JPH06326250A - 高誘電率材料へのコンタクト構造および形成方法 - Google Patents
高誘電率材料へのコンタクト構造および形成方法Info
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- JPH06326250A JPH06326250A JP6060931A JP6093194A JPH06326250A JP H06326250 A JPH06326250 A JP H06326250A JP 6060931 A JP6060931 A JP 6060931A JP 6093194 A JP6093194 A JP 6093194A JP H06326250 A JPH06326250 A JP H06326250A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンデンサー誘電体等の高誘電率材料への進
歩した電気的接続法を提供する。 【構成】 本発明の好適実施例は、導電性で低濃度にド
ナーをドープされたペロブスカイト層34と前記ペロブ
スカイト層を覆ってそれに対して化学的、構造的に安定
な電気的接続を提供する高誘電率材料の層36とを含
む。導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカ
イトは一般に、未ドープ、アクセプタードープ、あるい
は高濃度にドナーをドープされたHDC材料と比べてず
っと低い抵抗率を有する。材料を導電性(または抵抗
性)にするためのドナードーピング量は通常、プロセス
条件に依存する。この抵抗率はペロブスカイトを還元環
境に曝すことによって更に低下する。ペロブスカイトは
高誘電率材料と同じ方法によって堆積およびエッチでき
る。
歩した電気的接続法を提供する。 【構成】 本発明の好適実施例は、導電性で低濃度にド
ナーをドープされたペロブスカイト層34と前記ペロブ
スカイト層を覆ってそれに対して化学的、構造的に安定
な電気的接続を提供する高誘電率材料の層36とを含
む。導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカ
イトは一般に、未ドープ、アクセプタードープ、あるい
は高濃度にドナーをドープされたHDC材料と比べてず
っと低い抵抗率を有する。材料を導電性(または抵抗
性)にするためのドナードーピング量は通常、プロセス
条件に依存する。この抵抗率はペロブスカイトを還元環
境に曝すことによって更に低下する。ペロブスカイトは
高誘電率材料と同じ方法によって堆積およびエッチでき
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には、コンデンサ
ーの作製時のような場合の高誘電率材料への電気的接続
の改善に関するものである。
ーの作製時のような場合の高誘電率材料への電気的接続
の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明の範囲を限定するものではない
が、一例として高誘電率材料へ電気的接続を作製する現
状の技術を取り上げて、本発明の背景について説明す
る。
が、一例として高誘電率材料へ電気的接続を作製する現
状の技術を取り上げて、本発明の背景について説明す
る。
【0003】集積回路(例えば、DRAM)の集積度が
増大するにつれて、コンデンサー等の電気的デバイスに
使用されるべき高誘電率の材料に対する需要が高まって
いる単位面積当たりに高い容量値を達成するために一般
的に使用されている現状の方法は、誘電体としてSiO
2 やSiO2 /Si3 N4 を使用したトレンチ型および
積層型のコンデンサーのように、表面形状に凹凸を付け
ることによって単位エリア当たりの表面積を増大させる
ものである。この方式は256メガビットや1ギガビッ
トのDRAMのようなデバイスに対しては、製造上、適
用することが非常に困難である。
増大するにつれて、コンデンサー等の電気的デバイスに
使用されるべき高誘電率の材料に対する需要が高まって
いる単位面積当たりに高い容量値を達成するために一般
的に使用されている現状の方法は、誘電体としてSiO
2 やSiO2 /Si3 N4 を使用したトレンチ型および
積層型のコンデンサーのように、表面形状に凹凸を付け
ることによって単位エリア当たりの表面積を増大させる
ものである。この方式は256メガビットや1ギガビッ
トのDRAMのようなデバイスに対しては、製造上、適
用することが非常に困難である。
【0004】別の1つの方法は、高誘電の材料を使用す
るものである。多くのペロブスカイト、強誘電性、ある
いは高誘電率(以下、HDCと略する)の材料、例えば
(Ba,Sr)TiO3 (BST)は標準的なSiO2
−Si3 N4 −SiO2 コンデンサーよりもずっと高い
容量密度を有しているのが普通である。各種の金属およ
び金属化合物、そしてPtのような典型的な貴金属と例
えばRuO2 のような導電性酸化物がそのようなHDC
材料のための電極として提案されてきている。しかし、
電子デバイスに対して有用であるためには、一般にそれ
らの高誘電率材料の優れた性質を失わせることのない信
頼性ある電気的接続が形成できなければならない。
るものである。多くのペロブスカイト、強誘電性、ある
いは高誘電率(以下、HDCと略する)の材料、例えば
(Ba,Sr)TiO3 (BST)は標準的なSiO2
−Si3 N4 −SiO2 コンデンサーよりもずっと高い
容量密度を有しているのが普通である。各種の金属およ
び金属化合物、そしてPtのような典型的な貴金属と例
えばRuO2 のような導電性酸化物がそのようなHDC
材料のための電極として提案されてきている。しかし、
電子デバイスに対して有用であるためには、一般にそれ
らの高誘電率材料の優れた性質を失わせることのない信
頼性ある電気的接続が形成できなければならない。
【0005】
【発明の概要】この明細書では「高誘電率」という用語
は150以上の誘電率を意味するものとして使用してい
る。HDC材料の堆積は通常、酸素を含む雰囲気中で高
温(一般的には約500℃より高い温度)において起こ
る。この堆積工程の間、下側の電極構造は安定でなけれ
ばならず、この堆積の後には下側および上側の両電極構
造はともに安定でなければならない。薄膜(一般的に5
ミクロンよりも薄い膜)用としての下側電極用としてこ
れまで選ばれている材料にはいくつかの問題点がある。
それらの問題点の多くは半導体プロセスとの整合性に関
するものである。例えばRuは標準的な集積回路製造に
使用されない材料であって、しかもかなりの毒性を有す
る。Ptは下側の電極としていくつかの問題点を有し、
そのため単独での使用が妨げられる。Ptは一般にそれ
を通しての酸素の拡散を許容する性質を有し、そのため
隣接材料が酸化されることが多い。Ptはまた、SiO
2 やSi3 N4 のような従来の誘電体に対して良い接着
性を示さないことが多く、またPtは低温で容易にシリ
サイドを形成してしまう。Pt電極の下側には接着層あ
るいはバッファー層としてTa層が使用されているが、
BST堆積中にPtを貫通して酸素が拡散しTaが酸化
されて、Taの導電性が低下してしまう。この問題はT
a層へではなくPt層へ直接コンタクトを設ける構造に
対しては許容できることであろうが、以下に述べるよう
にその他にも、関連の問題がある。
は150以上の誘電率を意味するものとして使用してい
る。HDC材料の堆積は通常、酸素を含む雰囲気中で高
温(一般的には約500℃より高い温度)において起こ
る。この堆積工程の間、下側の電極構造は安定でなけれ
ばならず、この堆積の後には下側および上側の両電極構
造はともに安定でなければならない。薄膜(一般的に5
ミクロンよりも薄い膜)用としての下側電極用としてこ
れまで選ばれている材料にはいくつかの問題点がある。
