CN104004007A - 铝前体、使用其形成薄膜的方法和形成电容器的方法 - Google Patents

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Abstract

铝化合物由下式1表示。在式1中，X为由以下式2或式3表示的官能团。

Description

铝前体、使用其形成薄膜的方法和形成电容器的方法
相关申请的交叉引用
将2013年2月25日在韩国专利局提交的且题为“铝前体、使用其形成薄膜的方法和形成电容器的方法”的韩国专利申请No.10-2013-0019559全部引入本文中作为参考。
技术领域
实例实施方式涉及铝前体、使用其形成薄膜的方法和形成电容器的方法。
发明内容
实施方式涉及由下式1表示的铝前体，
其中X为由以下式2或式3表示的官能团：
实施方式还涉及形成薄膜的方法，包括：将沉积源提供到基材上，所述沉积源包括由下式1表示的铝前体，和将反应气体提供到所述基材上以与所述沉积源反应，
其中X为由下式2或下式3表示的官能团：
所述沉积源可进一步包括硅前体或有机金属前体。
可使用包括惰性气体的载气将所述沉积源提供到所述基材上。
所述反应气体可包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种。
所述方法可进一步包括，在提供包括由式1表示的铝前体的沉积源之后，在所述基材上进行吹扫过程。
实施方式还涉及形成电容器的方法，包括：在基材上形成下电极，使用由下式1表示的铝前体在所述下电极上形成介电层，和在所述介电层上形成上电极，
其中X为由下式2或下式3表示的官能团：
使用由式1表示的铝前体在所述下电极上形成介电层可包括：将包括所述铝前体的沉积源提供到所述下电极上，将反应气体提供到所述下电极上，和使所述沉积源和所述反应气体反应以在所述下电极上形成薄膜。
所述沉积源可进一步包括硅前体或有机金属前体。
所述反应气体可包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种。
所述方法可进一步包括，在使所述沉积源和所述反应气体反应以在所述下电极上形成薄膜之后，在所述基材上进行回流(reflow)过程。
所述方法可进一步包括，在所述基材上形成所述下电极之前，在所述基材上形成绝缘中间层，和穿过所述绝缘中间层形成接触塞以接触所述基材的顶面。所述下电极可形成于所述接触塞上以与其电连接。
所述方法可进一步包括，在所述基材上形成所述绝缘中间层之前，在所述基材上形成栅极结构，和在所述基材的邻近所述栅极结构的上部处形成杂质区。所述接触塞可接触所述杂质区的顶面。
在所述基材上形成栅极结构可包括形成在所述基材上顺序堆叠的栅极绝缘层图案、缓冲层图案、和栅极导电层图案。
在所述基材上形成下电极可包括：在所述绝缘中间层上形成具有暴露所述接触塞的顶面的开口的模子层，在所述开口的内壁上形成导电层图案，和除去所述模子层。
实施方式还涉及形成介电层的方法，包括：将沉积源沉积到基材上，所述沉积源包括选自下式4和5的铝前体，和使所述沉积源与包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种的反应气体反应以在所述基材上形成包括氧化铝和/或氮化铝的薄膜，
所述方法可进一步包括：重复在所述基材上形成所述氧化铝和/或氮化铝薄膜，和在所述基材上形成所述氧化铝和/或氮化铝薄膜与重复形成所述氧化铝和/或氮化铝薄膜之间进行吹扫过程。
所述沉积源可进一步包括硅前体和/或具有不同于铝的金属的有机金属前体，使得所述薄膜进一步包括氧化硅、氮化硅、不同于氧化铝的金属氧化物和/或不同于氮化铝的金属氮化物。
所述方法可进一步包括，在所述基材上形成包括氧化铝和/或氮化铝的薄膜之前或之后，在所述基材上形成包括氧化硅、氮化硅、不同于氧化铝的金属氧化物和/或不同于氮化铝的金属氮化物的薄膜，使得形成多层介电膜。
所述基材可为包括开口、凹处、或接触孔的结构体，和所述方法可进一步包括在形成所述薄膜之后进行回流过程。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施方式，特征将对于本领域技术人员变得明晰，其中：
图1-3说明描绘根据实例实施方式的形成薄膜的方法的步骤的横截面图；
图4-11说明描绘根据实例实施方式的形成电容器的方法的步骤的横截面图；和
