| 主权项 |
1.一种半导体元件之介电层,其包含藉由利用原子 层沈积技术而形成氧化铪与氧化铝合金之介电层, 其中该氧化铪与氧化铝分别为HfO2与Al2O3,且氧化铪 与氧化铝合金之介电层具有(HfO2)1-X(Al2O3)X分子构 造,其中x表示0.3~0.6范围之分子组成比例。 2.如申请专利范围第1项之介电层,其中HfO2层与Al2O3 层之每一层各具有约1~10范围之厚度。 3.一种制造半导体元件之介电层的方法,其包含下 列步骤: 藉由重复进行原子层沈积技术之第一循环,沈积氧 化铪单原子层; 藉由重复进行原子层沈积技术之第二循环,沈积氧 化铝单原子层;及 藉由重复进行包含混合第一与第二循环之第三循 环,沈积氧化铪单原子层与氧化铝单原子层之介电 层合金。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中氧化铪单原子 层与氧化铝单原子层分别为HfO2层与Al2O3层,并且该 氧化铪与氧化铝合金之介电层具有(HfO2)1-X(Al2O3)X 之分子构造,其中x表示分子组成比例。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中HfO2层与Al2O3层 之每一层各具有约1~10范围之厚度。 6.如申请专利范围第4项之方法,其中控制第一循环 与第二循环的比例而使下标x表示Al2O3层约为0.3~0.6 范围之分子比例。 7.如申请专利范围第3项之方法,其中第一循环为一 单位循环,其包含提供铪来源气体、冲刷气体、氧 化剂与冲刷气体之连续步骤。 8.如申请专利范围第4项之方法,其中第一循环为一 单位循环,其包含提供铪来源气体、冲刷气体、氧 化剂与冲刷气体之连续步骤。 9.如申请专利范围第7项之方法,其中铪来源气体系 选自于由HfCl4、Hf(NO3)4、Hf(NCH3C2H5)4、Hf[N(CH3)2 ]4与 Hf[N(C2H5)2]4所构成的群;氧化剂为O3、H2O与O2电浆其 中之一种;及冲刷气体为N2与Ar其中之一种。 10.如申请专利范围第8项之方法,其中铪来源气体 系选自于由HfCl4、Hf(NO3)4、Hf(NCH3C2H5)4、Hf[N(CH3)2 ]4 与Hf[N(C2H5)2]4所构成的群;氧化剂为O3、H2O与O2电浆 其中之一种;及冲刷气体为N2与Ar其中之一种。 11.如申请专利范围第3项之方法,其中第二循环为 一单位循环,其包含提供铝来源气体、冲刷气体、 氧化剂与冲刷气体之连续步骤。 12.如申请专利范围第4项之方法,其中第二循环为 一单位循环,其包含提供铝来源气体、冲刷气体、 氧化剂与冲刷气体之连续步骤。 13.如申请专利范围第11项之方法,其中铝来源气体 为三甲基铝(TMA)与改质的TMA(MTMA)其中之一种;氧化 剂为O3、H2O与O2电浆其中之一种;及冲刷气体为N2与 Ar其中之一种。 14.如申请专利范围第12项之方法,其中铝来源气体 为三甲基铝(TMA)与改质的TMA(MTMA)其中之一种;氧化 剂为O3、H2O与O2电浆其中之一种;及冲刷气体为N2与 Ar其中之一种。 15.一种制造氧化铪与氧化铝合金之介电层之方法, 其包含重复进行一单位循环之步骤:连续提供铪与 铝之单分子来源气体、冲刷气体、氧化剂与冲刷 气体;其中该氧化剂为O3、H2O与O2电浆其中之一种 。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中氧化铪层与 氧化铝之专有名词分别为HfO2与Al2O3,且氧化铪与氧 化铝合金之介电层具有(HfO2)1-X(Al2O3)X 分子构造,其 中x表示分子组成比例。 17.如申请专利范围第15项之方法,其中铪与铝之单 分子来源气体为HfAl(MMP)2(OiPr)5;及冲刷气体为N2与Ar 其中之一种。 图式简单说明: 第1图系显示习知氧化铪(HfO2)与氧化铝(Al2O3)堆叠 介电层之电容构造的图形。 第2图系显示习知氧化铪(HfO2)与氧化铝(Al2O3)堆叠 介电层之电容的漏电流特性的图形。 第3A图系显示于连续的热制程期间,仅具有习知氧 化铝(Al2O3)介电层之电容的漏电流特性的图形。 第3B图系显示于连续的热制程期间,具有习知氧化 铪(HfO2)与氧化铝(Al2O3)堆叠介电层之电容的漏电流 特性的图形。 第4图系显示根据本发明较佳实施例1的氧化铪(HfO2 )与氧化铝(Al2O3)合金之介电层的图形。 第5图系显示根据本发明较佳实施例1,藉由利用原 子层沈积(ALD)技术,于形成HfO2与Al2O3合金之介电层 时,气体供应至气体室的时序图。 第6图系显示根据本发明较佳实施例2的HfO2与Al2O3 合金之介电层的图形。 第7A图系显示根据本发明较佳实施例2,藉由利用ALD 技术,于形成HfO2与Al2O3合金之介电层时,气体供应 至气体室的时序图。 第7B图系显示藉由Hf-Al单分子来源气体与臭氧(O3) 反应气体进行反应,形成(HfO2)1-X(Al2O3)X合金状态的 图形。 第8图系显示电容之HfO2与Al2O3堆叠介电层、[A/H/A/H/ A/H/A/H/A]层叠介电层与[HOAOAO]合金介电层之漏电流 特性的图形,其中'A'、'H'与'O'表示原子或分子。 |