それらの問題点の多くは半導体プロセスとの整合性に関
するものである。例えばRuは標準的な集積回路製造に
使用されない材料であって、しかもかなりの毒性を有す
る。Ptは下側の電極としていくつかの問題点を有し、
そのため単独での使用が妨げられる。Ptは一般にそれ
を通しての酸素の拡散を許容する性質を有し、そのため
隣接材料が酸化されることが多い。Ptはまた、SiO
2 やSi3 N4 のような従来の誘電体に対して良い接着
性を示さないことが多く、またPtは低温で容易にシリ
サイドを形成してしまう。Pt電極の下側には接着層あ
るいはバッファー層としてTa層が使用されているが、
BST堆積中にPtを貫通して酸素が拡散しTaが酸化
されて、Taの導電性が低下してしまう。この問題はT
a層へではなくPt層へ直接コンタクトを設ける構造に
対しては許容できることであろうが、以下に述べるよう
にその他にも、関連の問題がある。
【0006】これまでに提案されているその他の構造に
は、電極としてPt、Pd、Rhの合金を、また単結晶
Siまたは多結晶Si上の接着層としてRe、Os、R
h、Irを含む酸化物が含まれている。これらの電極に
付随する1つの問題は、これらの酸化物が一般にSiの
隣に安定して存在せず、またこれらの金属が典型的には
低温(一般に約450℃より低い温度)ですぐにシリサ
イドを形成することである。
は、電極としてPt、Pd、Rhの合金を、また単結晶
Siまたは多結晶Si上の接着層としてRe、Os、R
h、Irを含む酸化物が含まれている。これらの電極に
付随する1つの問題は、これらの酸化物が一般にSiの
隣に安定して存在せず、またこれらの金属が典型的には
低温(一般に約450℃より低い温度)ですぐにシリサ
イドを形成することである。
【0007】上述の解決法に伴う1つの困難は、半導体
製造でなじみのない材料(例えば、Ru)が使用されて
いるということである。別の困難はPtまたはRuO2
に対する比較的良好なドライエッチングの方法がまだ知
られていないことである。別の1つの例として、Ptま
たはRuに対する商用のCDVプロセスが現状では存在
しない。Ptは通常Si中を高速に拡散し、そのため別
の問題を引き起こす。更に、提案の電極構造の多くはい
くつかの追加的なプロセスを要求するが、これも経済的
な観点から好ましいことではない。例えば、PtやRu
のための商用のCVDプロセスが現状で存在しないし、
またRuO2 に対する商用のドライエッチングも存在し
ない。
製造でなじみのない材料(例えば、Ru)が使用されて
いるということである。別の困難はPtまたはRuO2
に対する比較的良好なドライエッチングの方法がまだ知
られていないことである。別の1つの例として、Ptま
たはRuに対する商用のCDVプロセスが現状では存在
しない。Ptは通常Si中を高速に拡散し、そのため別
の問題を引き起こす。更に、提案の電極構造の多くはい
くつかの追加的なプロセスを要求するが、これも経済的
な観点から好ましいことではない。例えば、PtやRu
のための商用のCVDプロセスが現状で存在しないし、
またRuO2 に対する商用のドライエッチングも存在し
ない。
【0008】一般に、本発明は薄膜ミクロ電子構造中の
電極として、低濃度にドナーをドープしたペロブスカイ
トを使用している。接着層および/または拡散障壁およ
び/または電気的接続として、もし必要であれば、電極
バッファー層も使用する。低濃度にドナーをドープされ
たペロブスカイトは、一般に、未ドープのものやアクセ
プターをドープしたもの、あるいは高濃度にドナーをド
ープしたHDC材料よりもずっと低い抵抗値を有する。
典型的な低濃度ドープのBaTiO3 等のペロブスカイ
トは一般に、約10ないし100ohm・cmのバルク
抵抗率を有する更に、もしペロブスカイトを還元性の環
境に曝せばこの抵抗率を更に下げることができる。逆
に、ペロブスカイトはドナー濃度を高くすると高抵抗率
(約10101014ohm・cm)となる。この材料を導
電性(あるいは抵抗性)にするためのドナーのドープ量
は、通常、プロセス条件(すなわち、温度、雰囲気、結
晶粒径、膜厚、および組成)に依存する。低濃度のドナ
ードープによって導電性になるペロブスカイト、ペロブ
スカイト類似物、強誘電性またはHDCの酸化物には数
多くのものがある。
電極として、低濃度にドナーをドープしたペロブスカイ
トを使用している。接着層および/または拡散障壁およ
び/または電気的接続として、もし必要であれば、電極
バッファー層も使用する。低濃度にドナーをドープされ
たペロブスカイトは、一般に、未ドープのものやアクセ
プターをドープしたもの、あるいは高濃度にドナーをド
ープしたHDC材料よりもずっと低い抵抗値を有する。
典型的な低濃度ドープのBaTiO3 等のペロブスカイ
トは一般に、約10ないし100ohm・cmのバルク
抵抗率を有する更に、もしペロブスカイトを還元性の環
境に曝せばこの抵抗率を更に下げることができる。逆
に、ペロブスカイトはドナー濃度を高くすると高抵抗率
(約10101014ohm・cm)となる。この材料を導
電性(あるいは抵抗性)にするためのドナーのドープ量
は、通常、プロセス条件(すなわち、温度、雰囲気、結
晶粒径、膜厚、および組成)に依存する。低濃度のドナ
ードープによって導電性になるペロブスカイト、ペロブ
スカイト類似物、強誘電性またはHDCの酸化物には数
多くのものがある。
【0009】低濃度のドナーをドープされたペロブスカ
イト下側電極の堆積は、その下の層の酸化を最小限に止
めるように、わずかに還元性の雰囲気中で行われる。そ
れに続くHDC誘電材料の堆積は非常に酸化性の高い状
況で行うことができ、低濃度にドナーをドープされたペ
ロブスカイト下側電極がその下の層の酸化速度を遅くし
て、本質的に酸化され連続した抵抗性のコンタクト層が
形成されることを阻止する。この電極系での別の1つの
利点は、低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
下側電極がHDC誘電材料の還元をほとんど行わない
か、あるいは全く行わないことである。
イト下側電極の堆積は、その下の層の酸化を最小限に止
めるように、わずかに還元性の雰囲気中で行われる。そ
れに続くHDC誘電材料の堆積は非常に酸化性の高い状
況で行うことができ、低濃度にドナーをドープされたペ
ロブスカイト下側電極がその下の層の酸化速度を遅くし
て、本質的に酸化され連続した抵抗性のコンタクト層が
形成されることを阻止する。この電極系での別の1つの
利点は、低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
下側電極がHDC誘電材料の還元をほとんど行わない
か、あるいは全く行わないことである。
【0010】開示された構造は一般に、現状の構造の欠
点の多くを解消しつつ、HDC材料への電気的接続を提
供する。本発明の1つの実施例は、導電性で低濃度にド
ナーをドープされたペロブスカイト層と、前記導電性で
低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層を覆う
高誘電率の材料層とを含む。この導電性で低濃度にドナ
ーをドープされたペロブスカイト層は、前記高誘電率の
材料層に対して化学的および構造的に本質的に安定した
電気的接続を提供する。本発明の1つの実施例を形成す
る方法は、導電性で低濃度にドナーをドープされたペロ
ブスカイト層を形成する工程と、前記導電性で低濃度に
ドナーをドープされたペロブスカイト層上に高誘電率の
材料層を形成する工程とを含む。
点の多くを解消しつつ、HDC材料への電気的接続を提
供する。本発明の1つの実施例は、導電性で低濃度にド
ナーをドープされたペロブスカイト層と、前記導電性で
低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層を覆う