图12-13说明描绘根据另外的实例实施方式的形成电容器的方法的步骤的横截面图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述实例实施方式；然而，它们可以不同的形式体现且不应解释为限于本文中阐明的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员充分地传达示例性实施。
在附图中，为了说明的清楚，可放大层和区域的尺寸。还将理解，当一个层或元件被称为“在”另外的层或基材上时，其可直接在所述另外的层或基材上，或者还可存在中间层。另外，还将理解，当一个层被称为“在”两个层“之间”时，其可为所述两个层之间的唯一的层，或者还可存在一个或多个中间层。相同的附图标记始终是指相同的元件。如本文中所使用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。
将理解，尽管术语第一、第二、第三、第四等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于使一个元件、组分、区域、层或部分区别于另一区域、层或部分。因此，在不背离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语例如“下部”、“上部”等来描述如图中所说明的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解，除图中所描绘的方位之外，空间相对术语还意图包括在使用或操作中的器件的不同方位。
本文中使用的术语仅用于描述具体实例实施方式的目的且不意图为本发明构思的限制。如本文中所使用的单数形式“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外说明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一种或多种另外的特征、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
在本文中参照作为理想化实例实施方式(和中间结构)的示意性图解的横截面图描述实例实施方式。这样，将预计作为例如制造技术和/或公差的结果的图解形状的变化。因此，实例实施方式不应被解释为限于本文中图解的区域的具体形状，而是包括由例如制造导致的形状上的偏差。例如，图解为矩形的注入区域将典型地具有圆形或曲线特征和/或注入浓度在其边缘处的梯度而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，通过注入形成的掩埋区域可导致在所述掩埋区域和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，图中图解的区域在本质上示意性的且它们的形状不意图图解器件的区域的实际形状且不意图限制本发明构思的范围。
除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解，术语，例如在常用字典中定义的那些，应被解释为具有与它们在相关领域背景中的含义一致的含义，并且不以理想化或过度形式的意义进行解释，除非本文中清楚地如此定义。
铝前体
根据实例实施方式的铝前体可由下式1表示。所述铝前体可具有低的熔点、足够的挥发性、和高的热稳定性。因此，所述铝前体可在高的沉积温度下进行的原子层沉积(ALD)法或化学气相沉积(CVD)法中用作沉积源。
在式1中，X为由以下式2或式3表示的官能团。
所述铝前体可通过三烷基铝和醇或二酮的反应形成。
在实例实施方式中，所述铝前体可通过三烷基铝和叔戊醇的反应、或者通过三烷基铝和2,2,6,6,-四甲基-3,5-庚二酮(TMHD)(在本文中也称为二新戊酰基甲烷(DMP))的反应形成。
实施例1
在氩气气氛下，将7.5g三甲基铝溶解在115ml脱水甲苯中以形成溶液。将所述溶液在冰浴中搅拌并冷却至约10℃的温度。将19.2g脱水二新戊酰基甲烷(DMP)和30ml甲苯混合以形成混合物，和以约3小时将所述混合物缓慢添加至经冷却的溶液。使用氩气除去在反应期间产生的甲烷气体。在将混合物在室温下搅拌约15小时之后，在约100℃的温度下且在降低的压力下从所述混合物除去甲苯以产生液体残余物。将述液体残余物在约107℃的温度下且在约230Pa的压力下真空蒸馏，并将经蒸馏的液体残余物在约78℃的温度下排出。结果，形成由下式4表示的铝前体，其为无色且透明的液体。
实施例2
