发明名称 半导体元件与其制造方法
摘要 一种半导体元件包含一第一电极(32)、形成在第一电极上方的一氧铁电气膜(36)、及形成在氧铁电气膜上方的一第二电极(40),该元件更包含于第一电极和氧铁电气膜间的边界、与于氧铁电气膜和第二电极间的边界之至少一个处形成、且具有perovskite晶体结构的中间层(34、38)。具有 perovskite晶体结构的中间层系形成在第一电极和氧铁电气膜间、及在氧铁电气膜和第二电极间,藉此即使在基本金属被使用为一氧铁电容器之下部电极和上部电极的一材料之情形中,氧铁电气膜仍可具有展现氧铁电性的晶体结构。基本金属可使用为一氧铁电容器之下部电极和上部电极的一材料,其缩减半导体元件之成本。难以使用为一氧铁电容器之下部电极和上部电极的一材料之材料可被使用,藉此制程可以简化、且电气特性可被改善。
申请公布号 TW504836 申请公布日期 2002.10.01
申请号 TW090123953 申请日期 2001.09.27
申请人 富士通股份有限公司 发明人 丸山研二;栗原和明
分类号 H01L27/10 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种半导体元件,包含有一第一电极、形成在该第一电极上方的一氧铁电气膜、及形成在氧铁电气膜上方的一第二电极,该半导体元件更包含:于该第一电极和该氧铁电气膜间的边界、与于该氧铁电气膜和该第二电极间的边界之至少一个处形成的perovskite晶体结构之一中间层。2.依据申请专利范围第1项之半导体元件,其中该中间层系BaTiO3层、SrTiO3层、或CaTiO3层。3.依据申请专利范围第2项之半导体元件,其中该中间层更含有至少任何元素之Ca、Sr、Tl、Pb、Bi、稀有硷土元素、Nb、Ta、W、Mo、Fe、Co、Cr和Zr。4.依据申请专利范围第1项之半导体元件,其中该第一电极及/或该第二电极系基本金属。5.依据申请专利范围第2项之半导体元件,其中该第一电极及/或该第二电极系基本金属。6.依据申请专利范围第3项之半导体元件,其中该第一电极及/或该第二电极系基本金属。7.依据申请专利范围第4项之半导体元件,其中该基本金属系Ni、Cu或Cr。8.依据申请专利范围第5项之半导体元件,其中该基本金属系Ni、Cu或Cr。9.依据申请专利范围第6项之半导体元件,其中该基本金属系Ni、Cu或Cr。10.依据申请专利范围第1项之半导体元件,其中该氧铁电气膜系铅基底氧化物氧铁电气膜。11.依据申请专利范围第10项之半导体元件,其中该铅基底氧化物氧铁电气膜系PbZrxTi1-xO3膜。12.依据申请专利范围第11项之半导体元件,其中该PbZrxTi1-xO3膜更含有至少任一元素之La、Sr和Ca。13.依据申请专利范围第1项之半导体元件,其中该氧铁电气膜系(AO)2(By-1CyO3y+1)膜,其中A系Tl、Pb、Bi、或稀有硷土元素之至少任一元素;B系Bi、Pb、Ca、Sr、和Ba之至少任一元素;C为Ti、Nb、Ta、W、Mo、Fe、Co、Cr和Zr之至少任一元素;且Y为2.3.4和5之任一个。14.依据申请专利范围第13项之半导体元件,其中该氧铁电气膜系铋层结构氧铁电气膜。15.依据申请专利范围第14项之半导体元件,其中该铋层结构氧铁电气膜系SrBi2Ta2O9膜、Bi2Ba2Ti3O12膜或Bi2Ca3Ti4O15膜。16.一种半导体元件,包含有:一电容器,该电容器包括一第一电极、形成在该第一电极上方的一氧铁电气膜、及形成在该氧铁电气膜上方的一第二电极;以及连接至该第一电极或该第二电极的一电晶体;该半导体元件更包含:于该第一电极和该氧铁电气膜间的边界、与于该氧铁电气膜和该第二电极间的边界之至少一个处形成的perovskite晶体结构之一中间层。17.一种制造半导体元件之方法,该方法包含:形成一第一电极之步骤,于该第一电极上方形成一氧铁电气膜之步骤,及在该氧铁电气膜上方形成一第二电极之步骤;该方法更包含:在形成该第一电极之该步骤后、和在形成该氧铁电气膜之该步骤前,及/或在形成该氧铁电气膜之该步骤后、和在形成该第二电极之该步骤前,形成可结晶化成perovskite结构的一中间层之步骤。18.依据申请专利范围第17项的制造半导体元件之方法,其中在形成该中间层之该步骤中,该中间层系在一惰性大气中形成。19.依据申请专利范围第17项的制造半导体元件之方法,其中该中间层和该氧铁电气膜系不曝露于周遭大气地形成。图式简单说明:第1A和1B图系根据本发明之第一实施例的半导体元件之截面图;第2A-2C图系根据本发明之第一实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法(第1部份);第3A和3B图系根据本发明之第一实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法(第2部份);第4A和4B图系根据本发明之第一实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法(第3部份);第5图系根据本发明之第一实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法(第4部份);第6A-6C图系根据本发明之第一实施例的修正之半导体元件的截面图;第7A-7C图系根据本发明之第一实施例的修正之半导体元件的截面图;第8A和8B图系根据本发明之第二实施例的半导体元件之截面图;第9A和9B图系根据本发明之第二实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法;第10A和10B图系根据本发明之第三实施例的半导体元件之截面图;第11A和11B图系根据本发明之第三实施例的半导体元件之截面图,在用来制造该半导体元件的方法之步骤中,其显示该方法;第12A和12B图系根据本发明之第三实施例的修正之半导体元件的截面图;及第13图系传统FRAM之电容器的概念图。
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