JP2004161602A - Hf2および第2の化合物を含む組成物、その使用、そのデバイス、および基板上に誘電性層を形成する方法 - Google Patents
Hf2および第2の化合物を含む組成物、その使用、そのデバイス、および基板上に誘電性層を形成する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004161602A JP2004161602A JP2003165399A JP2003165399A JP2004161602A JP 2004161602 A JP2004161602 A JP 2004161602A JP 2003165399 A JP2003165399 A JP 2003165399A JP 2003165399 A JP2003165399 A JP 2003165399A JP 2004161602 A JP2004161602 A JP 2004161602A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- layer
- compound
- dielectric
- hfo
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 27
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 title description 4
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 24
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 100
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 31
- 239000010408 film Substances 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000000277 atomic layer chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001341 grazing-angle X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J hafnium tetrachloride Chemical compound Cl[Hf](Cl)(Cl)Cl PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000000391 spectroscopic ellipsometry Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910003865 HfCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000012707 chemical precursor Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02194—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing more than one metal element
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G27/00—Compounds of hafnium
- C01G27/02—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02181—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing hafnium, e.g. HfO2
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
- H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
- H01L21/02356—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment to change the morphology of the insulating layer, e.g. transformation of an amorphous layer into a crystalline 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
- H01L21/28185—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation with a treatment, e.g. annealing, after the formation of the gate insulator and before the formation of the definitive gate conductor
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
- H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
- H01L21/31604—Deposition from a gas or vapour
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/51—Insulating materials associated therewith
- H01L29/517—Insulating materials associated therewith the insulating material comprising a metallic compound, e.g. metal oxide, metal silicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02189—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing zirconium, e.g. ZrO2
