DE19909295A1 - Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer - Google Patents

Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer

Info

Publication number
DE19909295A1
DE19909295A1 DE1999109295 DE19909295A DE19909295A1 DE 19909295 A1 DE19909295 A1 DE 19909295A1 DE 1999109295 DE1999109295 DE 1999109295 DE 19909295 A DE19909295 A DE 19909295A DE 19909295 A1 DE19909295 A1 DE 19909295A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
oxygen
silicide
iridium
silicon
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.)
Withdrawn
Application number
DE1999109295
Other languages
German (de)
Inventor
Nicolas Nagel
Rainer Bruchhaus
Robert Primig
Hermann Wendt
Igor Kasko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1999109295 priority Critical patent/DE19909295A1/en
Priority to KR10-2001-7008073A priority patent/KR100430324B1/en
Priority to EP99967896A priority patent/EP1153424A1/en
Priority to PCT/DE1999/004081 priority patent/WO2000039842A1/en
Priority to JP2000591655A priority patent/JP3665570B2/en
Publication of DE19909295A1 publication Critical patent/DE19909295A1/en
Priority to US09/891,114 priority patent/US6573542B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L28/60—Electrodes
    • H01L28/75—Electrodes comprising two or more layers, e.g. comprising a barrier layer and a metal layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L21/28568—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System the conductive layers comprising transition metals
    • 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

Abstract

Microelectronic structure comprises a base substrate (5) with an oxygen-containing iridium layer (25) between a silicon-containing layer (8, 20) and an oxygen barrier layer (30). The iridium layer is produced by sputtering in an oxygen-containing atmosphere. The volume of oxygen in the atmosphere is 2.5-15 %.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie und betrifft eine mikroelektronische Struktur mit einem Grundsubstrat, einer siliziumhaltigen Schicht und einer Sau­ erstoffbarrierenschicht.The invention is in the field of semiconductor technology and relates to a microelectronic structure with a Base substrate, a silicon-containing layer and a sow material barrier layer.

Zur weiteren Erhöhung der Speicherkapazität von Halbleiter­ speichern wird die Verwendung von Hoch-ε-Dielektrika (ε < 20) oder ferroelektrischen Dielektrika angestrebt. Die dafür bevorzugten Materialien erfordern bei ihrer Abscheidung und Konditionierung sauerstoffhaltige Atmosphären und Tempe­ raturen bis zu 800°C. Bei diesen Bedingungen ist jedoch mit einer raschen Oxidation der bisher verwendeten Materialien für Elektroden zu rechnen. Daher wurde ebenfalls die Verwen­ dung oxidationsresistenter Elektrodenmaterialien vorgeschla­ gen. Ein prominenter Vertreter ist beispielsweise Platin. Bei Verwendung von Platin tritt jedoch das Problem auf, daß bei unmittelbarem Kontakt von Platin mit Silizium bei den hohen Prozeßtemperaturen störendes Platinsilizid gebildet wird. Auch kann Sauerstoff relativ leicht durch Platin hindurch diffundieren und das darunter befindliche Silizium oxidieren. Aus diesen Gründen ist eine Barriere zwischen der Platinelek­ trode und einem mit Polysilizium gefüllten Kontaktloch, das die Elektrode mit einem Auswahltransistor verbindet, nötig.To further increase the storage capacity of semiconductors will save the use of high ε dielectrics (ε <20) or ferroelectric dielectrics. The preferred materials require for their deposition and conditioning oxygen-containing atmospheres and temperatures temperatures up to 800 ° C. With these conditions, however, is with rapid oxidation of the materials previously used to count for electrodes. Hence the use formation of oxidation-resistant electrode materials A prominent representative is, for example, platinum. At However, using platinum has the problem that direct contact of platinum with silicon at the high Process temperatures disrupting platinum silicide is formed. Oxygen can also pass through platinum relatively easily diffuse and oxidize the silicon underneath. For these reasons there is a barrier between the platinum electrodes trode and a contact hole filled with polysilicon, the connects the electrode to a selection transistor.

An die Barriere werden insbesondere folgende Anforderungen gestellt. Sie muß einerseits die Siliziumdiffusion vom Kon­ taktloch zur Platinelektrode verhindern und andererseits eine Sauerstoffdiffusion vom Platin zum Kontaktloch unterbinden, um die elektrisch isolierende Oxidation von Silizium auszu­ schließen. Darüber hinaus muß die Barriere selbst bei den Prozeßbedingungen stabil bleiben. The following requirements apply in particular to the barrier posed. You must on the one hand the silicon diffusion from Kon Prevent clock hole to the platinum electrode and on the other hand one Prevent oxygen diffusion from platinum to the contact hole, to eliminate the electrically insulating oxidation of silicon conclude. In addition, the barrier itself must Process conditions remain stable.  

Ein möglicher Aufbau einer eingangs genannten mikroelektroni­ schen Struktur in Form eines Elektrodenbarrierensystems ist beispielsweise in der US 5,581,439 beschrieben. Dort ist eine die Siliziumdiffusion behindernde Titannitridschicht in einer Siliziumnitridschicht vergraben, die zumindest die Titanni­ tridschicht seitlich vor einer Oxidation schützt. Auf dem Si­ liziumnitridkragen sitzt ein Palladiumgrundkörper mit einem Platinüberzug, die zusammen die Elektrode bilden. Gleichzei­ tig soll zumindest durch das Palladium die Titannitridschicht vor einer Oxidation bewahrt werden.A possible construction of a microelectron mentioned at the beginning structure in the form of an electrode barrier system described for example in US 5,581,439. There is one titanium nitride layer that hinders silicon diffusion in one Buried silicon nitride layer, at least the Titanni protects the lateral layer against oxidation. On the Si a palladium base body with a silicon nitride collar Platinum plating, which together form the electrode. Simultaneously The titanium nitride layer should at least act through the palladium be protected from oxidation.

Der Aufbau eines weiteren Elektrodenbarrierensystems mit an­ deren Materialien wird dagegen in dem Fachartikel von J. Kudo et al., "A High Stability Electrode Technology for Stacked SrBi2Ta2O9 Capacitors Applicable to Advanced Ferroelectric Memory", IEDM 1997, S. 609 bis 612 beschrieben. Der dort of­ fenbarte Aufbau bevorzugt eine Barriere aus Tantal-Silizium- Nitrid, die von einer reinen Iridiumschicht und einer Iridi­ umdioxidschicht überdeckt ist. Die Tantal-Silizium- Nitridbarriere verhindert die Siliziumdiffusion, muß jedoch selbst vor einer Oxidation geschützt werden. Diese Aufgabe übernehmen die Iridiumdioxidschicht und die reine Iridium­ schicht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei hohen Temperatu­ ren, insbesondere bei 800°C, die reine Iridiumschicht mit der Tantal-Silizium-Nitridbarriere elektrisch schlecht leitendes Iridiumsilizid bildet.The construction of another electrode barrier system with other materials is, however, in the technical article by J. Kudo et al., "A High Stability Electrode Technology for Stacked SrBi 2 Ta 2 O 9 Capacitors Applicable to Advanced Ferroelectric Memory", IEDM 1997, p. 609 to 612. The structure disclosed there prefers a barrier made of tantalum silicon nitride, which is covered by a pure iridium layer and an iridium dioxide layer. The tantalum-silicon nitride barrier prevents silicon diffusion, but must itself be protected against oxidation. The iridium dioxide layer and the pure iridium layer take on this task. However, it has been shown that at high temperatures, in particular at 800 ° C., the pure iridium layer with the tantalum-silicon nitride barrier forms an electrically poorly conductive iridium silicide.

Die gleichen Probleme treten auch bei dem von Saenger et al., "Buried, self-aligned barrier layer structures for perovskite-based memory devices comprising Pt or Ir bottom electrodes on silicon-contributing substrates", J. Appl. Phys. 83(2), 1998, S. 802-813, favorisierten Aufbau auf. Aus diesem Fachartikel kann entnommen werden, daß sich aus reinem Iridium und Polysilizium während eines Ausheilschritts in Stickstoffatmosphäre ein störendes Iridiumsilizid bildet. Diese Silizierung soll daher durch einen vorherigen Ausheilschritt in sauerstoffhaltiger Atmosphäre durch vollständige Oxidation des Iridiums verhindert werden. Ungünstigerweise ist dieser Ausheilschritt in sauerstoffhaltiger Atmosphäre insbesondere hinsichtlich der Tiefenoxidation des Iridiums nur schwer kontrollierbar, so daß es bei ungleichmäßiger Schichtdicke der Iridiumschicht auch zu einer Oxidation des Polysiliziums kommen kann, wodurch der elektrische Kontakt zwischen dem Polysilizium und dem Iridium unterbrochen wird.The same problems also occur with that of Saenger et al., "Buried, self-aligned barrier layer structures for perovskite-based memory devices comprising Pt or Ir bottom electrodes on silicon-contributing substrates ", J. Appl. Phys. 83 (2), 1998, pp. 802-813. Out this article can be seen that from pure Iridium and polysilicon during an annealing step in  Nitrogen atmosphere forms a disruptive iridium silicide. This siliciding should therefore be carried out by a previous one Healing step in an oxygen-containing atmosphere complete oxidation of the iridium can be prevented. Unfortunately, this healing step is in oxygen-containing atmosphere, especially with regard to the Deep oxidation of iridium is difficult to control, see above that there is an uneven layer thickness of the iridium layer oxidation of the polysilicon can also occur, whereby the electrical contact between the polysilicon and the iridium is interrupted.

