０５を評価するためのサンプル１０の縦断面図である。 図５のサンプル１０の表面からの深さ（ｎｍ）に対する水素濃度（ｃｍ^−３）の変化を示す時間軸波形図である。 本発明の実施形態２に係る図４のシーケンス図である。 本発明の実施形態３に係る薄膜形成装置１Ａの概略図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係るマイクロデバイス１００の構成を示す縦断面図である。図１において、マイクロデバイス１００は、例えばシリコン基板やＳＯＩ基板などの基板１０１と、下部電極層１０２と、強誘電体層１０３と、上部電極１０４と、水分侵入を防止するためのアルミナ薄膜１０５とを備えて構成される。ここで、マイクロデバイス１００は、例えば圧電素子などであり、例えばマイクロマシーニング技術などの半導体製造技術を用いて製造される。

また、下部電極層１０２及び上部電極層１０４の材料は、プラチナに限らず、例えばイリジウムや金などの貴金属類であってもよいし、もしくは貴金属類の合金、例えばチタンとプラチナの合金や、チタンと金の合金などであってもよい。

次に、図１のマイクロデバイス１００の製造方法について以下に説明する。

図２Ａ〜図２Ｅは、図１のマイクロデバイス１００の製造方法の工程を図示する縦断面図である。先ず、図２Ａに図示するように、基板１０１の上面に下部電極層１０２を形成する。次に、図２Ｂに図示するように、下部電極層１０２の上面に強誘電体層１０３を形成する。

次に、図２Ｃに図示するように、強誘電体層１０３の上面に上部電極層１０４を形成する。次に、上部電極層１０４の上面に、上部電極層１０４をパターニングするためのフォトレジスト膜（図示せず）を、フォトリソグラフィ工程によって形成する。

次に、図２Ｄに図示するように、フォトレジスト膜（図示せず）をマスクとして、上部電極層１０４及び強誘電体層１０３をドライエッチング法にてエッチングして除去した後に、アッシング法によりフォトレジスト膜（図示せず）を除去する。

次に、アルミナ薄膜１０５を上部電極１０４、強誘電体層１０３、及び下部電極層１０２を覆うように堆積し、当該上部電極１０４、強誘電体層１０３、及び下部電極層１０２への水分侵入を防止する。ここで、アルミナ薄膜１０５は、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）である。これについて、以下詳細に説明する。

図３は、図１のアルミナ薄膜１０５を形成するための薄膜形成装置１の概略図である。図３において、薄膜形成装置１は、マイクロデバイス１００を作製するウェハを固定する載置台２１と、例えばトリメチルアルミニウムなどの原料ガスである前駆体を格納する前駆体格納ユニット４とを備えて構成される。また、薄膜形成装置１は、原料ガスを導入するためのパルシングバルブ４ａと、例えばオゾンや純水などの酸化剤を格納する酸化剤格納ユニット５とを備えて構成される。さらに、薄膜形成装置１は、酸化剤を導入するためのパルシングバルブ５ａと、アルミナ薄膜１０５を形成する反応チャンバー２と、当該反応チャンバー２に接続される真空ポンプ３とを備えて構成される。ここで、真空ポンプ３は、反応ガスや余剰な前駆体及び酸化剤などを反応チャンバー２から外部に排出する。例えばシリコン基板の半導体基板上に薄膜を形成する場合、形成される薄膜の主成分の原料ガスと、原料ガスに含まれる金属と反応して金属酸化物もしくは金属窒化物を形成する酸化剤とを半導体基板上に交互に供給し、当該半導体基板上に原子層単位で薄膜を形成する。

図４は、図３の薄膜形成装置１を用いて図１のアルミナ薄膜１０５を堆積する方法を説明するためのシーケンス図である。図４において、前駆体格納ユニット４からの前駆体と、酸化剤格納ユニット５からの酸化剤とがそれぞれキャリアガス６によってガスライン７を介して反応チャンバー２に導入される。ここで、キャリアガス６には、窒素（Ｎ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、もしくはアルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスが用いられる。すなわち、前駆体はパルシングバルブ４ａを開くことによりガスライン７に導入され、キャリアガス６によって反応チャンバー２に導入される。また、酸化剤はパルシングバルブ５ａを開くことによりガスライン７に導入され、キャリアガス６によって反応チャンバー２に導入される。