在氩气气氛下，将114g三甲基铝溶解在1200g脱水甲苯中以形成溶液，并将所述溶液在冰浴中搅拌且冷却至约10℃的温度。以约3小时将243g脱水叔戊醇缓慢添加至经冷却的溶液以形成混合物，并使用氩气除去在反应期间产生的甲烷气体。在将所述混合物在室温下搅拌约15小时之后，在约120℃的温度下且在降低的压力下从所述混合物除去甲苯以产生粘性液体残余物。将所述粘性液体残余物在约107℃的温度下且在约50Pa的压力下真空蒸馏，并将经蒸馏的粘性液体残余物在约78℃的温度下排出。结果，形成由下式5表示的铝前体，其为白色固体。
铝前体的可燃性的评价
为了评价铝前体的关于可燃性的稳定性，将根据实施例1和2制备的铝前体、作为对比例1的三甲基铝、作为对比例2的由下式6表示的铝前体、和作为对比例3的由下式7表示的铝前体暴露于大气。结果示于下表1中。
表1
铝前体 可燃性
实施例1 否
实施例2 否
对比例1 是
对比例2 否
对比例3 否
如表1中所示，尽管根据对比例1的铝前体呈现出可燃性，但是根据实施例1和2以及对比例2和3的铝前体未呈现出可燃性。因此，可得出结论：可使用根据实施例1和2以及对比例2和3的铝前体通过CVD法或ALD法安全地形成薄膜。
铝前体的性质的评价
为了评价铝前体作为用于CVD法或ALD法的沉积源的适宜性，通过微熔点测量装置测量根据实施例1和2以及对比例2和3的铝前体的熔点。另外，将样品在氩气气氛下加热，并通过TG-DTA测量样品的温度以确定样品的量何时降低至原始样品的约50重量%。结果示于下表2中。
表2
铝前体 熔点 当样品的量降低至约50重量%时的温度
实施例1 等于或小于40℃ 145℃
实施例2 等于或小于40℃ 155℃
对比例2 等于或小于40℃ 129℃
对比例3 80℃ 135℃
如表2中所示，根据实施例1和2的铝前体在约40℃的温度下处于液态。因此，这些铝前体具有低的熔点和高的蒸气压，使得可使用根据实施例1和2的前体以低的能量通过CVD法或ALD法形成薄膜。
铝前体的热稳定性的评价
为了评价铝前体的根据热解温度的热稳定性，通过DSC测量根据实施例1和2以及对比例2的铝前体的温度以确定何时产生热解。结果示于下表3中。
表3
铝前体 热解温度
实施例1 320℃
实施例2 340℃
对比例2 194℃
如表3中所示，尽管根据对比例2的铝前体在约200℃的温度下热解，但根据实施例1和2的铝前体即使在约300℃的温度下也未热解。根据实施例1和2的铝前体显示出具有甚至在大于约300℃的温度下的高的热稳定性。因此，可使用根据实施例1和2的铝前体通过在高的沉积温度下进行的CVD法或ALD法形成薄膜。
图1-3说明描绘根据实例实施方式的形成薄膜的方法的步骤的横截面图。所述薄膜可使用根据实例实施方式的铝前体通过CVD法或ALD法形成。
参照图1，可在室中将包括根据实例实施方式的铝前体的沉积源110提供到基材100上。
在实例实施方式中，可将沉积源110在约25℃-约400℃的温度下、例如在约250℃-约350℃的温度下蒸发并提供到基材100上。根据实例实施方式的铝前体可具有低的熔点和高的蒸气压，并在高温下是稳定的，且因此沉积源110可不热解，而是可吸附到基材100上。例如，所述铝前体可为根据实施例1的铝前体或根据实施例2的铝前体。
在实例实施方式中，根据待形成的薄膜的类型，沉积源110可进一步包括硅前体和/或有机金属前体。在这种情况下，可分别将所述铝前体及所述硅前体和/或所述有机金属前体蒸发以提供到基材100上。在另外的实施中，可将所述铝前体及所述硅前体和/或所述有机金属前体混合以形成具有合适组成的混合物，然后可将所述混合物蒸发以提供到基材100上。
在实例实施方式中，所述有机金属前体可包括：金属，例如钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)等；和有机配位化合物，其包括醇化合物、二醇化合物、β-二酮化合物、环戊二烯化合物、有机胺化合物、和/或其组合。
术语“醇化合物”可指，例如，烷基醇例如甲醇、丙醇、异丙醇、丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、叔戊醇等，或醚醇例如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-甲氧基-1-甲基乙醇、2-甲氧基-1,1-二甲基乙醇、2-乙氧基-1,1-二甲基乙醇、2-异丙氧基-1,1-二甲基乙醇、2-丁氧基-1,1-二甲基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)-1,1-二甲基乙醇、2-丙氧基-1,1-二乙基乙醇、2-丁氧基-1,1-二乙基乙醇、3-甲氧基-1,1-二甲基丙醇等