Die Verwendung einer abgeschiedenen reinen Iridiumschicht mit einer nachfolgenden Sauerstoffbehandlung ist ebenfalls in dem Fachartikel von Jeon et al., "Thermal stability of Ir/polycrystalline-Si structure for bottom electrode of inte­ grated ferroelectric capacitors", Appl. Phys. Lett. 71(4), 1997, S. 467-469, offenbart. Die Verwendung von Iridiumdioxid als Barriere ist dagegen in Cho et al., "Preparation and Cha­ racterization of Iridium Oxide Thin Films Grown by DC Reacti­ ve Sputtering", Jpn. J. Appl. Phys. 36, 1997, S. 1722-1727, beschrieben. Die Verwendung eines Mehrschichtsystems aus Pla­ tin, Ruthenium und Rhenium ist dagegen aus Onishi et al., "A New High Temperature Electrode-Barrier Technology On High Density Ferroelectric Capacitor Structure", IEDM 96, S. 699-702; Bhatt et al., "Novel high temperature multilayer elec­ trode-barrier structure for high-density ferroelectric memo­ ries", Appl. Phys. Lett. 71(5), 1997, S. 719-721; Onishi et al., "High Temperature Barrier Electrode Technology for High Density Ferroelectric Memories with Stacked Capacitor Struc­ ture", Electrochem. Soc. 145, 1998, S. 2563-2568; Aoyama et al., "Interfacial Layers between Si and Ru Films Deposited by Sputtering in Ar/O2 Mixture Ambient", Jpn. J. Appl. Phys. 37, 1998, S. L242-L244 bekannt. The use of a deposited pure iridium layer with a subsequent oxygen treatment is also described in the technical article by Jeon et al., "Thermal stability of Ir / polycrystalline-Si structure for bottom electrode of integrated ferroelectric capacitors", Appl. Phys. Lett. 71 (4), 1997, pp. 467-469. In contrast, the use of iridium dioxide as a barrier is described in Cho et al., "Preparation and Characterization of Iridium Oxide Thin Films Grown by DC Reactive Sputtering", Jpn. J. Appl. Phys. 36, 1997, pp. 1722-1727. The use of a multilayer system composed of platinum, ruthenium and rhenium, on the other hand, is described in Onishi et al., "A New High Temperature Electrode-Barrier Technology On High Density Ferroelectric Capacitor Structure", IEDM 96, pp. 699-702; Bhatt et al., "Novel high temperature multilayer elec trode-barrier structure for high-density ferroelectric memo ries", Appl. Phys. Lett. 71 (5), 1997, pp. 719-721; Onishi et al., "High Temperature Barrier Electrode Technology for High Density Ferroelectric Memories with Stacked Capacitor Structure", Electrochem. Soc. 145, 1998, pp. 2563-2568; Aoyama et al., "Interfacial Layers between Si and Ru Films Deposited by Sputtering in Ar / O 2 Mixture Ambient", Jpn. J. Appl. Phys. 37, 1998, pp. L242-L244.

Ein weiterer Barrierenansatz wird in der US 5,852,307 vorge­ schlagen, der die Verwendung einer leicht oxidierten Rutheni­ umschicht und einer Rutheniumdioxidschicht beschreibt.Another barrier approach is featured in US 5,852,307 suggest the use of a slightly oxidized rutheni layer and a ruthenium dioxide layer describes.

Bei all den vorbekannten Barrierenschichten besteht jedoch die Gefahr, daß diese bei den geforderten hohen Prozeßtempe­ raturen, insbesondere bei einem notwendigen Temperaturschritt zur Konditionierung der Hoch-ε-Materialien bzw. der fer­ roelektrischen Materialien, nicht mehr ausreichend stabil sind.However, all of the previously known barrier layers exist the risk that this at the required high process temperature temperatures, especially in the case of a necessary temperature step for conditioning the high ε materials or the fer roelectric materials, no longer sufficiently stable are.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine mikroelektronische Struktur zu benennen, die auch bei Temperaturen bis zu 800°C ausreichend stabil ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Struktur anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide a microelectronic Name structure, even at temperatures up to 800 ° C is sufficiently stable, as well as a manufacturing process of such a structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer mikroelektroni­ schen Struktur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich zwischen der siliziumhaltigen Schicht und der Sauer­ stoffbarrierenschicht eine sauerstoffhaltige Iridiumschicht befindet, die mittels eines Zerstäubungsverfahren (Sputtern) in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 250°C herstellbar ist, wobei der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre zwischen 2,5% und 15% liegt.This object is achieved with a microelectronic cal structure of the type mentioned solved in that between the silicon-containing layer and the acid fabric barrier layer an oxygen-containing iridium layer located by means of an atomization process (sputtering) in an oxygen-containing atmosphere at one temperature of at least 250 ° C can be produced, the volume fraction of oxygen in the atmosphere between 2.5% and 15% lies.

Die in der mikroelektronischen Struktur enthaltene sauer­ stoffhaltige Iridiumschicht verhindert eine Siliziumdiffusion aus der siliziumhaltigen Schicht in die Sauerstoffbarrieren­ schicht und in eventuell darüber angeordnete weitere Schich­ ten. Zu diesem Zweck weist die sauerstoffhaltige Iridium­ schicht einen gewissen Anteil an Sauerstoff auf, der die Bil­ dung von Iridiumsilizid und damit die Weiterdiffusion von Si­ lizium verhindert. Weiterhin bleibt die Grenzfläche zwischen der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht und der siliziumhalti­ gen Schicht auch bei Temperaturen zumindest bis 800°C wei­ testgehend frei von Iridiumsilizid. Dies läßt sich beispiels­ weise durch Widerstandsmessungen an der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht nachweisen. Die Abwesenheit von Iridiumsilizid kommt beispielsweise in einem sehr geringen spezifischen Wi­ derstand der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht von kleiner als 100 µOhm.cm, bevorzugt sogar kleiner als 30 µOhm.cm zum Ausdruck. Bei Anwesenheit von Iridiumsilizid, das einen sehr hohen spezifischen Widerstand von etwa 6 Ohm.cm aufweist, würde der spezifische Widerstand der aus der siliziumhaltigen Schicht und der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht gebildeten Struktur deutlich oberhalb von 100 µOhm.cm liegen. Der gerin­ ge elektrische Widerstand der mikroelektronischen Struktur ist insbesondere bei höchstintegrierten Halbleiterbauelemen­ ten, insbesondere bei Halbleiterspeichern mit Strukturgrößen von 0,25 µm und darunter, von großem Vorteil.The acid contained in the microelectronic structure Iridium layer containing material prevents silicon diffusion from the silicon-containing layer into the oxygen barriers layer and in any other layer arranged above it For this purpose, the oxygenated iridium builds up a certain amount of oxygen, which the bil formation of iridium silicide and thus the further diffusion of Si prevents silicon. The interface remains between the oxygen-containing iridium layer and the silicon-containing  white layer even at temperatures up to 800 ° C Test-free of iridium silicide. This can be done, for example wise through resistance measurements on the oxygen-containing Detect the iridium layer. The absence of iridium silicide comes, for example, in a very low specific Wi the level of the oxygen-containing iridium layer is smaller than 100 µOhm.cm, preferably even less than 30 µOhm.cm for Expression. In the presence of iridium silicide, which is very has a high resistivity of about 6 ohm.cm the resistivity would be that of the silicon-containing Layer and the oxygen-containing iridium layer formed Structure clearly above 100 µOhm.cm. The gerin electrical resistance of the microelectronic structure is particularly in the case of highly integrated semiconductor components ten, especially for semiconductor memories with structure sizes of 0.25 µm and below, a great advantage.

Darüber hinaus wird durch die sauerstoffhaltige Iridium­ schicht ein Kontakt zwischen der siliziumhaltigen Schicht und der Sauerstoffbarrierenschicht weitestgehend vermieden, um eine mögliche Reduktion der Sauerstoffbarrierenschicht durch die siliziumhaltige Schicht und die damit verbundenen Oxida­ tion der siliziumhaltigen Schicht zu unterbinden.In addition, due to the oxygenated iridium layer a contact between the silicon-containing layer and the oxygen barrier layer largely avoided in order to a possible reduction of the oxygen barrier layer the silicon-containing layer and the associated oxida tion of the silicon-containing layer to prevent.

Eine sauerstoffhaltige Iridiumschicht mit den oben beschrie­ benen Eigenschaften läßt sich beispielsweise mittels eines Zerstäubungsverfahrens (Sputtern) in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil herstellen, wobei der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre zwischen 2,5% und 15% liegt. Durch den begrenzten Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre wird Sauerstoff auch nur bis zu einem gewissen Grad in die Iridiumschicht eingebaut, so daß auch von einer anoxidierten Iridiumschicht gesprochen werden kann. Bevorzugt liegt der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre bei etwa 5%. An oxygenated iridium layer with the above described benen properties can be, for example, by means of a Atomization process (sputtering) in an oxygen-containing Create atmosphere with low oxygen content, whereby the volume fraction of oxygen in the atmosphere between 2.5% and 15%. Due to the limited volume fraction of Oxygen in the atmosphere becomes oxygen too built into the iridium layer to a certain extent so that can also be spoken of an anoxidized iridium layer can. The volume fraction of oxygen is preferably in the Atmosphere at about 5%.  

Es hat sich bei Versuchen gezeigt, daß die bei einem Volumen­ anteil von etwa 2,5% Sauerstoff hergestellten sauerstoffhal­ tigen Iridiumschichten einer Silizierung noch weitestgehend widerstehen, während sauerstoffhaltige Iridiumschichten, die in einer Atmosphäre mit weniger als 2,5% Sauerstoff herge­ stellt wurden bereits deutlich zu einer Silizierung neigen. Andererseits führt eine sauerstoffhaltige Iridiumschicht, die bei einer Sauerstoffvolumenkonzentration von maximal 15% ab­ geschieden wurde, noch nicht zu einer störenden Oxidation der unter der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht befindlichen si­ liziumhaltigen Schicht.It has been shown in tests that the volume proportion of about 2.5% oxygen produced oxygen Iridium layers of a siliconization as far as possible resist while oxygenated iridium layers that in an atmosphere with less than 2.5% oxygen already have a tendency to silicide. On the other hand, an oxygen-containing iridium layer, the at an oxygen volume concentration of maximum 15% has been divorced, not yet a disturbing oxidation of the si located under the oxygen-containing iridium layer silicon-containing layer.