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02192—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing at least one rare earth metal element, e.g. oxides of lanthanides, scandium or yttrium
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/022—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being a laminate, i.e. composed of sublayers, e.g. stacks of alternating high-k metal oxides
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02266—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by physical ablation of a target, e.g. sputtering, reactive sputtering, physical vapour deposition or pulsed laser deposition
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/51—Insulating materials associated therewith
- H01L29/518—Insulating materials associated therewith the insulating material containing nitrogen, e.g. nitride, oxynitride, nitrogen-doped material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
- Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Abstract
【解決手段】Hf2および第2の化合物を含む新規な組成。前記組成は、立方晶結晶相である。新規な組成は、最高1200℃までの温度で安定である。新規な組成は、純粋なHfO2の誘電値より高い誘電値を有する。新規な組成は、メモリコンデンサーアプリケーションでの誘電体のアプリケーションと、トランジスタアプリケーションでのゲート誘電体としてのアプリケーションに使用可能である。
【選択図】 図1a
Description
【0001】
本発明はHf2の誘電率を増進する組成物、その使用、そのデバイスおよび基板上に誘電性層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
類いまれな物理的および電気的性質により、さらに酸化雰囲気中で直接シリコン上に熱成長が可能であることにより、3.9の誘電率を有する選択誘電体であったSiO2の可能な代替物質として、高い誘電率(k値)を有する誘電体が現在注目されている。SiO2の代替物質として考慮されている代替的な金属酸化物ベースの誘電体は、例えばY、La、Zr、Hf、およびその他の多くのような、主として酸素、窒素、および、シリコンとは異なる元素を含んでいる。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従って、それらは成膜させる必要があり、誘電性層もしくは誘電性層スタックの最終的な特性は、ゲートスタックを形成するよう選択された単数あるいは複数の素材、成膜方法、混合酸化物が成膜される場合の成膜順序、成膜前のSi表面の調整、成膜後に適用される熱処理などの多くの要因に依存している。
【0004】
誘電性層がSiO2に匹敵し、もしくは、より優れた電気的および物理的特性を示すよう、高k誘電体をSi上に成膜および処理可能な場合は、それを用いることにより、半導体産業に対するかなりの利益を期待することが出来る。例えば、将来のCMOS高速論理回路用トランジスタやコンデンサーを製造したり、もしくはメモリアプリケーション用コンデンサーを製造したりするための、ゲート誘電体として、それを用いることも出来る。こうした高k誘電体は、将来のCMOSおよびメモリ技術におけるSiベースの電子装置のスケーリングをかなり容易にすることだろう。主要な利点の1つは、より高いk値を有することで、ゲート容量のロスなく、物理的により肉厚な層が使用可能となるため、ゲート漏洩が減少されることから、導き出される。
【0005】
より高いk値を有する誘電体を製造可能であれば、それにより、より高い物理的厚さが使用可能となるので、有利なものとなる。
【0006】
US2001/0041250は、IC薄膜トランジスタ用ゲート誘電体を含む薄膜を開示している。この薄膜は、他の素材から好適なインタフェース特性および好適な内部特性を得るよう、段階的に混合された誘電体素材を含んでいる。例えば、Al2O3は、高誘電率と好適なインタフェース特性を有し、ZrO2は、内部素材として有利な、(より高い誘電率に起因する)より高い誘電率を有している。この薄膜は、原子層成膜処理により成膜される。
【0007】
US6060755は、Alなどの三価元素によりドーピングされた、ZrもしくはHfのいずれかの金属酸化物を含む、高k誘電性薄膜を開示している。この薄膜は、相対的な高いアニール温度で、アモルファスのままに残っている。この薄膜は、スパッタリング、CVD、もしくは蒸着により成膜される。US6060755で述べられる発明は、結晶構造の形成を回避する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第1の態様では、HfO2および第2の化合物を含む組成が開示される。前記組成は、立方晶結晶相にあるものとして特徴付けられる。好ましい実施例では、立方晶結晶相は、2800℃未満、好ましくは1200℃未満の温度で安定している。
【0009】
本発明の第1の態様の実施例では、本発明の第1の態様で記述される組成が開示され、ここで、誘電率は、前記組成のものが純粋なHfO2の誘電率より高くなっている。