术语“二醇化合物”可指，例如，1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,4-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二乙基-2,4-戊二醇等。
术语“β-二酮化合物”可指，例如，烷基β-二酮例如乙酰丙酮、己烷-2,4-二酮、5-甲基己烷-2,4-二酮、庚烷-2,4-二酮、2-甲基庚烷-3,5-二酮、5-甲基庚烷-2,4-二酮、6-甲基庚烷-2,4-二酮、2,2-二甲基庚烷-3,5-二酮、2,6-二甲基庚烷-3,5-二酮、2,2,6-三甲基庚烷-3,5-二酮、2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮、辛烷-2,4-二酮、2,2,6-三甲基辛烷-3,5-二酮、2,6-二甲基辛烷-3,5-二酮、2,9-二甲基壬烷-4,6-二酮、2-甲基-6-乙基癸烷-3,5-二酮、2,2-二甲基-6-乙基癸烷-3,5-二酮等，氟取代的烷基β-二酮例如1,1,1-三氟戊烷-2,4-二酮、1,1,1-三氟-5,5-二甲基己烷-2,4-二酮、1,1,1,5,5,5-六氟戊烷-2,4-二酮、1,3-二全氟己基丙烷-1,3-二酮等，和醚取代的β-二酮例如1,1,5,5-四甲基-1-甲氧基己烷-2,4-二酮、2,2,6,6-四甲基-1-甲氧基庚烷-3,5-二酮、2,2,6,6-四甲基-1-(2-甲氧基乙氧基)庚烷-3,5-二酮等。
术语“环戊二烯化合物”可指，例如，环戊二烯、甲基环戊二烯、乙基环戊二烯、丙基环戊二烯、异丙基环戊二烯、丁基环戊二烯、仲丁基环戊二烯、异丁基环戊二烯、叔丁基环戊二烯、二甲基环戊二烯、四甲基环戊二烯等。
术语“有机胺化合物”可指，例如，甲基胺、乙基胺、丙基胺、异丙基胺、丁基胺、仲丁基胺、叔丁基胺、异丁基胺、二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二异丙基胺、乙基甲基胺、丙基甲基胺、异丙基甲基胺等
在实例实施方式中，沉积源110可包括载气和/或有机溶剂。
在实例实施方式中，可通过气体传送系统将沉积源110提供到基材100。在将沉积源110加热和加压以蒸发之后，可使用包括惰性气体例如氩气、氮气、氦气等的载气将蒸发的沉积源110提供到基材100上。
在另外的实施中，可通过液体传送系统将沉积源110提供至基材100。例如，可将约0.01摩尔/L-约2.0摩尔/L或者例如约0.05摩尔/L-约1.0摩尔/L的沉积源110溶解在有机溶剂中以形成组合物，并且可将所述组合物加热和加压以蒸发。可使用所述载气将蒸发的组合物提供到基材100上。
所述有机溶剂可包括，例如，乙酸酯例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基乙酯等，醚例如四氢呋喃、四氢吡喃、乙二醇二甲基醚、二甘醇二甲基醚、三甘醇二甲基醚、二丁基醚、二烷等，酮例如甲基丁基酮、甲基异丁基酮、乙基丁基酮、二丙基酮、二异丁基酮、甲基戊基酮、环己酮、甲基环己酮等，烃例如己烷、环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷、乙基环己烷、庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯等，具有氰基官能团的烃例如1-氰基丙烷、1-氰基丁烷、1-氰基己烷、氰基环己烷、氰基苯、1,3-二氰基丙烷、1,4-二氰基丁烷、1,6-二氰基己烷、1,4-二氰基环己烷、1,4-二氰基苯等，吡啶，二甲基吡啶，和/或其组合。
在实例实施方式中，沉积源110可不包括金属杂质、卤素杂质、有机杂质、水、或可影响薄膜的电特性的颗粒。当形成用作栅极绝缘层或阻挡层的薄膜时，沉积源110可不包括碱金属、碱土金属、或沉积源110的同系元素。
如果这样的金属杂质存在，这样的物质可以等于或小于约100ppb的浓度、或例如以等于或小于约10ppb的浓度包括在沉积源110中。可以等于或小于约1ppm的浓度、或例如以等于或小于约100ppb的浓度包括全部金属杂质。
如果卤素杂质存在，可以等于或小于约100ppm的浓度、或例如以等于或小于约10ppm的浓度包括这样的物质。
