| 主权项 |
1.一种增加崩溃电压之方法,系用于一非晶形的金 属氧化物成分(X(a)-O),其中该非晶形的金属氧化物 成分(X(a)-O)具有一再结晶温度系指加热至温度大 于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)之该再结晶 温度后,再冷却该金属氧化物成分(X(a)-O)至温度低 于该再结晶温度,则经过该加热与冷却该非晶形的 金属氧化物成分(X(a)-O)之后,该非晶形的金属氧化 物成分(X(a)-O)之非晶形情况将会变少,并显着地增 加其晶粒边界,而该增加崩溃电压之方法包括: 将多数个氮原子置入(incorporate)该非晶形的金属氧 化物成分(X(a)-O),其中该非晶形的金属氧化物成分( X(a)-O)所处之一氮化作用的温度范围(nitridation temperature range)系低于该非晶形的金属氧化物成分( X(a)-O)之该再结晶温度。 2.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一 氧化铝,且该氮化作用的温度范围系低于500℃。 3.如申请专利范围第2项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该氮化作用的温度范围系低于330℃。 4.如申请专利范围第3项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该氮化作用的温度范围系介于250℃与330℃ 之间。 5.如申请专利范围第3项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该氮化作用的温度范围系集中于270℃。 6.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)系藉由 一原子层沈积法(atomic layer deposition process)所制成, 其中该原子层沈积法包括铝与氧之化学结合( chemical combining)。 7.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一 氧化铪,且该氮化作用的温度范围系低于400℃。 8.如申请专利范围第7项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该氮化作用的温度范围系低于330℃。 9.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一 氧化钛,且该氮化作用的温度范围系低于300℃。 10.如申请专利范围第9项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该氮化作用的温度范围系集中于270℃。 11.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一 氧化钽,且该氮化作用的温度范围系低于700℃。 12.如申请专利范围第1项所述之增加崩溃电压之方 法,更包括: 在将该些氮原子置入(incorporate)该非晶形的金属氧 化物成分(X(a)-O)之步骤时或之前,引入(introducing)多 数个氟原子于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O), 其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)所处之一 氟化作用的温度范围(fluorination temperature range)系 低于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)之该再结 晶温度。 13.如申请专利范围第12项所述之增加崩溃电压之 方法,其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括 一氧化铝,且该氮化作用的温度范围系介于250℃与 330℃之间;以及 该氟化作用的温度范围系介于20℃与90℃之间。 14.如申请专利范围第12项所述之增加崩溃电压之 方法,其中该些氮原子置入(incorporate)该非晶形的 金属氧化物成分(X(a)-O)之步骤于该非晶形的金属 氧化物成分(X(a)-O)内形成一上氮化层与一下氮化 层,其中该上氮化层具有一第一氮浓度,且该下氮 化层具有一第二氮浓度,且该第一氮浓度与该第二 氮浓度具有相同次幂量,以及将该些氮原子置入( incorporate)该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)之步 骤更可定义出一中间层,系配置于该上氮化层与该 下氮化层之间,其中该中间层具有一相对的第三氮 浓度,系实质上地小于该第一氮浓度与该第二氮浓 度。 15.如申请专利范围第14项所述之增加崩溃电压之 方法,其中该中间层之宽度至少为10埃。 16.如申请专利范围第15项所述之增加崩溃电压之 方法,其中在将该些氮原子置入(incorporate)该非晶 形的金属氧化物成分(X(a)-O)之步骤之后,该中间层 之该第三氮浓度系小于每立方公分1E+20个原子。 