[發明專利]形成電容器電介質的方法以及使用該電容器電介質制造電容器的方法

無效

• 申請號: 200610156435.0
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101097862A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 樸鐘范
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/31
• 分類號: H01L21/31;H01L21/3105;H01L21/316;H01L21/02;H01L21/8242;H01L27/00;H01L27/108;H01G4/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊紅梅

交叉引用的相關申請

本發明要求享有在2006年6月29日提交的韓國專利申請No. 10-2006-005998的優先權，通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及制造半導體器件的方法，更具體涉及形成具有氧化鋯 層和氧化鉭層的電容器電介質的方法以及使用該電容器電介質制造電 容器的方法。

背景技術

氧化鉿(HfO₂)/氧化鋁(Al₂O₃)/氧化鉿的層疊結構通常被用作金 屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器中的電容器電介質，用來提高電容 量并使漏電流最小化。氧化鉿是具有結晶相的高介電常數的材料， 氧化鋁是具有無定形相的低介電常數的材料。

圖1是傳統電容器結構的截面圖。傳統電容器包括下電極11、 布置在下電極11上的具有HfO₂/Al₂O₃/HfO₂層疊結構的電容器電介 質12和布置在電容器電介質12上的上電極13。

氧化鉿增加電容器電介質12中的介電常數。但是，當氧化鉿結 晶時，漏電流性能特征劣化。因此，在傳統的電容器結構中應該小 心地使氧化鉿結晶，以實現有利的漏電流性能特征。

此外，當使用氧化鉿作為電容器電介質時，通過氧化鉿可增加 的電容量可受到限制。因此，當電容器的設計尺寸(design?rule)減 少時，難以將氧化鉿應用于電容器電介質。

發明內容

本發明的具體實施方案提供一種用于形成具有氧化鋯層和氧化鉭 層的電容器電介質的方法。氧化鋯層和氧化鉭層均具有四方相。所得 電容器電介質具有有利的漏電流性能特征以及高介電常數。還提供一 種使用所披露的電容器電介質來制造電容器的方法。

根據本發明的一方面，形成電容器電介質的方法包括沉積氧化鋯 層。在氧化鋯層上實施后處理，使得氧化鋯層具有四方相。在氧化鋯 層上方沉積具有四方相的氧化鉭層。

根據本發明的另一方面，形成電容器電介質的方法包括沉積氧化 鉭層。在氧化鉭層上實施后處理，使得氧化鉭層具有四方相。在氧化 鉭層上方沉積具有四方相的氧化鋯層。

根據本發明的又一方面，制造電容器的方法包括形成下電極。在 下電極上方形成電容器電介質。電容器電介質包括具有四方相的氧化 鋯層和具有四方相的氧化鉭層。在電容器電介質上方形成上電極。

根據本發明的又一方面，一種電容器包含下電極。在下電極上方 形成電容器電介質，其中電容器電介質包括具有四方相的氧化鋯層和 具有四方相的氧化鉭層。在電容器電介質上方形成上電極。

附圖說明

圖1是傳統電容器結構的截面圖。

圖2是根據本發明第一實施方案的電容器結構的截面圖。

圖3是根據本發明第二實施方案的電容器結構的截面圖。

圖4A～4C圖示說明制造根據本發明第一實施方案的電容器的方 法。

圖5A～5C圖示說明制造根據本發明第二實施方案的電容器的方 法。

具體實施方式

圖2圖示說明根據本發明第一實施方案的電容器的截面圖。根據 第一實施方案的電容器包括下電極21、布置在下電極21上的電容器 電介質100和布置在電容器電介質100上的上電極24。電容器電介質 100包括氧化鋯層(ZrO₂)22A和氧化鉭層(Ta₂O₅)23。氧化鋯層22A和氧 化鉭層23順序堆疊在下電極21上。

圖3是根據本發明第二實施方案的電容器結構的截面圖。根據本 發明第二實施方案的電容器包括下電極31，沉積在下電極31上的電 容器電介質200和沉積在電容器電介質200上的上電極34。電容器電 介質200由氧化鉭層32A和氧化鋯層33構成。氧化鉭層32A和氧化 鋯層33順序堆疊在下電極31上。

在圖2和3中，用于各電容器電介質100和200的氧化鋯層22A 和33以及氧化鉭層23和32A均具有四方相。因此，氧化鋯層22A和 33以及氧化鉭層23和32A分別以附圖標記T-ZrO₂和T-Ta₂O₅來表示。