CN100362626C - 插塞结构之电容器阻障 - Google Patents
插塞结构之电容器阻障 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100362626C CN100362626C CNB038094509A CN03809450A CN100362626C CN 100362626 C CN100362626 C CN 100362626C CN B038094509 A CNB038094509 A CN B038094509A CN 03809450 A CN03809450 A CN 03809450A CN 100362626 C CN100362626 C CN 100362626C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- integrated circuit
- layer
- barrier
- barrier layer
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 123
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 56
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021324 titanium aluminide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 11
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 abstract description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 130
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- OEBXVKWKYKWDDA-UHFFFAOYSA-N [Ta].[Bi].[Sr] Chemical compound [Ta].[Bi].[Sr] OEBXVKWKYKWDDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 241000877463 Lanio Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004121 SrRuO Inorganic materials 0.000 description 1
- UOTBHSCPQOFPDJ-UHFFFAOYSA-N [Hf]=O Chemical compound [Hf]=O UOTBHSCPQOFPDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
一种被改良的阻障层系被揭示，用于减少插塞结构之电容器中之插塞的氧化。该阻障层系被形成与氧化钛之非传导性黏着层上。该阻障层系包括第一及第二阻障层，其中该第二阻障层覆盖该第一阻障层之上表面及侧壁。在一实施例中，该第一阻障层包含铱而该第二阻障层包含x氧化铱(IrOx)。电容器系被形成与该阻障层上。
Description
技术领域
本发明系有关一种被用于如集成电路(ICs)之阻障，其可减少如氧之原子及分子的扩散。更特别是，该阻障可减少插塞结构之电容器中之插塞的氧化。
背景技术
内存集成电路包含多个被位线及字线相互连接的内存单元。内存单元包括用于储存一位信息之被耦合至电容器的晶体管。为了解高密度内存集成电路，内存单元运用一种如第1图所示之插塞上之电容器(COP)结构。该结构包括一电容器140，其具有被放置第一及第二电极141及142间之介电层146。该电容被耦合至传导插塞170。
通常，氧环境中之高温退火系为改善介电层特性所需，特别是用于高k介电及铁电物质。此外，氧环境中之另一退火系为修复因接触洞165之蚀刻造成之损害所需。退火期间，氧系经由电容扩散并氧化插塞。某些例子中，因增加之插塞电阻性或电子开路连接可导致效能降级及失败。
