以下、本発明に係るカルコゲナイド膜の最� ��の形態について、図面に基づき説明する。
 なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良� ��理解させるために具体的に説明するもので� ��り、特に指定のない限り、本発明を限定す� ��ものではない。

 図1は、本発明のカルコゲナイド膜を備え た半導体装置の一例を示す断面図である。こ の半導体装置10は、抵抗変化型不揮発性メモ� ��として好適に用いられるもので、基板11上� �絶縁膜12に形成されたコンタクトホール13と� ��このコンタクトホール13内に成膜されたカ� �コゲナイド膜14とを備えている。また、この 半導体装置10には、一端がコンタクトホール1 3の底部13aで露呈してカルコゲナイド膜14と接 する下部電極15と、カルコゲナイド膜14の上� �に形成される上部電極16とが形成されている 。

 基板11として、例えば、シリコンウェー� �が挙げられる。絶縁膜12としては、例えば、 シリコンウェーハの表面を酸化させたシリコ ン酸化膜、シリコン窒化物等が挙げられる。 コンタクトホール13の深さDは、コンタクトホ ール13の開口幅Wに対して少なくとも2倍以上� �あるのが好ましい。

 カルコゲナイド膜14は、カルコゲン化合物� �融点降下材料を混合し、カルコゲン化合物� �融点を降下させた混合物からなる。
 カルコゲン化合物は、S、Se、Teの群から選� �される1種または2種以上を含有していればよ い。例えば、カルコゲン化合物として、Teを3 0at%以上かつ60at%以下、Geを10at%以上かつ70at%以 下、Sbを10at%以上かつ40at%以下、Seを10at%以上� �つ70at%以下含有し、かつ、これらTe、Ge、Sb及 びSeの含有率の合計が100at%以下であるものが� ��ましい。

 融点降下材料は、上述したようなカルコ� ��ン化合物の融点を、カルコゲン化合物の構� ��元素の揮発温度未満にさせるものであれば� ��く、例えば、Si,Al,B,Cの群から選択される1種 または2種以上を含有していればよい。特に� �カルコゲン化合物の中でも揮発しやすいTeの 揮発温度である400℃未満になるように、融点 降下材料をカルコゲン化合物に混合するのが 好ましい。

 このように、コンタクトホール13内に成� �されるカルコゲナイド膜14として、カルコゲ ン化合物に融点降下材料を混合したものを用 いることによって、カルコゲナイド膜14の成� ��時における成膜温度を下げることができる� ��これによって、カルコゲン化合物の結晶構� ��を微細なものにすることが可能になる。

 例えば、450℃などの高温環境でカルコゲ� ��イド膜を成膜した場合、カルコゲン化合物� ��結晶粒径が大きい六方晶の形態をとる。こ� ��した六方晶のカルコゲン化合物だけでコン� ��クトホールを埋めていた場合、コンタクト� ��ールの内壁面に対するカルコゲナイド膜の� ��子の接触面積が少ないため、カルコゲナイ� ��膜がコンタクトホールから剥離(離脱)して� �まうことがあった。

 しかし、カルコゲン化合物に融点降下材� ��を混合して、上述した高温環境よりも低い� ��度でカルコゲナイド膜を成膜した場合、カ� ��コゲン化合物は結晶粒径が六方晶よりも小� ��い面心立方晶となる。このような、微細な� ��晶粒子をもつカルコゲン化合物によってコ� ��タクトホール13を埋めるカルコゲナイド膜14 を形成することによって、コンタクトホール 13の内壁面に対するカルコゲナイド膜14の接� �面積が大きくなり、コンタクトホール13とカ ルコゲナイド膜14との密着性が大幅に高めら� ��る。

 これにより、カルコゲナイド膜14がコン� �クトホール13から剥離(離脱)してコンタクト� ��ール13がボイドとなり、下部電極15と上部電 極16との間で導通不良を引き起こすといった� ��具合を確実に防止することができる。

 次に、図1に示したカルコゲナイド膜につ いて、その製造方法を以下に述べる。図1に� �した構成のカルコゲナイド膜の製造にあた� �ては、まず図2Aに示すように、基板11の絶縁� ��12にコンタクトホール13と下部電極15とを形� ��する。コンタクトホール13は、例えば開口� �Wに対して深さDが2倍以上であってもよい。

 次に、図2Bに示すように、コンタクトホ� �ル13の周囲に所定のパターンでレジスト膜30� ��形成してから、コンタクトホール13内にカ� �コゲナイド膜14を埋め込む。カルコゲナイド 膜14は、融点降下材料を混合したカルコゲン� ��合物を用いる。融点降下材料は、Si,Al,B,Cの� ��から選択される1種または2種以上を含有し� �いればよい。

 このカルコゲン化合物を埋め込む工程に� ��いては、基板11の温度をカルコゲン化合物� �構成元素が揮発しない温度、例えば、基板11 の温度を300℃以上かつ400℃以下にして、コン タクトホール13内にスパッタリングおよびリ� ��ローによって、融点降下材料を混合したカ� ��コゲン化合物を埋め込むことで、カルコゲ� ��イド膜14が形成される。

 このように、カルコゲン化合物に融点降� ��材料を混合してからリフローすることによ� ��て、例えば、コンタクトホール13の深さDが� ��口幅Wの2倍以上となるような深い孔であっ� �も、形成されたカルコゲナイド膜14にボイド などの微小空間が生じることがない。このた め、カルコゲナイド膜14がボイドによって電� ��抵抗が高くなることを防止し、優れた導電� ��のカルコゲナイド膜14を形成することがで� �る。

 また、カルコゲン化合物を400℃以下にす� ��ことによって、カルコゲン化合物に揮発成� ��が含まれる場合、例えばTeが含まれる場合� �あっても、カルコゲナイド膜14の化学量論的 組成を維持することが可能になる。

 以上のように、カルコゲン化合物に融点� ��下材料を混合することによって、コンタク� ��ホール13の内壁面に対してカルコゲナイド� �14の密着性が大幅に高められる。これにより 、カルコゲナイド膜14がコンタクトホール13� �ら剥離(離脱)してコンタクトホール13がボイ� ��となり、下部電極15と、後工程で形成する� �部電極16との間で導通不良を引き起こすとい った不具合を確実に防止することができる。

 この後、図2Cに示すように、カルコゲナ� �ド膜14に重ねて上部電極16を形成し、レジス� ��膜30を除去すれば、電気的特性に優れたカ� �コゲナイド膜14を備えた半導体装置10、例え� ��、抵抗変化型不揮発性メモリを製造するこ� ��が可能になる。