高誘電率の材料層とを含む。この導電性で低濃度にドナ
ーをドープされたペロブスカイト層は、前記高誘電率の
材料層に対して化学的および構造的に本質的に安定した
電気的接続を提供する。本発明の1つの実施例を形成す
る方法は、導電性で低濃度にドナーをドープされたペロ
ブスカイト層を形成する工程と、前記導電性で低濃度に
ドナーをドープされたペロブスカイト層上に高誘電率の
材料層を形成する工程とを含む。
【0011】これらは、明らかなように、高誘電率材料
への電気的接続が、導電性で低濃度にドナーをドープさ
れたペロブスカイト層を含むようになった初めての薄膜
構造である。導電性で低濃度にドナーをドープされたペ
ロブスカイト層は一般に、誘電体のために開発されたの
と同じ方法を用いて効率的に堆積およびエッチできるペ
ロブスカイト電極および誘電体の両方を堆積およびエッ
チするために同じ装置が使用できる。これらの構造は更
に、多層コンデンサーおよびその他の薄膜強誘電性デバ
イス、例えば、ピロ電気材料、不揮発性メモリ、薄膜圧
電および薄膜電気光学的酸化物にも適用できる。
への電気的接続が、導電性で低濃度にドナーをドープさ
れたペロブスカイト層を含むようになった初めての薄膜
構造である。導電性で低濃度にドナーをドープされたペ
ロブスカイト層は一般に、誘電体のために開発されたの
と同じ方法を用いて効率的に堆積およびエッチできるペ
ロブスカイト電極および誘電体の両方を堆積およびエッ
チするために同じ装置が使用できる。これらの構造は更
に、多層コンデンサーおよびその他の薄膜強誘電性デバ
イス、例えば、ピロ電気材料、不揮発性メモリ、薄膜圧
電および薄膜電気光学的酸化物にも適用できる。
【0012】本発明に特徴的と考えられる新規な特徴に
ついては請求の範囲に示した。しかし、本発明そのもの
については、それのその他の特徴および利点とともに、
以下の添付図面を参照した詳細な説明から最も良く理解
できるであろう。
ついては請求の範囲に示した。しかし、本発明そのもの
については、それのその他の特徴および利点とともに、
以下の添付図面を参照した詳細な説明から最も良く理解
できるであろう。
【0013】
【実施例】図1を参照すると、バルクBaTiO3 (B
T)の室温導電率と結晶粒径とに対するLaドナードー
ピングの効果を示すグラフが示されている。BTは一般
に代表的なペロブスカイト材料であると考えられてお
り、類似ペロブスカイトであるSrTiO3 (ST)や
(Ba,Sr)TiO3 も同様に振る舞うはずである低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイトのバルク抵
抗率は一般に、約10ないし100ohm・cmの間に
ある。更に、この抵抗率はペロブスカイトを還元性の環
境に曝すことによって下げることができる。ペロブスカ
イトはまた、高いドナー濃度において高抵抗率(約10
10−1014ohm・cm)を取る。この材料を導電性
(または抵抗性)とするためのドナードープの量は、通
常、プロセス条件(すなわち、温度、雰囲気、結晶粒
径、膜厚、および組成)に依存する。
T)の室温導電率と結晶粒径とに対するLaドナードー
ピングの効果を示すグラフが示されている。BTは一般
に代表的なペロブスカイト材料であると考えられてお
り、類似ペロブスカイトであるSrTiO3 (ST)や
(Ba,Sr)TiO3 も同様に振る舞うはずである低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイトのバルク抵
抗率は一般に、約10ないし100ohm・cmの間に
ある。更に、この抵抗率はペロブスカイトを還元性の環
境に曝すことによって下げることができる。ペロブスカ
イトはまた、高いドナー濃度において高抵抗率(約10
10−1014ohm・cm)を取る。この材料を導電性
(または抵抗性)とするためのドナードープの量は、通
常、プロセス条件(すなわち、温度、雰囲気、結晶粒
径、膜厚、および組成)に依存する。
【0014】ここに用いられているように、「低濃度」
という用語はペロブスカイトのドーピングに関して使用
される場合、未ドープのペロブスカイトの抵抗率よりも
本質的に低い抵抗率をもたらすドーピングレベル(すな
わち、約0.01ないし約03モル百分率のドーピン
グ)を意味する。一般にそのような低い抵抗率はまた、
高濃度にドープされたペロブスカイトの抵抗率よりも本
質的に低い値になっている。当業者には既知のように、
ドナードーピングは一般に、格子位置原子の置換であっ
て、置き換わる原子の価電子数が(置き換わられる原子
の価電子数に比べて)多いことのために、自由電子が生
ずる。
という用語はペロブスカイトのドーピングに関して使用
される場合、未ドープのペロブスカイトの抵抗率よりも
本質的に低い抵抗率をもたらすドーピングレベル(すな
わち、約0.01ないし約03モル百分率のドーピン
グ)を意味する。一般にそのような低い抵抗率はまた、
高濃度にドープされたペロブスカイトの抵抗率よりも本
質的に低い値になっている。当業者には既知のように、
ドナードーピングは一般に、格子位置原子の置換であっ
て、置き換わる原子の価電子数が(置き換わられる原子
の価電子数に比べて)多いことのために、自由電子が生
ずる。
【0015】図2ないし図6を参照すると、本発明の好
適実施例である、低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト下側電極を含むコンデンサーを作製する方法が
示されている。図2はシリコン半導体基板30を示して
いる。図3はシリコン基板30の表面上に形成されたS
iO2 絶縁層32を示している。図4はSiO2 層32
上に堆積された低濃度にLaドナーをドープされたBS
T層34を示しているこの低濃度にLaドナーをドープ
されたBST層34は導電性であり、高誘電率コンデン
サーのための下側電極として機能する。図5は低濃度に
LaドナーをドープされたBST層34上に堆積され
た、コンデンサーの誘電体である未ドープの高誘電率B
STの層36を示している。コンデンサーの誘電体とし
て未ドープのBSTを使用できるが、アクセプターをド
ープしたものや、高濃度にドナーをドープしたBSTを
用いて高誘電率を得てもよい。図6は未ドープのBST
層36の上に堆積されたTiNの上側電極38を示して
いる。TiNは一般に導電性であることに加えて、良好
な接着層および拡散障壁である。これとは別に、上側電
極38として、TiNの代わりに低濃度にLaドナーを
ドープされたBSTの別の層を用いることもできる。
適実施例である、低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト下側電極を含むコンデンサーを作製する方法が
示されている。図2はシリコン半導体基板30を示して
いる。図3はシリコン基板30の表面上に形成されたS
iO2 絶縁層32を示している。図4はSiO2 層32
上に堆積された低濃度にLaドナーをドープされたBS
T層34を示しているこの低濃度にLaドナーをドープ
されたBST層34は導電性であり、高誘電率コンデン
サーのための下側電極として機能する。図5は低濃度に
LaドナーをドープされたBST層34上に堆積され
た、コンデンサーの誘電体である未ドープの高誘電率B
STの層36を示している。コンデンサーの誘電体とし
て未ドープのBSTを使用できるが、アクセプターをド
ープしたものや、高濃度にドナーをドープしたBSTを
用いて高誘電率を得てもよい。図6は未ドープのBST
層36の上に堆積されたTiNの上側電極38を示して
いる。TiNは一般に導電性であることに加えて、良好
な接着層および拡散障壁である。これとは別に、上側電
極38として、TiNの代わりに低濃度にLaドナーを
ドープされたBSTの別の層を用いることもできる。
【0016】別の1つの実施例として、図7は低濃度に