为了避免氧气经由电容扩散，被形成自铱之阻障层187系被提供于下电极及插塞之间。铱(Ir)因对氧具有良好阻障特性而被使用。因为铱具有分层自位准间介电(ILD)层(如二氧化硅或氮化硅)的倾向，所以氮化铱层182系被提供于层之间藉以增加黏着性。然而，如图标，阻障及黏着层之侧壁系被暴露。氧可穿透该被暴露侧壁，并沿黏着、阻障及位准间介电水平扩散，氧化该黏着层，某些例子中为插塞。
举例而言，由德国专利DE-A-196 40 244与美国专利US-A-5581 436可知一种插塞结构之电容器，其包含了一具有高介电常数K之介电层或铁电性材料与一第一电极，该第一电极系藉由一导电性阻障层连接至一插塞，以在介电层的沉积过程中避免阻障层间的氧扩散。
由以上得知，需要提供一种改良之阻障层，以减少插塞结构之电容器中的插塞氧化，其中该氧化系由于氧沿着阻障层与黏接层间之接口而扩散至该插塞而引起。
发明内容
本发明大致有关插塞结构之电容器的形成。一实施例中，减少插塞之氧化之被改良阻障。该阻障系被放置黏着层及电容器之间藉以减少插塞的氧化。
一实施例中，非传导黏着层系被提供于插塞被放置处之外的位准间介电层。一实施例中，黏着层系包含氮化铱。第一及第二传导阻障层系被提供于黏着层及电容器之间。第一阻障层系被放置于第二阻障层及黏着层之间。第二阻障层覆盖着第一阻障层之上表面及侧壁。一实施例中，第一阻障层包含铱而第二阻障层包含x氧化铱(IrOx)。第二阻障层抑制如氧之穿透第一阻障层之侧壁及黏着及第一阻障层之接口的扩散，藉此减少或避免插塞的氧化。
附图说明
第1图显示插塞结构之电容器的一横断面图。
第2图显示一铁电内存单元。
第3及4图显示本发明之不同实施例；及
第5至8图显示依据本发明实施例用于生产插塞上之电容器的处理。
具体实施方式
本发明系有关用于减少如氧之原子及分子之扩散的改良阻障。该阻障特别有用于内存单元之插塞结构的电容器。一实施例中，该阻障系被运用于铁电电容器。该阻障亦可被用于如高k介电电容器的其它类型电容器。
第2图显示具有一晶体管230及一电容器240的一铁电内存单元201。晶体管之第二终端232系被耦合至电容器之第一电极241。晶体管之栅极233及第一终端231分别被耦合至字线250及位线260。被耦合至电容器之第二电极242者系为极板线270。电容器使用铁电物质之滞后极化特性来储存信息。被储存于内存单元中之逻辑值系视电容器之极化而定。为了改变极性，大于转换电压(矫顽电压)之电压必须被经由位线及极板线被施加横跨电容器之电极上。电容器之极化系视被施加之电压的极性而定。铁电电容器之一优点系其于电源被移除之后仍能维持其极化状态，形成非依电性内存单元。
参考第3图，依据本发明一实施例之铁电插塞上之电容器结构301系被显示。插塞上之电容器结构系被形成于半导体基板305，且被位准间介电层318绝缘。例如，位准间介电层可包含二氧化硅(SiO2)。如氮化硅或掺杂硅酸玻璃之其它类型介电物质亦可用。插塞上之电容器结构包含一具有如铅锆酸根钛酸盐(PZT)之铁电层346的电容器340。锶铋钽(SBT)或其它类型之铁电物质亦可用。铁电层系被放置于第一及第二电极341及342之间。例如，该电极包括如铂之贵金属。例如SrRuO3、La0.5、Sr0.5O3、LaNiO3或YBa2Cu3O7之其它类型传导物质亦可用。上及下电极可被形成自相同或不同的物质。
替代实施例中，插塞上之电容器结构包含一第一及第二电极之间的介电层。例如，该介电层包含一高k介电层，而该电极包含如钌(Ru)之传导物质。其它类型之介电物质或传导物质亦可被用于介电层及电极。
例如，插塞370系被提供电子耦合该电容器至晶体管的扩散区域。该插塞系被形成自如聚硅(Poly-Si)或钨(W)的传导物质。其它类型之传导物质亦可被使用。针对聚硅插塞，包含硅化物之预先层通常被提供于电极及插塞之间的分层自位准间介电层。晶体管之栅极系被耦合至字线，而其它扩散区域系被耦合至位线。上电极系被耦合至极板线。阻障层382系被提供于电容器之下电极下方，藉以抑制氧之扩散，保护插塞370避免氧化。一实施例中，该阻障层包含一对氧呈现良好之阻障特性的非氧化传导物质。一实施例中，该阻障层包含铱。如钯、铑或铪之其它对氧呈现良好之阻障特性的非氧化传导物质亦可被使用。
