发明名称 矽锗基质上薄膜电容器及其制法
摘要 一种含有介电金属氧化物薄膜(20,420)之积体电路电容器口0,25,30,402)形成于矽锗基质(12,406)上,氮化矽扩散防阻层(24,324,414)淀积于矽锗基质上以防止基质在随后各加热步骤中蒸发,二氧化矽应力减缓层(26)淀积于扩散防阻层上,底电极(16,418)形成于应力减缓层上,然后以液体前驱物旋涂于底电极上,乾燥于约400℃,并在600℃与850℃之间退火而形成介电性之BST电容器(20,420),顶电极(22,422)淀积于介电性并已退火之层上。积体电路也可包含一BiCHOS装置、一HBT装置或一MOSFET。
申请公布号 TW473902 申请公布日期 2002.01.21
申请号 TW089114743 申请日期 2000.07.24
申请人 西门特克斯公司;松下电子工业股份有限公司 日本 发明人 拉瑞D 马米兰;卡洛斯A 佩斯得黑洛裘;有田 浩二;吾妻正道
分类号 H01L21/70 主分类号 H01L21/70
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种高电容薄膜电容器装置,包含:一电容器(10,25,30,402),该电容器舍有一底电极(16,418),一顶电极(22,422),和一在各该电极间之介电性金属氧化物薄膜(20,402);该装置之特征在于该电容器形成于一矽锗基质(12,406)。2.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该金属氧比物含有钛酸钡锶。3.如申请专利范围第2项之高电容薄膜电容器装置,其中该钛酸钡锶以化学式(Ba1-xSrx)TiO3代表,其中0≦x≦1。4.如申请专利范围第3项之高电容薄膜电容器装置,其中该钛酸钡锶以化学式(Ba0.7Sr0.3)TiO3代表。5.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该金属氧化物含有一种层化的超晶格物质。6.如申请专利范围第5项之高电容薄膜电容器装置,其中该层化之起晶格物质为铁电性。7.如申请专利范围第5项之高电容薄膜电容器装置,其中该层化之超晶格物质为非铁电性。8.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该金属氧化物含有钙钛矿化合物。9.如申请专利范围第8项之高电容薄膜电容器装置,其中该钙钛矿比合物为铁电性。10.如申请专利范围第8项之高电容薄膜电容器装置,其中该钙钛矿位合物为非铁电性。11.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,另含有一场氧化物层(14),直接在该矽锗基质上位于该矽锗基质与该底电极间。12.如申请专利范围第11项之高电容薄膜电容器装置,另含有一扩散防阻层(24,414),在该场氧化物层上,位于该场氧化物层与该底电极之间。13.如申请专利范围第11或12项之高电容薄膜电容器装置,其中该场氧化物层含有矽。14.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,另含一扩散防阻层(24,414),位于该矽锗基质与该底电极之间。15.如申请专利范围第12或14项之高电容砖膜电容器装置,其中该扩散防阻层含有,Si3N4。16.如申请专利范围第14项之高电容薄膜电容器装置,其中该扩散防阻层直接位于该矽锗基质上。17.如申请专利范围第14项之高电容薄膜电容器装置,另含有一应力减缓层(26),位于该扩散防阻层与该底电极之间。18.如申请专利范围第17项之高电容薄膜电容器装置,其中该应力减缓层直接于该扩散防阻层上。19.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该底电极含有一接着层(17)和一电极层(18)。20.如申请专利范围第19项之高电容薄膜电容器装置,其中该接着层含有一种选自包括钛、钽、镍、矽化钽、矽化镍和钯等一组之物质。21.如申请专利范围第19项之高电容薄膜电容器装置,其中该电极层含有铂。22.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,另含有一应力减缓层(26),位于该矽锗基质与该底电极之间。23.如申请专利范围第22项之高电容薄膜电容器装置,其中该应力减缓层直接位于该矽锗基质上。24.如申请专利范围第17.18.22或23项之高电容薄膜电容器装置,其中该应力减缓层含有二氧化矽或玻璃态之氧化物。25.