Um die Haftfähigkeit der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht zu verbessern, ist es günstig, die sauerstoffhaltige Iridiumschicht bei einer Temperatur von mindestens 250°C abzuscheiden. Dadurch wird insbesondere die Haftfestigkeit zwischen der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht und siliziumhaltigen Isolationsschichten, die beispielsweise aus Siliziumnitrid und Siliziumoxid bestehen, verbessert. Da das Grundsubstrat selbst aus Siliziumoxid oder Siliziumnitrid bestehen kann, wird durch die Abscheidung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht bei erhöhten Temperaturen auch eine gute Haftung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht zum Grundsubstrat erreicht. Grundsätzlich sollte die Abscheidetemperatur so hoch gewählt werden, daß eine ausreichende Haftung zum Grundsubstrat gewährleistet ist, wobei dadurch eine Haftfestigkeit von wenigstens 100 Kg/cm2 erreicht werden kann.In order to improve the adhesiveness of the oxygen-containing iridium layer, it is favorable to deposit the oxygen-containing iridium layer at a temperature of at least 250 ° C. This in particular improves the adhesive strength between the oxygen-containing iridium layer and silicon-containing insulation layers, which consist, for example, of silicon nitride and silicon oxide. Since the base substrate itself can consist of silicon oxide or silicon nitride, good deposition of the oxygen-containing iridium layer on the base substrate is also achieved by the deposition of the oxygen-containing iridium layer at elevated temperatures. In principle, the deposition temperature should be chosen so high that sufficient adhesion to the base substrate is ensured, whereby an adhesive strength of at least 100 kg / cm 2 can be achieved.

Ein weiterer Vorteil, die sauerstoffhaltige Iridiumschicht bei einer Temperatur von wenigstens 250°C abzuscheiden, besteht darin, daß ein weiterer Konditionierungsschritt zur Verbesserung der Haftung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht nicht notwendig ist. Sofern die Abscheidetemperatur nicht zu hoch gewählt wird, beispielsweise zwischen 250°C und 400°C, werden bereits geschaffene Strukturen thermisch kaum belastet.Another advantage is the oxygen-containing iridium layer deposit at a temperature of at least 250 ° C, is that a further conditioning step for Improve the liability of the oxygen-containing Iridium layer is not necessary. If the  Separation temperature is not chosen too high, for example between 250 ° C and 400 ° C, are already created structures are hardly thermally stressed.

Vorteilhaft besteht die Sauerstoffbarriere aus einem leitfä­ higen Metalloxid, wobei sich insbesondere Iridiumdioxid und Rutheniumdioxid als Metalloxid bewährt haben. Durch Verwen­ dung dieser Metalloxide ist auch eine gute Haftung der Sauer­ stoffbarrierenschicht auf der sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht gewährleistet.The oxygen barrier advantageously consists of a conductive higen metal oxide, in particular iridium dioxide and Have proven ruthenium dioxide as a metal oxide. By using The formation of these metal oxides is also good adhesion for the acid fabric barrier layer on the oxygenated iridium layer guaranteed.

Die sich in der Regel unterhalb der sauerstoffhaltigen Iridi­ umschicht befindliche siliziumhaltige Schicht besteht bevor­ zugt aus Polysilizium, aus einem Metallsilizid oder einem Schichtenstapel, der zumindest eine Polysiliziumschicht und eine zwischen der Polysiliziumschicht und der sauerstoffhal­ tigen Iridiumschicht befindliche Metallsilizidschicht umfaßt. Bevorzugt besteht das Metallsilizid aus wenigstens einem Si­ lizid aus der Gruppe Yttriumsilizid, Titansilizid, Zirkonsi­ lizid, Hafniumsilizid, Vanadiumsilizid, Niobsilizid, Tantal­ silizid, Chromsilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Ei­ sensilizid, Cobaltsilizid, Nickelsilizid, Palladiumsilizid, Platinsilizid und Kupfersilizid. Das Metall und das Silizium können dabei in unterschiedlichen stöchiometrischen Verhält­ nissen vorliegen. Die verwendeten Metallsilizide können dar­ über hinaus auch ternärer Struktur sein und der allgemeinen Form MSiN genügen, wobei M für ein Metall und N für Stick­ stoff steht.Which are usually below the oxygenated Iridi layer containing silicon exists before moves from polysilicon, from a metal silicide or one Layer stack, the at least one polysilicon layer and one between the polysilicon layer and the oxygen hal Metal silicide layer located at the end of the iridium layer. The metal silicide preferably consists of at least one Si licide from the group yttrium silicide, titanium silicide, zirconium licide, hafnium silicide, vanadium silicide, niobium silicide, tantalum silicide, chromium silicide, molybdenum silicide, tungsten silicide, egg sensilicide, cobalt silicide, nickel silicide, palladium silicide, Platinum silicide and copper silicide. The metal and the silicon can in different stoichiometric ratios nissen. The metal silicides used can be also be ternary structure and general Form MSiN are sufficient, where M for a metal and N for stick fabric stands.

Es hat sich als günstig herausgestellt, zumindest die silizi­ umhaltige Schicht im Grundsubstrat zu vergraben und mit der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht vollständig zu bedecken. Dadurch wird die siliziumhaltige Schicht zumindest seitlich durch das Grundsubstrat vor einem Sauerstoffangriff geschützt und das in der siliziumhaltigen Schicht befindliche Silizium an einer Diffusion durch die sauerstoffhaltige Iridiumschicht hindurch gehindert. Die siliziumhaltige Schicht kann bei die­ ser Struktur beispielsweise in Form eines mit Polysilizium gefüllten Kontaktlochs vorliegen, das optional zur sauer­ stoffhaltigen Iridiumschicht hin von einer Metallsilizid­ schicht begrenzt ist.It turned out to be cheap, at least the silizi buried layer in the base substrate and with the to completely cover the oxygen-containing iridium layer. As a result, the silicon-containing layer becomes at least laterally protected from oxygen attack by the base substrate and the silicon in the silicon-containing layer diffusion through the oxygen-containing iridium layer  hindered through. The silicon-containing layer can This structure, for example in the form of a polysilicon filled contact hole, which is optional for acidic material-containing iridium layer from a metal silicide layer is limited.

Es ist jedoch auch günstig, die siliziumhaltige Schicht und die sauerstoffhaltige Iridiumschicht gemeinsam im Grundsub­ strat zu vergraben und vollständig von der Sauerstoffbarrie­ renschicht zu bedecken. Bei dieser Struktur werden eventuell auftretende Haftungsprobleme der sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht auf dem Grundsubstrat dadurch vermieden, daß die sau­ erstoffhaltige Iridiumschicht nur an ihrer seitlichen Grenz­ fläche (Umrandung) in Kontakt mit dem Grundsubstrat tritt. Die Haftung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht auf einer leitfähigen siliziumhaltigen Schicht, insbesondere auf Poly­ silizium oder auf einem Metallsilizid, ist dagegen in der Re­ gel ausreichend gut.However, it is also favorable to use the silicon-containing layer and the oxygen-containing iridium layer together in the basic sub to bury strat and completely from the oxygen barrier cover layer. With this structure you may liability problems of the oxygenated iridium layer on the base substrate avoided by the fact that the sau Iridium layer containing material only at its lateral border surface (border) comes into contact with the base substrate. The liability of the oxygen-containing iridium layer on a conductive silicon-containing layer, especially on poly silicon or on a metal silicide, however, is in the Re gel sufficiently good.