如果有机杂质存在，可以等于或小于约500ppm的浓度、或例如以等于或小于约50ppm的浓度包括这样的物质。
当通过CVD法或ALD法形成薄膜时，水可导致颗粒形成。因此，可从硅前体、金属前体或有机溶剂尽可能多地除去水。因此，如果水存在，沉积源110可以等于或小于约10ppm的浓度、或者例如以等于或小于约1ppm的浓度包括水。
如果在液体沉积源110中存在颗粒，这样的颗粒可存在，使得在1ml液体中包括等于或小于100个具有大于约0.3μm的尺寸的颗粒量，或者例如使得在1ml液体中包括等于或小于1000个具有大于约0.2μm的尺寸的颗粒量。颗粒可通过例如液体颗粒计数器(LPC)测量。
参照图2，可在基材100上进行吹扫过程。因此，可除去未吸附到基材100上但保留在室中的沉积源110和/或副产物。
所述吹扫过程可通过如下进行：使用惰性气体例如氩气、氦气等对室的内部排气，和/或使室的内部降压。
当使用惰性气体对室的内部排气时，可将所述惰性气体以约200sccm-约5000sccm的流速或例如以约500sccm-约2000sccm的流速提供到所述室中。
在另外的实施中，当使室的内部降压时，降压程度可为约0.01PA-约300PA或例如约0.01PA-约100PA。
参照图3，可将反应气体提供到基材100以与吸附在基材100上的沉积源110反应。因此，反应的反应物可沉积在基材100上，且因此，薄膜115可形成于基材100上。
所述反应气体可包括，例如，包含氧的氧化剂例如臭氧、二氧化氮、一氧化氮、水蒸气、过氧化氢、甲酸、乙酸、乙酸酐等，包含氢的还原剂等，和/或氮化剂，其包含有机胺化合物例如单烷基胺、三烷基胺、亚烷基二胺等、肼、氨等。
因此，由所述反应形成的薄膜115可包括铝、氧化铝和/或氮化铝。
在实例实施方式中，薄膜115可包括AlSixOy、ZrAlxSiOy、TiAlxSiOy或HfAlxSiOy，其中x和y表示各种相对量。
在实例实施方式中，所述反应气体可与沉积源110在约150℃-约300℃的温度下反应。此外，可提供能量例如等离子体、光、热、电压等以激活所述反应。
当薄膜115通过向基材100提供光和/或热能形成时，所述反应可在大气压至约10Pa范围内的压力下进行。在另外的实施中，当薄膜115通过将等离子体提供到基材100上形成时，所述反应可在约10Pa-约2000Pa范围内的压力下进行。
如果薄膜115在非常低的沉积速率下形成，则可降低薄膜115的生产率。另一方面，如果薄膜115在非常高的沉积速率下形成，则薄膜115的特性可恶化。因此，在实例实施方式中，薄膜115可以约0.01-约5000nm/分钟的沉积速率或例如以约0.1-约1000nm/分钟的沉积速率形成。然而，所述沉积速率可根据薄膜115的所需特性改变。
用于形成薄膜115的沉积过程可进行一次。在另外的实施中，根据薄膜115的所需厚度，所述沉积过程可进行多次。然而，在该情况中，可在各沉积过程之间进一步进行吹扫过程以除去副产物和/或尚未吸附在基材100上或尚未与所述反应气体反应的沉积源110的剩余部分。
当在开口、凹处或接触孔的表面上形成薄膜115时，或者当形成薄膜115以充分地填充开口时，可进一步进行回流过程以提高薄膜115的阶梯覆盖。
如上所述，所述铝前体可具有低的熔点、高的蒸气压和高的热稳定性。因此，薄膜115可使用所述铝前体作为沉积源通过CVD法或ALD法形成。
而且，可根据薄膜115的所需特性适当地选择沉积源110和反应气体。半导体器件的布线和/或栅极绝缘层、电容器的介电层、或电子元件的涂覆层可通过所述沉积过程容易地形成。
图4-11说明描绘根据实例实施方式的形成电容器的方法的步骤的横截面图。
参照图4，可在其上具有隔离层图案205的基材200上顺序地形成栅极绝缘层210、缓冲层220和栅极导电层230。
栅极绝缘层210可在基材200和隔离层图案205上形成以包括绝缘材料例如氧化物、氮化物、氧氮化物等。可使用根据实例实施方式的铝前体形成栅极绝缘层210以包括金属氧化物或金属氮化物。
栅极导电层230可通过CVD法或ALD法形成。栅极导电层230可形成以包括例如掺杂有杂质的多晶硅。
缓冲层220可在栅极绝缘层210和栅极导电层230之间形成以防止在栅极绝缘层210和栅极导电层230之间的反应。在一些实施中，可跳过用于形成缓冲层220的过程。缓冲层220可形成以包括例如氮化硅。
参照图5，可将栅极绝缘层210、缓冲层220和栅极导电层230图案化以形成包括顺序堆叠的栅极绝缘层图案215、缓冲层图案225和栅极导电层图案235的栅极结构245。