LaドナーをドープされたBST層34の上に堆積され
た未ドープの高誘電率BST層36を示している。この
低濃度にLaドナーをドープされたBST層34は、未
ドープの高誘電率BST層36に対して化学的および構
造的に安定な電気的接続を提供する。
LaドナーをドープされたBST層34の上に堆積され
た未ドープの高誘電率BST層36を示している。この
低濃度にLaドナーをドープされたBST層34は、未
ドープの高誘電率BST層36に対して化学的および構
造的に安定な電気的接続を提供する。
【0017】別の1つの実施例として、図8は低濃度に
ドナーをドープされたペロブスカイト電極を使用した高
誘電率コンデンサーを示している。TiN上側電極38
が未ドープのBST層36を覆っており、更にそれが低
濃度にLaドナーをドープされたBST下側電極34を
覆っている。しかし、この低濃度にLaドナーをドープ
されたBST下側電極34は第1のSiO2 絶縁層32
に直接接して形成されておらず、その代わりTiN電極
バッファー層42の上に形成されていることが示されて
いる。このTiN電極バッファー層42は接着層とし
て、更に高誘電率BST層36中のシリコン、酸素、お
よび不純物に対する拡散障壁として使用されている。こ
の目的のために、TiNの代わりにRuO2 /Ruのよ
うなその他の材料を使用することもできる。例えば、R
u金属を堆積することができ、それは低濃度にLaドナ
ーをドープされたBST層34または未ドープの高誘電
率BST層36の堆積中に、ほとんどの部分がRuO2
になってしまうであろう。この例でTiN電極バッファ
ー層42は直接的な電気的接続のためには使用されてい
ない。それは、導電性タングステンプラグ46を介して
上から低濃度にLaドナーをドープされたBST層34
へ電気的コンタクトが直接形成されるからである。この
タングステンプラグ46は、第2のSiO2 絶縁層44
を通してアルミニウムの上部配線48に対して電気的コ
ンタクトを形成する。これ以外の2個のタングステンプ
ラグ46がアルミニウム上部配線層48からTiN上側
電極38へとドープされたシリコン領域40とへ電気的
コンタクトを形成する。
ドナーをドープされたペロブスカイト電極を使用した高
誘電率コンデンサーを示している。TiN上側電極38
が未ドープのBST層36を覆っており、更にそれが低
濃度にLaドナーをドープされたBST下側電極34を
覆っている。しかし、この低濃度にLaドナーをドープ
されたBST下側電極34は第1のSiO2 絶縁層32
に直接接して形成されておらず、その代わりTiN電極
バッファー層42の上に形成されていることが示されて
いる。このTiN電極バッファー層42は接着層とし
て、更に高誘電率BST層36中のシリコン、酸素、お
よび不純物に対する拡散障壁として使用されている。こ
の目的のために、TiNの代わりにRuO2 /Ruのよ
うなその他の材料を使用することもできる。例えば、R
u金属を堆積することができ、それは低濃度にLaドナ
ーをドープされたBST層34または未ドープの高誘電
率BST層36の堆積中に、ほとんどの部分がRuO2
になってしまうであろう。この例でTiN電極バッファ
ー層42は直接的な電気的接続のためには使用されてい
ない。それは、導電性タングステンプラグ46を介して
上から低濃度にLaドナーをドープされたBST層34
へ電気的コンタクトが直接形成されるからである。この
タングステンプラグ46は、第2のSiO2 絶縁層44
を通してアルミニウムの上部配線48に対して電気的コ
ンタクトを形成する。これ以外の2個のタングステンプ
ラグ46がアルミニウム上部配線層48からTiN上側
電極38へとドープされたシリコン領域40とへ電気的
コンタクトを形成する。
【0018】別の実施例として、図9は低濃度にドナー
をドープされたペロブスカイト電極を使用した高誘電率
コンデンサーを示している。TiN電極バッファー層4
2の上に、図8に示されたのと同様に低濃度にLaドナ
ーをドープされたBST下側電極34が形成されてい
る。しかし、図9では、TiN電極バッファー層42が
その下のドープされたシリコン領域40に対して電気的
接続を提供している。TiNはまた、この例においてか
なり巧く機能している。というのは、TiNはそれが絶
縁性のチタン酸化物を形成するためにはかなり本質的な
酸化を受けなければならないからである。例えば、Ti
O2 は絶縁性であるが、TiONやTiOは導電性であ
る。
をドープされたペロブスカイト電極を使用した高誘電率
コンデンサーを示している。TiN電極バッファー層4
2の上に、図8に示されたのと同様に低濃度にLaドナ
ーをドープされたBST下側電極34が形成されてい
る。しかし、図9では、TiN電極バッファー層42が
その下のドープされたシリコン領域40に対して電気的
接続を提供している。TiNはまた、この例においてか
なり巧く機能している。というのは、TiNはそれが絶
縁性のチタン酸化物を形成するためにはかなり本質的な
酸化を受けなければならないからである。例えば、Ti
O2 は絶縁性であるが、TiONやTiOは導電性であ
る。
【0019】TiN下側電極バッファー層42を使用す
る場合、TiNの酸化を最小限に止めるために、低濃度
にLaドナーをドープされたBST下側電極34の堆積
は少し還元性の雰囲気中で行うのが好ましい。未ドープ
の高誘電率BST層36の堆積は、一般に、非常に酸化
性の高い状況を必要とし、低濃度にLaドナーをドープ
されたBST下側電極34はTiN電極バッファー層4
2の酸化速度を大幅に遅らせ、そのため本質的な酸化を
受けた連続的な抵抗性コンタクト層の形成を阻止する。
この電極系での別の1つの利点は、低濃度にLaドナー
をドープされたBST下側電極が、あってもわずかしか
未ドープBST層36の還元を行わないということであ
る。
る場合、TiNの酸化を最小限に止めるために、低濃度
にLaドナーをドープされたBST下側電極34の堆積
は少し還元性の雰囲気中で行うのが好ましい。未ドープ
の高誘電率BST層36の堆積は、一般に、非常に酸化
性の高い状況を必要とし、低濃度にLaドナーをドープ
されたBST下側電極34はTiN電極バッファー層4
2の酸化速度を大幅に遅らせ、そのため本質的な酸化を
受けた連続的な抵抗性コンタクト層の形成を阻止する。
この電極系での別の1つの利点は、低濃度にLaドナー
をドープされたBST下側電極が、あってもわずかしか
未ドープBST層36の還元を行わないということであ
る。
【0020】更に別の1つの例として、図10は低濃度
にドナーをドープされたペロブスカイト電極を使用した
高誘電率コンデンサーを示している。図9に示されたよ
うに電気的コンタクトのためにTiN電極バッファー層
42が使用される。しかし、図10では、TiN電極バ
ッファー層42はタングステンプラグ50を介して、ド
ープされたシリコン領域40へ接続している。
にドナーをドープされたペロブスカイト電極を使用した
高誘電率コンデンサーを示している。図9に示されたよ
うに電気的コンタクトのためにTiN電極バッファー層
42が使用される。しかし、図10では、TiN電極バ
ッファー層42はタングステンプラグ50を介して、ド
ープされたシリコン領域40へ接続している。
【0021】別の方法として、図10のタングステン
(またはTiN)プラグ50は、もしTiN電極バッフ
ァー層42が使用されなかったとすれば、低濃度にLa
ドナーをドープされたBST下側電極34に対して直接
つながるように用いることもできる。しかし一般に、低
濃度にLaドナーをドープされたBST下側電極34は
酸素拡散障壁として利用されており、従ってこれではあ
らゆる考えうる酸化状況下でタングステンプラグ50を
保護するというわけにはいかなくなる。
(またはTiN)プラグ50は、もしTiN電極バッフ