ここで、図３のパルシングバルブ４ａ、５ａを開けて、前駆体や酸化剤をガスライン７に供給する時間を「パルス時間」とする。また。図３のパルシングバルブ４ａ、５ａを閉じて、反応チャンバー２内にキャリアガス６のみを導入する時間を「パージ時間」とする。ここで、パージ時間は、載置台２１の表面に余剰に吸着している前駆体や反応生成物、反応チャンバー内の余剰な水分子等を反応チャンバー２の外部に排出するための時間である。以下の工程（２）〜工程（５）を１サイクルとして、この１サイクルを繰り返すことにより載置台２１上に設置されたウェハ上に所望の膜厚の薄膜を形成し、薄膜形成後に当該ウェハを反応チャンバー２から取り出す。

（１）反応チャンバー２内の載置台２１をヒーター（図示なし）により所望の温度に保持する。ここで、所望の温度は１５０度〜３５０度である。
（２）パルシングバルブ４ａをパルス時間Ｔ１だけ開き、アルミニウムを含む材料である前駆体としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を反応チャンバー２内に導入する。ここで、パルス時間Ｔ１は０．０１秒間〜１０秒間である。次に、パルス時間Ｔ１経過後にパルシングバルブ４ａが閉じられる。
（３）パージ時間Ｔ２が経過する。ここで、パージ時間Ｔ２は１秒間〜３０秒間である。
（４）パルシングバルブ５ａをパルス時間Ｔ３だけ開き、酸素を含む酸化剤としてオゾンを反応チャンバー２内に導入する。ここで、パルス時間時間Ｔ３は０．０１秒間〜１０秒間である。次に、パルス時間時間Ｔ３経過後にパルシングバルブ５ａが閉じられる。
（５）パージ時間Ｔ４が経過する。ここで、パージ時間Ｔ４は１秒間〜３０秒間である。

ここで、本実施形態に係るマイクロデバイス１００を構成する組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５の成膜条件は、以下の通りである。すなわち、載置台２１の基板温度が２５０度、ＴＭＡのパルス時間Ｔ１が２．０秒間、パージ時間Ｔ２が３秒間、オゾンのパルス時間Ｔ３が０．５秒間、パージ時間Ｔ４が３．０秒間、及び５００サイクルである。ここで、アルミナ薄膜１０５は、例えばＴＭＡであるアルミニウムを含む材料と、例えばオゾンである酸素を含む材料とを、アルミニウムを含む材料の導入時間が上記酸素を含む材料の導入時間よりも長くなるように、反応チャンバー内へ供給することにより堆積される。

次に、上述した本実施形態に係る組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５の耐透湿性を、組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜との比較で評価する。

図５は、図１のアルミナ薄膜１０５を評価するためのサンプル１０の縦断面図である。図５において、サンプル１０は、シリコン基板１１と、膜厚６００ｎｍのシリコン酸化膜１２と、膜厚５０ｎｍの評価膜１３とを備えて構成される。すなわち、先ずシリコン基板１１上に膜厚６００ｎｍのシリコン酸化膜１２を形成し、次に、図４のシーケンス図を用いて、膜厚５０ｎｍの評価膜１３をシリコン酸化膜１２上に堆積する。ここで、上述したアルミナ薄膜１０５を評価膜１３として堆積し、ＰＣＴ（プレッシャークッカーテスト）を行う。なお、ＰＣＴの試験条件は、温度１２０度、相対湿度８５％、テスト時間は１００時間である。

次に、ＰＣＴ後のサンプル１０に対して、二次イオン質量分析法（SIMS；Secondary Ion Mass Spectrometry）を用いて、水素原子の濃度分布を計測する。

また、組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜を評価膜１３として堆積し、先ず、ＳＩＭＳを用いて、水素原子の濃度分布を計測する。ここで、組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜の成膜条件は、載置台２１の基板温度が２５０度、ＴＭＡのパルス時間Ｔ１を０．５秒間、パージ時間Ｔ２を３秒間、オゾンのパルス時間Ｔ３を０．５秒間、パージ時間Ｔ４を３秒間である。このように作成されたサンプル１０に対して、ＰＣＴを行う。すなわち、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５の成膜条件は、組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜の成膜条件に比較すると、酸素の組成比がアルミニウムに対して小さくなるように、ＴＭＡのパルス時間Ｔ１が変更される。ここで、酸素の組成比がアルミニウムに対して小さくなるとは、アルミニウムの組成比が酸素に対して大きくなることと同等である。