栅极绝缘层图案215、缓冲层图案225和栅极导电层图案可通过如下形成：在栅极导电层230上形成蚀刻掩模，并使用所述蚀刻掩模各向异性地蚀刻栅极绝缘层210、缓冲层220和栅极导电层230。所述蚀刻掩模可在栅极绝缘层图案215、缓冲层图案225和栅极导电层图案235的形成之后通过例如湿法蚀刻过程除去。
参照图6，间隔体(spacer)250可形成于栅极结构245的侧壁上，且第一和第二杂质区261和263可形成于基材200的邻近栅极结构245的上部处。
间隔体250可通过如下形成：在栅极结构245和基材200的顶面上形成间隔体层，和各向异性地蚀刻所述间隔体层。间隔体250可形成以包括氮化硅。
基材200可通过离子注入法用杂质掺杂以形成第一和第二杂质区261和263。第一和第二杂质区261和263以及栅极结构245可限定晶体管。第一和第二杂质区261和263可在所述晶体管中分别用作源极和漏极区域。
参照图7，可在基材200上形成第一绝缘中间层270以覆盖所述晶体管，且可穿过第一绝缘中间层270形成第一和第二接触塞281和283以分别接触第一和第二杂质区261和263。
在实例实施方式中，可蚀刻第一绝缘中间层270以形成暴露基材200的第一和第二杂质区261和263的多个第一开口，且可在基材200和第一绝缘中间层270上形成第一导电层以充分地填充第一开口。可将所述第一导电层的上部平坦化直至暴露第一绝缘中间层270的顶面以形成第一和第二接触塞281和283。第一和第二接触塞281和283可分别电连接至第一和第二杂质区261和263。
第二绝缘中间层290可形成于第一绝缘中间层270上以及第一和第二接触塞281和283上。可穿过第二绝缘中间层290形成位线接头300以接触第二接触塞283。
在实例实施方式中，可蚀刻第二绝缘中间层290以形成暴露第二接触塞283的顶面的第二开口(未示出)，且可在第二接触塞283和第二绝缘中间层290上形成第二导电层以充分地填充第二开口。可将第二导电层的上部平坦化直至暴露第二绝缘中间层290的顶面以形成位线接头300。
第三导电层可形成于第二绝缘中间层290上以接触位线接头300，且可图案化以形成电连接至位线接头300的位线310。第三绝缘中间层320可形成于第二绝缘中间层290上以覆盖位线310。
在实例实施方式中，第一至第三绝缘中间层270、290和320可形成以包括绝缘材料例如氧化物、氮化物、氧氮化物，且第一至第三导电层可形成以包括掺杂的多晶硅和/或金属。
参照图8，可穿过第二和第三绝缘中间层290和320形成电容器接头330以接触第一接触塞281的顶面。可在电容器接头330和第三绝缘中间层320上顺序地形成各蚀刻停止层340和模子层350。
在实例实施方式中，可蚀刻第二和第三绝缘中间层290和320以形成暴露第一接触塞281的顶面的第三开口，和可在第一接触塞281和第三绝缘中间层320上形成第四导电层以充分地填充第三开口。可将所述第四导电层的上部平坦化直至暴露第三绝缘中间层320的顶面以形成电容器接头330。
可穿过蚀刻停止层340和模子层350形成第四开口355以暴露电容器接头330的顶部。第五导电层360可形成于电容器接头330的暴露的顶面、第四开口355的侧壁和模子层350上。
在实例实施方式中，蚀刻停止层340可形成以包括氮化硅，模子层350可形成以包括氧化硅，且所述第四和第五导电层可形成以包括掺杂的多晶硅和/或金属。
参照图9，可在第五导电层360上形成牺牲层以充分地填充第四开口。可将所述牺牲层和第五导电层360平坦化直至暴露模子层350的顶面以在电容器接头330的暴露的顶面和第四开口的侧壁上形成下电极365和牺牲层图案。模子层350和所述牺牲层图案可通过例如湿法蚀刻过程形成。下电极365可形成以电连接至第一接触塞281。
参照图10，可使用根据实例实施方式的铝前体在下电极365和蚀刻停止层340上形成介电层370。
介电层370可通过如下形成：使用包括惰性气体的载气向下电极365提供包括所述铝前体的沉积源，和将反应气体提供到下电极365上以与沉积源反应。
在实例实施方式中，所述反应气体可包括，例如，氧化剂、还原剂和/或氮化剂。因此，介电层370可形成以包括例如氧化铝和/或氮化铝以具有高的介电常数。
所述铝前体可具有低的熔点、高的挥发性和高的热稳定性。因此，包括所述铝前体的沉积源可即使在高温下也不热解。结果，可使用所述沉积源在具有高的纵横比的下电极365上容易地形成介电层370。