Die sauerstoffhaltige Iridiumschicht weist bevorzugt eine Dicke von etwa 100 nm, günstigerweise sogar von etwa 20 bis 50 nm, auf. Es wird angestrebt, die sauerstoffhaltige Iridiumschicht möglichst platzsparend und dünn auszubilden. Die in der mikroelektronischen Struktur enthaltenen Barrierenschichten (Sauerstoffbarrierenschicht, sauerstoffhaltige Iridiumschicht) sind vorteilhafterweise von einer metallhaltigen Elektrodenschicht bedeckt. Insbesondere die Sauerstoffbarrierenschicht sollte möglichst vollständig von dieser Schicht überzogen sein. Die metallhaltige Elektrodenschicht besteht bevorzugt aus einem Metall (z. B. Platin, Ruthenium, Iridium, Palladium, Rhodium, Rhenium, Osmium) oder aus einem leitfähigen Metalloxid (MOx, z. B. Rutheniumoxid, Osmiumoxid, Rhodiumoxid, Iridiumoxid, Rheniumoxid oder leitfähige Perowskite, z. B. SrRuO3 oder (La, Sr)CoO3). Als Metall wird insbesondere Platin bevorzugt. Auf der metallhaltigen Elektrodenschicht befindet sich eine dielektrische metalloxidhaltige Schicht, die insbesondere bei einem Halbleiterspeicher das Hoch-ε-Dielektrikum bzw. das ferroelektrische Kondensatordielektrikum darstellt. Für die dielektrische metalloxidhaltige Schicht werden insbesondere Metalloxide der allgemeinen ABOx oder DOx verwendet, wobei A insbesondere für wenigstens ein Metall aus der Gruppe Strontium (Sr), Wismut (Bi), Niob (Nb), Blei (Pb), Zirkon (Zr), Lanthan (La), Lithium (Li), Kalium (K), Kalzium (Ca) und Barium (Ba), B insbesondere für wenigstens eine Metall aus der Gruppe Titan (Ti), Niob (Nb), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Zirkon (Zr) oder Tantal (Ta), D für Titan (Ti) oder Tantal (Ta) und O für Sauerstoff steht. X kann zwischen 2 und 12 liegen. Diese Metalloxide weisen je nach Zusammensetzung dielektrische oder ferroelektrische Eigenschaften auf, wobei diese Eigenschaften gegebenenfalls erst nach einem Hochtemperaturschritt zur Kristallisation der Metalloxide nachweisbar sind. Unter Umständen liegen diese Materialien in polykristalliner Form vor, wobei häufig perowskitähnliche Kristallstrukturen, Mischkristalle oder Supergitter beobachtet werden können. Grundsätzlich eignen sich alle perowskitähnlichen Metalloxide der allgemeinen Form ABOx zum Bilden der dielektrischen metalloxidhaltigen Schicht. Dielektrische Materialien mit hohem ε (ε < 20) bzw. Materialien mit ferroelektrischen Eigenschaften sind beispielsweise Barium-Strontium-Titanat (BST, Ba1-xSrxTiO3), niobiumdotiertes Strontium-Wismut-Tantalat (SBTN, SrxBiy (TaZNb1-Z)O3), Strontium-Titanat (STO, SrTiO3), Strontium-Wismut-Tantalat (SBT, SrxBiyTa2O9), Wismut-Titanat (BTO, Bi4Ti3O12), Blei-Zirkonat-Titanat (PZT, Pb (ZrxTi1-x)O3) Strontium-Niobat (SNO, Sr2Nb2O7, Kalium-Titanat-Niobat (KTN) sowie Blei-Lanthan-Titanat (PLTO, (Pb, La)TiO3). Als Hoch-ε- Dielektrikum kommt darüber hinaus auch Tantaloxid (Ta2O5) zur Anwendung. Im folgenden soll unter dielektrisch sowohl eine dielektrische, paraelektrische oder ferroelektrische Schicht verstanden werden, so daß die dielektrische metalloxidhaltige Schicht dielektrische, paraelektrische oder ferroelektrische Eigenschaften aufweisen kann.The oxygen-containing iridium layer preferably has a thickness of approximately 100 nm, advantageously even of approximately 20 to 50 nm. The aim is to make the oxygen-containing iridium layer as thin and space-saving as possible. The barrier layers contained in the microelectronic structure (oxygen barrier layer, oxygen-containing iridium layer) are advantageously covered by a metal-containing electrode layer. In particular, the oxygen barrier layer should be covered as completely as possible by this layer. The metal-containing electrode layer preferably consists of a metal (e.g. platinum, ruthenium, iridium, palladium, rhodium, rhenium, osmium) or of a conductive metal oxide (MO x , e.g. ruthenium oxide, osmium oxide, rhodium oxide, iridium oxide, rhenium oxide or conductive perovskites, e.g. SrRuO 3 or (La, Sr) CoO 3 ). Platinum is particularly preferred as the metal. On the metal-containing electrode layer there is a dielectric layer containing metal oxide, which is the high-ε dielectric or the ferroelectric capacitor dielectric, in particular in the case of a semiconductor memory. Metal oxides of the general ABO x or DO x are used in particular for the dielectric metal oxide-containing layer, A being in particular for at least one metal from the group strontium (Sr), bismuth (Bi), niobium (Nb), lead (Pb), zircon (Zr ), Lanthanum (La), lithium (Li), potassium (K), calcium (Ca) and barium (Ba), B in particular for at least one metal from the group titanium (Ti), niobium (Nb), ruthenium (Ru) , Magnesium (Mg), manganese (Mn), zircon (Zr) or tantalum (Ta), D for titanium (Ti) or tantalum (Ta) and O for oxygen. X can be between 2 and 12. Depending on their composition, these metal oxides have dielectric or ferroelectric properties, these properties possibly being detectable only after a high-temperature step for the crystallization of the metal oxides. Under certain circumstances, these materials are in polycrystalline form, and perovskite-like crystal structures, mixed crystals or superlattices can often be observed. Basically, all perovskite-like metal oxides of the general ABO x form are suitable for forming the dielectric metal oxide-containing layer. Dielectric materials with high ε (ε <20) or materials with ferroelectric properties are, for example, barium strontium titanate (BST, Ba 1-x Sr x TiO 3 ), niobium-doped strontium bismuth tantalate (SBTN, Sr x Bi y ( Ta Z Nb 1-Z ) O 3 ), strontium titanate (STO, SrTiO 3 ), strontium bismuth tantalate (SBT, Sr x Bi y Ta 2 O 9 ), bismuth titanate (BTO, Bi 4 Ti 3 O 12 ), lead zirconate titanate (PZT, Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 ) strontium niobate (SNO, Sr 2 Nb 2 O 7 , potassium titanate niobate (KTN) as well as lead lanthanum titanate (PLTO, (Pb, La) TiO 3 ). Tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) is also used as the high-ε dielectric. In the following, dielectric is understood to mean both a dielectric, paraelectric or ferroelectric layer, so that the dielectric metal oxide-containing layer can have dielectric, paraelectric or ferroelectric properties.

Bevorzugt wird die mikroelektronische Struktur in einer Halb­ leiterspeichervorrichtung verwendet, die zumindest eine erste und eine zweite Elektrode und dazwischen eine metalloxidhal­ tige Schicht aufweist, die zusammen einen Speicherkondensator bilden. Die erste Elektrode dieser Halbleiterspeichervorrich­ tung umfaßt dabei zumindest die sauerstoffhaltige Iridium­ schicht und die Sauerstoffbarrierenschicht, so daß die erste Elektrode neben einer optionalen Edelmetallschicht auch die notwendigen Diffusionsbarrieren enthält.The microelectronic structure is preferred in one half conductor memory device used, at least a first and a second electrode and between them a metal oxide hal term layer, which together a storage capacitor form. The first electrode of this semiconductor memory device tion includes at least the oxygen-containing iridium layer and the oxygen barrier layer so that the first Electrode in addition to an optional precious metal layer contains necessary diffusion barriers.

Bei einer bevorzugten mikroelektronischen Struktur besteht das Grundsubstrat insbesondere aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder aus einer Schichtkombination dieser Materialien. Das Grundsubstrat wird von zumindest einem Kontaktloch durchsetzt, das mit Polysilizium oder einem anderen leitfähigen Material gefüllt ist. Gegebenenfalls schließt das gefüllte Kontaktloch mit der Oberfläche des Grundsubstrats bündig mit einer im Kontaktloch angeordneten Metallsilizidschicht ab. Auf der Oberfläche des Grundsubstrats sitzt schließlich die sauerstoffhaltige Iridiumschicht, die das Kontaktloch vollständig bedeckt, seitlich über dieses hinausragt und dort in unmittelbaren Kontakt zum Grundsubstrat tritt.There is a preferred microelectronic structure the base substrate, in particular made of silicon oxide, Silicon nitride or from a layer combination of these Materials. The base substrate is made up of at least one Through hole that with polysilicon or a other conductive material is filled. Possibly closes the filled contact hole with the surface of the Base substrate flush with one arranged in the contact hole Metal silicide layer. On the surface of the Finally, the basic substrate is the one containing oxygen Layer of iridium that completely covers the contact hole, protrudes laterally beyond this and there in immediate Contact with the base substrate occurs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels beschrieben und in Zeichnungen schematisch darge­ stellt. Es zeigen:In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment game described and schematically Darge in drawings poses. Show it:

Fig. 1a bis 1e einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer mikroelektronischen Struktur, FIG. 1a to 1e individual process steps for fabricating a microelectronic structure,

Fig. 2a bis 2f weitere Verfahrensschritte zur Herstellung einer mikroelektronischen Struktur, Fig. 2a to 2f further process steps for fabricating a microelectronic structure,

Fig. 3 eine mikroelektronische Struktur als Teil einer Halb­ leiterspeichervorrichtung, Figure 3 is a microelectronic structure semiconductor memory device. As part of a half,

Fig. 4 den spezifischen Widerstand einer sauerstoffhaltigen Iridiumschicht in Abhängigkeit von der Temperaturbe­ lastung und Fig. 4 shows the specific resistance of an oxygen-containing iridium layer as a function of the Temperaturbe and

Fig. 5 den spezifischen Widerstand einer sauerstoffhaltigen Iridiumschicht in Abhängigkeit vom Sauerstoffanteil in der Atmosphäre bei der Abscheidung, Fig. 5 shows the specific resistance of an oxygen-containing iridium film, depending on the oxygen content in the atmosphere during the deposition,

Fig. 6 die Haftfestigkeit einer sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht auf einer Siliziumoxidschicht in Abhängigkeit von der Abscheidetemperatur, Fig. 6, the adhesive strength of an oxygen-containing iridium layer on a silicon oxide film depending on the deposition temperature,

Fig. 7 die Haftfestigkeit einer sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht auf einer Siliziumnitridschicht in Abhängig­ keit von der Abscheidetemperatur und Fig. 7 shows the adhesive strength of an oxygen-containing iridium layer on a silicon nitride layer depending on the deposition temperature and

Fig. 8 und 9 Ergebnisse von Röntgenstruktuntersuchungen an abgeschiedenen sauerstoffhaltigen Iridiumschichten. FIGS. 8 and 9 results of Röntgenstruktuntersuchungen of deposited oxygen-containing iridium layers.

Bei der Herstellung der mikroelektronischen Struktur wird von einem Grundsubstrat 5 aus Siliziumdioxid (beispielsweise durch eine Abscheidung unter Verwendung von Tetra-Ethyl- Ortho-Silan (TEOS) hergestellt) oder Siliziumnitrid ausgegan­ gen, das von einem mit Polysilizium 8 gefüllten Kontaktloch 10 durchsetzt ist. Das gefüllte Kontaktloch 10 schließt bün­ dig mit der Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5 ab. Dies wird beispielsweise durch einen geeigneten Polierschritt, bei­ spielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), er­ reicht. Auf die Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5 wird an­ schließend nach einer etwa einminütigen Reinigung des Polysi­ liziums mit einer 0,3%-igen Flußsäure (HF), durch die das natürliche Oxid von der Polysiliziumschicht 8 entfernt wird, eine Wolfram-Silizidschicht 20 mit einer Stärke zwischen 30 und 100 nm abgeschieden. Optional kann anstelle des Wolfram- Silizids auch eine Titanschicht gleicher Stärke aufgetragen werden, wobei jedoch das Titan in einem späteren Hochtempera­ turschritt weitestgehend vollständig durch das Polysilizium 8 im Kontaktloch 10 siliziert wird. Die Wolfram-Silizidschicht 20 stellt hier die siliziumhaltige Schicht dar. Es ist auch möglich, anstelle der Wolfram-Silizidschicht 20 eine Polysi­ liziumschicht aufzubringen, so daß sich zwischen der nachfol­ gend aufzutragenden sauerstoffhaltigen Iridiumschicht und dem Grundsubstrat eine Haftschicht (Polysilizium, Silizid) befin­ det.In the manufacture of the microelectronic structure, a base substrate 5 made of silicon dioxide (produced, for example, by deposition using tetraethyl ortho-silane (TEOS)) or silicon nitride is emitted, which is penetrated by a contact hole 10 filled with polysilicon 8 . The filled contact hole 10 is flush with the surface 15 of the base substrate 5 . This is achieved, for example, by a suitable polishing step, for example by chemical mechanical polishing (CMP). On the surface 15 of the base substrate 5 is then after a one-minute cleaning of the polysilicon with a 0.3% hydrofluoric acid (HF), through which the natural oxide is removed from the polysilicon layer 8 , a tungsten silicide layer 20 with a Thickness between 30 and 100 nm deposited. Optionally, a titanium layer of the same thickness can also be applied instead of the tungsten silicide, but the titanium is largely completely siliconized in a later high-temperature step through the polysilicon 8 in the contact hole 10 . The tungsten silicide layer 20 here represents the silicon-containing layer. It is also possible to apply a polysilicon layer instead of the tungsten silicide layer 20 , so that there is an adhesive layer (polysilicon, silicide) between the subsequently applied oxygen-containing iridium layer and the base substrate .

