发明名称 使用硼之钛酸钡锶薄膜之改良
摘要 本发明揭示一种半导体装置及其制造方法,其将已发现实质上为不溶于BST中之硼加入BST电介质薄膜24中。电介质薄膜24较佳系安置于电极18与26之间(此等电极较佳具有铂层其接触BST),以形成具有相当高电介质常数与相当低漏电流之电容性结构。于一BST先质(precursor)中加入之硼可用以于第二相(phase)30中形成 氧 化 硼,其分布于薄膜24中之介于BST晶体28间之边界区域中。吾人相信,硼之加入使得所欲尺寸之BST晶粒可于较低温度下形成,且亦减少电容性结构之漏电流。
申请公布号 TW301767 申请公布日期 1997.04.01
申请号 TW085100212 申请日期 1996.01.10
申请人 德州仪器公司 发明人 俎永熙;库伯纳
分类号 H01L21/302 主分类号 H01L21/302
代理机构 代理人 蔡中曾 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1. 一种于微电子装置上形成钛酸钡及/或锶电介质薄膜之方法,上述方法包含:(a) 藉由组合元素硼、钛及至少钡与锶之一者之化合物以制备先质,使得上述先质中硼与钛之莫耳比介于0.001与0.1之间;(b) 沉积并稠密化上述先质之一或更多层,以于上述装置上形成先质薄膜;以及(c) 在一预定温度之含氧环境中将上述先质薄膜退火,从而形成上述电介质薄膜包含实质上均匀分布之第一及第二相,上述第一相含有多个钛酸钡及/或锶晶粒且第二相主要含有氧化硼,从而上述先质中之硼显然降低制造上述钛酸晶粒所须要之温度,且从而硼之加入减少上述电介质薄膜之电介质漏电流。2. 如申请专利范围第1项之方法,其中介于93%与99.9%间之上述钛系纳入上述晶粒中,而其余钛则包含氧化之钛且存在晶粒边界处。3. 如申请专利范围第1项之方法,其中晶粒中介于40%与70%间之钡—锶晶格位置由钡占据。4. 如申请专利范围第1项之方法,其中氧化硼之形成系于先质薄膜稠密化步骤期间完成。5. 如申请专利范围第4项之方法,其中退火步骤之预定温度系大于450℃。6. 如申请专利范围第1项之方法,其中制备先质步骤包含组合乳酸钛铵、硼酸以及至少醋酸钡与醋酸锶之一者,于一般水溶液中。7. 如申请专利范围第6项之方法,其中水溶液复包含有机溶剂。8. 一种于微电子装置上形成电容性结构之方法,上述电容性结构具有电介质叠层安置介于第一电极与第二电极之间,上述方法包含:(a) 形成上述第一电极于一基底上;(b) 沉积二或更多薄膜于上述第一电极上,上述薄膜包含钛及至少钡与锶之一者,至少上述薄膜之一者复包含硼其对于钛之比至少为0.001;(c) 在高于450℃温度之含氧环境中将上述薄膜退火,从而形成上述电介质叠层包含多个具有钙钛矿晶体结构之晶粒,各晶粒包含钛、氧及至少钡与锶之一者,上述所有硼本质上存在于上述晶粒如B@ss2O@ss3间之边界区域中;以及(d) 形成第二电极于上述电介质叠层上。9. 如申请专利范围第8项之方法,其中介于93%与99.9%间之上述钛系纳入上述晶粒中,而其余钛则包含氧化之钛并存在于上述边界区域中。10. 如申请专利范围第8项之方法,其中晶粒复包含掺杂物材料取代至少200ppm之上述钙钛矿晶体结构中之钡、锶及钛之至少之一者。11. 一种电容性结构于微电子装置上,上述电容性结构包含:(a) 第一与第二导电性电极;(b) 电介质叠层安置于上述第一与第二电极之间,上述电介质叠层包含具有钙钛矿晶体结构之二或更多个晶粒,各晶粒包含钛、氧及至少钡与锶之一者;以及(c) 上述电介质叠层复于电介质叠层之至少一次层中介于上述晶粒间之边界区域中包含B@ss2O@ss3,上述次层具有硼与钛之比介于0.001与0.1之间,从而上述B@ss2O@ss3减少上述电介质叠层之漏电流。12. 如申请专利范围第11项之结构,其中晶粒复包含掺杂物材料取代至少200ppm之上述钙钛矿晶体结构中之钡、锶及钛之至少之一者。13. 如申请专利范围第11项之结构,复包含氧化之钛在上述边界区域中介于上述电介质叠层之至少一部分中之上述晶粒间,上述氧化之钛中之钛包含上述电介质叠层中含有全部钛之0.1%与7%之间。14. 如申请专利范围第11项之结构,其中晶粒系大约安置为二或更多次层介于第一与第二电极之间,上述相邻次层具有不同之钡对于锶之相对浓度。15. 如申请专利范围第11项之结构,其中电介质叠层中之晶粒具有介于10毫微米与50毫微米间之中间尺寸。图示简单说明:图1A-1D显示依本发明方法制造之电容性结构实施例之剖面正视图;图2显示如图1电容性结构之剖面片段图,描绘二相电介质叠层;以及图3显示一电介质叠层制造成具有各种组成之3个BST层之
地址 美国
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