次に、上述した試験条件のＰＣＴを行って、ＳＩＭＳを用いて、水素原子の濃度分布を計測する。

図６は、図５のサンプル１０の表面からの深さ（ｎｍ）に対するＳＩＭＳによる水素濃度（ｃｍ^−３）を示す特性図である。ここで、曲線ＡはＰＣＴ後の組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜のＳＩＭＳ分析結果を示し、曲線ＢはＰＣＴを行わなかった組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜のＳＩＭＳ分析結果を示す。また、曲線ＣはＰＣＴ後の組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜のＳＩＭＳ分析結果を示す。

図６において、組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜直下のシリコン酸化膜１２中の水素濃度は２．５×１０^２０（ｃｍ^−３）である（図６の曲線Ａの矢印２の箇所）。一方、ＰＣＴを行わない組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜直下のシリコン酸化膜１２の水素濃度は１．６×１０^１９（ｃｍ^−３）である（図６の曲線Ｂの矢印１の箇所）。これにより、ＰＣＴにより水分が組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜を透過してシリコン酸化膜１２中に浸入したことを示している。

次に、本実施形態に係る組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５の水分に対する耐透湿性を評価する。

組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５のＰＣＴ後の水素濃度のＳＩＭＳ分析結果（図６の曲線Ｃ）を参照する。当該水素濃度は、ＰＣＴを行わなかった組成式Ａｌ_２Ｏ_３のアルミナ薄膜の水素濃度（図６の曲線Ｂ）とほぼ同一の１．６×１０^１９（ｃｍ^−３）である（図６の曲線Ｂ及び曲線Ｃの矢印１の箇所）。これは、アルミナ薄膜の組成においてアルミニウムが多くなることにより、水分浸入をより防止できたことを示している。従って、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙのアルミナ薄膜において、アルミニウムに対する酸素の組成比ｙ／ｘの値が０よりも大きくかつ１．５未満となるように生成できたので、水分に対する耐透湿性の高い保護膜を得ることが可能となる。なお、図６の曲線Ｂ及び曲線Ｃの深さ７００（ｎｍ）付近のピークの出現及び曲線Ａの深さ８００（ｎｍ）付近のピークの出現は、シリコン酸化膜１２とシリコン基板１１との間の界面に水素がシリコン酸化膜生成時に蓄積されることによるものである。

以上の実施形態に係るマイクロデバイス１００によれば、保護膜として組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜を用いる。従って、酸素に対するアルミニウムの濃度が高くなるので、保護膜を堆積する際のステップカバレッジが良好でかつ成膜温度も低く、さらに膜厚が薄くても十分に耐透湿性を確保することができる。

実施形態２．
上述した実施形態１に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５は、ＴＭＡのパルス時間Ｔ１の回数を１回だけとした。これに対して、本実施形態に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５は、ＴＭＡのパルス時間の回数を複数回とし、１サイクル中におけるオゾンのパルス時間に対するＴＭＡのパルス時間を長くすることを特徴とする。

図７は、本発明の実施形態２に係る図４のシーケンス図である。図７のシーケンス図は、図４のシーケンス図に比較すると、工程（２）〜工程（３）の代わりに、以下の工程（２−１）〜工程（３−２）を備えたことを特徴とする。

（２−１）パルシングバルブ４ａをパルス時間Ｔ１−１だけ開き、前駆体を反応チャンバー２内に導入する。ここで、パルス時間Ｔ１−１は１．０秒間である。
（３−１）パージ時間Ｔ２−１が経過する。ここで、パージ時間Ｔ２−１は１．０秒間である。
（２−２）パルシングバルブ４ａをパルス時間Ｔ１−２だけ開き、前駆体を反応チャンバー２内に導入する。ここで、パルス時間Ｔ１−２は１．０秒間である。
（３−２）パージ時間Ｔ２−２が経過する。ここで、パージ時間Ｔ２−２は３．０秒間である。

以上の実施形態に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５によれば、実施形態１に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、ＴＭＡのパルス時間の回数を２回に設定したが、例えばＴＭＡのパルス時間の回数を３回以上に設定してもよい。この場合においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

