发明名称 合并有金红石二氧化钛以及其它高K介电质于动态随机存取记忆体的深沟槽储存细胞的方法和结构
摘要 提供一种含有埋入电极于沟槽周围之沟槽电容器结构,该沟槽形成于半导体基材中,一节点介电体衬于该沟槽前于该埋入电极,而沟槽电极形成于该节点介电体上,该节点介电体含一扩散阻障物和一种金红石相TiO2之高介电常数介电体。并提供一种制作如此之沟槽结构之方法,该方法包含:(a)提供至少有一沟槽于其中之半导体基材,该至少一沟槽受槽壁所界定;(b)形成一埋入之电极于该半导体基材内而至少在该槽壁一部之周围;(c)形成一扩散阻障物于该沟槽上而至少复过该埋入电极一部份;(d)形成具有高介电常数之介电材料,例如金红石相TiO2,于该扩散阻障物上;和(e)形成第一导电层于该高k值介电体上,该第1导电形成一沟槽电极。
申请公布号 TW535263 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW090104160 申请日期 2001.03.20
申请人 印芬龙科技北美股份有限公司;国际商业机器股份有限公司 发明人 杰米雷贾雅欧;史克罗德尔伍维;汪广洪
分类号 H01L21/8242 主分类号 H01L21/8242
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种形成于半导体基材之沟槽电容器结构,该沟槽电容器结构含有一在沟槽周围之埋入电极,该沟槽形成于半导体基材内,一节点介电体衬于该沟槽而在埋入电极,且有一沟槽电极形成于该节点介电体上,该节点介电体含有一扩散阻障物和一具有介电常数为7或更大之介电材料。2.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该半导体基材是由选自包括Si、Ge、SiGe等组中之半导体材料和层化之半导体所组成。3.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该半导体基材为Si晶片或晶圆。4.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中多个沟槽系形成于该半导体基材内。5.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该节点介电体之该扩散阻障物是由氮化物、氮氧化物或氧化物组成。6.如申请专利范围第5项之沟槽电容器结构,其中扩散阻障物是一种氮化物。7.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该介电材料是金红石TiO2.AlO3.ZrO2.HfO2.Ta2O5.La2O3或其他相似之氧化物材料。8.如申请专利范围第7项之沟槽电容器结构,其中该介电材料为金红石TiO2。9.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该沟槽电极是由具有由为1至1000微欧姆-厘米之电阻率之第一导电材料构成。10.如申请专利范围第9项之沟槽电容器结构,其中该第一导电材料是一种金属、金属氮化物、金属矽化物或金属氧化物。11.如申请专利范围第10项之沟槽电容器结构,其中该第一导电材料是一种选自TiN、WN和TaSiN等一组中之金属氮化物。12.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,另含有一种形成于该沟槽电极上之第二导电材料。13.如申请专利范围第12项之沟槽电容器结构,其中形成于沟槽电极上之该第二导电材料为掺杂之非晶矽。14.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,另含一种形成于该沟槽上方部位之圈环氧化物。15.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其中该埋入电极是向外扩散之埋入板。16.如申请专利范围第1项之沟槽电容器结构,其系用于记忆体单元装置。17.一种在半导体基材中制作沟槽电容器结构之方法,该方法所包括各步骤为:(a)提供至少有一沟槽形成于其中之半导体基材,该至少之一沟槽受槽壁所界定;(b)在该半导体基材中于至少在该沟槽壁一部之周围形成一埋入之电极;(c)在该槽壁上形成一扩散阻障物至少覆盖于该埋入电极之部份;(d)在该扩散阻障物上形成一具有7或更高介电常数之介电物质;(e)在该介电常数上形成一第一导电层,该第一导电层形成一沟槽电极。18.如申请专利范围第17项之方法,另含用一种第二导电物质填充该沟槽。19.如申请专利范围第17项之方法,其中至少为一条之沟槽是微影术和蚀刻法形成。20.如申请专利范围第17项之方法,其中该埋入之电极是用向外扩散所形成。21.如申请专利范围第17项之方法,其中该扩散阻障物是以热成长法或选自包括化学蒸镀法(CVD),电浆辅助CVD和溅镀法等之一组之方法所形成。22.如申请专利范围第17项之方法,其中该扩散阻障物具有自5至35(埃)之厚度。23.如申请专利范围第17项之方法,其中该扩散阻障物由氮化物、氮氧化物或氧化物所组成。24.如申请专利范围第22项之方法,其中该扩散阻障物是氮化物。25.如申请专利范围第17项之方法,其中该介电材料是金红石TiO2.Al2O3.ZrO、HfO2.Ta2O5.La2O3或其他相似之氧化物材料。26.如申请专利范围第25项之方法,其中该介电材料是金红石TiO2。27.如申请专利范围第17项之方法,其中该介电材料具有7.0或以上之介电常数,是以金属氧化物直接淀积,或以含金属先质淀积并予氧化而形成。28.如申请专利范围第27项之方法,其中之直接淀积是进行于350℃或更高之温度而利用低压化学蒸镀法。29.如申请专利范围第27项之方法,其中该介电材料是金红石TiO2,而该含Ti先质是选自包括Ti、TiCl4.TiO2.TiI4.TiBr4.TiN和Ti之有机金属化合物等之一组。30.如申请专利范围第27项之方法,其中该氧化作用是进行于含氧气氛中而在650℃或更高之温度,并经过5秒或更长之时段。31.如申请专利范围第30项之方法,其中该氧化作用是进行于自400℃至1000℃,经过自10至3600秒之时段。图式简单说明:第1A-F图为表示用于本发明提供一种沟槽电容器结构所用加工步骤之剖面图,在其中将一种稳定、高K値之金红石TiO2节点介电材料,配入于结构之中。
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