为了提升阻障层及分层自位准间介电层之间的黏着性，黏着层383系被提供。黏着层之物质应为稳定、呈现良好之阻障特性并具有与阻障层坚固链接的特性。一实施例中，该黏着层系包含非传导性氧化物。较佳是，该黏着层系包含二氧化钛。如二氧化铈、二氧化锆或二氧化铪之其它物质亦可被使用。因为二氧化钛为非传导性，所以其可维持于插塞被放置处之外之分层自位准间介电层上。此具有消除作为氧之扩散路径之分层自位准间介电层及黏着层间之接口。
第二阻障层392系被提供于第一阻障层上，而形成一阻障。依据本发明，第二阻障层覆盖第一阻障层之表面及侧壁。第二阻障层应具有良好之阻障特性及与黏着层链接的特性。一实施例中，第二阻障层包含氧化铱(IrOx)。完全覆盖第一阻障层之第二阻障层，系可避免氧或其它氧化气体穿透第一阻障层之侧壁及沿着第一阻障及黏着层之接口作扩散。
一实施例中，非传导性囊封层376覆盖着电容器。该囊封层可于恢复退火期间抑制电容器层的氧化。一实施例中，该囊封层包含氧化铝(Al2O3)或氮化硅(SiN)。如二氧化铈、二氧化锆或二氧化铪之其它非传导性物质亦可被使用。
如第4图所示之替代实施例中，附加阻障层484系被提供于第一阻障层及黏着层之间。一实施例中，附加阻障层系包含可改善第一阻障层及黏着层间之黏着性的传导物质。此外，阻障层484可抑制插塞物质(如硅)向上扩散进入电容器。如图标，第一阻障层覆盖着附加阻障层之表面及侧壁。提供仅覆盖附加阻障层之表面的第一阻障层亦为可用。一实施例中，第一附加阻障层系包含钛。如氮化钛、氮化钽、氮硅化钽或氮铝化钛之其它物质亦为可用。
虽然插塞上之电容器结构被显示具有一单电容器，但其它类型之插塞上之电容器结构亦可被使用。例如，插塞上之电容器结构可包含两个电容器，如被用于链式内存架构者。例如，链式内存架构系被说明于Takashima等人之1998年5月，美国电机及电子工程师学会之固态电路期刊第33册第787至792页“高密度链式铁电随机存取内存(ChainFRAM)”中，其在此因各种目的被并入参考。
第5至8图显示依据一实施例用于生产电容器的处理。参考第5图，一基板305系被提供。该基板系包含如硅之一半导体基板。如绝缘体上之硅之其它类型的基板亦可被使用。该基板系以被形成其上之分层自位准间介电层318来制成。例如，该分层自位准间介电层系包含二氧化硅。如氮化硅之其它类型之介电物质亦为可用。例如，分层自位准间介电层以下者，系为具有一栅极及第一及第二扩散区域的一晶体管。
非传导性黏着层383系被沉积于分层自位准间介电层上。非传导性黏着层系可增强随后被形成对分层自位准间介电层之阻障之间的黏着性。黏着层系被挑选提供其及随后被形成阻障物质之间之坚固链接，藉以避免或降低氧穿透层间接口的扩散。一实施例中，该非传导性黏着层系包含二氧化钛。可替代是，该非传导性黏着层系可包含二氧化铈、二氧化锆、二氧化铪或其它类型非传导性黏着层。例如，黏着层可藉由化学汽相沉积(CVD)、物理汽相沉积(PVD)、旋涂(spin-coating)或其它已知技术来形成。
黏着层被形成后，接触开口系被形成来暴露单元晶体管之扩散区域之一。该接触开口系使用如传统掩模及蚀刻技术来形成。如钨或聚硅的传导物质接着被沉积，填充该接触开口并覆盖分层自位准间介电层表面。其它类型之传导物质亦为可用。基板表面系被化学机械抛光(CMP)平面化。黏着层可当作化学机械抛光之蚀刻阻挡物，藉以移除过多之传导物质形成具有黏着层之共面之插塞370。针对应用使用聚硅插塞，硅化物预先层系于沉积黏着层之前被形成于分层自位准间介电层上。
阻障层582接着被沉积于黏着层上。该阻障层包含呈现良好阻障特性的传导物质。如上述，该传导物质应形成与黏着层坚固链接藉以避免或降低氧沿着层间接口的侧面扩散。一实施例中，该阻障层包含铱。如钯、铑或铪之其它具有良好之阻障特性及形成与黏着层坚固链接的传导物质亦可被使用。如溅散之传统沉积技术可被使用。
参考第6图，阻障层系被制成图案以形成接触插塞上表面之阻障347。若硅化物层被提供，则阻障及硅化物层系一起被制成图案。传统掩模及蚀刻处理系被用来将阻障层制成图案。
第二阻障层系被沉积于基板上，覆盖着阻障及黏着层。一实施例中，该第二阻障层系包含传导氧化物。较佳是，笫二阻障层包含氧化铱(IrOx)。可替代是，第二阻障层包含具有良好之阻障特性及与黏着层坚固链接特性之其它类型传导氧化物。
