发明名称 半导体装置用之金红石介电材料
摘要 一种根据本发明之用于形成半导体装置的方法包含的步骤为设置一深沟渠于一基板中,该沟渠具有一下部并形成一介电层于该深沟渠中,其藉由一包含钛的介电层衬垫该深沟渠的下部。一半导体装置包含一具有沟渠形成于其中的基板,一形成于沟渠中并电容连接至基板的储存节点以及一形成于储存节点与基板间之沟渠中的介电层,该介电层衬垫沟渠的下部,其中该介电层包含氧化钛。
申请公布号 TW440916 申请公布日期 2001.06.16
申请号 TW088119875 申请日期 1999.11.15
申请人 西门斯股份有限公司 发明人 亚历山大麦克亚里斯
分类号 H01L21/02 主分类号 H01L21/02
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
主权项 1.一种用于形成半导体装置的方法,其包括步骤:设置一深沟渠于一基板中,该深沟渠具有一下部;以及形成一介电层于该深沟渠中,以一介电层衬垫该深沟渠的下部,该介电层包含金红石结晶相之二氧化钛。2.如申请专利范围第1项之方法,其更包括将该基板于氢气气氛环境中退火而由基板表面移除原始氧化物的步骤,该退火系于设置该沟渠与形成该介电层的步骤之间进行。3.如申请专利范围第2项之方法,其更包括在该退火步骤后形成一阻障层的步骤。4.如申请专利范围第3项之方法,某中形成该阻障层的该步骤包括将该沟渠曝露于至少约500℃至最多约700℃范围温度中的氨气气氛环境中之步骤。5.如申请专利范围第4项之方法,其中该退火步骤以及形成该阻障层的该步骤存于一共同容器中进行。6.如申请专利范围第3项之方法,其中该阻障层的厚度小于约1奈米。7.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该介电层的步骤包含藉化学气相沈积法沈积一个二氧化钛层的步骤。8.如申请专利范围第7项之方法,其更包括步骤为:将该二氧化钛层氧化;以及将该二氧化钛层退火,因而获得适当的1:2化学计量及金红石结晶结构。9.如申请专利范围第8项之方法,其更包括在沈积金红石(TiO2)之前设置一预制体材料的步骤。10.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该介电层的步骤包含藉下列步骤形成介电质:沈积一TiN层于该深沟渠的下部;以及将该TiN层氧化而形成金红石(TiO2)。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该氧化步骤包括藉电浆氧化法将该TiN层氧化的步骤。12.如申请专利范围第10项之方法,其中该氧化步骤包含藉快速热氧化法将该TiN层氧化的步骤。13.一种用于形成半导体记忆体装置的方法,其包括步骤:设置一深沟渠于一基板中,该深沟渠有一下部;将该基板在氢气气氛中退火;将该沟渠曝露于氨气气氛中,以形成一第一阻障层;形成一个二氧化钛金红石介电层于该深沟渠中;沈积一第二阻障层于该金红石层上;以一导电性填充材料至少部份地填充该深沟渠,而形成一储存节点;以及移除部份的介电层,以使得该金红石与阻障层衬垫该深沟渠下部。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该形成红金石的步骤包括:沈积一层二氧化钛于该深沟渠中;将该二氧化钛层氧化;以及将该二氧化钛层退火,以获得一金红石结晶结构。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该退火步骤系于约750℃至约1050℃的温度范围中进行。16.如申请专利范围第13项之方法,其中该第一阻障层的厚度小于约1奈米17.如申请专利范围第14项之方法,其中沈积该二氧化钛层的步骤包含一化学气相沈积制程。18.如申请专利范围第17项之方法,其更包括在形成该金红石层的该步骤之前设置一预制体材料的步骤。19.如申请专利范围第13项之方法,其中形成该二氧化钛金红石层的步骤包含的步骤有:沈积一层TiN于该深沟渠中;以及将该TiN层氧化以形成金红石(TiO2)。20.如申请专利范围第19项之方法,其中该氧化步骤包含藉电桨氧化法将该TiN层氧化的步骤。21.如申请专利范围第19项之方法,其中该氧化步骤包括藉快速热氧化法将该TiN层氧化的步骤。22.一种半导体装置,其包括:一基板,其具有沟渠形成于其中;一储存节点,其形成于沟渠中并电容连接至基板;以及一介电层,其形成于电容器平板间之沟渠中,该介电层衬垫该沟渠的下部,其中该介电层包含氧化钛。23.如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该介电层包含氮化矽。24.如申请专利范围第23项之半导体装置,其中该氮化层的厚度系低于约1奈米。25.如申请专利范围第22项之半导体装置,其中该氧化钛层的厚度系介于约15至约35奈米之间。图式简单说明:第一图系本发明之半导体装置的上视平面图;第二图系为表示本发明之深沟渠电容器结构之沿着第一图的剖面线2-2的剖视图;第三图系为制备以完成本发明之深沟渠的剖视图;第四图系为表示根据本发明之被沈积在第三图之沟渠中的一阻障层的剖视图;第五图系为表示根据本发明之被沈积在第四图沟渠中的一金红石层的剖视图;第六图系为表示改良根据本发明之红金石层结晶结构的加工步骤的第五图的沟渠的剖视图;第七图系为表示改良根据本发明之一填充材料被沈积于其中之第六图的沟渠的剖视图;第七图A系为表示另一个实施例的第六图的沟渠的剖视图,其中一第二阻障层在将填充材料沈积于本发明之沟渠中之前被沈积;第八图系为表示根据本发明之一介电质之第七图的沟渠的剖视图。
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