ァー層42が使用されなかったとすれば、低濃度にLa
ドナーをドープされたBST下側電極34に対して直接
つながるように用いることもできる。しかし一般に、低
濃度にLaドナーをドープされたBST下側電極34は
酸素拡散障壁として利用されており、従ってこれではあ
らゆる考えうる酸化状況下でタングステンプラグ50を
保護するというわけにはいかなくなる。
【0022】次に示す表はいくつかの実施例および図面
の全体的な要約を提供している。
の全体的な要約を提供している。
【0023】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【0024】以上、数例の好適実施例について詳細に説
明してきた。本発明の範囲には、ここに説明したもの以
外でしかも本発明に包含されるべき実施例が含まれるで
あろうことは理解されたい。ここに述べた構造に関連し
て、そのような構造に対する電気的接続は、オーミック
性、整流性、容量性、直接的または中間回路を介しての
間接的なものであり得る。本発明の実施は、個別部品に
対して行うことも、完全な集積回路の形でシリコン、ゲ
ルマニウム、ガリウム砒素、またはその他の電子材料群
に対して行うこともできる。一般的、好適または特定の
実施例はその他の例に比べて好ましいものとなる。
明してきた。本発明の範囲には、ここに説明したもの以
外でしかも本発明に包含されるべき実施例が含まれるで
あろうことは理解されたい。ここに述べた構造に関連し
て、そのような構造に対する電気的接続は、オーミック
性、整流性、容量性、直接的または中間回路を介しての
間接的なものであり得る。本発明の実施は、個別部品に
対して行うことも、完全な集積回路の形でシリコン、ゲ
ルマニウム、ガリウム砒素、またはその他の電子材料群
に対して行うこともできる。一般的、好適または特定の
実施例はその他の例に比べて好ましいものとなる。
【0025】本発明は例示した実施例に関して説明して
きたが、この説明は限定的な意図のものではない。本発
明のその他の実施例が可能であると同時に、例示した実
施例に対して各種の修正や組み合わせが可能であること
は、本説明を参照することにより当業者には明らかであ
ろう。従って、請求の範囲はそれらの修正や実施例をす
べて包含するものと解釈されるべきである。
きたが、この説明は限定的な意図のものではない。本発
明のその他の実施例が可能であると同時に、例示した実
施例に対して各種の修正や組み合わせが可能であること
は、本説明を参照することにより当業者には明らかであ
ろう。従って、請求の範囲はそれらの修正や実施例をす
べて包含するものと解釈されるべきである。
【0026】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)ミクロ電子構造を形成する方法であって、次の工
程: (a)導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブス
カイト層を形成すること、および(b)前記導電性で低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層の上に高
誘電率材料の層を形成すること、を含み、それによっ
て、前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト層が前記高誘電率材料の層に対して化学的およ
び構造的に本質的に安定な電気的接続を提供している方
法。
る。 (1)ミクロ電子構造を形成する方法であって、次の工
程: (a)導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブス
カイト層を形成すること、および(b)前記導電性で低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層の上に高
誘電率材料の層を形成すること、を含み、それによっ
て、前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト層が前記高誘電率材料の層に対して化学的およ
び構造的に本質的に安定な電気的接続を提供している方
法。
【0027】(2)第1項記載の方法であって、前記ペ
ロブスカイトが、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Zr)
O3 、チタン酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニオブ
酸鉛、ニオブ酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛
マグネシウム、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
ロブスカイトが、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Zr)
O3 、チタン酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニオブ
酸鉛、ニオブ酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛
マグネシウム、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
【0028】(3)第1項記載の方法であって、前記ド
ナーが、F、Cl、V、Nb、Mo、La、Ce、P
r、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Ta、W、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
ナーが、F、Cl、V、Nb、Mo、La、Ce、P
r、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Ta、W、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
【0029】(4)第1項記載の方法であって、前記高
誘電率材料の層が、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Z
r)O3 、(Pb,La)(Zr,Ti)O3 、チタン
酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニオブ酸鉛、ニオブ
酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛マグネシウ
ム、およびそれらの組み合わせで構成される群のうちか
ら選ばれたものである方法。
誘電率材料の層が、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Z
r)O3 、(Pb,La)(Zr,Ti)O3 、チタン
酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニオブ酸鉛、ニオブ
酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛マグネシウ
ム、およびそれらの組み合わせで構成される群のうちか
ら選ばれたものである方法。
【0030】(5)第1項記載の方法であって、前記高
誘電率材料の層が未ドープである方法。
誘電率材料の層が未ドープである方法。
【0031】(6)第1項記載の方法であって、前記高
誘電率材料の層がアクセプターをドープされたものであ
る方法。
誘電率材料の層がアクセプターをドープされたものであ
る方法。
【0032】(7)第1項記載の方法であって、前記高
誘電率材料の層が高濃度にドナーをドープされたもので
ある方法。
誘電率材料の層が高濃度にドナーをドープされたもので
ある方法。
