[發明專利]一種存儲器件的制造設備及其方法

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• 申請號: 202010084060.1
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111261634A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 呂震宇
• 申請（專利權）人: 無錫拍字節科技有限公司
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507;H01L27/1159;H01L21/67
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明公開了一種存儲器件的制造設備及其方法，包括：在第一沉積腔對待處理襯底進行第一沉積層的沉積；通過傳送模塊在真空狀態下將襯底從第一沉積腔傳送到第二沉積腔；以及在第二沉積腔對襯底進行第二沉積層的沉積。該方法可以避免襯底在轉移過程中與空氣或其他雜質接觸，從而顯著改善材料層之間的界面狀態，進而提高最終形成的器件性能。

技術領域

本發明涉及存儲器的制造領域。具體而言，本發明涉及一種存儲器件的制造設備及其方法。

背景技術

鐵電存儲器是一種特殊工藝的非易失性的存儲器。當電場被施加到鐵晶體管時，中心原子順著電場停在第一低能量狀態位置，而當電場反轉被施加到同一鐵晶體管時，中心原子順著電場的方向在晶體里移動并停在第二低能量狀態。大量中心原子在晶體單胞中移動耦合形成鐵電疇，鐵電疇在電場作用下形成極化電荷。鐵電疇在電場下反轉所形成的極化電荷較高，鐵電疇在電場下無反轉所形成的極化電荷較低，這種鐵電材料的二元穩定狀態使得鐵電可以作為存儲器。

當移去電場后，中心原子處于低能量狀態保持不動，存儲器的狀態也得以保存不會消失，因此可利用鐵電疇在電場下反轉形成高極化電荷，或無反轉形成低極化電荷來判別存儲單元是在“1”或“0”狀態。鐵電疇的反轉不需要高電場，僅用一般的工作電壓就可以改變存儲單元是在“1”或“0”的狀態；也不需要電荷泵來產生高電壓數據擦除，因而沒有擦寫延遲的現象。這種特性使鐵電存儲器在掉電后仍能夠繼續保存數據，寫入速度快且具有無限次寫入壽命，不容易寫壞。并且，與現有的非易失性內存技術比較，鐵電存儲器具有更高的寫入速度和更長的讀寫壽命。

鐵電性是鐵電存儲器的一個關鍵因素。具有較好結晶度、較低缺陷的薄膜和材料將顯著改進鐵電存儲器的鐵電性，從而獲得更好的器件性能。

現有技術的鐵電存儲器的沉積系統和方法通常在一個處理腔室內完成所有的處理工藝，例如多種材料層的沉積。這樣，前一材料層中的元素必然或多或少的殘留在腔室中，導致一層與二層材料的交叉污染，從而影響器件性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種形成MIM(metal insulator metal金屬-絕緣體-金屬)電容鐵電存儲器件或MIS(Metal-Insulator-Semiconductor金屬-絕緣體-半導體)鐵電存儲器件的方法，該存儲器件的鐵電材料與電極之間的界面具有零或最小化的界面區。零界面結構的氧型空穴和陷阱減少，提高薄膜結晶質量，從而顯著改善器件的電學性能。

根據本發明的一個方面，提供一種存儲器件的制造方法，包括：

在第一沉積腔對待處理襯底進行第一沉積層的沉積；

通過傳送模塊在真空狀態下將所述襯底從第一沉積腔傳送到第二沉積腔；以及

在第二沉積腔對所述襯底進行第二沉積層的沉積。

在本發明的一個實施例中，進行第一沉積層的沉積之前還包括：

在刻蝕腔對所述襯底進行刻蝕；以及

通過傳送模塊在真空狀態下將所述襯底從刻蝕腔傳送到第一沉積腔。

在本發明的一個實施例中，所述第一沉積層是高K鐵電氧化物。

在本發明的一個實施例中，所述第一沉積層是以下材料中的一種或多種：HfO_x、AlO_x、ZrO_x、LaO_x、TaO_x、NbO_x、GdO_x、YO_x、SiOx、SrO_x或這些材料的復合。