Auf die Wolfram-Silizidschicht 20 wird anschließend eine sau­ erstoffhaltige Iridiumschicht 25 durch reaktives Sputtern von Iridium aufgetragen. Dies erfolgt bei einem Druck zwischen 0,005 und 0,02 mbar, bevorzugt bei 0,015 mbar sowie in einem Sauerstoff-Argon-Gemisch, wobei der Volumenanteil des Sauer­ stoffs zwischen 2,5% und 15%, bevorzugt bei 5% liegt (2,5% ≦ O2/(O2 + Ar) ≦ 15%). Nach einem Sputterprozeß von etwa 100 sec hat sich eine etwa 50 bis 150 nm Dicke sauer­ stoffhaltige Iridiumschicht 25 gebildet, die die Wolfram- Silizidschicht 20 vollständig bedeckt. Die abgeschiedene sau­ erstoffhaltige Iridiumschicht 25 widersteht auch bei sehr ho­ hen Temperaturen, die beispielsweise bei einem später erfol­ genden sogenannten Ferroaneal bis zu 800°C betragen können, einer Iridiumsilizidbildung bei Kontakt mit dem Wolfram- Silizid. Diese Widerstandsfähigkeit wird auch bei einer un­ mittelbar auf das Polysilizium abgeschiedenen sauerstoffhal­ tigen Iridiumschicht 25 beobachtet.An oxygen-containing iridium layer 25 is then applied to the tungsten silicide layer 20 by reactive sputtering of iridium. This takes place at a pressure between 0.005 and 0.02 mbar, preferably at 0.015 mbar and in an oxygen-argon mixture, the volume fraction of the oxygen being between 2.5% and 15%, preferably 5% (2.5 % ≦ O 2 / (O 2 + Ar) ≦ 15%). After a sputtering process of approximately 100 seconds, an approximately 50 to 150 nm thick oxygen-containing iridium layer 25 has formed, which completely covers the tungsten silicide layer 20 . The deposited oxygen-containing iridium layer 25 withstands even at very high temperatures, which can be up to 800 ° C., for example in the case of a so-called ferroaneal that occurs later, to form an iridium silicide upon contact with the tungsten silicide. This resistance is also observed in the case of an oxygen-containing iridium layer 25 deposited directly on the polysilicon.

Bevorzugt werden die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 und die Wolfram-Silizidschicht 20 gemeinsam anisotrop geätzt, wo­ bei die beiden Schichten nach dem Ätzen das Kontaktloch 10 weiterhin seitlich leicht überragen sollen, um das darin be­ findliche Polysilizium vollständig zu überdecken. Die so er­ haltene Struktur ist in Fig. 1b gezeigt. Preferably, the oxygen-containing iridium layer 25 and the tungsten silicide layer 20 are etched together anisotropically, where the contact hole 10 should continue to protrude slightly laterally in the two layers after the etching in order to completely cover the polysilicon contained therein. The structure so he is shown in Fig. 1b.

In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Fig. 1c wird eine etwa 100 nm dicke Sauerstoffbarrierenschicht 30 aus Iridium­ dioxid auf die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 und das Grundsubstrat 5 aufgetragen und unter Verwendung einer Maske anisotrop geätzt. Dabei ist darauf zu achten, daß die Iridi­ umdioxidschicht 30 die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 sowie die Wolfram-Silizidschicht 20 auch an ihren Seitenbe­ reichen 32 vollständig überdeckt. Dadurch wird ein vollstän­ diger Schutz der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 und der Wolfram-Silizidschicht 20 vor einem Sauerstoffangriff gewähr­ leistet sowie ein Kontakt zwischen der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 und einer nachfolgend aufzubringenden Edel­ metallschicht 35 aus Platin unterbunden. Durch die Trennung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 von der Platin­ schicht 35 soll insbesondere die Ausbildung einer Platin- Iridium-Legierung unterbunden werden, die möglicherweise zu ungünstigen Grenzflächeneigenschaften der Platinschicht 35 führen könnte.In a further method step according to FIG. 1c, an approximately 100 nm thick oxygen barrier layer 30 made of iridium dioxide is applied to the oxygen-containing iridium layer 25 and the base substrate 5 and is anisotropically etched using a mask. It should be ensured that the Iridi umdioxidschicht 30 completely covers the oxygen-containing iridium layer 25 and the tungsten silicide layer 20 on their Seitenbe 32 . This ensures complete protection of the oxygen-containing iridium layer 25 and the tungsten-silicide layer 20 from an oxygen attack and also prevents contact between the oxygen-containing iridium layer 25 and a subsequently applied precious metal layer 35 made of platinum. The separation of the oxygen-containing iridium layer 25 by the platinum layer 35 is intended in particular the formation of a platinum-iridium alloy can be prevented, which could potentially lead to unfavorable interfacial properties of the platinum layer 35th

Auf die in Fig. 1d dargestellte Edelmetallschicht 35, die optional auch aus Ruthenium bestehen kann, wird eine Stronti­ um-Wismut-Tantalat-Schicht (SBT) 40 durch ein metallorgani­ sches CVD-Verfahren oder ein MOD-Verfahren (z. B. Spin-on Ver­ fahren) unter Verwendung von Beta-Diketonaten abgeschieden. Dies erfolgt bevorzugt bei Temperaturen zwischen 300 und 800°C sowie insbesondere beim MOCVD-Verfahren in sauerstoff­ haltiger Atmosphäre, um die Strontium- und Wismut-Beta- Diketonate zu oxidieren. Abschließend wird eine weitere Edel­ metallschicht 45 aus Platin ganzflächig aufgetragen. Die SBT- Schicht 40 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel die dielek­ trische metalloxidhaltige Schicht.A strontium-bismuth tantalate layer (SBT) 40 is applied to the noble metal layer 35 shown in FIG. 1d, which can optionally also consist of ruthenium, by an organometallic CVD process or a MOD process (e.g. spin -on process) deposited using beta-diketonates. This is preferably done at temperatures between 300 and 800 ° C and especially in the MOCVD process in an oxygen-containing atmosphere in order to oxidize the strontium and bismuth beta diketonates. Finally, another layer of precious metal 45 made of platinum is applied over the entire surface. The SBT layer 40 forms the dielectric metal oxide-containing layer in this embodiment.

Verfahrensschritte zur Herstellung einer mikroelektronischen Struktur mit vergrabener sauerstoffhaltiger Iridiumschicht sind in den Fig. 2a bis 2f dargestellt. Auch hier wird von einem Grundsubstrat 5 ausgegangen, das optional auch aus zwei Schichten aufgebaut sein kann. Dazu besteht das Grundsubstrat 5 aus einer unteren Siliziumdioxidschicht 50 mit darüber be­ findlicher Siliziumnitrid oder TEOS-Schicht 55. Das Grundsub­ strat 5 weist weiterhin ein Kontaktloch 10 auf, das jedoch nicht bis zur Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5 mit Polysi­ lizium gefüllt ist. Zu dieser Struktur gelangt man insbeson­ dere durch einen Rückätzschritt des Polysiliziums nach Auf­ füllen des Kontaktlochs. Auf diese in Fig. 2a dargestellte Struktur wird zunächst nach Reinigung mit Flußsäure eine Pla­ tin-, Titan- oder Kobaltschicht mit einer Dicke zwischen 30 und 100 nm aufgetragen und einer Silizidbildung unterworfen. Dabei entsteht ausschließlich im Bereich des mit Polysilizium befüllten Kontaktlochs 10 ein Metallsilizid. Durch unter­ schiedliche Ätzeigenschaften des gebildeten Metallsilizids gegenüber dem unsiliziertem Metall wird die Titan-, Platin- oder Kobaltschicht bis auf das gebildete selbstjustierte Me­ tallsilizid 65 wieder entfernt. Das gebildete Metallsilizid 65 aus Titan-, Platin- oder Kobaltsilizid reicht jedoch nicht bis zur Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5, so daß das Kon­ taktloch 10 noch nicht vollständig gefüllt ist.Process steps for producing a microelectronic structure with a buried oxygen-containing iridium layer are shown in FIGS. 2a to 2f. Here too, a basic substrate 5 is assumed, which can optionally also be constructed from two layers. For this purpose, the base substrate 5 consists of a lower silicon dioxide layer 50 with silicon nitride or TEOS layer 55 above it. The Grundsub strat 5 also has a contact hole 10 , which is not filled with polysi silicon up to the surface 15 of the base substrate 5 . This structure is achieved in particular by etching back the polysilicon after filling the contact hole. On this structure shown in Fig. 2a, a platinum, titanium or cobalt layer with a thickness between 30 and 100 nm is first applied after cleaning with hydrofluoric acid and subjected to silicide formation. A metal silicide is formed exclusively in the area of the contact hole 10 filled with polysilicon. Under different etching properties of the metal silicide formed compared to the unsilicated metal, the titanium, platinum or cobalt layer is removed except for the self-aligned metal silicide 65 formed. However, the metal silicide 65 formed from titanium, platinum or cobalt silicide does not reach the surface 15 of the base substrate 5 , so that the contact hole 10 is not yet completely filled.