该处理继续形成阻障氧化物上之电容器的层。一实施例中，该处理继续形成铁电电容器。形成其它类型之电容器亦为可用。该处理包含随后形成第一传导电极641、铁电646及第二电极642层。例如，该电极包含如铂之贵金属，其它类型传导物质亦可被使用。一实施例中，该铁电物质系包含铅锆酸根钛酸盐(PZT)。如锶铋钽(SBT)之其它类型之铁电物质亦可用。各种已知技术系可被用来形成电容器之不同层。例如，该技术系被说明为化学汽相沉积、物理汽相沉积及旋涂，其在此因各种目的被并入参考。
针对使用铅锆酸根钛酸盐之应用，氧化锶钌(SRO)层可被形成于铁电层及电极之间来增强铁电层的属性。
参考第7图，第二阻障层及电容器之各层系被制成图案来形成电容器340。该层系利用如传统掩模及蚀刻技术被制成图案。如图标，第二阻障层392覆盖着第一阻障层382，包括其侧壁。
电容器被形成后，囊封层系被沉积于基板上。囊封层376覆盖着电容器结构。一实施例中，囊封层包括氧化铝。如氮化硅或二氧化钛之良好绝缘体及具有良好阻障特性之其它类型物质亦为可用。
参考第8图，分层自位准间介电层818系被沉积于覆盖着电容器结构之基板上。例如，该分层自位准间介电层系包括二氧化硅。如氮化硅、掺杂硅酸玻璃或上旋玻璃之其它类型介电物质亦可用。分层自位准间介电层表面系利用如化学机械抛光来平面化。如逆流之其它技术亦可视被使用物质而被使用。接点865接着被形成于介电层中，耦合电容器至如板极线867。该接点可使用传统镶饰技术被形成。双重镶饰技术或镶饰及RIE技术之结合亦可被用来形成接点及导线。
替代实施例中，附加阻障层系于第一阻障层582(见第5图)之前被形成。附加阻障层系可增强第一阻障层间之黏着性，且可避免插塞物质向上扩散至电容器。一实施例中，该附加阻障层系包含钛。如氮化钛、氮化钽、氮硅化钽或氮铝化钛之其它物质亦为可用。两阻障层可被一起或分别制成图案，使第一阻障层可完全覆盖附加阻障层，包括其侧壁。该处理从第6图继续向前说明。
当本发明已参考各种实施例被特别显示及说明时，熟练技术人士应了解，只要不背离本发明之精神及范畴均可作各种修改及改变。因此，本发明之范围并不是参考上述说明，而是参考附带权利要求及其同等全部范围来决定。
Claims (24)
1.一种具有插塞结构之电容器的集成电路(301)，包括：
一半导体基板(305)，具有被形成于其表面上的一介电层；
一黏着层(383)，位于该介电层表面上；
一接触洞，其形成于该黏着层(383)与该介电层(318)中，
一插塞(370)，其形成于该接触洞中，其中该插塞表面系与该黏着层(383)表面成共面；
一电容器(340)，被形成于与该插塞(370)接触的该黏着层(383)上；及
第一及第二传导阻障层(382，392)，位于该电容器(340)及该黏着层(383)之间，
其中该第一传导阻障层(382)与该黏着层(383)及该插塞(370)接触，该第二传导阻障层(392)覆盖该第一阻障层(382)的一上表面及侧壁且与该黏着层(383)及该电容器(340)接触，该第一及第二传导阻障层起氧阻障作用，而该黏着层(383)仅与该第一及第二传导阻障层(382，392)接触。
2.如权利要求第1项之集成电路，其中该电容器(340)包括一铁电电容器。
3.如权利要求第1项之集成电路，其中该电容器(340)包括一高k介电电容器。
4.如权利要求第1至3项之任一项之集成电路，其中该黏着层(383)包括一非传导性物质。
5.如权利要求第4项之集成电路，其中该第一传导阻障层(382)系包含铱。
6.如权利要求第5项之集成电路，其中该第二传导阻障层(392)包括传导性氧化物。
7.如权利要求第6项之集成电路，其中该传导性氧化物系包含氧化铱。
8.如权利要求第4项之集成电路，其中该第二传导阻障层(392)包括传导性氧化物。
9.如权利要求第8项之集成电路，其中该传导性氧化物系包含氧化铱。
10.如权利要求第4项之集成电路，其中该第一传导阻障层(382)系包含被挑选自钯、铑及铪之一物质。
11.如权利要求第10项之集成电路，其中该第二传导阻障层(392)包括传导性氧化物。
12.如权利要求第11项之集成电路，其中该传导性氧化物系包含氧化铱.