【0033】(8)第1項記載の方法であって、前記高
誘電率材料の層がアクセプターと高濃度のドナーの両方
をドープされたものである方法。
誘電率材料の層がアクセプターと高濃度のドナーの両方
をドープされたものである方法。
【0034】(9)第1項記載の方法であって、更に電
気的に伝導性のバッファー層の上に前記導電性で低濃度
にドナーをドープされたペロブスカイト層を形成する工
程を含む方法。
気的に伝導性のバッファー層の上に前記導電性で低濃度
にドナーをドープされたペロブスカイト層を形成する工
程を含む方法。
【0035】(10)第9項記載の方法であって、前記
電気的に伝導性のバッファー層が、白金、パラジウム、
ロジウム、金、イリジウム、銀、ルテニウム、窒化チタ
ン、窒化錫、窒化ルテニウム、窒化ジルコニウム、一酸
化ルテニウム、二酸化ルテニウム、酸化錫、一酸化チタ
ン、TiON、チタンシリサイド、およびそれらの組み
合わせで構成される群のうちから選ばれたものである方
法。
電気的に伝導性のバッファー層が、白金、パラジウム、
ロジウム、金、イリジウム、銀、ルテニウム、窒化チタ
ン、窒化錫、窒化ルテニウム、窒化ジルコニウム、一酸
化ルテニウム、二酸化ルテニウム、酸化錫、一酸化チタ
ン、TiON、チタンシリサイド、およびそれらの組み
合わせで構成される群のうちから選ばれたものである方
法。
【0036】(11)第1項記載の方法であって、更に
前記高誘電率材料の層の上に電気的に伝導性の層を形成
する工程を含む方法。
前記高誘電率材料の層の上に電気的に伝導性の層を形成
する工程を含む方法。
【0037】(12)第11項記載の方法であって、前
記電気的に伝導性の層が、白金、パラジウム、ロジウ
ム、金、イリジウム、銀、窒化チタン、窒化錫、窒化ル
テニウム、窒化ジルコニウム、二酸化ルテニウム、酸化
錫、一酸化チタン、チタンシリサイド、アルミニウム、
およびそれらの組み合わせで構成される群のうちから選
ばれたものである方法。
記電気的に伝導性の層が、白金、パラジウム、ロジウ
ム、金、イリジウム、銀、窒化チタン、窒化錫、窒化ル
テニウム、窒化ジルコニウム、二酸化ルテニウム、酸化
錫、一酸化チタン、チタンシリサイド、アルミニウム、
およびそれらの組み合わせで構成される群のうちから選
ばれたものである方法。
【0038】(13)第11項記載の方法であって、前
記電気的に伝導性の層が低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイトである方法。
記電気的に伝導性の層が低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイトである方法。
【0039】(14)第13項記載の方法であって、前
記ペロブスカイトが、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Z
r)O3 、チタン酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニ
オブ酸鉛、ニオブ酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ
酸鉛マグネシウム、およびそれらの組み合わせで構成さ
れる群のうちから選ばれたものである方法。
記ペロブスカイトが、(Ba,Sr,Pb)(Ti,Z
r)O3 、チタン酸ビスマス、タンタル酸カリウム、ニ
オブ酸鉛、ニオブ酸鉛亜鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ
酸鉛マグネシウム、およびそれらの組み合わせで構成さ
れる群のうちから選ばれたものである方法。
【0040】(15)第13項記載の方法であって、前
記ドナーが、F、Cl、V、Nb、Mo、La、Ce、
Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Ta、W、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
記ドナーが、F、Cl、V、Nb、Mo、La、Ce、
Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Ta、W、およびそれらの組み合わせで構成される
群のうちから選ばれたものである方法。
【0041】(16)ミクロ電子コンデンサーを作製す
る方法であって、次の工程: (a)電気的に伝導性のバッファー層を形成すること、
(b)前記電気的に伝導性のバッファー層の上に低濃度
にランタンをドープされたチタン酸バリウムストロンチ
ウム層を形成すること、(c)前記低濃度にランタンを
ドープされたチタン酸バリウムストロンチウム層の上に
チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層を形成するこ
と、および(d)前記チタン酸バリウムストロンチウム
層上へ窒化チタン層を形成すること、を含む方法。
る方法であって、次の工程: (a)電気的に伝導性のバッファー層を形成すること、
(b)前記電気的に伝導性のバッファー層の上に低濃度
にランタンをドープされたチタン酸バリウムストロンチ
ウム層を形成すること、(c)前記低濃度にランタンを
ドープされたチタン酸バリウムストロンチウム層の上に
チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層を形成するこ
と、および(d)前記チタン酸バリウムストロンチウム
層上へ窒化チタン層を形成すること、を含む方法。
【0042】(17)第16項記載の方法であって、前
記低濃度にランタンをドープされたチタン酸バリウムス
トロンチウム層が0.1から0.2分子百分率の間の濃
度のランタンを含んでいる方法。
記低濃度にランタンをドープされたチタン酸バリウムス
トロンチウム層が0.1から0.2分子百分率の間の濃
度のランタンを含んでいる方法。
【0043】(18)第16項記載の方法であって、前
記低濃度にランタンをドープされたチタン酸バリウムス
トロンチウム層が0.01から0.29分子百分率の間
の濃度のランタンを含んでいる方法。
記低濃度にランタンをドープされたチタン酸バリウムス
トロンチウム層が0.01から0.29分子百分率の間
の濃度のランタンを含んでいる方法。
【0044】(19)第16項記載の方法であって、前
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が未ドープ
である方法。
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が未ドープ
である方法。
【0045】(20)第16項記載の方法であって、前
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、Na、
Al、Mn、Ca、K、Cr、Mn、Co、Ni、C
u、Zn、Li、Mg、およびそれらの組み合わせで構
成される群のうちから選ばれた材料でアクセプタードー
プされたものである方法。
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、Na、
Al、Mn、Ca、K、Cr、Mn、Co、Ni、C
u、Zn、Li、Mg、およびそれらの組み合わせで構
成される群のうちから選ばれた材料でアクセプタードー
プされたものである方法。
【0046】(21)第16項記載の方法であって、前
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、F、C
l、V、Nb、Mo、La、Ce、Pr、Nd、Sm、
Ev、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Ta、W、およ
びそれらの組み合わせで構成される群のうちから選ばれ
た材料で高濃度にドナードープされたものである方法。