Dies erfolgt erst mit der nun auf das Grundsubstrat 5 aufge­ tragenen sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 in einer Mate­ rialstärke zwischen 50 und 150 nm. Die sauerstoffhaltige Iri­ diumschicht 25 wird anschließend bis auf die TEOS-Schicht 55 zurückgeschliffen. Die so erhaltene Struktur, bei der die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 bündig mit der Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5 abschließt, ist in Fig. 2d darge­ stellt.This takes place only with the oxygen-containing iridium layer 25 now applied to the base substrate 5 in a material thickness between 50 and 150 nm. The oxygen-containing iridium layer 25 is then ground back down to the TEOS layer 55 . The structure obtained in this way, in which the oxygen-containing iridium layer 25 is flush with the surface 15 of the base substrate 5 , is shown in FIG. 2d.

Es ist auch möglich, die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 zumindest teilweise auf der Oberfläche 15 des Grundsubstrats 5 zu belassen. Um hierbei eventuell auftretende Haftungspro­ bleme zwischen der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 und dem Grundsubstrat 5 zu vermeiden, empfiehlt es sich, das Grundsubstrat 5 bei der Abscheidung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht 25 auf mindestens 250°C zu erwärmen. Günstig ist beispielsweise eine Temperatur bei etwa 300°C. Bei erhöh­ ter Temperatur verbessert sich darüber hinaus auch die Haf­ tung der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht auf dem Metallsi­ lizid.It is also possible to leave the oxygen-containing iridium layer 25 at least partially on the surface 15 of the base substrate 5 . In order to avoid any problems of adhesion between the oxygen-containing iridium layer 25 and the base substrate 5 , it is advisable to heat the base substrate 5 to at least 250 ° C. during the deposition of the oxygen-containing iridium layer 25 . For example, a temperature of around 300 ° C is favorable. At higher temperatures, the adhesion of the oxygen-containing iridium layer to the metal silicide also improves.

Nachfolgend wird die Sauerstoffbarrierenschicht 30 aus Iridi­ umdioxid aufgetragen und strukturiert, wobei das Kontaktloch 10 vollständig von dieser Schicht bedeckt ist. Danach werden noch die Edelmetallschicht 35, die dielektrische metalloxid­ haltige Schicht 40 sowie die weitere Edelmetallschicht 45 aufgetragen und geeignet strukturiert.The oxygen barrier layer 30 made of iridium dioxide is subsequently applied and structured, the contact hole 10 being completely covered by this layer. Then the precious metal layer 35 , the dielectric metal oxide-containing layer 40 and the further noble metal layer 45 are applied and appropriately structured.

Daran schließt sich ein Hochtemperaturausheilschritt (z. B. Ferroaneal) in sauerstoffhaltiger Atmosphäre zur Auskristal­ lisation der dielektrischen metalloxidhaltigen Schicht 40 an. Insbesondere bei der Verwendung von SBT als dielektrische me­ talloxidhaltige Schicht 40 muß diese Behandlung bei 800°C für etwa 1 Stunde durchgeführt werden. Während dieser Behandlung soll das SBT vollständig auskristallisieren, um somit eine möglichst hohe remanente Polarisation der SBT-Schicht 40 zu erreichen. Optional kann der Hochtemperaturausheilschritt auch vor Abscheidung der weiteren Edelmetallschicht 45 erfol­ gen.This is followed by a high-temperature annealing step (e.g. ferroaneal) in an oxygen-containing atmosphere for crystallizing the dielectric layer 40 containing metal oxide. Especially when using SBT as dielectric metal oxide layer 40 , this treatment must be carried out at 800 ° C for about 1 hour. During this treatment, the SBT should crystallize completely in order to achieve the highest possible remanent polarization of the SBT layer 40 . Optionally, the high-temperature annealing step can also take place before the further noble metal layer 45 is deposited.

Eine Halbleiterspeichervorrichtung, die die erfindungsgemäße mikroelektronische Struktur enthält, ist in Fig. 3 darge­ stellt. Diese Einrichtung umfaßt einen Auswahltransistor 70 und einen Speicherkondensator 75. Der Auswahltransistor 70 weist zwei voneinander getrennte dotierte Gebiete 80 und 85 in einem einkristallinen Siliziumsubstrat 90 auf, die ein Source- und ein Draingebiet (80, 85) des Auswahltransistors 70 darstellen. Auf dem Siliziumsubstrat 90 zwischen den bei­ den dotierten Gebieten 80 und 85 ist die Gateelektrode 95 mit untergelegtem Gatedielektrikum 100 angeordnet. Die Gateelek­ trode 95 und das Gatedielektrikum 100 sind von seitlichen Isolationsstegen 105 sowie oberen Isolationsschichten 110 um­ geben. Die gesamte Struktur ist vom Grundsubstrat 5 vollstän­ dig bedeckt. Durch das Grundsubstrat 5 reicht ein Kontaktloch 10 bis zu dem dotierten Gebiet 85, wodurch der auf dem Grund­ substrat 5 sitzende Speicherkondensator 75 mit dem Auswahl­ transistor verbunden ist.A semiconductor memory device which contains the microelectronic structure according to the invention is shown in FIG. 3. This device comprises a selection transistor 70 and a storage capacitor 75 . The selection transistor 70 has two separate doped regions 80 and 85 in a single-crystal silicon substrate 90 , which represent a source and a drain region ( 80 , 85 ) of the selection transistor 70 . The gate electrode 95 with the gate dielectric 100 underneath is arranged on the silicon substrate 90 between the doped regions 80 and 85 . The gate electrode 95 and the gate dielectric 100 are from lateral insulation webs 105 and top insulation layers 110 to give. The entire structure is completely covered by the base substrate 5 . A contact hole 10 extends through the base substrate 5 to the doped region 85 , as a result of which the storage capacitor 75 seated on the base substrate 5 is connected to the selection transistor.

Der Speicherkondensator 75 besteht seinerseits aus einer un­ teren Elektrode 115, einem Kondensatordielektrikum 40 sowie einer oberen Elektrode 45. Die untere Elektrode 115 umfaßt im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Platinschicht 35, eine Iridiumdioxidschicht 30 sowie eine sauerstoffhaltige Iridium­ schicht 25. Die untere Elektrode 115 ist somit mehrlagig auf­ gebaut und umfaßt auch alle notwendigen Barrierenschichten zum Schutz des im Kontaktloch 10 befindlichen Polysiliziums 8 vor einer Oxidation sowie zum Schutz vor einer ungewollten Siliziumdiffusion.The storage capacitor 75 in turn consists of a lower electrode 115 , a capacitor dielectric 40 and an upper electrode 45 . In the present exemplary embodiment, the lower electrode 115 comprises a platinum layer 35 , an iridium dioxide layer 30 and an oxygen-containing iridium layer 25 . The lower electrode 115 is thus constructed in several layers and also includes all the necessary barrier layers for protecting the polysilicon 8 located in the contact hole 10 against oxidation and for protecting against unwanted silicon diffusion.

Die sauerstoffhaltige Iridiumschicht 25 ist durch einen sehr geringen spezifischen Widerstand charakterisierbar. Dies ist beispielsweise in Fig. 4 dargestellt, die Meßkurven von an­ oxidiertem Iridium (sauerstoffhaltige Iridiumschicht mit Ir(O) gekennzeichnet) auf unterschiedlichen siliziumhaltigen Schichten zeigt. Dazu wurde anoxidiertes Iridium auf Polysi­ lizium, Titansilizid bzw. Platinsilizid in einer 5%igen Sau­ erstoffatmosphäre abgeschieden und nachfolgend für etwa 1½ Stunden bei unterschiedlichen Temperaturen behandelt. Der spezifische Widerstand ist im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 800°C stets kleiner als 20 µOhm.cm, bei anoxidiertem Iridium auf Platinsilizid sogar deutlich unter 10 µOhm.cm. The oxygen-containing iridium layer 25 can be characterized by a very low specific resistance. This is shown, for example, in FIG. 4, which shows measurement curves of oxidized iridium (oxygen-containing iridium layer marked with Ir (O)) on different silicon-containing layers. For this purpose, anoxidized iridium was deposited on polysilicon, titanium silicide or platinum silicide in a 5% oxygen atmosphere and subsequently treated at different temperatures for about 1½ hours. The specific resistance in the temperature range between room temperature and 800 ° C is always less than 20 µOhm.cm, with anoxidized iridium on platinum silicide even significantly below 10 µOhm.cm.

Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstands vom Sauerstoff­ gehalt der Atmosphäre beim Abscheiden der anoxidierten Iridi­ umschicht ist in Fig. 5 gezeigt. Deutlich erkennbar ist ein starker Abfall des spezifischen Widerstands zwischen 2 und 2­ ½% Volumenanteil des Sauerstoffs. Weiterhin ist erkennbar, daß bei einer nachträglichen Temperaturbehandlung bei relativ hohen Temperaturen zwischen 650 und 800°C sogar mit einem weiteren Rückgang des spezifischen Widerstands zu rechnen ist.The dependence of the specific resistance on the oxygen content of the atmosphere when the anoxidized iridium layer is deposited is shown in FIG. 5. A significant drop in the specific resistance between 2 and 2½% by volume of oxygen is clearly recognizable. Furthermore, it can be seen that with subsequent temperature treatment at relatively high temperatures between 650 and 800 ° C, a further decrease in the specific resistance can be expected.

In Fig. 8 und 9 sind Ergebnisse von Röntgenstrukturanaly­ sen abgeschiedener sauerstoffhaltiger Iridiumschichten auf Polysilizium dargestellt. Fig. 8 zeigt Ergebnisse, die un­ mittelbar nach Abscheidung der sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht gewonnen wurden, hingegen sind in Fig. 9 die nach Temperung bei 700°C in Stickstoffatmosphäre gewonnenen Ergeb­ nisse aufgetragen. Deutlich entnehmbar ist durch Vergleich der Fig. 8 und 9, daß bei sauerstoffhaltigen Iridium­ schichten, die bei einem Sauerstoffgehalt von mindestens 2,5% abgeschieden wurden, keine Silizidbildung während einer Hochtemperaturbehandlung auftritt.In FIGS. 8 and 9 are results of Röntgenstrukturanaly sen deposited on polysilicon layers oxygen iridium shown. Fig. 8 shows results obtained immediately after the deposition of the oxygen-containing iridium layer, whereas in Fig. 9 the results obtained after tempering at 700 ° C in a nitrogen atmosphere are plotted. It can be clearly seen from a comparison of FIGS. 8 and 9 that with oxygen-containing iridium layers which have been deposited with an oxygen content of at least 2.5%, no silicide formation occurs during a high-temperature treatment.