13.如权利要求第4项之集成电路，进一步包含一第三传导阻障层，该第三传导阻障层(484)被配置于该第一阻障层(382)之下。
14.如权利要求第13项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含钛。
15.如权利要求第13项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含被挑选自包含氮化钛、氮化钽、氮硅化钽及氮铝化钛之群组之一物质。
16.如权利要求第13项之集成电路，其中该第一阻障层(382)覆盖该第三阻障层(484)之一上表面及侧壁。
17.如权利要求第16项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含钛。
18.如权利要求第16项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含选自包含氮化钛、氮化钽、氮硅化钽及氮铝化钛之群组之一物质。
19.如权利要求第6项之集成电路，进一步包含一第三传导阻障层(484)，该第三传导阻障层(484)被配置于该第一阻障层(382)之下。
20.如权利要求第19项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含钛。
21.如权利要求第19项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含被挑选自包含氮化钛、氮化钽、氮硅化钽及氮铝化钛之群组之一物质。
22.如权利要求第19项之集成电路，其中该第一阻障层(382)覆盖该第三阻障层(484)之一上表面及侧壁。
23.如权利要求第22项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含钛。
24.如权利要求第22项之集成电路，其中该第三阻障层(484)系包含被挑选自包含氮化钛、氮化钽、氮硅化钽及氮铝化钛之群组之一物质。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/134,071 US6583507B1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Barrier for capacitor over plug structures |
| US10/134,071 | 2002-04-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1650398A CN1650398A (zh) | 2005-08-03 |
| CN100362626C true CN100362626C (zh) | 2008-01-16 |
Family
ID=22461645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB038094509A Expired - Fee Related CN100362626C (zh) | 2002-04-26 | 2003-04-17 | 插塞结构之电容器阻障 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6583507B1 (zh) |
| EP (1) | EP1502290A2 (zh) |
| JP (1) | JP2005524230A (zh) |
| KR (1) | KR100714467B1 (zh) |
| CN (1) | CN100362626C (zh) |
| TW (1) | TWI228798B (zh) |
| WO (1) | WO2003092051A2 (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR028948A1 (es) * | 2000-06-20 | 2003-05-28 | Astrazeneca Ab | Compuestos novedosos |
| US20030224536A1 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-04 | Andreas Hilliger | Contact formation |
| JP2004039699A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US6849465B2 (en) * | 2003-06-20 | 2005-02-01 | Infineon Technologies Ag | Method of patterning a magnetic memory cell bottom electrode before magnetic stack deposition |
| US7002196B2 (en) * | 2003-11-13 | 2006-02-21 | Infineon Technologies Ag | Ferroelectric capacitor devices and FeRAM devices |
| KR101029339B1 (ko) * | 2004-05-14 | 2011-04-13 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 반도체 기억장치 |
| JP4375561B2 (ja) * | 2004-12-28 | 2009-12-02 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
| WO2008004297A1 (fr) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Fujitsu Microelectronics Limited | Dispositif à semi-conducteur comprenant un condensateur et procédé permettant de le fabriquer |
| JP5381614B2 (ja) * | 2009-10-26 | 2014-01-08 | セイコーエプソン株式会社 | 複合酸化物積層体、複合酸化物積層体の製造方法、デバイス |
| JP5819585B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2015-11-24 | セイコーエプソン株式会社 | 液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置 |
| FR3003693B1 (fr) * | 2013-03-21 | 2017-01-20 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'encapsulation et dispositif associe. |
| US11075179B2 (en) * | 2018-08-30 | 2021-07-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and method of forming the same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629002A1 (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Motorola Inc. | Semiconductor device and ferroelectric capacitor |
| US5418388A (en) * | 1993-06-18 | 1995-05-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a capacitor with an adhesion layer |
| US5581436A (en) * | 1994-08-01 | 1996-12-03 | Texas Instruments Incorporated | High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers |
| DE19640244A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-02 | Siemens Ag | Kondensator mit einem Elektrodenkern und einer dünnen Edelmetallschicht als erster Elektrode |
| WO2000039842A1 (de) * | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Infineon Technologies Ag | Kondensatorelektrodenanordnung |
| US6313539B1 (en) * | 1997-12-24 | 2001-11-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device and production method of the same |
| EP1187192A2 (de) * | 2000-08-28 | 2002-03-13 | Infineon Technologies AG | Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996010845A2 (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Philips Electronics N.V. | Semiconductor device comprising a ferroelectric memory element with a lower electrode provided with an oxygen barrier |