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、F、C
l、V、Nb、Mo、La、Ce、Pr、Nd、Sm、
Ev、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Ta、W、およ
びそれらの組み合わせで構成される群のうちから選ばれ
た材料で高濃度にドナードープされたものである方法。
【0047】(22)第16項記載の方法であって、前
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、アクセ
プタードープとドナードープされたものである方法。
記チタン酸バリウムストロンチウム誘電体層が、アクセ
プタードープとドナードープされたものである方法。
【0048】(23)ミクロ電子構造であって;導電性
で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層、お
よび前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト層を覆う高誘電率材料の層、を含み、それによ
って、前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロ
ブスカイト層が前記高誘電率材料の層に対して化学的お
よび構造的に本質的に安定な電気的接続を提供している
構造。
で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層、お
よび前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブ
スカイト層を覆う高誘電率材料の層、を含み、それによ
って、前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロ
ブスカイト層が前記高誘電率材料の層に対して化学的お
よび構造的に本質的に安定な電気的接続を提供している
構造。
【0049】(24)本発明の好適実施例は、導電性で
低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層(例え
ば、低濃度にLaをドープされたBST34)と、前記
導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
層を覆う高誘電率材料の層(例えば、未ドープのBST
36)とを含む。導電性で低濃度にドナーをドープされ
たペロブスカイト層は高誘電率材料の層に対して化学的
および構造的に本質的に安定な電気的接続を提供する。
導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
は一般に、未ドープ、アクセプタードープ、あるいは高
濃度にドナーをドープされたHDC材料と比べてずっと
低い抵抗率を有する。材料を導電性(または抵抗性)に
するためのドナードーピング量は通常、プロセス条件
(例えば、温度、雰囲気、結晶粒径、膜厚、および組
成)に依存する。この抵抗率はペロブスカイトを還元環
境に曝すことによって更に低下させることができる。低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイトは高誘電率
材料のために開発されたものと同じ方法によって効率的
に堆積およびエッチすることができる。同一の装置を用
いてペロブスカイトと誘電体の両方を堆積およびエッチ
できる。これらの構造は更に、多層コンデンサーおよび
その他の薄膜強誘電性デバイス、例えば、ピロ電気材
料、不揮発性メモリ、薄膜圧電および薄膜電気光学的酸
化物にも適用できる。
低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層(例え
ば、低濃度にLaをドープされたBST34)と、前記
導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
層を覆う高誘電率材料の層(例えば、未ドープのBST
36)とを含む。導電性で低濃度にドナーをドープされ
たペロブスカイト層は高誘電率材料の層に対して化学的
および構造的に本質的に安定な電気的接続を提供する。
導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
は一般に、未ドープ、アクセプタードープ、あるいは高
濃度にドナーをドープされたHDC材料と比べてずっと
低い抵抗率を有する。材料を導電性(または抵抗性)に
するためのドナードーピング量は通常、プロセス条件
(例えば、温度、雰囲気、結晶粒径、膜厚、および組
成)に依存する。この抵抗率はペロブスカイトを還元環
境に曝すことによって更に低下させることができる。低
濃度にドナーをドープされたペロブスカイトは高誘電率
材料のために開発されたものと同じ方法によって効率的
に堆積およびエッチすることができる。同一の装置を用
いてペロブスカイトと誘電体の両方を堆積およびエッチ
できる。これらの構造は更に、多層コンデンサーおよび
その他の薄膜強誘電性デバイス、例えば、ピロ電気材
料、不揮発性メモリ、薄膜圧電および薄膜電気光学的酸
化物にも適用できる。
【図1】BaTiO3 の室温導電率と結晶粒径とに対す
るLaドナードーピングの効果を示すグラフ。
るLaドナードーピングの効果を示すグラフ。
【図2】半導体基板上へ低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、スタート材料であ
るシリコン半導体基板を示す。
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、スタート材料であ
るシリコン半導体基板を示す。
【図3】半導体基板上へ低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記シリコン基板
上へ第1のSiO2 絶縁層を堆積した段階を示す。
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記シリコン基板
上へ第1のSiO2 絶縁層を堆積した段階を示す。
【図4】半導体基板上へ低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記第1の絶縁層
上へ、下側電極となる低濃度にドナーをドープされたB
ST層を堆積した段階を示す。
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記第1の絶縁層
上へ、下側電極となる低濃度にドナーをドープされたB
ST層を堆積した段階を示す。
【図5】半導体基板上へ低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記下側電極の上
にコンデンサーの誘電体となる未ドープの高誘電率材料
のBST層を堆積した段階を示す。
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記下側電極の上
にコンデンサーの誘電体となる未ドープの高誘電率材料
のBST層を堆積した段階を示す。
【図6】半導体基板上へ低濃度にドナーをドープされた
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記高誘電率材料
の上に上側電極となるTiN層を堆積した段階を示す。
ペロブスカイト下側電極を備えたコンデンサーを作製す
るための方法を示す断面図であって、前記高誘電率材料
の上に上側電極となるTiN層を堆積した段階を示す。
【図7】低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト
上に形成された高誘電率材料の断面図。
上に形成された高誘電率材料の断面図。