在实例实施方式中，所述沉积源可进一步包括硅前体和/或有机金属前体。因此，介电层370可包括AlSixOy、ZrAl2SiO7、TiAl2SiO7或HfAl2SiO7。x可在约0.8-约1.2的范围内，且y可取值约3.1-约3.9的范围。
在实例实施方式中，可在基材200上进一步进行回流过程以提高介电层370的阶梯覆盖。所述回流过程可在约250℃-约1,000℃的温度下或例如在约300℃-约500℃的温度下进行。
参照图11，可在介电层370上形成上电极380。
上电极380可形成以覆盖介电层370，可包括与下电极365基本上相同的材料例如掺杂的多晶硅和/或金属。
图12-13说明描绘根据另外的实例实施方式的形成电容器的方法的步骤的横截面图。该方法可包括与参照图4-9说明的基本上相同或类似的过程，除介电层的形成之外。因此，相同的附图标记是指相同的元件，且将不重复其详细说明。
可进行与参照图4-9说明的那些基本上相同或类似的过程。因此，可形成晶体管，多个绝缘中间层270、290和320，多个接触塞281和283，位线接头300，电容器接头330，位线310，蚀刻停止层340和下电极365。
参照图12，可使用根据实例实施方式的铝前体在下电极265上形成包括第一和第二介电层400和410的介电层结构420。
第一介电层400可通过如下形成：使用包括惰性气体的载气将包括铝前体的沉积源提供到下电极365，和向下电极365提供反应气体以与沉积源反应。
第二介电层410可通过如下形成：使用包括惰性气体的载气向第一介电层400提供包括硅前体和/或不含铝的有机金属前体的沉积源，和向第一介电层400提供反应气体以与沉积源反应。
在实例实施方式中，可在第一介电层400的形成和第二介电层410的形成之间在基材200上进一步进行吹扫过程和回流过程。所述回流过程可在约250℃-约1000℃的温度下或者例如在约300℃-约500℃的温度下进行。
所述反应气体可包括，例如，氧化剂、还原剂和/或氮化剂，和所述有机金属前体可包括，例如，锆(Zr)、钛(Ti)、铪(Hf)等。因此，第一介电层400可形成以包括氧化铝和/或氮化铝，和第二介电层410可形成以包括氮化硅、氧化硅、不含铝的金属氮化物、和/或不含铝的金属氧化物。
在另外的实施中，第一介电层400可通过如下形成：使用包括惰性气体的载气向下电极365提供包括硅前体和/或不含铝的有机金属前体的沉积源，和向下电极365提供反应气体。第二介电层410可通过如下形成：使用包括惰性气体的载气向第一介电层400提供包括铝前体的沉积源，和向第一介电层400提供反应气体。
因此，第一介电层400可形成以包括例如氮化硅、氧化硅、不含铝的金属氮化物、和/或不含铝的金属氧化物，和第二介电层410可形成以包括例如氧化铝和/或氮化铝。
参照图13，可在介电层结构420上形成上电极430。
可形成上电极430以覆盖介电层结构420，且上电极430可形成以包括与下电极365的材料基本上相同的材料，例如，掺杂的多晶硅和/或金属。
如上所述，根据实例实施方式的铝前体可具有低的熔点、高的挥发性和高的热稳定性。因此，可使用所述铝前体作为沉积源通过CVD法或ALD法在具有高的纵横比的下电极365上形成介电层370和/或介电层结构420。
作为总结和回顾，由于集成水平的提高，具有高的介电常数和薄的厚度的薄膜对于形成例如栅极绝缘层、电容器的介电层等是合乎需要的，且因此，所述薄膜可使用金属氧化物和/或金属氮化物形成。当在具有高的纵横比的开口中形成薄膜时，所述薄膜可不容易通过物理气相沉积(PVD)法例如溅射法形成。在这样的情况下，所述薄膜可通过化学气相沉积(CVD)法或原子层沉积(ALD)法形成。
可将用于形成薄膜的沉积源蒸发以提供到目标层上作为前体。然而，CVD法或ALD法可在高温下实施，且因此，普通的金属前体可在其沉积之前容易地热解，使得可无法完全地形成薄膜。因此，具有较低的熔点和高的蒸气压且处于液态以被输送的沉积源是合乎需要的。特别地，具有高的热稳定性的沉积源是合乎需要的。
实例实施方式提供具有高的热稳定性的铝前体。
实例实施方式提供使用所述铝前体形成薄膜的方法。
实例实施方式提供使用所述铝前体形成电容器的方法。
根据实例实施方式，由式1表示的铝前体可具有低的熔点、高的蒸气压和在高温下的热稳定性，且因此可使用所述铝前体作为沉积源通过化学气相沉积(CVD)法或原子层沉积(ALD)法形成薄膜。