| JP3319994B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2002-09-03 | シャープ株式会社 | 半導体記憶素子 |
| US6107136A (en) * | 1998-08-17 | 2000-08-22 | Motorola Inc. | Method for forming a capacitor structure |
| JP2001203171A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-07-27 | Applied Materials Inc | 半導体デバイスのシリサイド形成方法 |
| US6465828B2 (en) * | 1999-07-30 | 2002-10-15 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor container structure with diffusion barrier |
| US6436819B1 (en) * | 2000-02-01 | 2002-08-20 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen treatment of a metal nitride/metal stack |
-
2002
- 2002-04-26 US US10/134,071 patent/US6583507B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-21 TW TW092106416A patent/TWI228798B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-04-17 WO PCT/EP2003/004079 patent/WO2003092051A2/en active Application Filing
- 2003-04-17 CN CNB038094509A patent/CN100362626C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-17 KR KR1020047017034A patent/KR100714467B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-04-17 JP JP2004500324A patent/JP2005524230A/ja active Pending
- 2003-04-17 EP EP03717311A patent/EP1502290A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629002A1 (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Motorola Inc. | Semiconductor device and ferroelectric capacitor |
| US5418388A (en) * | 1993-06-18 | 1995-05-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a capacitor with an adhesion layer |
| US5581436A (en) * | 1994-08-01 | 1996-12-03 | Texas Instruments Incorporated | High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers |
| DE19640244A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-02 | Siemens Ag | Kondensator mit einem Elektrodenkern und einer dünnen Edelmetallschicht als erster Elektrode |
| US6313539B1 (en) * | 1997-12-24 | 2001-11-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device and production method of the same |
| WO2000039842A1 (de) * | 1998-12-23 | 2000-07-06 | Infineon Technologies Ag | Kondensatorelektrodenanordnung |
| EP1187192A2 (de) * | 2000-08-28 | 2002-03-13 | Infineon Technologies AG | Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040102159A (ko) | 2004-12-03 |
| JP2005524230A (ja) | 2005-08-11 |
| KR100714467B1 (ko) | 2007-05-04 |
| EP1502290A2 (en) | 2005-02-02 |
| US6583507B1 (en) | 2003-06-24 |
| TWI228798B (en) | 2005-03-01 |
| WO2003092051A3 (en) | 2004-02-05 |
| WO2003092051A2 (en) | 2003-11-06 |
| TW200305978A (en) | 2003-11-01 |
| CN1650398A (zh) | 2005-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6825082B2 (en) | Ferroelectric memory device and method of forming the same | |
| KR100420121B1 (ko) | 강유전막을 평탄화막으로 이용하는 강유전체 메모리 장치 및 그 제조방법 | |
| US6664578B2 (en) | Ferroelectric memory device and method of forming the same | |
| US7173301B2 (en) | Ferroelectric memory device with merged-top-plate structure and method for fabricating the same | |
| CN100362626C (zh) | 插塞结构之电容器阻障 | |
| JP5076890B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US20040259307A1 (en) | Semiconductor memory device having plug contacted to a capacitor electrode and method for fabricating a capacitor of the semiconductor memory devcie | |
| JP3269528B2 (ja) | 容量素子を有する半導体装置及びその製造方法 | |
| US7244979B2 (en) | Semiconductor memory device and method for manufacturing the same | |
| JP2002280528A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US6734061B2 (en) | Semiconductor memory device having a plug contacted to a capacitor electrode and method for fabricating the capacitor | |
| KR100442103B1 (ko) | 강유전성 메모리 장치 및 그 형성 방법 | |
| US6724026B2 (en) | Memory architecture with memory cell groups | |
| JP2002231903A (ja) | 誘電体素子およびその製造方法 | |
| US20020109231A1 (en) | Composite structure of storage node and method of fabrication thereof | |
| US20030057464A1 (en) | Ferroelectric memory device and method of fabricating the same | |
| JP2005129852A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2001127267A (ja) | 相互作用の防止方法および多層電気装置 | |
| KR100687433B1 (ko) | 캐패시터의 하부전극 형성 방법 | |
| US20030089934A1 (en) | Ferroelectric capacitor and method of manufacturing the same | |
| KR100334529B1 (ko) | 반도체소자의캐패시터형성방법 | |
| KR100432787B1 (ko) | 강유전체 소자의 제조 방법 | |
| JPH118362A (ja) | 誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法 | |
| JP2002100745A (ja) | 容量素子を有する半導体装置及びその製造方法 | |
| CN102176457B (zh) | 具有电容器的半导体器件及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080116 |