发明名称 使用原子层沉积法于基板上沉积高介电常数物质之方法
摘要 本发明提供形成氧化铪、氧化锆、及氧化铪和氧化锆奈米层板之方法。此方法系利用原子层沉积技术和含硝酸根的先驱物质(precursor),如硝酸铪和硝酸锆。所用的这些硝酸根先驱物质是非常适用于在被氢钝化的矽表面形成高介质常数物质。
申请公布号 TW577130 申请公布日期 2004.02.21
申请号 TW091113864 申请日期 2002.06.25
申请人 夏普股份有限公司 发明人 小野 义;庄伟玮;罗杰拉 苏兰琪
分类号 H01L21/365 主分类号 H01L21/365
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在基板上形成高-k介电膜的方法,其包含下列步骤:a)提供半导体基板到原子层沉积反应室内;b)加热该基板到原子层沉积的温度范围内;c)将无水硝酸铪引入反应室;d)通氮气或惰性气体清该反应室;及e)将含水气体引入该反应室,藉此沉积单层氧化铪。2.如申请专利范围第1项的方法,其中该含水气体是水蒸气、甲醇或氢气。3.如申请专利范围第1项的方法,其中该基板有一矽表面。4.如申请专利范围第2项的方法,其中该基板有一终端为氢的矽表面。5.如申请专利范围第2项的方法,其中该基板被加热到温度范围约为160到200℃。6.如申请专利范围第1项的方法,尚包含重复引入无水硝酸铪到该反应室、清该反应室及引入含水气体到该反应室的步骤。7.如申请专利范围第6项的方法,其中该重复的步骤被重复直到所得的氧化铪膜有低于20埃的等效氧化层厚度。8.一种在基板上形成高-k介电膜的方法,其包含下列步骤:a)提供半导体基板到原子层沉积反应室内;b)加热该基板到原子层沉积的温度范围内;c)将无水硝酸锆引入反应室;d)通氮气清该反应室;及e)将含水气体引入该反应室,藉此沉积单层氧化锆。9.如申请专利范围第8项的方法,其中该含水气体是水蒸气、甲醇或氢气。10.如申请专利范围第8项的方法,其中该基板有一矽表面。11.如申请专利范围第9项的方法,其中该基板有一终端为氢的矽表面。12.如申请专利范围第9项的方法,其中该基板被加热到温度范围约为160到200℃。13.如申请专利范围第8项的方法,尚包含重复引入无水硝酸锆到该反应室、清该反应室及引入含水气体到该反应的步骤。14.如申请专利范围第13项的方法,其中该重复步骤被重复直到所得的氧化锆膜有低于20埃的等效氧化层厚度。15.一种形成包含氧化铪及氧化锆奈米层板的方法,其包含下列步骤:a)提供半导体基板到原子层沉积反应室内;b)加热该基板到原子层沉积的温度范围内;c)藉用包含下列步骤的方法,形成一层氧化铪:i)将无水硝酸铪引入该反应室;ii)清该反应室;iii)将含水气体引入该反应室,藉此形成单层氧化铪;iv)再清该反应室;及d)藉用包含下列步骤的方法,形成一层氧化锆:i)将无水硝酸锆引入该反应室;ii)清该反应室;及iii)将含水气体引入该反应室,藉此形成单层氧化锆;及iv)再清该反应室。16.如申请专利范围第15项的方法,尚包含重复形成氧化铪层的步骤c),直到厚度达到所需之要求。17.如申请专利范围第15项的方法,尚包含重复形成氧化锆层的步骤d),直到厚度达到所需之要求。18.如申请专利范围第15项的方法,尚包含重复形成氧化铪层的步骤c)及形成氧化锆层的步骤d),藉此形成所要总厚度的奈米层板。图式简单说明:图1是沉积HfO2或ZrO2制程的流程图。图2是沉积HfO2或ZrO2奈米层板的流程图。
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