【図8】半導体基板の表面上に形成された低濃度にドナ
ーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサー
の1つの実施例の断面図。
ーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサー
の1つの実施例の断面図。
【図9】半導体基板の表面上に形成された低濃度にドナ
ーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサー
の別の1つの実施例の断面図。
ーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサー
の別の1つの実施例の断面図。
【図10】半導体基板の表面上に形成された低濃度にド
ナーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサ
ーの更に別の1つの実施例の断面図。
ナーをドープされたペロブスカイトを備えたコンデンサ
ーの更に別の1つの実施例の断面図。
30 シリコン半導体基板 32 SiO2 絶縁層 34 低濃度にドナーをドープされたペロブスカイト層 36 高誘電率材料の層 38 TiN上側電極 40 ドープされたシリコン領域 42 TiNバッファー層 44 第2のSiO2 絶縁層 46 導電性タングステンプラグ 48 アルミニウム上部配線 50 タングステンプラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハワード アール.ベラタン アメリカ合衆国テキサス州リチャードソ ン,イー.ベルトライン 2111,アパート メント ナンバー 106ビー (72)発明者 ブルース グナーデ アメリカ合衆国テキサス州ローレット,ア ーディス ドライブ 3702
Claims (2)
- 【請求項1】 ミクロ電子構造を形成する方法であっ
て、次の工程: (a)導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブス
カイト層を形成すること、および (b)前記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロ
ブスカイト層の上に高誘電率材料の層を形成すること、 を含み、 それによって、前記導電性で低濃度にドナーをドープさ
れたペロブスカイト層が前記高誘電率材料の層に対して
化学的および構造的に本質的に安定な電気的接続を提供
している方法。 - 【請求項2】 ミクロ電子構造であって;導電性で低濃
度にドナーをドープされたペロブスカイト層、および前
記導電性で低濃度にドナーをドープされたペロブスカイ
ト層を覆う高誘電率材料の層、 を含み、 それによって、前記導電性で低濃度にドナーをドープさ
れたペロブスカイト層が前記高誘電率材料の層に対して
化学的および構造的に本質的に安定な電気的接続を提供
している構造。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US4094693A | 1993-03-31 | 1993-03-31 | |
US040946 | 1993-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06326250A true JPH06326250A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=21913864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6060931A Pending JPH06326250A (ja) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 高誘電率材料へのコンタクト構造および形成方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6204069B1 (ja) |
EP (1) | EP0618597B1 (ja) |
JP (1) | JPH06326250A (ja) |
DE (1) | DE69404189T2 (ja) |
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JPH08191137A (ja) * | 1994-08-01 | 1996-07-23 | Texas Instr Inc <Ti> | マイクロ電子構造体とその製造法 |
JPH08330544A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-13 | Samsung Electron Co Ltd | 高誘電率キャパシタの下部電極の形成方法 |
JPH09507342A (ja) * | 1994-10-04 | 1997-07-22 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 酸素障壁が設けられた下部電極を有する強誘電体メモリ素子を具えた半導体デバイス |
EP0812021A3 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dielectric thin film capacitor element and manufacturing method of the same |
KR100781964B1 (ko) * | 2005-12-02 | 2007-12-06 | 한국과학기술연구원 | 내장형 커패시터 및 그 제조 방법 |
JP2008513324A (ja) * | 2004-09-14 | 2008-05-01 | トロノクス ピグメンツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 微細粒のアルカリ土類金属チタン酸塩及び酸化チタン粒子の使用下でのその製造方法 |
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WO1997001854A1 (en) * | 1995-06-28 | 1997-01-16 | Bell Communication Research, Inc. | Barrier layer for ferroelectric capacitor integrated on silicon |
US5739049A (en) * | 1995-08-21 | 1998-04-14 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor device having a capacitor and a method of forming metal wiring on a semiconductor substrate |
US5978207A (en) * | 1996-10-30 | 1999-11-02 | The Research Foundation Of The State University Of New York | Thin film capacitor |
DE19703343C2 (de) * | 1997-01-30 | 2003-02-20 | Ortwin F Schirmer | Photorefraktiver Kristall |
US6935002B1 (en) * | 1997-10-13 | 2005-08-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a nonreciprocal circuit device |
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