Die sauerstoffhaltige Iridiumschicht ist weiterhin auch durch ihren relativ geringen Sauerstoffgehalt charakterisierbar. Die stöchiometrischen Verhältnisse der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht weichen deutlich von denen einer Iridiumdi­ oxidschicht (IrO2) ab. Dies äußerst sich z. B. darin, daß in der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht mehr Iridium als Sauer­ stoff enthalten ist.The oxygen-containing iridium layer can also be characterized by its relatively low oxygen content. The stoichiometric ratios of the oxygen-containing iridium layer differ significantly from those of an iridium dioxide layer (IrO 2 ). This is expressed e.g. B. in the fact that more iridium than oxygen is contained in the oxygen-containing iridium layer.

Eine weitere Charakterisierungsmöglichkeit für die sauer­ stoffhaltige Iridiumschicht besteht darin, daß diese Schicht auf einer leitfähigen siliziumhaltigen Schicht auch bei Tem­ peraturen bis zu 800°C keine zusammenhängende Iridiumsilizid­ schicht bildet, die zu einer Erhöhung des elektrischen Wider­ stands führen würde. Daher eignet sich die sauerstoffhaltige Iridiumschicht auch insbesondere als Barrierenschicht in ei­ nem Halbleiterspeicher, der als Kondensatordielektrikum fer­ roelektrisches SBT oder PZT verwendet.Another characterization option for the sour Iridium layer containing material is that this layer on a conductive silicon-containing layer even at tem temperatures up to 800 ° C no coherent iridium silicide layer forms, which leads to an increase in electrical resistance  would lead. Therefore, the oxygenated one is suitable Iridium layer in particular as a barrier layer in egg nem semiconductor memory that fer as a capacitor dielectric Roelectric SBT or PZT used.

Die Haftfestigkeit der anoxidierten Iridiumschicht (Ir(O)) in Abhängigkeit von der Abscheidetemperatur ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Fig. 6 zeigt die Haftfestigkeit von Ir(O) zu einer durch TEOS-Abscheidung gewonnenen Siliziumoxid­ schicht und Fig. 7 die Haftfestigkeit zu einer stöchiometri­ schen Siliziumnitridschicht (Si3N4). Für beide Untergründe gilt, daß die Haftfestigkeit nach einem Sprung bei etwa 250°C mit zunehmender Abscheidetemperatur steigt. Es ist daher gün­ stig, die Abscheidetemperatur ausreichend hoch zu wählen.The adhesive strength of the oxidized iridium layer (Ir (O)) as a function of the deposition temperature is shown in FIGS . 6 and 7. Fig. 6 shows the adhesive strength of Ir (O) to a obtained by TEOS deposition of silicon oxide layer, and Fig. 7, the adhesive strength to a stoichiometric rule silicon nitride layer (Si 3 N 4). For both substrates, the adhesive strength increases after a crack at approximately 250 ° C. with increasing deposition temperature. It is therefore beneficial to choose a sufficiently high deposition temperature.

Die Haftfestigkeit läßt sich insbesondere mit einem sogenann­ ten "Pull-Test" ermitteln, der in der Literatur auch häufig mit "Abziehtest", "Stirn-Abzugstest" oder "Sebastian-five- Test" bezeichnet wird. Der Pull-Test erlaubt es, quantitative Aussagen über die Haftfestigkeiten von dünnen Schichten auf Substraten zu treffen. Bei dieser Prüfmethode wird in der Re­ gel ein zylinderförmiger Körper ("Stud") mit einer seiner Stirnflächen unter Verwendung einer Verbindungsschicht mit sehr guten Hafteigenschaften auf der auf dem Substrat befind­ lichen Schicht befestigt. Die Verbindungsschicht sollte dabei den zylinderförmigen Körper mit der Schicht ausreichend fest verbinden. Durch eine Meßvorrichtung wird nachfolgend festge­ stellt, welche Kraft zum Ablösen des zylinderförmigen Körpers vom Substrat nötig ist. Da das Ablösen sowohl zwischen dem zylinderförmigen Körper und der zu prüfenden Schicht, zwi­ schen der Schicht und dem Substrat oder auch innerhalb des Substrats oder der Schicht erfolgen kann, muß nachfolgend ei­ ne Untersuchung dahingehend durchgeführt werden. Bei Bestim­ mung der Haftfestigkeit sollte die Verbindungsschicht zum Be­ festigen des zylinderförmigen Körpers auf der Schicht (im vorliegenden Fall sauerstoffhaltige Iridiumschicht) eine aus­ reichend hohe Haftfestigkeit aufweisen, die oberhalb der zu erwartenden Haftfestigkeit der sauerstoffhaltigen Iridium­ schicht zum Substrat liegt. The adhesive strength can be especially with a so-called ten pull test, which is also common in the literature with "pull-off test", "forehead pull-off test" or "Sebastian-five- Test ". The pull test allows quantitative Statements about the adhesive strength of thin layers To hit substrates. With this test method, Re gel a cylindrical body ("stud") with one of its End faces using a tie layer with very good adhesive properties on the substrate layer attached. The connection layer should be there the cylindrical body with the layer sufficiently firm connect. By a measuring device is festge below represents what force to detach the cylindrical body of the substrate is necessary. Since the peeling between both cylindrical body and the layer to be tested, zwi the layer and the substrate or within the Subsequently, the substrate or the layer can be done ne investigation can be carried out. At Bestim ting the adhesive strength, the connecting layer for loading consolidating the cylindrical body on the layer (in  in the present case, an oxygen-containing iridium layer) have sufficiently high adhesive strength above the expected adhesive strength of the oxygenated iridium layer to the substrate.  

BezugszeichenlisteReference list

55

Grundsubstrat
Base substrate

88th

Polysiliziumschicht
Polysilicon layer

1010th

Kontaktloch
Contact hole

1515

Oberfläche des Grundsubstrats
Surface of the base substrate

2020th

Wolfram-Silizidschicht/Metallsilizidschicht/­ siliziumhaltige Schicht
Tungsten silicide layer / metal silicide layer / silicon-containing layer

2525th

sauerstoffhaltige Iridiumschicht
oxygenated iridium layer

3030th

Sauerstoffbarrierenschicht/Iridiumdioxidschicht
Oxygen barrier layer / iridium dioxide layer

3232

Seitenbereiche
Side areas

3535

Edelmetallschicht/Platinschicht/metallhaltige Elektrodenschicht
Precious metal layer / platinum layer / metal-containing electrode layer

4040

dielektrische metalloxidhaltige Schicht/SBT-Schicht
dielectric layer containing metal oxide / SBT layer

4545

weitere Edelmetallschicht/Platinschicht
another layer of precious metal / platinum

5050

Siliziumoxidschicht
Silicon oxide layer

5555

TEOS-Schicht/Siliziumnitridschicht
TEOS layer / silicon nitride layer

6565

Metallsilizid
Metal silicide

7070

Auswahltransistor
Selection transistor

7575

Speicherkondensator
Storage capacitor

8080

//

8585

dotierte Gebiete
endowed areas

9090

Siliziumsubstrat
Silicon substrate

9595

Gateelektrode
Gate electrode

100100

Gatedielektrikum
Gate dielectric

105105

seitliche Isolationsstege
side insulation bars

110110

Isolationsschicht
Insulation layer

115115

untere Elektrode
lower electrode

Claims (17)

