发明名称 使铁电层结构化之方法
摘要 本发明涉及半导体基板上之铁电层结构化之方法。本发明之方法可使铁电层获得(或再生)黏合性及击穿电压稳固性,这特别是对高积体化之FeRAM-及DRAM-记忆元件中各记忆电容器之制造是很重要的。
申请公布号 TW509996 申请公布日期 2002.11.11
申请号 TW090119657 申请日期 2001.08.10
申请人 印芬龙科技股份有限公司 发明人 法兰克亨特梅尔;渥克温历奇;华尔特哈纳;根特辛德勒
分类号 H01L21/311 主分类号 H01L21/311
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 1.一种半导体基板之主表面上之铁电层结构化之方法,其特征为以下各步骤:-制备一种半导体基板,其具有铁电层;-制备一种遮罩,使铁电层被结构化;-以一种蚀刻气体混合物(其含有多种含有卤素之气体)来进行乾式蚀刻步骤;-在乾式蚀刻步骤之后进行一种退火步骤;-使H2O传送至半导体基板。2.一种半导体基板之主表面上之铁电层结构化之方法,其特征为以下各步骤:-制备一种半导体基板,其具有铁电层;-制备一种遮罩,使铁电层被结构化;-以一种蚀刻气体混合物(其含有多种含有卤素之气体)来进行乾式蚀刻步骤;-在乾式蚀刻步骤之后,在含O2之大气中进行一种退火步骤,其中半导体基板上之温度保持500℃大约2至4小时且然后升高至650至800℃。3.如申请专利范围第2项之方法,其中含有O2之大气在退火步骤时所具有之压力是1大气压。4.如申请专利范围第2或3项之方法,其中含O2之大气在退火步骤时由O2构成。5.如申请专利范围第2项之方法,其中半导体基板温度在退火步骤时在650至800℃之范围中保持15至30分钟。6.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中在铁电层上施加一种导电层。7.如申请专利范围第6项之方法,其中导电层是一种贵金属,特别是Pt,Pd,Ir,Rh,Ru或Os或贵金属氧化物。8.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中铁电层由钙钛矿族(group)之材料所构成,特别是由SBT,PZT及或/BTO所构成。9.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中乾式蚀刻步骤是一种反应性离子蚀刻(RIE)步骤,特别是一种磁场强化之RIE(MERIE)步骤。10.如申请专利范围第1或2项之方法,其中蚀刻气体混合物含有C12,Bc13,及/或HBr。11.如申请专利范围第1项之方法,其中H2O在乾式蚀刻步骤中传送至半导体基板。12.如申请专利范围第9项之方法,其中H2O在乾式蚀刻步骤中传送至半导体基板。13.如申请专利范围第1项之方法,其中H2O在退火步骤中传送至半导体基板。14.如申请专利范围第1项之方法,其中H2O在剥除过程期间(其在结构化之后进行)传送至半导体基板。15.如申请专利范围第1,11,13或14项之方法,其中H2O以水蒸气之形式传送至半导体基板。16.如申请专利范围第1,11,13或14项之方法,其中H2O须传送至半导体基板,使氧与氢在某一位置之前燃烧。17.如申请专利范围第15项之方法,其中H2O须传送至半导体基板,使氧与氢在某一位置之前燃烧。18.如申请专利范围第16项之方法,其中H2O须传送至半导体基板,使氧与含氢之化合物,特别是与富含氢之挥发性有机化合物,例如烷类,环烷类,烯烃类,环烯烃类,醇类,醛类及/或酮类在某一位置之前燃烧。19.如申请专利范围第1项之方法,其中该铁电层是记忆电容器之一部份,此时该铁电层是介电质而导电层是记忆电容器之上电极。20.如申请专利范围第8项之方法,其中该铁电层是记忆电容器之一部份,此时该铁电层是介电质而导电层是记忆电容器之上电极。21.如申请专利范围第19项之方法,其中半导体基板在主表面上具有下电极,其与铁电层及上电极一起形成记忆电容器。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该下电极在电性上与选择电晶体相连,各选择电晶体施加在半导体基板上。23.如申请专利范围第1,2,11,13,14或21项之方法,其中半导体基板由矽,在GaAs及/或Ge所构成。24.如申请专利范围第19或21项之方法,其中此记忆电容器是FeRAM或DRAM记忆元件之一部份。图式简单说明:第1图 先前技艺中以铁电层作为介电质之此种堆叠式记忆胞。第2a)-2f)图 本发明中使记忆胞(其含有一选择电晶体及一记忆电容器)之铁电层及贵金属结构化所用之方法。
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