17.如申请专利范围第14项所述之增加崩溃电压之 方法,其中该上氮化层与该下氮化层分别具有至少 为9埃之宽度。 18.如申请专利范围第17项所述之增加崩溃电压之 方法,其中在将该些氮原子置入该非晶形的金属氧 化物成分(X(a)-O)之步骤之后,该上氮化层之该第一 氮浓度以及该下氮化层之该第二氮浓度系大于每 立方公分1E+20个原子。 19.如申请专利范围第14项所述之增加崩溃电压之 方法,其中该中间层之宽度至少为30埃。 20.如申请专利范围第12项所述之增加崩溃电压之 方法,其中氟化与氮化之该非晶形的金属氧化物成 分(X(a)-O)系更夹于多数个氧化矽层之间,而由氟化 与氮化之该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)与该 些氧化矽层所组成之一夹层之OXO结构的厚度系小 于170埃,且该夹层结构可抵挡绝对値为0V至12V之所 施加的电压强度,而不会进入一电压崩溃的模式。 21.一种电浆处理方法,系用于一非晶形的金属氧化 物成分(X(a)-O),其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a )-O)具有一再结晶温度系指加热至温度大于该非晶 形的金属氧化物成分(X(a)-O)之该再结晶温度后,再 冷却该金属氧化物成分(X(a)-O)至温度低于该再结 晶温度,则经过该加热与冷却该非晶形的金属氧化 物成分(X(a)-O)之后,该非晶形的金属氧化物成分(X(a )-O)之非晶形情况变少,并显着地增加其晶粒边界 尺寸大小,而降低了崩溃电压,该电浆处理方法包 括: 提供该金属氧化物成分(X(a)-O)至一包括多数个氮 原子之电浆中,将至少一部分之该些氮原子置入( incorporate)于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O),其 中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)所处之一氮 化作用的温度范围(nitridation temperature range)系低于 该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)之该再结晶温 度,以防止经电浆处理过之该非晶形的金属氧化物 成分(X(a)-O)再结晶。 22.如申请专利范围第21项所述之电浆处理方法,更 包括: 将该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)暴露于包括 多数个氟原子之电浆,以将至少一部分之该些氟原 子置入(incorporate)于该非晶形的金属氧化物成分(X( a)-O),其中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)所处 之一氟化作用的温度范围(fluorination temperature range )系低于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)之该再 结晶温度,以防止经电浆处理过之该非晶形的金属 氧化物成分(X(a)-O)再结晶。 23.如申请专利范围第22项所述之电浆处理方法,其 中藉由一包括多数个氮原子之电浆,而将该些氮原 子之至少一部分置入于该非晶形的金属氧化物成 分(X(a)-O)之步骤,系藉由一当置入多数个氮原子于 一介电氧化物时可产生氮气之一多峰値分布(multi- peak distribution)的电浆反应器而达成;以及 将该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)暴露于包括 该些氟原子之电浆,以将该些氟原子之至少一部分 置入(incorporate)于该非晶形的金属氧化物成分(X(a)- O)之步骤,系藉由可产生该多峰値分布(multi-peak distribution)的一电浆反应器达成。 24.一种单晶整合元件(monolithically integrated device), 包括: 多数个第一导电电极与第二导电电极,其中该些第 一导电电极与第二导电电极系相互隔开;以及 一绝缘结构,配置于该些第一导电电极与第二导电 电极之间,其中该绝缘结构包括: 一第一绝缘层,包括一非晶形的金属氧化物成分(X( a)-O),具有之介电常数値大于化学计量组成( stoichiometric)之氮化矽,而该第一绝缘层具有一上次 层(sublayer)、一下次层与一中间层,其中该中间层 系配置于该上次层与该下次层之间;以及 多数个氮原子置入(incorporate)于该第一绝缘层之至 少该上次层与该下次层,其中于该上次层与该下次 层中所配置的该些氮原子之浓度系大于每立方公 分1E+20个原子。 25.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该绝缘结构更包括: 多数个氟原子置入(incorporate)于该第一绝缘层之至 少该上次层与该下次层,其中于该上次层与该下次 层中所配置的该些氟原子之浓度系实质上地大于 该中间层之氟浓度。 26.