1. Mikroelektronische Struktur mit
  • - einem Grundsubstrat (5);
  • - einer siliziumhaltigen Schicht (8, 20); und
  • - einer Sauerstoffbarrierenschicht (30);
dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der siliziumhaltigen Schicht (8, 20) und der Sauerstoffbarrierenschicht (30) eine sauerstoffhaltige Iridi­ umschicht (25) befindet, die mittels eines Zerstäubungsver­ fahrens (Sputtern) in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 250°C herstellbar ist, wobei der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre zwischen 2,5% und 15% liegt.1. Microelectronic structure with
  • - a base substrate ( 5 );
  • - a silicon-containing layer ( 8 , 20 ); and
  • - an oxygen barrier layer ( 30 );
characterized in that between the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) and the oxygen barrier layer ( 30 ) there is an oxygen-containing Iridi layer ( 25 ) which can be produced by means of an atomization process (sputtering) in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of at least 250 ° C is, the volume fraction of oxygen in the atmosphere is between 2.5% and 15%. 2. Mikroelektronische Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre bei etwa 5% liegt.2. Microelectronic structure according to claim 1, characterized in that the volume fraction of oxygen in the atmosphere at about 5% lies. 3. Mikroelektronische Struktur nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffbarriere (30) aus einem leitfähigen Metalloxid besteht.3. Microelectronic structure according to one of the preceding claims, characterized in that the oxygen barrier ( 30 ) consists of a conductive metal oxide. 4. Mikroelektronische Struktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Metalloxid aus Iridiumdioxid oder Rutheniumdi­ oxid besteht.4. Microelectronic structure according to claim 3, characterized in that the conductive metal oxide from iridium dioxide or rutheniumdi oxide exists. 5. Mikroelektronische Struktur nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die siliziumhaltige Schicht (8, 20) aus Polysilizium oder aus zumindest einem Metallsilizid besteht.5. Microelectronic structure according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) consists of polysilicon or at least one metal silicide. 6. Mikroelektronische Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die siliziumhaltige Schicht (8, 20) aus einer Polysilizium­ schicht (8) und zumindest einer Metallsilizidschicht (20) be­ steht, wobei sich die Metallsilizidschicht (20) zwischen der Polysiliziumschicht (8) und sauerstoffhaltigen Iridiumschicht (25) befindet.6. Microelectronic structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) of a polysilicon layer ( 8 ) and at least one metal silicide layer ( 20 ) be, the metal silicide layer ( 20 ) between the Polysilicon layer ( 8 ) and oxygen-containing iridium layer ( 25 ) is located. 7. Mikroelektronische Struktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsilizid wenigstens ein Silizid aus der Gruppe Yt­ triumsilizid, Titansilizid, Zirkonsilizid, Hafniumsilizid, Vanadiumsilizid, Niobsilizid, Tantalsilizid, Chromsilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Eisensilizid, Cobaltsilizid, Nickelsilizid, Palladiumsilizid, Platinsilizid und Kupfersi­ lizid enthält.7. Microelectronic structure according to claim 5 or 6, characterized in that the metal silicide is at least one silicide from the group Yt trium silicide, titanium silicide, zirconium silicide, hafnium silicide, Vanadium silicide, niobium silicide, tantalum silicide, chromium silicide, Molybdenum silicide, tungsten silicide, iron silicide, cobalt silicide, Nickel silicide, palladium silicide, platinum silicide and copper contains lizide. 8. Mikroelektronische Struktur nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die siliziumhaltige Schicht (8, 20) im Grundsubstrat (5) ver­ graben und von der sauerstoffhaltigen Iridiumschicht (25) vollständig bedeckt ist.8. Microelectronic structure according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) in the base substrate ( 5 ) is buried and is completely covered by the oxygen-containing iridium layer ( 25 ). 9. Mikroelektronische Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die siliziumhaltige Schicht (8, 20) und die sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) gemeinsam im Grundsubstrat (5) vergraben und vollständig von der Sauerstoffbarrierenschicht (30) be­ deckt sind. 9. Microelectronic structure according to one of claims 1 to 7, characterized in that the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) and the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) are buried together in the base substrate ( 5 ) and are completely covered by the oxygen barrier layer ( 30 ). 10. Mikroelektronische Struktur nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) eine Dicke von etwa 10 bis 100 nm, bevorzugt von etwa 20 nm bis 50 nm aufweist.10. Microelectronic structure according to one of the preceding claims, characterized in that the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) has a thickness of approximately 10 to 100 nm, preferably approximately 20 nm to 50 nm. 11. Mikroelektronische Struktur nach einem der vorherigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine metallhaltige Elektrodenschicht (35) die Sauerstoffbar­ rierenschicht (30) überdeckt.11. Microelectronic structure according to one of the preceding claims, characterized in that a metal-containing electrode layer ( 35 ) covers the oxygen barrier layer ( 30 ). 12. Mikroelektronische Struktur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die metallhaltige Elektrodenschicht (35) von einer metal­ loxidhaltigen Schicht (40) bedeckt ist.12. Microelectronic structure according to claim 11, characterized in that the metal-containing electrode layer ( 35 ) is covered by a metal oxide-containing layer ( 40 ). 13. Mikroelektronische Struktur mit
  • - einem Grundsubstrat (5);
  • - einer siliziumhaltigen Schicht (8, 20);
  • - einer Sauerstoffbarrierenschicht (30);
  • - einer zwischen der siliziumhaltigen Schicht (8, 20) und der Sauerstoffbarrierenschicht (30) befindlichen sauerstoffhal­ tigen Iridiumschicht (25), wobei die sauerstoffhaltige Iri­ diumschicht (25) mittels eines Zerstäubungsverfahrens (Sputtern) in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens 250°C herstellbar ist, und der Volumenanteil von Sauerstoff in der sauerstoffhaltigen At­ mosphäre zwischen 2,5% und 15% liegt;
  • - mit einer die sauerstoffhaltigen Iridiumschicht (25) voll­ ständig bedeckenden IrO2-Schicht (30); und
  • - einer auf der IrO2-Schicht (30) angeordneten Platinschicht (35).
13. Microelectronic structure with
  • - a base substrate ( 5 );
  • - a silicon-containing layer ( 8 , 20 );
  • - an oxygen barrier layer ( 30 );
  • - One between the silicon-containing layer ( 8 , 20 ) and the oxygen barrier layer ( 30 ) located oxygen-containing iridium layer ( 25 ), the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) by means of a sputtering process (sputtering) in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of at least 250 ° C can be produced, and the volume fraction of oxygen in the oxygen-containing atmosphere is between 2.5% and 15%;
  • - With an oxygen-containing iridium layer ( 25 ) fully covering IrO 2 layer ( 30 ); and
  • - A platinum layer ( 35 ) arranged on the IrO 2 layer ( 30 ).
14. Verfahren zum Herstellen einer mikroelektronischen Struk­ tur, wobei die mikroelektronische Struktur ein Grundsubstrat (5) und eine sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) mittels eines Zer­ stäubungsverfahren (Sputtern) in einer sauerstoffhaltigen At­ mosphäre bei einer Temperatur von mindestens 250°C abgeschie­ den wird, wobei der Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmo­ sphäre zwischen 2,5% und 15% liegt.14. A method for producing a microelectronic structure, the microelectronic structure having a base substrate ( 5 ) and an oxygen-containing iridium layer ( 25 ), characterized in that the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) by means of a sputtering process (sputtering) in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of at least 250 ° C, the volume fraction of oxygen in the atmosphere is between 2.5% and 15%. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Volumenanteil von Sauerstoff in der Atmosphäre bei etwa 5% liegt.15. The method according to claim 14, characterized in that Volume fraction of oxygen in the atmosphere around 5% lies. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) bei einem Druck zwischen 0,005 mbar und 0,02 mbar aufgebracht wird.16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) is applied at a pressure between 0.005 mbar and 0.02 mbar. 17. Verwendung einer mikroelektronischen Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer Halbleiterspeichervorrich­ tung, die zumindest eine erste (115) und eine zweite Elektro­ de (45) und dazwischen eine metalloxidhaltige Schicht (40) aufweist, die zusammen einen Speicherkondensator (75) bilden, wobei die sauerstoffhaltige Iridiumschicht (25) zusammen mit der Sauerstoffbarrierenschicht (30) Teil der ersten Elektrode (115) der Halbleiterspeichervorrichtung sind.17. Use of a microelectronic structure according to one of claims 1 to 13 in a semiconductor storage device having at least a first ( 115 ) and a second electrode ( 45 ) and in between a metal oxide-containing layer ( 40 ), which together comprises a storage capacitor ( 75 ) form, the oxygen-containing iridium layer ( 25 ) together with the oxygen barrier layer ( 30 ) being part of the first electrode ( 115 ) of the semiconductor memory device.
DE1999109295 1998-12-23 1999-03-03 Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer Withdrawn DE19909295A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999109295 DE19909295A1 (en) 1999-03-03 1999-03-03 Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer
KR10-2001-7008073A KR100430324B1 (en) 1998-12-23 1999-12-22 Capacitor electrode structure
EP99967896A EP1153424A1 (en) 1998-12-23 1999-12-22 Capacitor electrode structure
PCT/DE1999/004081 WO2000039842A1 (en) 1998-12-23 1999-12-22 Capacitor electrode structure
JP2000591655A JP3665570B2 (en) 1998-12-23 1999-12-22 Capacitor electrode device
US09/891,114 US6573542B2 (en) 1998-12-23 2001-06-25 Capacitor electrodes arrangement with oxygen iridium between silicon and oxygen barrier layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999109295 DE19909295A1 (en) 1999-03-03 1999-03-03 Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19909295A1 true DE19909295A1 (en) 2000-09-14

Family

ID=7899558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999109295 Withdrawn DE19909295A1 (en) 1998-12-23 1999-03-03 Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19909295A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737692B2 (en) 2002-02-20 2004-05-18 Infineon Technologies Ag Method for fabricating a component, and component having a metal layer and an insulation layer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852307A (en) * 1995-07-28 1998-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device with capacitor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5852307A (en) * 1995-07-28 1998-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device with capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737692B2 (en) 2002-02-20 2004-05-18 Infineon Technologies Ag Method for fabricating a component, and component having a metal layer and an insulation layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19630310C2 (en) Semiconductor device with a capacitor and method of manufacturing the same
DE19926711B4 (en) Method of manufacturing a ferroelectric memory device
WO2000039842A1 (en) Capacitor electrode structure
DE69833168T2 (en) Semiconductor memory device with ferroelectric thin film
DE10000005C1 (en) Method for producing a ferroelectric semiconductor memory
DE19829300B4 (en) A ferroelectric memory device with electrical connection between a lower capacitor electrode and a contact plug and method for their preparation
DE60035311T2 (en) Ferroelectric structure of lead germanate with multilayer electrode
DE10228528B4 (en) Diffusion barrier film and its manufacturing method, semiconductor memory and its manufacturing method
DE19712540C1 (en) Manufacturing method for a capacitor electrode made of a platinum metal
DE19958200B4 (en) Microelectronic structure and method for its production
DE10064068B4 (en) Process for the production of capacitors of semiconductor devices
EP1111083B1 (en) Process for making a structured metal layer
DE10053171C2 (en) Method for producing a ferroelectric or paraelectric metal oxide-containing layer and a memory component therefrom
EP0931333B1 (en) Process for the manufacture of a highly epsilon-dielectric or ferroelectric coating
EP1113488A2 (en) Method of manufacturing a structured metal oxide containing layer
DE19911150C1 (en) Microelectronic structure, especially semiconductor memory, production comprising physically etching a conductive layer from a substrate such that removed material is transferred onto a layer structure side wall
EP1138065A1 (en) Method for producing a structured layer containing metal oxide
DE19909295A1 (en) Microelectronic structure used in semiconductor memories comprises a base substrate with an oxygen-containing iridium layer between a silicon-containing layer and an oxygen barrier layer
DE10009762B4 (en) Manufacturing process for a storage capacitor with a dielectric based on strontium bismuth tantalate
DE19620833C2 (en) Method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device
DE19860080B4 (en) Microelectronic structure
EP0905786B1 (en) Capacitor having a barrier layer of transition metal phosphide, arsenide, or sulphide
DE19857039A1 (en) Microelectronic structure
DE19851280A1 (en) Structured metal oxide layer useful as capacitor dielectric in semiconductor memories is produced by structuring an amorphous metal oxide layer, and then heat treating to the polycrystalline state
DE19811068C1 (en) IC capacitor having tantalum nitride barrier layer containing a transition metal and/or a lanthanide

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee