DE10039327A1 - Elektronisches Bauelement und Herstellungsverfahren für elektronisches Bauelement - Google Patents

Elektronisches Bauelement und Herstellungsverfahren für elektronisches Bauelement

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement mit einer ersten Schicht (16) aus metallisch leitfähigem Material, einer zweiten Schicht (12) aus halbleitendem Material und mit einer dritten Schicht (14) zwischen der ersten (16) und der zweiten (12) Schicht, wobei die dritte Schicht (14) ein Dielektrikum enthält und zur Hemmung oder Unterbindung eines Ladungsträgertransports sowohl von der ersten zur zweiten Schicht als auch von der zweiten zur ersten Schicht ausgebildet ist. Erfindungsgemäß enthält das Dielektrikum Praseodymoxid in überwiegend kristalliner Phase.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement mit einer ersten Schicht aus metallisch leitfähigem Material, einer zweiten Schicht aus halbleitendem Material und mit einer dritten Schicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht, wobei die dritte Schicht ein Dielektrikum enthält und zur Hemmung oder Unterbindung eines Ladungsträgertransports sowohl von der ersten zur zweiten Schicht als auch von der zweiten zur ersten Schicht ausgebildet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, umfassend einen Schritt des Abscheidens einer praseodymoxidhalti­ gen Materialschicht auf einem Substrat.
Elektronische Bauelemente der oben genannten Art werden üblicherweise mit dem Kürzel MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) oder, in ihrer gängigsten und bedeutendsten Ausführungsform, MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) gekenn­ zeichnet. Bekannt sind zum Beispiel MOS-Dioden, MOS-Feldeffekttransistoren (MOSFET), skalierte MOSFETs, bei denen Materialparameter wie Dotierung reduzierten lateralen Maßen der Bauelementstruktur angepasst sind, modula­ tionsdotierte MODFETS, oder DRAM-Strukturen.
Es sei angemerkt, dass die metallisch leitfähige erste Schicht derartiger Bauelemen­ te sowohl von Metallen selbst als auch von hoch dotierten (entarteten) Halbleitern gebildet werden kann. Bei beiden Gruppen von Materialien erfolgt der Ladungstrans­ port in der ersten Schicht im elektrischen Feld mit Hilfe quasi freier Ladungsträger.
Weiterhin sei betont, dass der hier verwendete Begriff "Schicht" nicht notwendiger­ weise eine im Vergleich zur Schichtdicke große Flächenausdehnung in (lateralen) Richtungen senkrecht zur Schichtfolge impliziert. Durch nachträgliche Strukturierung oder durch entsprechende Einstellung der Herstellungsparameter, beispielsweise in epitaktischen Herstellungsverfahren, können in elektronischen Bauelementen Strukturen erzeugt werden, deren laterale Ausmaße in der Größenordnung der Schichtdicke liegen. Auch solche Strukturen werden hier als "Schicht" bezeichnet.
Die Verwendung von Siliziumoxid SiO2 als Dielektrikum in der dritten Schicht elektronischer Bauelemente der eingangs genannten Art ist in der jüngsten Vergangenheit an physikalische Grenzen gestoßen. So erfordert die Reduzierung der Strukturmaße bei CMOS (Complementary MOS)-Feldeffekttransistoren eine Verringerung der Dicke des Gate-Dielektrikums zwischen der metallisch leitfähigen Gateelektrode und dem dotierten, halbleitenden Kanal. Für Transistoren mit Kanallängen zwischen Source und Drain von weniger als 100 nm ist bei Ver­ wendung von SiO2 als Gate-Oxid aufgrund der relativ geringen Dielektrizitätszahl von 3.9 eine Schichtdicke des Dielektrikums von weniger als 2 nm erforderlich. Diese geringe Schichtdicke erhöht die Wahrscheinlichkeit des direkten Tunnelns von Ladungsträgern und verursacht daher deutlich erhöhte Leckströme zwischen Gateelektrode und Kanal oder Drain, die die Leistung des Transistors beein­ trächtigen können.
Zur Lösung des Problems ist es bekannt, alternative Materialien zu verwenden, die Siliziumoxid als Dielektrikum ersetzen können. Derartige Materialien weisen eine höhere Dielektrizitätszahl als Siliziumoxid auf. Damit kann im Hinblick auf die Skalierung des Bauelements eine Vergrößerung der Gate-Oxid-Kapazität erzielt werden, ohne die Schichtdicke in einen kritischen Wertebereich zu senken, in dem die Wahrscheinlichkeit für direkte Tunnelprozesse groß ist. Die Gate-Oxid-Kapazität ist bekanntlich proportional zur Dielektrizitätszahl und antiproportional zur Dicke des Gate-Dielektrikums.
Bekannte alternative Dielektrika sind Metalloxide in überwiegend amorpher Phase. Aus der Schrift US-A-6 013 553 ist die Verwendung von Zirkonium- oder Hafnium- Oxynitrid als Gate-Dielektrikum bekannt. Aus der US-A-5 955 213 ist die Verwendung des kristallinen YScMnO3 als Gate-Dielektrikum in Speicherbauelemen­ ten bekannt. Aus den Schriften US-A-5 810 923 und US-A-5 828 080 ist die Verwendung einer epitaktischen ZrO2-Schicht bzw. ZrYO2-Schicht als Gatedielek­ trikum bekannt. Diese Materialien ermöglichen zwar eine Verringerung der Leckstromdichte im Vergleich mit einer SiO2-Schicht. Als Vergleichsmaß dient hier der Wert der Leckstromdichte bei gleicher äquivalenter Oxidschichtdicke EOT. Die äquivalente Oxidschichtdicke EOT (Equivalent Oxide Thickness) eines Dielektrikums ist das Produkt der Schichtdicke d und des Verhältnisses der Dielektrizitätszahlen von Siliziumoxid (KSiO2) und des Dielektrikums (KD):
Die aus den Schriften B.H. Lee et al. Techn. Dig IEEE International Electron Devices Meeting 1999 (IEDM '99), pp. 133 und W.J Qi et al., Techn. Dig. IEDM '99, pp. 145 bekannten Werte der Leckstromdichte von ZrO2 und HfO2 bei gegebenem Wert von EOT = 1.4 Nanometer sind zwar gegenüber bekannten Werten von SiO2 bei einer Gatespannung von 1 V um einen Faktor bis zu etwa 10-4 auf Werte von etwa 10-3 bis 10-4 A/cm2 verringert. Wünschenswert ist jedoch eine weitere Verringerung der Leckstromdichte, um Bauelemente mit besonders hoher Skalierung, das heißt besonders geringen Maßen der relevanten Bauelements­ trukturen herstellen zu können.
P. Singh, B. Baishya, phys. stat. sol. (a) 104, 1987, 885-889 berichten über die Untersuchung verschiedener Selten-Erd-Oxide, darunter auch überwiegend amorphes Praseodymoxid Pr6O11 auf ihre Tauglichkeit für die Verwendung als Gate-Dielektrikum in Dünnfilmtransistoren aus II-VI-Halbleitern. Die Herstellungs dieser Dünnfilmtransistoren erfolgte mit Hilfe eines "Multiple-Pump-Down"- Verfahrens durch Verdampfen fester Ausgangsmaterialien unter Elektronen­ strahleinwirkung in einer Vakuumkammer. Die so hergestellten Bauelemente wurden anschließend einem Schritt des thermischen Ausheilens in Umgebungsluft bei 200°C über 3 bis 4 Stunden ausgesetzt. Die so hergestellten Bauelemente mit einer Praseodymoxid-Schicht wiesen eine geringe Beständigkeit auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Bauelement der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es besonders hoch skaliert werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, umfassend einen Schritt des Abscheidens einer praseodymoxidhaltigen Materialschicht aus einer gasförmigen Umgebung auf einem Substrat, so weiterzubilden, dass besonders hoch skalierte Bauelemente hergestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für ein elektronisches Bauelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Dielektrikum Praseodymoxid in überwiegend kristalliner Phase enthält. Das heißt, dass das Praseodymoxid überwiegend entweder einkristallin oder in Form mehrerer, verschiedener kristalliner Phasen vorliegen kann, jedoch überwiegend nicht amorph oder polykristallin ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass Praseodymoxid in überwiegend kristalliner Phase gegenüber bekannten, zur Verwendung in skalierten elektronischen Bauelementen geeigneten Dielektrika stark verbesserte Eigenschaften aufweist. Hierzu zählt zum einen, dass erfindungsgemäße Praseodymoxidschichten eine von der Dotierung des Substats unabhängige effektive Dielektrizitätszahl Keff von 31 ± 3 aufweisen. Zum anderen weist Praseodymoxid in überwiegend kristalliner Phase als Dielektrikum in MOS-Strukturen eine äußerst geringe Leckstromdichte auf. In einer MOS-Struktur mit äquivalenter Oxidschichtdicke von 1.4 nm wurden bei einer Gatespannung von 1 V Werte der Leckstromdichte bis hinab zu 5.10-9 A/cm2 gemessen. Diese Werte sind aufgrund der identischen Randbedingungen direkt mit den oben genannten Werten für ZrO2 und HfO2 vergleichbar und zeigen eine Verringerung der Leckstromdichte gegenüber diesen Dielektrika um einen Faktor von mehr als 10-4.
Überwiegend kristalline Praseodymoxidschichten zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass sie keine signifikanten Hystereseeffekte in Kapazitäts-Spannungs(CV)- Messungen zeigen. Das Material ist zudem äußerst beständig. Ohne Beein­ trächtigung der elektrischen Eigenschaften konnten auf Si abgeschiedene Praseodymoxidschichten über eine Zeitspanne von 15 Sekunden einer Temperatur von 1000°C ausgesetzt werden. Schließlich zeigen belastungsinduzierte Leckstrom- Messungen (Stress induced leakage current, SILC) eine hohe Belastbarkeit praseodymoxidhaltiger dielektrischer Schichten auch über längere Zeitspannen. Ein Durchbruch, d. h. ein Zusammenbruch des dielektrischen Verhaltens (dielectric breakdown) tritt erst bei elektrischen Feldstärken oberhalb von 43 Megavolt/cm ein. Nach einem solchen Zusammenbruch stellen sich die ursprünglichen dielektrischen Eigenschaften ohne signifikante Abweichung von vorherigen Werten wieder ein.
Aufgrund seiner Eigenschaften ist Praseodymoxid als Dielektrikum in überwiegend kristalliner Phase demzufolge besonders geeignet für skalierte elektronische Bauelemente mit Skalierungsfaktoren, die bisherige Werte übersteigen. Es kann aber selbstverständlich auch in anderen Bauelementen, beispielsweise den eingangs aufgeführten, als Dielektrikum Verwendung finden.
Die dritte Schicht des erfindungsgemäßen Bauelementes weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen einkristallinen Bereich auf. Besonders gute dielektrische Eigenschaften der dritten, also der Gate-Oxid-Schicht können erzielt werden, wenn diese Schicht aus nur wenigen in sich einkristallinen Domänen besteht. Die Qualität der dritten Schicht sinkt dagegen drastisch, wenn das Praseodymoxid in polykristal­ liner Phase vorliegt. Dies zeigt sich anhand stark erhöhter Werte der Leck­ stromdichte.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die dritte Schicht einen amorphen Bereich auf. Dieser ist typischerweise im Bereich der Grenzfläche zwischen der zweiten und der dritten Schicht angeordnet und erstreckt sich in lateraler Richtung über die gesamte Grenzfläche. Der amorphe Bereich enthält beispielsweise in CMOS-Feldeffekttransistoren, bei denen die zweite Schicht ganz überwiegend aus Silizium besteht, bisherigen Untersuchungen zufolge ein Praseodym-Silicat.
Durch geeignete Einstellung der Parameter des Herstellungsverfahrens ist es möglich, das Entstehen einer solchen amorphen Zwischenschicht zu verhindern. Die Erstreckung des amorphen Bereichs sollte jedenfalls in Richtung der Schichtfolge maximal 20% der Gesamterstreckung der dritten Schicht in dieser Richtung betragen. Die bisherigen Untersuchungen förderten Anzeichen dafür zu Tage, dass eine amorphe Zwischenschicht eine geringere Dielektrizitätszahl aufweist als die kristalline Phase. Die Dickenverhältnisse der amorphen Zwischenschicht und der kristallinen Schicht bestimmen jedoch die resultierende, effektive Dielektrizitätszahl der dritten Schicht als Ganzer.
Bei weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektronischen Bauele­ mentes beträgt die Erstreckung der dritten Schicht in Richtung der Schichtfolge maximal 50 Nanometer.
Das Beimischen anderer Materialien zur dritten Schicht, wie beispielsweise ZrO2 oder HfO2 ist grundsätzlich ohne weiteres möglich. Bevorzugt besteht das Dielektrikum jedoch vollständig aus Praseodymoxid.
Grundsätzlich können alle bekannten Oxide des Praseodyms, also beispielsweise PrO2, beide Modifikationen von Pr2O3, oder Pr6O11 im Dielektrikum enthalten sein. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Dielektrikum Praseodymoxid Pr2O3. Mit diesem Oxid des Praseodyms wurden in bisherigen Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt.
Dabei liegt Pr2O3 vorzugsweise in D53-Kristallstruktur oder D52-Kristallstruktur vor. Die D53-Struktur stellt sich beispielsweise unter geeigneten Wachstumsparametern bei Abscheiden von Pr2O3 auf einer Si(001)-Oberfläche ein. Bei Abscheiden von Pr2O3 auf einer Si-(111)Oberfläche entsteht bei geeigneten Wachstumsparametern eine D52-Struktur.
Das derzeit für die Ausführung der Erfindung bei weitem bevorzugte elektronische Bauelement ist ein Feldeffekttransistor. In einer Ausführungsform ist das elek­ tronische Bauelement als skalierter CMOS-FET ausgebildet, wobei die erste Schicht als Gate-Elektrode ausgebildet ist und die dritte Schicht an einen in der zweiten Schicht in zur Schichtfolge senkrechter Richtung zwischen einer Source- und einer Drain-Struktur ausgebildeten Kanal angrenzt. In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße elektronische Bauelement als modulationsdotierter Feldeffekttransistor (MODFET) ausgebildet.
Die zweite Schicht besteht an ihrer Grenzfläche zur dritten Schicht bevorzugt ganz überwiegend aus Silizium mit einer (001)- oder mit einer (111)-Kristallorientierung.
Hinsichtlich ihres Verfahrensaspektes bildet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, umfassend einen Schritt des Abscheidens einer praseodymoxidhaltigen Materialschicht aus einer gasförmigen Umgebung auf einem Substrat, dadurch weiter, dass die praseodymoxidhaltige Materialschicht bei einer Substrattemperatur zwischen 500°C und 800°C abgeschieden wird.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die praseodym­ haltige Materialschicht im angegebenen Substrattemperaturintervall in überwiegend kristalliner Form abgeschieden wird. Das Entstehen einer polykristallinen praseodym­ haltigen Materialschicht wird verhindert. Auf diese Weise werden überwiegend kristalline praseodymhaltige Schichten erzeugt, die, wie oben dargestellt wurde und weiter unten anhand der Fig. 1 bis 8 im einzelnen beschrieben wird, äußerst vorteilhafte dielektrische Eigenschaften aufweisen.
Das Substrat für das Wachstum der praseodymhaltigen Materialschicht bildet die im Herstellungsverfahren zuvor aufgewachsene oder präparierte Schicht. Bei der Herstellung eines CMOS-FET beispielsweise bildet die Kanalschicht das Substrat für die Abscheidung des Gate-Dielektrikums. Die Kanalschicht wird üblicherweise durch einkristallines Silizium in (001)-Orientierung gebildet.
In einer bevorzugten Verfahrensform werden praseodymoxidhaltige Material­ schichten in einem Substrattemperaturintervall zwischen 600°C und 750°C abgeschieden. Die unter diesen Bedingungen entstandenen Schichten weisen eine besonders reine Kristallstruktur auf. In dieser Hinsicht beste Ergebnisse werden derzeit bei einer Substrattemperatur von 625°C erzielt.
Der Schritt des Abscheidens einer praseodymhaltigen Materialschicht kann mit Hilfe eines an sich bekannten molekularstrahl-epitaktischen Wachstumsverfahrens durchgeführt werden.
Für das Abscheiden der praseodymhaltigen Materialschicht wird in einer Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise ein festes Ausgangsmaterial verdampft. Ein Teil des verdampften Materials gelangt in die unmittelbare Umgebung des Substrats, auf dem dann nach und nach die Kristall­ bildung stattfindet. Das Verdampfen kann beispielsweise unter Einwirkung eines Elektronenstrahls herbeigeführt werden. Als festes Ausgangsmaterial können beispielsweise alle bekannten Praseodymoxide verwendet werden. Vorzugsweise wird Praseodymoxid Pr6O11 verwendet.
Alternativ kann für die Abscheidung von Praseodymoxid auf dem Substrat eine chemische Reaktion zweier oder mehrerer gasförmiger Ausgangsstoffe herbei­ geführt werden. Hierfür kann auf bekannte Verfahren der Gasphasenepitaxie zurückgegriffen werden. Beispielsweise wird für die Abscheidung von Praseodym­ oxid auf dem Substrat eine chemische Reaktion zweier oder mehrerer metall­ organischer gasförmiger Ausgangsstoffe herbeigeführt. Es können hierfür gängige MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)- bzw. MOVPE(Metal Organic Chemical Vapor Epitaxy)-Reaktoren und -Verfahren verwendet werden.
Mit Hilfe der genannten Wachstumsverfahren können einkristalline oder aus verschiedenen kristallinen Phasen zusammengesetzte Schichten aufgewachsen werden. Die kristalline Orientierung der praseodymhaltigen Schicht gegenüber dem Kanal kann dabei epitaktisch sein.
Die Reinheit der Kristallstruktur wird bei einer Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens durch einen auf das Abscheiden folgenden Schritt des thermischen Ausheilens verbessert. Die Substrattemperatur beträgt während des thermischen Ausheilens mindestens 400°C und höchstens 1000°C, insbesondere zwischen 550°C und 700°C. Bei 600°C über eine kurze Zeitspanne (ca. 5 Minuten) ausgeheilte Schichten zeigen in Kapazitäts-Spannungs(CV)-Messungen keine Hysterese der Kapazität. Die Oberflächenrauhigkeit ist im Mittel (RMS) geringer als 0.5 nm.
Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Röntgenbeugungsspektrum einer Pr2O3-Schicht auf Si(001),
Fig. 2 das Ergebnis einer CV-Messung an einer zweiten, auf p-Si gewachse­ nen Pr2O3-Schicht,
Fig. 3 einen Vergleich der Röntgenbeugungsspektren einer dritten Pr2O3- Schicht im unbehandelten Zustand und nach kurzzeitigem Erhitzen auf 1000°C,
Fig. 4 das Ergebnis einer CV-Messung an der dritten Schicht nach dem Erhitzen,
Fig. 5 das Ergebnis von SILC-Messungen an einer vierten Pr2O3-Schicht,
Fig. 6 das Ergebnis von Messungen der Stromdichte in Abhängigkeit von der angelegten Spannung an 16 gleichartig hergestellten Gold/- Pr2O3/n-Si-Kondensatoren,
Fig. 7 das Ergebnis von Messungen der Stromdichte als Funktion der Zeit an zwei weiteren Gold/Pr2O3/n-Si-Kondensatoren unter zwei verschiedenen elektrischen Spannungen,
Fig. 8 das Ergebnis von Messungen der Stromdichte in Abhängigkeit von der angelegten Spannung bei denselben Kondensatoren wie in Fig. 7 nach Durchführung der Messungen der Fig. 7,
Fig. 9 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus im Bereich des Gates eines MOSFETs und
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen, Si-basierten CMOSFETs.
Fig. 1 zeigt ein Röntgenbeugungsspektrum einer 13.4 Nanometer dicken Pr2O3- Schicht auf (001)-Silizium. Diese Schicht wurde bei einer Substrattemperatur von 625°C mit Hilfe der Molekularstrahlepitaxie unter Verwendung von festem Ausgangsmaterial (Pr6O11) hergestellt und anschließend bei einer Substrattempera­ tur von 600°C für fünf Minuten thermisch ausgeheilt. Dargestellt ist die gebeugte Röntgenintensität in Einheiten von Zählimpulsen eines Detektors als Funktion des doppelten Beugungswinkels (2 theta). Das Spektrum zeigt eine dominierende Beugungslinie bei 2 theta = 70°, die auf die Beugung am Siliziumgitter zurückzu­ führen ist. Bei einem doppelten Beugungswinkel von etwa 45° ist eine zweite Beugungslinie mit im Vergleich etwas geringerer Intensität als der des Siliziumpeaks zu erkennen. Diese Linie ist auf die Beugung des Röntgenlichts am Kristallgitter von Pr2O3 zurückzuführen. Dieses Ergebnis zeigt, dass das Praseodymoxid überwiegend einkristallin vorliegt, und wird im übrigen durch hier nicht gezeigte Elektronenbeu­ gungs- und hochaufgelöste transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen bestätigt.
Fig. 2 zeigt das Ergebnis einer Kapazitäts-Spannungs(CV)-Messung an einer zweiten, 13.4 nm dicken Pr2O3-Schicht. Dargestellt ist die Abhängigkeit der Kapazität von der Maximalamplitude eines hochfrequenten (100 kHz) Spannungs­ pulses Vg zwischen einer unten näher beschriebenen Elektrode und dem Substrat, wobei die Maximalamplitude des hochfrequenten Spannungspulses für die Aufnahme der zwei dargestellten Kurven um 0,1 Volt pro Sekunde erhöht bzw. verringert wurde. Die vorliegende Schicht wurde auf p-dotiertem (001)-Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 10 Ohm.Zentimeter unter ansonsten identischen Bedingungen wie die Schicht aus Fig. 1 abgeschieden und an­ schließend mit einer Gold-Elektrode versehen. Die Goldelektrode wurde durch Abscheiden von verdampftem Gold durch eine Schattenmaske ('shadow mask') aufgebracht. Die Messung wurde nach dem thermischen Ausheilen vorgenommen. Im Diagramm der Fig. 2 zeigt eine durchgezogene Line die CV-Kurve bei einem ersten Messdurchlauf, während dessen die Maximalamplitude des Spannungspulses von 3 Volt auf -1 Volt verringert wurden. Eine gestrichelte Linie im Diagramm zeigt die CV-Kurve bei einem unmittelbar nachfolgenden zweiten Messdurchlauf, während dessen die Maximalamplitude des Spannungspulses von -1 Volt auf 3 Volt erhöht wurde. Die Kapazität der Schicht beträgt bei einer Spannung von -1 Volt ca. 3000 Picofarad, und fällt ab einem Spannungswert von etwa -0,5 Volt drastisch bis auf Werte um 200 Pikofarad bei + 0,5 Volt. Bei weiter zunehmender Spannung fällt der Wert der Kapazität geringfügig bis auf einen Wert von unter 100 Pikofarad bei 3 Volt. Die Messungen sind weitestgehend unabhängig von der Durch­ laufrichtung und zeigen, dass keine signifikanten Hystereseeffekte auftreten.
Fig. 3 zeigt zwei Röntgenspektren der gleichen Art wie Fig. 1. Sie wurden an einer dritten, 14.9 nm dicken Pr2O3-Schicht auf Silizium gemessen und zwar zum einen (unteres Spektrum) im unbehandelten Zustand ("as grown") und zum anderen (oberes Spektrum) anschließend an eine thermischen Behandlung in Stickstoff­ atmosphäre bei einer Substrattemperatur von 1000°C über eine Zeitspanne von 15 Sekunden. Das Röntgenspektrum der behandelten Schicht ist allein zur Ver­ deutlichung der Darstellung in Richtung der Ordinate nach oben verschoben. Es zeigt sich im Vergleich der beiden Spektren, dass die thermische Behandlung keinen messbaren Einfluss auf die kristalline Struktur der behandelten Probe hatte. Denn die beiden Spektren sind im wesentlichen identisch. Eine Verschlechterung der Reinheit der Kristallstruktur wäre anhand einer Verbreiterung des dem Pr2O3 zuzuordnenden Peaks bei etwa 2theta = 45° zu erkennen gewesen.
Fig. 4 zeigt das Ergebnis einer analog zur anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorgehensweise durchgeführten CV-Messung an der thermisch behandelten dritten Schicht. Die Abhängigkeit der Kapazität von der Spannung ist bei der behandelten Schicht gegenüber der aus Fig. 2 bekannten Abhängigkeit der vergleichbaren, jedoch unbehandelten zweiten Schicht kaum verändert. Dies zeigt, dass die dielektrischen Eigenschaften der Probe nach einer thermischen Behandlung selbst bei sehr hohen Temperaturen wie 1000°C keine Verschlechterung erfahren.
Fig. 5 zeigt das Ergebnis von SILC-Messungen an einer vierten Pr2O3-Schicht auf einem Siliziumsubstrat. Diese Schicht weist eine EOT von 1.4 nm auf und ist mit einer Goldelektrode versehen. Sie wurde unmittelbar vor der Messung einer Spannung von 4.56 Volt, entsprechend 32 Megavolt/Zentimeter ausgesetzt. Dargestellt ist der Betrag der Leckstromdichte Jg in Einheiten von Ampere/cm2 in Abhängigkeit von der Spannung Vg zwischen der Goldelektrode und dem Substrat. Es wurden fünf Messungen durchgeführt, denen unterschiedlich lange Belastungs­ zeiten der Probe vorangingen. Die Ergebnisse sind im Diagramm der Fig. 5 mit Hilfe von Kurven unterschiedlicher Linienart dargestellt. Die erste Messung (durchgezogene Linie) wurde durchgeführt, bevor die Schicht der Belastungs­ spannung ausgesetzt wurde. Weitere Messungen wurden nach 30, 60, 300 und 600 Sekunden langen Belastungszeitspannen durchgeführt. Die Zuordnungen der Messkurven zur jeweiligen Messung können der Legende im Diagramm oben links entnommen werden. Im Ergebnis zeigen sich äußerst geringfügige Veränderungen der Abhängigkeit der Leckstromdichte von der Gatespannung Vg selbst nach einer Belastung der Schicht über eine Zeitspanne von 600 Sekunden. Dies bestätigt die schon zuvor festgestellte, überraschend hohe Belastbarkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichten.
Fig. 6 zeigt das Ergebnis von Messungen der Leckstromdichte Jg in Abhängigkeit von der angelegten Spannung Vg an 16 gleichartig hergestellten Gold/Pr2O3/n-Si- Kondensatoren. Die von der Praseodymoxidschicht bedeckte Substratfläche betrug bei allen Kondensatoren 1.89.10-3 cm2. Die EOT betrug 1.4 nm. Alle dargestellten Kurven zeigen einen gleichartigen Verlauf, Die Leckstromdichte beträgt bei einer Spannung von Vg = -2 Volt zwischen 10-8 und 10-7 A/cm2, sinkt dann bis auf einen Wert von unter 10-11 A/cm2 bei 0 Volt und steigt bei zunehmender positiver Spannung Vg annähernd symmetrisch zum Verlauf bei negativen Spannungswerten an. Bei Vg = 1 Volt erreicht die Leckstromdichte im Mittel einen Wert von Jg (1 V) = (5,0 ± 0,5).10-9 A/cm2. Die Schwankung dieses Wertes bei unterschiedlichen Kondensatoren ist offensichtlich äußerst gering. Zu höheren positiven Spannungen hin steigt die Leckstromdichte weiter an. Ein Durchbruch tritt erst oberhalb von 6 Volt auf, entsprechend einer elektrischen Feldstärke von 43 Megavolt/cm.
Fig. 7 zeigt als Ergebnis einer weiteren Belastungsmessung die Abhängigkeit der Leckstromdichte vom Zeitpunkt nach Anlegen einer Spannung von 5,02 V bzw. 5,24 V für zwei Gold/Pr2O3/Si (001) Kondensatoren mit EOT von 1.4 nm. Ein Durchbruch ist erst nach über 100 s zu beobachten. Auch diese Messungen zeigen die Beständigkeit der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichten.
Fig. 8 zeigt die Ergebnisse von CV-Messungen an den beiden Kondensatoren vor und nach den in Fig. 7 dargestellten Belastungsmessungen. Die gestrichelt gezeichneten Kurven geben die Abhängigkeit nach der Belastungsmessung wieder (vgl. die Legende im Diagramm oben links), während die durchgezogen gezeichnete Kurve die Abhängigkeit vor der Messung darstellt. Es zeigt sich, dass der in den Belastungsmessungen herbeigeführte Durchbruch nur äußerst geringfügige Unterschiede der Abhängigkeit der Leckstromdichte Jg von der Gatespannung Vg verursacht. Die Kondensatoren "erholen" sich also vollständig von dem Durchbruch.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen MOSFETs 10. Auf einem Siliziumsubstrat 12 mit Orientierung (001) ist eine Gateoxid-Schicht 14 aufgewachsen. Die Gateoxid-Schicht 14 besteht aus Praseodymoxid Pr2O3. Ihre Dicke beträgt weniger als 50 nm. Auf der Gateoxidschicht 14 ist eine Gateelektrode 14 aufgebracht. Die Gateelektrode 14 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Gold, kann aber auch aus p- oder n-leitendem Silizium, einem anderen Metall, einer Legierung mehrerer Metalle, jeweils einzeln oder in Kombination miteinander bestehen.
Das Substrat weist einen mit Hilfe beispielsweise der Ionenimplantation dotierten Source-Abschnitt 18 und einen Drain-Abschnitt 20 auf. Zwischen Source 18 und Drain 20 erstreckt sich senkrecht zur Schichtfolge ein dotierter Kanal 22.
Die Struktur des hier dargestellten MOSFETs 10 ist grundsätzlich bekannt. Die Darstellung verzichtet daher auf dem Fachmann ohnehin geläufige Details. Mit Hilfe der Gateoxidschicht werden jedoch neue Möglichkeiten der Skalierung derartiger MOSFETs eröffnet, die im einzelnen zu Veränderungen der Struktur führen können. Es versteht sich, dass das die Richtung der Schichtfolge des MOSFETs 10 beliebig variiert werden kann.
Fig. 10 zeigt in vergrößerter Darstellung den Bereich des Gateoxids 14 aus Fig. 1. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen im Vergleich mit Fig. 1 gleiche Struktur­ elemente des MOSFETs 10. Die Gateoxid-Schicht 14 weist eine unmittelbar an den Kanal 14 angrenzende amorphe Grenzflächenschicht 14.1 auf, die ein Silicat mit Praseodym und Sauerstoff enthält. Durch geeignete Wahl der Wachstumsparameter bei der Herstellung der Gateoxid-Schicht beträgt die Dicke der Grenzflächenschicht 14.1 in Richtung der Schichtfolge weniger als 20% der Dicke der Gateoxid-Schicht 14. An die Grenzflächenschicht 14.1 schließt sich zur Gateelektrode 16 hin eine überwiegend einkristalline Praseodymoxid-Schicht 14.2 an.

Claims (22)

1. Elektronisches Bauelement mit einer ersten Schicht (16) aus metallisch leitfähigem Material, einer zweiten Schicht (12) aus halbleitendem Material und mit einer dritten Schicht (14) zwischen der ersten (16) und der zweiten (12) Schicht, wobei die dritte Schicht (14) ein Dielektrikum enthält und zur Hemmung oder Unterbindung eines Ladungsträgertransports sowohl von der ersten zur zweiten Schicht als auch von der zweiten zur ersten Schicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum Praseodym­ oxid in überwiegend kristalliner Phase enthält.
2. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (14) einen einkristallinen Bereich (14.2) aufweist.
3. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht einen amorphen Bereich (14.1) aufweist.
4. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des amorphen Bereichs (14.1) in Richtung der Schichtfolge maximal 20% der Gesamterstreckung der dritten Schicht (14) in dieser Richtung beträgt.
5. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der dritten Schicht (14) in Richtung der Schichtfolge maximal 50 Nanometer beträgt.
6. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum aus Praseodymoxid besteht.
7. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dielektrizitätszahl des Dielektrikums zwischen 20 und 40 beträgt.
8. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum Praseodymoxid Pr2O3 enthält.
9. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum Pr2O3 in D53-Kristallstruktur oder D52-Kristallstruktur enthält.
10. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement als Feldeffekttransistor (10) ausgebildet ist.
11. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement als skalierter CMOS-FET ausgebildet ist, wobei die erste Schicht als Gate-Elektrode (16) ausgebildet ist und die dritte Schicht (14) an einen in der zweiten Schicht (12) in zur Schichtfolge senkrechter Richtung zwischen einer Source- (18) und einer Drain-Struktur (22) ausgebildeten Kanal (22) angrenzt.
12. Elektronisches Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (12) an ihrer Grenzfläche zur dritten Schicht (14) aus Silizium mit einer (001)- oder mit einer (111)- Kristallorientierung besteht.
13. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, umfassend einen Schritt des Abscheidens einer praseodymoxidhaltigen Materialschicht aus einer gasförmigen Umgebung auf einem Substrat, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die praseodymoxidhaltige Materialschicht bei einer Sub­ strattemperatur zwischen 500°C und 800°C abgeschieden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die praseodym­ haltige Materialschicht bei einer Substrattemperatur zwischen 600°C und 750°C abgeschieden wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die praseodym­ haltige Materialschicht bei einer Substrattemperatur von 625°C abgeschie­ den wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Abscheidens einer praseodymhaltigen Materialschicht mit Hilfe eines molekularstrahl-epitaktischen Wachstumsverfahrens durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für das Abscheiden der praseodymhaltigen Materialschicht ein festes Ausgangsmaterial verdampft wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Praseodymoxid Pr6O11 verdampft wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abscheidung von Praseodymoxid auf dem Substrat eine chemische Reaktion zweier oder mehrerer gasförmiger Ausgangsstoffe herbeigeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abscheidung von Praseodymoxid auf dem Substrat eine chemische Reaktion zweier oder mehrerer metallorganischer gasförmiger Ausgangsstoffe herbei­ geführt wird.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen auf das Abscheiden folgenden Schritt des thermischen Ausheilens, wobei die Substrattemperatur während des thermischen Ausheilens mindestens 400°C und höchstens 1000°C beträgt.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Temperatur der Schicht während des thermischen Ausheilens zwischen 550°C und 700°C beträgt.
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US10/343,494 US7129551B2 (en) 2000-08-03 2001-07-31 Electronic component having a praseodymium oxide layer and process for fabricating same
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10156932A1 (de) * 2001-11-20 2003-05-28 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Abscheidung dünner Praseodymoxid-Schichten mittels ALD/CVD-Verfahren
WO2003092022A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-06 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Institut Für Innovative Mikroelektronik Halbleiterkondensator mit praseodymoxid als dielektrikum und mit einer zwischenschicht als diffusionsbarriere für sauerstoff
DE10230674A1 (de) * 2002-07-04 2004-01-22 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Halbleiterkondensator und damit aufgebauter MOSFET
WO2005024930A2 (de) * 2003-08-28 2005-03-17 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Institut Für Innovative Mikroelektronik Herstellungsverfahren für ein halbleiterbauelement mit praseodymoxid-dielektrikum
US7196382B2 (en) 2001-05-26 2007-03-27 Ihp Gmbh Innovations For High Performance Microelectronics/ Institut Fur Innovative Mikroelektronik Transistor, method for producing an integrated circuit and a method of producing a metal silicide layer
US7335896B2 (en) 2004-07-28 2008-02-26 Ict, Integrated Circuit Testing Gesellschaft Fur Halbleiterpruftechnik Mbh Emitter for an ion source
DE10309728B4 (de) * 2003-02-26 2009-06-04 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Verfahren zur Herstellung von Si-Wafern mit einer Lanthanoid-Silikat-Schicht

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8026161B2 (en) 2001-08-30 2011-09-27 Micron Technology, Inc. Highly reliable amorphous high-K gate oxide ZrO2
US6900122B2 (en) * 2001-12-20 2005-05-31 Micron Technology, Inc. Low-temperature grown high-quality ultra-thin praseodymium gate dielectrics
US6953730B2 (en) 2001-12-20 2005-10-11 Micron Technology, Inc. Low-temperature grown high quality ultra-thin CoTiO3 gate dielectrics
US7205218B2 (en) 2002-06-05 2007-04-17 Micron Technology, Inc. Method including forming gate dielectrics having multiple lanthanide oxide layers
US7221586B2 (en) 2002-07-08 2007-05-22 Micron Technology, Inc. Memory utilizing oxide nanolaminates
US6921702B2 (en) 2002-07-30 2005-07-26 Micron Technology Inc. Atomic layer deposited nanolaminates of HfO2/ZrO2 films as gate dielectrics
DE10245590A1 (de) * 2002-09-26 2004-04-15 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Halbleiterbauelement mit Praseodymoxid-Dielektrikum
US7183186B2 (en) 2003-04-22 2007-02-27 Micro Technology, Inc. Atomic layer deposited ZrTiO4 films
WO2005065357A2 (en) * 2003-12-29 2005-07-21 Translucent, Inc. Rare earth-oxides, rare-earth-nitrides, rare earth-phosphides and ternary alloys with silicon
US7384481B2 (en) * 2003-12-29 2008-06-10 Translucent Photonics, Inc. Method of forming a rare-earth dielectric layer
US7655327B2 (en) * 2003-12-29 2010-02-02 Translucent, Inc. Composition comprising rare-earth dielectric
US20050233477A1 (en) * 2004-03-05 2005-10-20 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, substrate processing method, and program for implementing the method
US7687409B2 (en) 2005-03-29 2010-03-30 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited titanium silicon oxide films
US7662729B2 (en) 2005-04-28 2010-02-16 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of a ruthenium layer to a lanthanide oxide dielectric layer
DE102005051573B4 (de) * 2005-06-17 2007-10-18 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik MIM/MIS-Struktur mit Praseodymtitanat als Isolatormaterial
US7927948B2 (en) 2005-07-20 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Devices with nanocrystals and methods of formation
US7563730B2 (en) 2006-08-31 2009-07-21 Micron Technology, Inc. Hafnium lanthanide oxynitride films
US8106381B2 (en) * 2006-10-18 2012-01-31 Translucent, Inc. Semiconductor structures with rare-earths
US8039738B2 (en) * 2007-07-26 2011-10-18 Translucent, Inc. Active rare earth tandem solar cell
US8039737B2 (en) * 2007-07-26 2011-10-18 Translucent, Inc. Passive rare earth tandem solar cell
US8049100B2 (en) * 2007-07-26 2011-11-01 Translucent, Inc. Multijunction rare earth solar cell
US11575043B1 (en) * 2021-07-23 2023-02-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device and manufacturing method of the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3333325B2 (ja) * 1993-08-26 2002-10-15 株式会社東芝 半導体装置、半導体装置のシミュレーション方法、及び半導体装置のシミュレータ
US6469357B1 (en) * 1994-03-23 2002-10-22 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising an oxide layer on a GaAs or GaN-based semiconductor body
US5828080A (en) 1994-08-17 1998-10-27 Tdk Corporation Oxide thin film, electronic device substrate and electronic device
JP3223233B2 (ja) * 1994-08-17 2001-10-29 ティーディーケイ株式会社 酸化物薄膜、電子デバイス用基板および酸化物薄膜の形成方法
JP3137880B2 (ja) 1995-08-25 2001-02-26 ティーディーケイ株式会社 強誘電体薄膜、電子デバイスおよび強誘電体薄膜の製造方法
JP3813740B2 (ja) * 1997-07-11 2006-08-23 Ｔｄｋ株式会社 電子デバイス用基板
US6013553A (en) 1997-07-24 2000-01-11 Texas Instruments Incorporated Zirconium and/or hafnium oxynitride gate dielectric
TW367626B (en) 1997-11-26 1999-08-21 Nat Science Council Schottky structure with rare earth composite layer and manufacturing method thereof
US6656852B2 (en) 2001-12-06 2003-12-02 Texas Instruments Incorporated Method for the selective removal of high-k dielectrics
US6900122B2 (en) 2001-12-20 2005-05-31 Micron Technology, Inc. Low-temperature grown high-quality ultra-thin praseodymium gate dielectrics
US7205218B2 (en) 2002-06-05 2007-04-17 Micron Technology, Inc. Method including forming gate dielectrics having multiple lanthanide oxide layers

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7196382B2 (en) 2001-05-26 2007-03-27 Ihp Gmbh Innovations For High Performance Microelectronics/ Institut Fur Innovative Mikroelektronik Transistor, method for producing an integrated circuit and a method of producing a metal silicide layer
DE10156932A1 (de) * 2001-11-20 2003-05-28 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Abscheidung dünner Praseodymoxid-Schichten mittels ALD/CVD-Verfahren
US7113388B2 (en) 2002-04-23 2006-09-26 IHP GmbH- Innovations for High Performance Semiconductor capacitor with praseodymium oxide as dielectric
WO2003092022A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-06 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Institut Für Innovative Mikroelektronik Halbleiterkondensator mit praseodymoxid als dielektrikum und mit einer zwischenschicht als diffusionsbarriere für sauerstoff
DE10218799A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-13 Ihp Gmbh Halbleiterkondensator mit Praseodymoxid als Dielektrikum
DE10230674A1 (de) * 2002-07-04 2004-01-22 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Halbleiterkondensator und damit aufgebauter MOSFET
DE10230674B4 (de) * 2002-07-04 2006-11-23 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Halbleiterkondensator und damit aufgebauter MOSFET
DE10309728B4 (de) * 2003-02-26 2009-06-04 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Verfahren zur Herstellung von Si-Wafern mit einer Lanthanoid-Silikat-Schicht
WO2005024930A3 (de) * 2003-08-28 2005-07-14 Ihp Gmbh Herstellungsverfahren für ein halbleiterbauelement mit praseodymoxid-dielektrikum
DE10340202A1 (de) * 2003-08-28 2005-04-14 IHP GmbH - Innovations for High Performance Microelectronics/Institut für innovative Mikroelektronik Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauelement mit Praseodymoxid-Dielektrikum
WO2005024930A2 (de) * 2003-08-28 2005-03-17 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Institut Für Innovative Mikroelektronik Herstellungsverfahren für ein halbleiterbauelement mit praseodymoxid-dielektrikum
US7528434B2 (en) 2003-08-28 2009-05-05 Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Production process for a semiconductor component with a praseodymium oxide dielectric
US7335896B2 (en) 2004-07-28 2008-02-26 Ict, Integrated Circuit Testing Gesellschaft Fur Halbleiterpruftechnik Mbh Emitter for an ion source

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EP1410442A1 (de) 2004-04-21
WO2002013275A1 (de) 2002-02-14
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