| 主权项 |
1.一种用于一半导体装置之多层结构,其包括: 一矽酸盐介面层;及 一覆于该矽酸盐介面层上之高k介电层,该高k介电 层包括金属合金氧化物。 2.如请求项1之多层结构,其中该等金属合金氧化物 包含至少两互相扩散之金属元素。 3.如请求项1之多层结构,其中该等至少两金属元素 系在一原子级上均匀混合。 4.如请求项1之多层结构,其中该等金属合金氧化物 包括至少两不同金属氧化物之一混合物。 5.如请求项4之多层结构,其中该等金属氧化物系经 选择以具有该高k介电层之一最小净固定电荷。 6.如请求项4之多层结构,其中该等金属氧化物包括 氧化铪、氧化锆、氧化钽、氧化铝、氧化钛、氧 化钇、氧化锶、氧化钪、氧化镧或氧化钡。 7.如请求项1之多层结构,其中该金属合金氧化物包 括铪铝合金氧化物、锆铝合金氧化物、钽铝合金 氧化物、钛铝合金氧化物、钇铝合金氧化物或铪 锆铝氧化物。 8.如请求项1之多层结构,其中该高k介电层具有一 大于该矽酸盐介面层之介电常数的介电常数。 9.如请求项1之多层结构,其中该矽酸盐介面层具有 一大于氮化矽、氧化矽或氮氧化矽中任一者之介 电常数的介电常数。 10.如请求项1之多层结构,其中该矽酸盐介面层具 有一约为5埃至50埃之厚度。 11.如请求项10之多层结构,其中该矽酸盐介面层具 有一约为5埃至10埃之厚度。 12.如请求项1之多层结构,其中该矽酸盐介面层系 由一由一分子式M1-x SixO2表示之金属矽酸盐材料所 形成。 13.如请求项12之多层结构,其中该金属"M"系选自于 由铪(Hf)、锆(Zr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钪(Sc)、钇(Y)、 镧(La)及铝(Al)组成之群。 14.如请求项12之多层结构,其中1-x大于或等于约0.1 。 15.如请求项12之多层结构,其中1-x不大于约0.5。 16.如请求项12之多层结构,其中1-x为约0.2至约0.4。 17.如请求项13之多层结构,其中该金属合金氧化物 系由一分子式AyB1-yOz来表示,且其中0<y<1。 18.如请求项17之多层结构,其中A与M相同或来自与M 相同之周期表群族。 19.如请求项17之多层结构,其中A及M为一IV族金属且 B为一XIII族金属。 20.如请求项17之多层结构,其中A为锆或铪;且B为铝 。 21.如请求项17之多层结构,其中y为约0.5至约0.9。 22.如请求项17之多层结构,其中A与B之一组合比系 在约1:1与约5:1之间。 23.如请求项22之多层结构,其中A与B之该组合比约 为2:1。 24.如请求项23之多层结构,其中A为铪或锆;且B为铝 。 25.如请求项24之多层结构,其中该矽酸盐介面层包 含自该高k介电层扩散之铝原子。 26.如请求项17之多层结构,其中y之値自该矽酸盐介 面层与该高k介电层之一底表面之间的一介面朝该 高k介电层的一上表面减小,且其中A之浓度沿着该 高k介电层之该厚度具有一梯度。 27.如请求项17之多层结构,其中在该高k介电层内,B 之浓度与A之浓度成反比。 28.如请求项17之多层结构,其中该高k介电层包含自 该矽酸盐介面层扩散之矽原子。 29.如请求项1之多层结构,其中该高k介电层具有一 大体上非晶形结晶结构。 30.如请求项1之多层结构,其中该高k介电层系形成 一约为2埃至60埃之厚度。 31.一种形成一用于一半导体装置之多层结构之方 法,其包括: 形成一矽酸盐介面层;及 形成一覆于该矽酸盐介面层上之高k介电层,该高k 介电层包括金属合金氧化物。 32.如请求项31之方法,其中该形成该高k介电层之步 骤包括: 由ALD(原子层沉积)形成一具有一第一金属元素之 第一层; 由ALD(原子层沉积)形成一覆于该第一层上且具有 一第二金属元素之第二层;及 在一允许该第一金属元素与该第二金属元素互相 扩散之温度下,退火所得结构。 33.如请求项32之方法,其中该退火温度大于约900℃ 。 34.如请求项32之方法,其中该第一层具有一第一预 定电荷且该第二层具有一与该第一层之预定电荷 相反之第二预定电荷。 35.