実施形態３．
上述した実施形態１に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５は、ＡＬＤ法により成膜された。これに対して、本実施形態では、反応性スパッタ法によりマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５を成膜することを特徴とする。

図８は、本発明の実施形態３に係る薄膜形成装置１Ａの概略図である。図８において、反応性スパッタ装置の薄膜形成装置１Ａは、アルミナ薄膜１０５を形成する反応チャンバー２Ａと、電源２６とを備えて構成される。また、薄膜形成装置１Ａは、マイクロデバイス１００を作製するウェハを固定する載置台２１を貼付する陽極２３と、当該薄膜の材料である板状のアルミニウムであるターゲット２２を貼付する陰極２４とを備えて構成される。図８において、真空チャンバー２Ａに真空ポンプ３が接続され、真空チャンバー２Ａ内を高真空状態にする。また、真空チャンバー２Ａにはガスライン２５が接続され、不活性ガス、例えばアルゴンガスと、反応性ガスとして酸素ガスが導入される。陰極２４側にマイナス電圧を印加してグロー放電させアルゴン原子をイオン化し、ターゲット２２に高速衝突させる。アルゴンイオンが高速でターゲット２２に衝突することで、ターゲット２２からアルミニウム原子が飛び出て載置台２１の方向へと出射される。その際、アルミニウムと真空チャンバー２Ａ内の酸素が反応してアルミナが形成され、当該形成されたアルミナが載置台２１上のマイクロデバイス１００上に堆積される。ここで、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）のアルミナ薄膜１０５を成膜するためには、真空チャンバー２Ａ内の酸素濃度をコントロールして低くする必要がある。

以上の実施形態に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５によれば、実施形態１に係るマイクロデバイス１００のアルミナ薄膜１０５と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、上述したようなマイクロデバイス１００だけでなく、例えば強誘電体メモリ、ＭＩＭなどのキャパシタなどのＭＥＭＳデバイスなどのマイクロデバイスなどにも適用することが可能である。また、本発明は、例えばジャイロセンサなどのジャイロ素子、ＢＡＷ（bulk acoustic wave）フィルタ、超音波素子などのＭＥＭＳデバイスなどのマイクロデバイスなどにも適用することが可能である。

また、上述した実施形態に係るアルミナ薄膜１０５は、ＡＬＤ法もしく反応性スパッタ法により成膜されたが、本発明はこれに限定されない。例えば化学蒸着（Chemical Vapor Deposition）法などによりアルミナ薄膜１０５を成膜してもよい。この場合においても、上述した実施形態と同様も効果を有することができる。

実施形態のまとめ
第１の態様に係るマイクロデバイスは、
基板と、
上記基板上に形成される下部電極と、
上記下部電極層上の一部領域に形成された強誘電層と、
該強誘電層を覆って形成された上部電極層と、
前記下部電極層、上記強誘電層、及び上記上部電極層を覆い、かつ組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜とを備えたことを特徴とする。

第２の態様に係るマイクロデバイスは、第１の態様に係るマイクロデバイスにおいて、上記アルミナ薄膜は、アルミニウムを含む材料と酸素を含む材料とを、上記アルミニウムを含む材料の導入時間が上記酸素を含む材料の導入時間よりも長くなるように、反応チャンバー内へ供給することにより堆積されることを特徴とする。

第３の態様に係るマイクロデバイスは、第１又は第２の態様に係るマイクロデバイスにおいて、上記アルミナ薄膜は、原子層堆積法により成膜されることを特徴とする。

第４の態様に係るマイクロデバイスは、第１又は第２の態様に係るマイクロデバイスにおいて、上記アルミナ薄膜は、反応性スパッタ法により成膜されることを特徴とする。

第５の態様に係るマイクロデバイスは、第１又は第２の態様に係るマイクロデバイスにおいて、上記アルミナ薄膜は、化学蒸着法により成膜されることを特徴とする。

第６の態様に係るマイクロデバイスの製造方法は、基板と、強誘電体層を挟み込む一対の電極とを備えたマイクロデバイスの製造方法であって、
上記基板上に下部電極を形成する工程と、
上記下部電極上に上記強誘電体層を形成する工程と、
上記下部電極及び上記強誘電体層をパターニングする工程と、
上記パターニングされた上記下部電極及び上記強誘電体層を覆うように、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜を堆積する工程とを含むことを特徴とする。

