[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010711456.4
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112310086A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山口直
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L27/11507
• 分類號: H01L27/11507;H01L27/1159
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李輝

1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：

(a)形成包含鉿、氧和第一元素的第一非晶膜；

(b)在所述第一非晶膜上形成多個(gè)第一晶粒，所述多個(gè)第一晶粒包含不同于鉿、氧和所述第一元素中的任一種的第二元素；

(c)在(b)之后，在所述第一非晶膜上形成絕緣膜，所述絕緣膜包含不同于鉿、氧、所述第一元素和所述第二元素中的任一種的第三元素；

(d)在所述絕緣膜上形成包含鉿、氧和所述第一元素的第二非晶膜；

(e)在所述第二非晶膜上形成第一金屬膜；以及

(f)在(e)之后，執(zhí)行熱處理以使所述第一非晶膜結(jié)晶以形成斜方晶的第一鐵電膜，并且使所述第二非晶膜結(jié)晶以形成斜方晶的第二鐵電膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中

在(b)中，所述多個(gè)第一晶粒彼此分離地形成；以及

在(f)中，所述多個(gè)第一晶粒用作所述第一鐵電膜和所述第二鐵電膜的晶核。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中

在(c)中，通過形成所述絕緣膜，所述多個(gè)第一晶粒與所述第三元素反應(yīng)以形成包含所述第二元素和所述第三元素的多個(gè)第二晶粒；以及

在(f)中，所述多個(gè)第二晶粒用作晶核。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中

在(f)中，通過來自所述第一金屬膜的應(yīng)力來控制所述第一鐵電膜和所述第二鐵電膜中的每一個(gè)的取向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中

通過濺射法來執(zhí)行(b)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中

在(c)中，通過在100℃或更高的溫度下由ALD法沉積所述絕緣膜達(dá)1至4個(gè)循環(huán)來形成所述絕緣膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中

所述第二元素是鋁。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中

在(b)中，所述多個(gè)第一晶粒相對于所述第一非晶膜的上表面的面密度在1×10¹³/cm²至1×10¹⁵/cm²的范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中

在(f)中，使用微波來執(zhí)行所述熱處理，并且所述微波的電場在相對于所述第一金屬膜的上表面的縱向方向上振動(dòng)。

10.一種半導(dǎo)體器件，包括：

鐵電層，包括第一鐵電膜以及在所述第一鐵電膜上形成的第二鐵電膜，其中

所述第一鐵電膜和所述第二鐵電膜中的每一個(gè)包含鉿、氧和第一元素，以及

在所述第一鐵電膜與所述第二鐵電膜之間，所述鐵電層進(jìn)一步包括：

多個(gè)第一晶粒，包含不同于鉿、氧和所述第一元素中的任一種的第二元素、以及不同于鉿、氧、所述第一元素和所述第二元素中的任一種的第三元素；以及

絕緣膜，包括所述第三元素，所述絕緣膜在所述多個(gè)第一晶粒之間形成。

11.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中

所述多個(gè)第一晶粒在所述第一鐵電膜與所述第二鐵電膜之間彼此分離地形成。

12.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中

所述第一鐵電膜和所述第二鐵電膜分別是斜方晶的。

13.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中

所述絕緣膜被形成為覆蓋所述多個(gè)第一晶粒中的每個(gè)第一晶粒的一部分或全部。

14.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中

所述絕緣膜的厚度為1nm或更小。

15.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體器件，其中

所述第二元素是鋁；以及

所述第三元素是硅。