发明名称 于惰性气体中藉低温退火以回复受氢损害之铁电物之电子性质
摘要 一种含有金属氧化物铁电薄膜(100,200,300,601)所形成的积体电路。进行得以回复因氢气所导致劣化之铁电性质之惰性气体回复退火(434)。该惰性气体回复退火系于300至100O℃温度范围的非反应性气氛中进行历一分钟至二小时。该金属氧化物薄膜较宜包含叠层超晶格材料。该叠层超晶格材料最好包含锶铋钽酸盐及锶铋钽铌酸盐。若该积体电路制品包含形成气体退火(432),则该惰性气体回复退火(434)在形成气体退火(432)之后进行,较宜在与形成气体退火的相同或接近相同的温度及相同时间进行。该惰性气体回复退火可免除氧气回复退火,且其允许继续使用传统富氢电浆制程及形成气体退火,而无对于铁电薄膜产生永久破坏的风险。该非反应性气氛可包含纯的非反应性气体或非反应性气体的混合物。该非反应性气体可为任何相当不具反应性的气体,诸如氮气或氩气。
申请公布号 TW434750 申请公布日期 2001.05.16
申请号 TW088118944 申请日期 1999.11.01
申请人 西门特克斯公司;西门斯股份有限公司 德国 发明人 那拉亚索雷亚佩;威克兰琼思;古特斯屈德尔;瓦特哈勒
分类号 H01L21/324 主分类号 H01L21/324
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 1.一种用于制造积体电路之方法(410),其系包括形成具铁电金属氧化物材料(122,222,322,622)之薄膜的具体电路部分(100,200,300,601)之步骤;其特征在于藉由将该积体电路部分(100,200,300,601)置于非反应性气氛中,在300至1000℃的温度范围中历一分钟或更长的时间,而进行惰性气体回复退火(434)。2.如申请专利范围第1项之方法,其特征更在于该铁电金属氧化物材料包括ABO型的铁电钙钛矿型材料。3.如申请专利范围第2项之方法,其特征更在于该铁电钙钛矿型材料包括由铅锆钛酸盐("PZT")及铅镧锆钛酸盐("PLZT")组成之族群中所选择的材料。4.如申请专利范围第1项之方法,其特征更在于该铁电金属氧化物材料包括铁电叠层超晶格材料。5.如申请专利范围第4项之方法,其特征更在于该铁电叠层超晶格材料包括由锶铋钽酸盐及锶铋钽铌酸盐组成之族群中所选择的材料。6.如申请专利范围第1项之方法,其特征更在于该非反应性气氛包括由氮气、氩气及氦气组成之族群中所选择的气体。7.如申请专利范围第1项之方法,其特征更在于该非反应性气氛包括复数个非反应性气体的混合物。8.如申请专利范围第1至7项中任一项之方法,其特征更在于在进行该惰性气体回复退火(434)之前先进行形成气体退火(434)步骤。9.如申请专利范围第8项之方法,其特征更在于该形成气体退火(432),系在300至1000℃的温度范围中进行历一分钟至二小时。10.如申请专利范围第9项的之方法,其特征更在于该惰性气体回复退火(434)在与进行该形成气体退火(432)约略相同的温度与时间下进行。11.如申请专利范围第9项之方法,其特征更在于形成气体退火(432)系于400至450℃的温度范围中进行历约30分钟,而该惰性气体回复退火(434)系于400至450℃的温度范围中进行历约30分钟。图式简单说明:第一图系为可藉本发明之方法所制造之积体电路的一部份的横剖面图,其表示电容器为开关所横向补偿之非挥发性铁电记忆胞;第二图系为可藉本发明之方法所制造之积体电路的一部份的横剖面图的示意图,其表示电容器置于开关上之叠层非挥发性铁电记忆胞;第三图系为可藉本发明之方法所制造之积体电路的一部份的横剖面图的示意图,其表示一铁电电晶体;第四图系为表示一种用于制造根据本发明之非挥发性铁电记忆体装置之制程的较佳实例的流程图;第五图系为一实例晶圆的上视图,其中根据本发明所制造之薄膜电晶体被夸大地表示于其上;第六图系为切过第五图之线段6-6的横剖面图的一部份,其举例说明根据本发明所制造之薄膜电容器装置;第七图系在在3伏特所量测之迟滞曲线图,在形成气体退火前、在形成气体退火于430℃进行30分钟后以及在氮气回复退火于430℃进行30分钟后之锶铋钽酸盐薄膜电容器的极性(C/cm2)被绘制成电场(KV/cm)的函数;第八图系为在形成气体退火前、在形成气体退火于430℃进行30分钟后以及在氮气回复退火于430℃进行30分钟后之锶铋钽酸盐电容器的漏电流(A/cm2)对加电压(V)的图式;第九图系为在形成气体退火(FGA)后并接着在后续的氮气回复退火后,试验电晶体之汲极电流(I drain,单位为安培)的1og10被绘制成在三种相异总体电压Vbulk时的V gate(单位为伏特)的函数的图式;第十图系为在形成气体退火(FGA)后并接着在后续的氮气回复退火后,试验电晶体之汲极电流(I drain,单位为安培)被绘制成在三种相异总体电压V bulk时的V gate(单位为伏特)的函数。
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