第７の態様に係るマイクロデバイスの製造方法は、第６の態様に係るマイクロデバイスの製造方法において、上記アルミナ薄膜を堆積する工程は、アルミニウムを含む材料と酸素を含む材料とを、上記アルミニウムを含む材料の導入時間が上記酸素を含む材料の導入時間よりも長くなるように、反応チャンバー内へ供給してアルミナ薄膜を堆積する工程を含むことを特徴とする。

第８の態様に係るマイクロデバイスの製造方法は、第６又は第７の態様に係るマイクロデバイスの製造方法において、上記アルミナ薄膜は、原子層堆積法により成膜されることを特徴とする。

第９の態様に係るマイクロデバイスの製造方法は、第６又は第７の態様に係るマイクロデバイスの製造方法において、上記アルミナ薄膜は、反応性スパッタ法により成膜されることを特徴とする。

第１０の態様に係るマイクロデバイスの製造方法は、第６又は第７の態様に係るマイクロデバイスの製造方法において、上記アルミナ薄膜は、化学蒸着法により成膜されることを特徴とする。

１，１Ａ…薄膜形成装置、
２，２Ａ…反応チャンバー、
３…真空ポンプ、
４…前駆体格納ユニット、
５…酸化剤格納ユニット、
４ａ，５ａ…パルシングバルブ、
６…キャリアガス、
１０…サンプル、
１１…シリコン基板、
１２…シリコン酸化膜、
１３…評価膜、
２１…載置台、
２２…ターゲット、
２３…陽極、
２４…陰極、
２５…ガスライン、
２６…電源、
１００…マイクロデバイス、
１０１…基板、
１０２…下部電極層、
１０３…強誘電体層、
１０４…上部電極層。

特開２００５−１８３８４３号公報

Claims (10)

1. 基板と、
   上記基板上に形成される下部電極と、
   上記下部電極層上の一部領域に形成された強誘電層と、
   該強誘電層を覆って形成された上部電極層と、
   前記下部電極層、上記強誘電層、及び上記上部電極層を覆い、かつ組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜とを備えたことを特徴とするマイクロデバイス。
2. 上記アルミナ薄膜は、アルミニウムを含む材料と酸素を含む材料とを、上記アルミニウムを含む材料の導入時間が上記酸素を含む材料の導入時間よりも長くなるように、反応チャンバー内へ供給することにより堆積されることを特徴とする請求項１記載のマイクロデバイス。
3. 上記アルミナ薄膜は、原子層堆積法により成膜されることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロデバイス。
4. 上記アルミナ薄膜は、反応性スパッタ法により成膜されることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロデバイス。
5. 上記アルミナ薄膜は、化学蒸着法により成膜されることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロデバイス。
6. 基板と、強誘電体層を挟み込む一対の電極とを備えたマイクロデバイスの製造方法であって、
   上記基板上に下部電極を形成する工程と、
   上記下部電極上に上記強誘電体層を形成する工程と、
   上記下部電極及び上記強誘電体層をパターニングする工程と、
   上記パターニングされた上記下部電極及び上記強誘電体層を覆うように、組成式Ａｌ_ｘＯ_ｙ（０＜ｙ／ｘ＜１．５）を有するアルミナ薄膜を堆積する工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
7. 上記アルミナ薄膜を堆積する工程は、アルミニウムを含む材料と酸素を含む材料とを、上記アルミニウムを含む材料の導入時間が上記酸素を含む材料の導入時間よりも長くなるように、反応チャンバー内へ供給してアルミナ薄膜を堆積する工程を含むことを特徴とする請求項５記載のマイクロデバイスの製造方法。
8. 上記アルミナ薄膜は、原子層堆積法により成膜されることを特徴とする請求項６又は７記載のマイクロデバイスの製造方法。
9. 上記アルミナ薄膜は、反応性スパッタ法により成膜されることを特徴とする請求項６又は７記載のマイクロデバイスの製造方法。
10. 上記アルミナ薄膜は、化学蒸着法により成膜されることを特徴とする請求項６又は７記載のマイクロデバイスの製造方法。

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