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗基质含一矽锗晶片(12)。26.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗基质含一矽锗半导体晶片(401)。27.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗基质含一矽锗区域(408)。28.如申请专利范围第27项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗区域含一种结晶格子,具有相对含量之矽和锗原子,以化学计量式Si1-xGex代表,其中0<x<1。29.如申请专利范围第27项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗区域含一矽锗层。30.如申请专利范围第1项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗基质含一矽锗装置部位。31.如申请专利范围第30项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗装置部位含一杂接双极电晶体。32.如申请专利范围第30项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗装置部位含一BiCMOS装置。33.如申请专利范围第30项之高电容薄膜电容器装置,其中该矽锗装置部位含一MOSFET。34.一种制作高电容薄膜电容器装置(10,25,30)之方法,该方法所含各步骤为:提供一基质(12);形成一底电极(16)于该基质上;提供一种液体前驱供形成一种介电金属氧化物薄膜(20.420)之用;施加该液体前驱物形成涂层于该底电极上;处理在该底电极上之该涂层以形成该介电金属氧化物之薄膜(20,420);并在该介电金属氧化物薄膜(20,420)上形成一顶电极(22,422);该方法之特征在于该提供基质之步骤包含提供一矽锗基质(12,406)。35.如申请专利范围第34项之方法,该施用之步骤包含在该底电极上旋涂该液体前驱物。36.如申请专利范围第34项之方法,其中该处理步骤包含加热放在该电极上之涂层至自200自至500℃之温度。37.如申请专利范围第34项之方法,其中该处理步骤包含在空气或氮气中加热放在该电极上之涂层至约400℃之温度。38.如申请专利范围第34.35.或36项之方法,其中该处理步骤包含将在该电极上之涂层于600℃与850℃间之温度退火。39.如申请专利范围第38项之方法,其中该退火步骤包含于氧气中在约700℃之温度退火。40.如申请专利范围第38项之方法,其中该处理步骤包含有该介电金属氧化物薄膜之第一次退火,历经1分钟与90分钟之间的时间。41.如申请专利范围第40项之方法,另含该介电金属氧化物薄膜之第二次退火,历经在1分钟与90分钟间的时间。42.如申请专利范围第34项之方法,其中该介电金属氧化物薄膜含有钛酸钡锶。43.如申请专利范围第42项之方法,其中该钛酸钡锶具有式Ba0.7Sr0.3TiO3。44.如申请专利范围第34项之方法,其中该液体前驱物含有一种烷氧基羧酸金属盐。45.如申请专利范围第34或44项之方法,其中该液体前驱物含有一种金属醇盐。46.如申请专利范围第34项之方法,在该形成底电极步骤之前,另含在矽锗基质上形成一扩散防阻层之步骤。47.如申请专利范围第46项之方法,其中该扩散防阻层含有Si3N4。48.如申请专利范围第47项之方法,其中该Si3N4具有约为150奈米之厚度。49.如申请专利范围第47项之方法,在形成扩散防阻层和形成底电极等步骤之间,另含形成一应力减缓层(26)之步骤。50.如申请专利范围第49项之方法,其中该二氧比矽层具有约为100奈米之厚度。51.如申请专利范围第49项之方法,其中该应力减缓层是直接形成于该扩散防阻层上。52.如申请专利范围第34项之方法,在该形成底电极步骤之前,另含形成一应力减缓层于该矽锗基质上之步骤。53.如申请专利范围第49或52项之方法,其中该应力减缓层含有二氧比矽。54.如申请专利范围第53项之方法,其中该二氧化矽含具有约为100奈米之厚度。图式简单说明:第1图为根据本发明之积体电路电容器剖面图;第2图为根据本发明积体电路电容器另一具体例之剖面;第3图为根据本发明积体电路电容器另一具体例之剖面;第4图为其中根据本发明之薄膜电容器电气连接于含矽锗装置之矽锗装置部位之积体电路剖面的图示;以及第5图为根据本发明制作薄膜电容器例示方法之流程。
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