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一氧化 铝。 27.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)为一藉由一 原子层沈积法(atomic layer deposition process)所制成的 产物,其中该原子层沈积法包括一金属与氧之化学 结合(chemical combining)。 28.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该非晶形的金属氧化物成分(X(a)-O)包括一氧化 铪。 29.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该绝缘结构更包括: 一第一氧化矽层,配置于该第一绝缘层以及该些第 一导电电极与第二导电电极的其中之一之间。 30.如申请专利范围第24项所述之单晶整合元件,其 中该绝缘结构更包括: 一第二氧化矽层,配置于该第一绝缘层以及该些第 一导电电极与第二导电电极之其它的其中之一之 间。 31.如申请专利范围第30项所述之单晶整合元件,其 中该绝缘结构以及该些第一导电电极与第二导电 电极系定义为一电性之重复可程式化(re-programmable )之非挥发性的(nonvolatile)记忆胞(memory cell)的一部 份。 32.如申请专利范围第31项所述之单晶整合元件,其 中该记忆胞更包括: 一穿遂绝缘体,配置在邻近于该些第一导电电极与 第二导电电极的其中之一,以自该些第一导电电极 与第二导电电极的其中之一绝缘地传输(mediating) 电荷的引入(introducing)或移出。 33.一种绝缘薄膜结构(insulative film structure),包括: 一第一绝缘层,包括一非晶形的金属氧化物成分(X( a)-O),具有一介电常数値大于化学计量组成( stoichiometric)的氮化矽,而该第一绝缘层具有一上次 层(sublayer)、一下次层与一中间层,其中该中间层 系配置于该上次层与该下次层之间,且该第一绝缘 层之厚度系小于100埃;以及 多数个氮原子置入(incorporate)于该第一绝缘层之至 少该上次层与该下次层,其中于该上次层与该下次 层中所配置的该些氮原子之浓度分别为一第一浓 度与一第二浓度,其中在该中间层之氮浓度系实质 上地小于该第一浓度与该第二浓度。 34.如申请专利范围第33项所述之绝缘薄膜结构,更 包括: 多数个氟原子置入(incorporate)于该第一绝缘层之至 少该上次层与该下次层,其中于该上次层与该下次 层中所配置的该些氟原子之浓度系实质上地大于 该中间层之氟浓度。 35.如申请专利范围第33项所述之绝缘薄膜结构,更 包括: 一第二绝缘层,包括多数个矽原子,系配置在邻近 于该下次层。 36.如申请专利范围第35项所述之绝缘薄膜结构,其 中该第二绝缘层更包括至少多数个氧原子与多数 个氮原子的其中之一。 图式简单说明: 图1系绘示为习知之一种堆叠之闸记忆胞的结构之 剖面示意图,其中一较佳、但相对地较薄的电绝缘 体系位于两导电-掺杂(conductively-doped)的半导体层 之间(亦即一种间多晶(inter-poly)或间闸(inter-gates) 绝缘体)。 图2A绘示为习知之一种非挥发性之记忆装置的剖 面示意图,其中一ONO结构系位于堆叠的闸极之间, 以作为一间多晶(inter-poly)绝缘体。 图2B绘示为习知之一种非挥发性之记忆装置的剖 面示意图,其中一OXO结构系作为一间多晶(inter-poly) 绝缘体,其具有大的多结晶之晶粒边界的问题。 图3A绘示为本发明较佳实施例之一种记忆胞,其在 一实验状态下的剖面示意图(未依实际比例)。 图3B绘示为图3A所实验之未经氮化之测试结构,其 电流与扫过电压之关系图。 图3C绘示为图3A所实验之经氮化/氟化后之测试结 构,其电流与扫过电压之关系图。 图4A绘示为本发明较佳实施例之一种间闸绝缘体 之制程之第一步骤,以形成一Poly-1沈积层之示意图 。 图4B绘示为接续着图4A之制程的第二步骤,以形成 一氧化物层之示意图。 图4C绘示为接续着图4B之制程的第三步骤,以原子 层沈积法(ALD)形成的一非晶形之金属氧化物层的 示意图。 图4D绘示为接续着图4C之制程的第四步骤,以低温 氟化作用(fluorination)形成一非晶形之金属氧化物 层的示意图。 图4E绘示为接续着图4D之制程的第五步骤,以低温 氮化作用(nitridation)形成一非晶形之金属氧化物层 的示意图。 图4F绘示为接续着图4E之制程的第六步骤,以气相 沈积法(vapor deposition)形成一氧化矽层的示意图。 图4G绘示为接续着图4F之制程的第七步骤,以化学 气相沈积法形成一控闸电极层之示意图。 图5A绘示为本发明较佳实施例所使用之一种氮化 机台,其氮浓度与介电深度之关系图,其中此氮化 机台为一种GaSonics PEP Iridia DLTM系统。 图5B绘示为本发明较佳实施例所使用之另一种氮 化机台,其氮浓度与介电深度之关系图,其中此氮 化机台为使用低温电浆机台(DFM)之另一种GaSonics PEP Iridia DLTM系统。 |