如请求项34之方法,其中该第一预定电荷为一正 固定电荷且该第二预定电荷为一负固定电荷。 36.如请求项32之方法,在该退火步骤之前,其进一步 包括形成一或多个额外之第一及第二层之步骤。 37.如请求项36之方法,其中最上层包括氧化铝。 38.如请求项32之方法,其中该第二层约为该第一层 之厚度的一半。 39.如请求项38之方法,其中将该第一层形成为一约 10埃之厚度且将该第二层形成为一约5埃之厚度。 40.如请求项32之方法,其中该第一层系由氧化铪、 氧化锆、氧化钽、氧化铝、氧化钛、氧化钇、氧 化锶、氧化钪、氧化镧或氧化钡形成;且该第二层 系由氧化铝形成。 41.如请求项31之方法,其中该矽酸盐介面层系由一 金属矽酸盐材料(M1-x SixO2)形成。 42.如请求项41之方法,其中该1-x约为0.1至0.5,且其中 该金属"M"系选自由铪(Hf)、锆(Zr)、钽(Ta)、钛(Ti)、 钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)及铝(Al)组成之群。 43.如请求项42之方法,其中该1-x约为0.2至0.4。 44.如请求项31之方法,其中该形成该矽酸盐介面层 之步骤系由一ALD(原子层沉积)技术、一MOCVD(金属 有机化学气相沉积)技术或一反应性溅镀技术来执 行。 45.如请求项31之方法,其中该高k介电层具有至少两 互相扩散之金属元素,其中该高k介电层系由一MOCVD (金属有机化学气相沉积)技术或一反应性溅镀技 术来形成,且其中同时供应该等两金属元素之来源 以形成该高k介电层。 46.如请求项31之方法,其中该等金属合金氧化物包 含至少两互相扩散之不同金属元素。 47.如请求项46之方法,其中该等至少两不同之互相 扩散之金属元素系在一原子级上均匀混合。 48.如请求项31之方法,其中该高k介电层具有一大于 该矽酸盐介面层之介电常数的介电常数。 49.如请求项31之方法,其中该高k介电层之一厚度在 一约2埃至60埃之范围内。 50.一种半导体装置,其包括: 一基板; 一形成于该基板之上的矽酸盐介面层;及 一形成于该矽酸盐介面层之上的高k介电层,该高k 介电层包括金属合金氧化物; 一闸电极;及 一形成于邻接该闸电极处的源极/汲极区域。 51.如请求项50之半导体装置,其中该高k介电层具有 一大于该矽酸盐介面层之介电常数的介电常数。 52.如请求项51之半导体装置,其中该闸电极系由一 金属或多晶矽形成。 53.一种非挥发性记忆体,其包括: 一基板; 一闸极绝缘层; 一覆于该基板上之浮动闸极; 一形成于该浮动闸极之上的矽酸盐介面层; 一形成于该矽酸盐介面层之上的高k介电层,该高k 介电层包括金属合金氧化物;及 一覆于该高k介电层上之控制闸极。 54.如请求项53之非挥发性记忆体,其中该高k介电层 具有一大于该矽酸盐介面层之介电常数的介电常 数。 55.如请求项53之非挥发性记忆体,其中该闸极绝缘 层包括一额外之矽酸盐介面层及一形成于该额外 之矽酸盐介面层之上之额外的高k介电层,该高k介 电层包括金属合金氧化物。 56.一种非挥发性记忆体,其包括: 一基板; 一形成于该基板之上的矽酸盐介面层; 一形成于该矽酸盐介面层之上的高k介电层,该高k 介电层包括金属合金氧化物; 一覆于该基板上之浮动闸极; 一闸极间介电层;及 一覆于该闸极间介电层上之控制闸极。 57.一种用于一半导体装置之电容器,其包括: 一下端电极; 一形成于该下端电极之上的矽酸盐介面层; 一形成于该矽酸盐介面层之上的高k介电层,该高k 介电层包括金属合金氧化物;及 一上端电极。 58.如请求项57之电容器,其中该高k介电层具有一大 于该矽酸盐介面层之介电常数的介电常数。 图式简单说明: 图1为说明根据本发明之一实施例之半导体装置的 横截面视图。 图2为根据本发明之另一实施例之半导体装置的横 截面视图。 图3为根据本发明之另一实施例之半导体装置的横 截面视图。 图4说明用于MOS(金属氧化物半导体)电晶体中的本 发明之一实施例。 图5说明用于非挥发性记忆体装置中的本发明之一 实施例。 图6说明用于电容器中的本发明之一实施例。 图7为说明对使用参看图4所述之实施例而形成之 结构的结构分析。 |