根据实施方式的铝前体可具有低的熔点、充分的挥发性和高的热稳定性。因此，所述铝前体可用作用于以在高的沉积温度下进行的化学气相沉积(CVD)法或原子层沉积(ALD)法形成薄膜的沉积源。特别地，当使用所述铝前体作为沉积源形成电容器的介电层时，在沉积之前所述铝前体可不热解，且因此可在下电极和蚀刻停止层两者上都均匀地形成薄膜。特别地，可使用所述铝前体在具有高的纵横比的开口中形成薄膜，使得可使用其形成电容器的介电层。
在本文中已公开了实例实施方式，且尽管采用了具体术语，但它们仅在一般和描述的意义上使用和解释且不用于限制的目的。在一些情况下，如在本申请提交时本领域普通技术人员将明晰的，关于具体实施方式描述的特征、特性和/或要素可单独地使用或与关于另外的实施方式描述的特征、特性和/或要素组合使用，除非另外具体说明。因此，本领域技术人员将理解，在不背离如所附权利要求书中阐明的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节上的各种变化。

Claims (19)

1.由下式1表示的铝化合物，
其中X为由以下式2或式3表示的官能团：
2.形成薄膜的方法，所述方法包括：
将沉积源提供到基材上，所述沉积源包括由下式1表示的铝前体；和将反应气体提供到所述基材上以与所述沉积源反应，
其中X为由下式2或下式3表示的官能团：
3.权利要求2的方法，其中所述沉积源进一步包括硅前体或有机金属前体。
4.权利要求2的方法，其中使用包括惰性气体的载气将所述沉积源提供到所述基材上。
5.权利要求2的方法，其中所述反应气体包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种。
6.权利要求2的方法，进一步包括，在提供包括由式1表示的铝前体的沉积源之后，在所述基材上进行吹扫过程。
7.形成电容器的方法，所述方法包括：
在基材上形成下电极；
使用由下式1表示的铝前体在所述下电极上形成介电层；和
在所述介电层上形成上电极，
其中X为由下式2或下式3表示的官能团：
8.权利要求7的方法，其中使用由式1表示的铝前体在所述下电极上形成介电层包括：
将包括所述铝前体的沉积源提供到所述下电极上；
将反应气体提供到所述下电极上；和
使所述沉积源和所述反应气体反应以在所述下电极上形成薄膜。
9.权利要求8的方法，其中所述沉积源进一步包括硅前体或有机金属前体。
10.权利要求8的方法，其中所述反应气体包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种。
11.权利要求8的方法，进一步包括，在使所述沉积源和所述反应气体反应以在所述下电极上形成薄膜之后，在所述基材上进行回流过程。
12.权利要求7的方法，进一步包括，在基材上形成下电极之前：
在所述基材上形成绝缘中间层；和
穿过所述绝缘中间层形成接触塞以接触所述基材的顶面，
其中所述下电极形成于所述接触塞上以与其电连接。
13.权利要求12的方法，进一步包括，在所述基材上形成绝缘中间层之前：
在所述基材上形成栅极结构；和
在所述基材的邻近所述栅极结构的上部处形成杂质区，
其中所述接触塞接触所述杂质区的顶面。
14.权利要求12的方法，其中在基材上形成下电极包括：
在所述绝缘中间层上形成具有暴露所述接触塞的顶面的开口的模子层；
在所述开口的内壁上形成导电层图案；和
除去所述模子层。
15.形成介电层的方法，所述方法包括：
将沉积源沉积到基材上，所述沉积源包括选自下式4和5的铝前体；和
使所述沉积源与包括选自氧化剂、还原剂和氮化剂的至少一种的反应气体反应以在所述基材上形成包括氧化铝和/或氮化铝的薄膜，
16.权利要求15的方法，进一步包括；
重复在所述基材上形成氧化铝和/或氮化铝薄膜，和
在所述基材上形成氧化铝和/或氮化铝薄膜与重复形成氧化铝和/或氮化铝薄膜之间进行吹扫过程。
17.权利要求15的方法，其中所述沉积源进一步包括硅前体和/或具有不同于铝的金属的有机金属前体，使得所述薄膜进一步包括氧化硅、氮化硅、不同于氧化铝的金属氧化物和/或不同于氮化铝的金属氮化物。
18.权利要求15的方法，进一步包括，在所述基材上形成所述包括氧化铝和/或氮化铝的薄膜之前或之后，在所述基材上形成包括氧化硅、氮化硅、不同于氧化铝的金属氧化物和/或不同于氮化铝的金属氮化物的薄膜，使得形成多层介电膜。
19.权利要求15的方法，其中所述基材为包括开口、凹处、或接触孔的结构体，和所述方法进一步包括在形成所述薄膜之后进行回流过程。
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