发明名称 氮化钛层的形成方法以及使用此氮化钛层形成MIM电容器的下电极的方法METHOD FOR FORMING A TITANIUM NITRIDE LAYER AND METHOD FOR FORMING A LOWER ELECTRODE OF A MIM CAPACITOR USING THE TITANIUM NITRIDE LAYER
摘要 本发明提供一种于金属-绝缘体-金属电容器内形成氮化钛层之方法。藉助于使用有机金属材料作为源气体之有机金属化学气相沈积方法并随后藉由在高温下之快速热制程来实施氮化钛层之沈积。经由快速热制程,氮化钛层中之杂质被移除,且与快速热制程之前的氮化钛层相比,氮化钛层之表面积有所增加。具有增加之表面积之氮化钛层适用于金属-绝缘体-金属电容器之下电极。
申请公布号 TWI295823 申请公布日期 2008.04.11
申请号 TW094143532 申请日期 2005.12.09
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金京民;金东俊;金秉东
分类号 H01L21/3205(2006.01);H01L23/522(2006.01) 主分类号 H01L21/3205(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种形成氮化钛层的方法,包含: 在一基板上形成一氮化钛层;以及 实施一退火制程以移除该氮化钛层内之杂质并增 加该氮化钛层之表面积。 2.如申请专利范围第1项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该氮化钛层是使用肆-二甲基胺基钛作为 前驱体,在约300℃至约400℃之温度下以及约0.2托至 约2托之压力下藉由有机金属化学气相沈积法沈积 。 3.如申请专利范围第1项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该退火制程为在约600℃至约700℃之温度下 在氨气环境中实施约10秒至约60秒时间的快速热制 程。 4.如申请专利范围第1项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该氮化钛层是藉由一有机金属化学气相沈 积法沈积且该退火制程为快速热制程。 5.如申请专利范围第4项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该有机金属化学气相沈积法是使用肆-二 甲基胺基钛作为前驱体,在约300℃至约400℃之温度 以及约0.2托至约2托之压力下实施,且该快速热制 程是在约600℃至约700℃之温度下于氨气环境中实 施约10秒至约60秒时间。 6.如申请专利范围第1项所述之形成氮化钛层的方 法,进一步包含在实施该退火制程之后形成一介电 层以及一导电层。 7.如申请专利范围第6项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该介电层是选自氧化铪层、氧化铝层、氧 化铪与氧化铝之双层、氧化锆层、铪-铝-氧合金 、镧-铝-氧化物合金或类似组合物以及其组合之 族群。 8.如申请专利范围第6项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该导电层是藉由使用一有机金属化学气相 沈积法来重复该氮化钛层之沈制程以及一电浆退 火制程而形成。 9.如申请专利范围第8项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该有机金属化学气相沈积法是藉由使用肆 -二甲基胺基钛作为前驱体,在约300℃至约400℃之 温度下以及约0.2托至约2托之压力下实施,且该电 浆退火制程是在氮氢电浆环境中实施。 10.如申请专利范围第6项所述之形成氮化钛层的方 法,其中该导电层是由物理气相沈积法形成。 11.一种形成金属-绝缘体-金属电容器的方法,包含: 在一基板上形成用于一下电极之一第一氮化钛层; 实施一快速热制程以移除用于该下电极之该氮化 钛层内的杂质并增加该第一氮化钛层的表面积; 形成一介电层;以及 形成用于一上电极之一第二氮化钛层。 12.如申请专利范围第11项所述之形成金属-绝缘体- 金属电容器的方法,其中用于该下电极之该第一氮 化钛层是使用肆-二甲基胺基钛作为前驱体,藉由 一有机金属化学气相沈积法形成,且该快速热制程 是在氨气环境中实施。 13.如申请专利范围第12项所述之形成金属-绝缘体- 金属电容器的方法,其中该有机金属化学气相沈积 法是在约300℃至约400℃之温度下以及约0.2托至约2 托之压力下实施,且该快速热制程是在约600℃至约 700℃之温度下在约20 sccm至约100 sccm浓度之氨气环 境中实施约10秒至约60秒时间。 14.如申请专利范围第11项所述之形成金属-绝缘体- 金属电容器的方法,其中用于该上电极之该第二氮 化钛层是藉由重复使用肆-二甲基胺基钛之该第一 氮化钛层之一有机金属化学气相沈积法以及一电 浆退火制程而形成。 15.如申请专利范围第14项所述之形成金属-绝缘体- 金属电容器的方法,其中该有机金属化学气相沈积 法是在约300℃至约400℃之温度范围下以及约0.2托 至约2托之压力范围下实施,且该电浆退火制程是 在氮氢电浆环境中实施。 图式简单说明: 图1为根据本发明之一实施例说明用于形成氮化钛 层之方法的流程图。 图2以及图3为根据本发明之一较佳实施例说明用 于形成氮化钛层之方法的剖视图。 图4至图7为根据本发明之较佳实施例说明用于形 成具有氮化钛层下电极之金属-绝缘体-金属(MIM)电 容器之方法的剖视图。
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