【0010】
他の実施例では、前記組成の誘電率は20より高い。好ましい実施例では、誘電率は28より高い。
【0011】
本発明の第1の態様の実施例では、本発明の第1の態様で記述される組成が開示され、ここで、前記第2の化合物は、金属酸化物もしくは金属窒化酸化物である。前記金属は、三価金属であってもよい。特定の実施例では、前記第2の化合物はAl2O3である。
【0012】
本発明の第1の態様の実施例では、本発明の第1の態様で記述される組成が開示され、ここで、前記第2の化合物の量は、1[モル%]から90[モル%]の間である。特定の実施例では、前記第2の化合物の量は、1[モル%]から90[モル%]の間である。好ましい実施例では、第2の化合物の量は、4[モル%]未満である。
【0013】
本発明のさらなる態様では、本発明の第1の態様で記述される組成の使用が、メモリコンデンサーアプリケーションでの誘電体のアプリケーション、およびトランジスタアプリケーションでのゲート誘電体としてのアプリケーションのために開示されている。
【0014】
本発明のさらなる態様では、装置が開示されている。前記装置は以下を含む:
第1の電極、前記ゲート電極の下にあるトップ表面を有する基板、前記第1の電極と前記トップ表面との間に挿入された誘電性層、前記誘電性の層は、HfO2および第2の化合物を含む組成を含み、ここで、前記組成は立方晶結晶相である。
【0015】
本発明の実施例では、前記基板はチャンネル領域を含み、前記チャンネル領域は前記誘電性層の下に位置する。本発明の特定の実施例では、前記基板は、さらに界面層を含んでおり、前記界面層は、チャンネル領域と誘電性層の間に挿入されている。前記界面層は、SiO2もしくはSiOHであってもよい。
【0016】
他の実施例では、前記基板はさらに第2の電極を備えており、前記電極は、前記誘電性層の下に位置している。前記装置は、メモリコンデンサーであってもよい。
【0017】
他の実施例では、誘電率は、前記組成のものが純粋なHfO2の誘電率より高くなっている。
【0018】
他の実施例では、前記組成は、本発明の第1の態様で開示された組成の特性を有することが出来る。
【0019】
他の実施例では、前記誘電性フィルムは、5・から100・の肉厚を有している。さらなる実施例では、前記誘電性層は、0.5・から15・の肉厚の等価な酸化物を有している。
【0020】
本発明の他の態様では、基板上に誘電性層を形成する方法が開示されている。前記方法は、以下のステップを含んでいる:
基板を反応チャンバ内に置くこと、誘電性層を成膜させること、前記誘電性層は、HfO2および第2の化合物を含む組成を含んでいる、および前記組成が立方晶結晶相に変化するよう、前記成膜誘電性層を、前記組成の結晶温度より高い温度に晒すこと。
【0021】
特定の実施例では、前記成膜ステップは、原子層成膜により行われる。
【0022】
他の実施例では、前記温度は400℃より高い。特定の実施例では、前記温度は400℃から1050℃の間である。
【0023】
本発明の特定の実施例では、前記基板は、さらに界面層を含んでいる。前記界面層により、原子層成膜による誘電性層の成膜が可能となる。
【0024】
(本発明の目的)
本発明の目的は、新しい結晶構造を持ち、高い誘電率を有する新規な組成を開示することである。本発明のさらなる目的は、この組成を生成する方法を開示することである。本発明の他の目的は、この組成で作られた層を含むデバイスを開示することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
本発明の第1の態様では、HfO2と第2の化合物とを含む組成が開示されている。前記組成は、立方晶結晶相である。この組成は、既知の共に純粋な化合物の熱力学的安定相よりもかなり高い誘電率が達成されるよう、2つの化合物を混合することにより得られる。
【0026】
混合とは、2つ化合物の均一混合物が形成されること(立方晶系相HfO2および第2の化合物)、もしくは新規化合物が形成されることを意味する。新規化合物は、化学的に結合された2つの化合物の各々の個々の元素を含んでいる。従って、新規な組成は、HfO2と第2の化合物との混合物を含み、相分離形式、もしくは新規化学混合物内のいずれかにおいて、新規組成が立方晶結晶相であることを特徴としている。
【0027】
ハフニウム酸化物は、代替誘電体として半導体産業で目下調査されている。室温から1898℃まで、結晶性HfO2の熱力学的安定形態は、歪んだ蛍石(CaF2)構造、すなわち、文献に報告されているように、18から20の間の誘電率(k値)を有する単斜晶HfO2を取り入れている。単斜晶HfO2の概略図は図1a、図1bに示されている(11は酸素原子を表し、12はHf原子を表す)。純粋なHfO2は、この熱力学的安定形態に結晶するだろう。
【0028】
HfO2の新結晶相は、新しい組成が形成されるよう、HfO2と第2の化合物とを混合させることにより得ることが出来る。新規な組成は、原子スケールで混合させることにより得ることが出来る。従来技術では、HfO2の立方晶結晶相は1800から2700℃で安定であり、HfO2の単斜晶結晶相は1800℃より低い温度で安定である。新規な組成は、Siの融点より低い温度で安定である。新規な組成は900℃、1000℃、1050℃、1100℃または1200℃より低い温度で安定である。好ましい実施例では、組成は1200℃未満の温度で安定である。
【0029】
新規な組成は、HfO2および第2の化合物を含む。前記第2の化合物は、金属酸化物もしくは金属窒化酸化物であってもよい。前記第2の化合物は、所望の温度範囲で立方体HfO2相の形成を安定させるよう選択可能であり、それにより、純粋な(単斜晶)HfO2と比べて、より高い誘電率が達成可能である。第2の化合物は、Al、Si、Y、Ce、Mg、Ca、遷移金属、その酸化物、およびその窒化酸化物から成るグループから選択可能である。遷移金属は、Ti、Ta、Laなどであってもよい。特定の実施例では、前記第2の化合物は金属酸化物である。前記金属は、アルミニウム(Al)、ランタン(La)、もしくはスカンジウム(Sc)などの三価金属であってもよい。
【0030】
特定の実施例では、前記第2の化合物は、Al2O3、SiO2またはTiO2である。好ましい実施例では、第2の化合物はA12O3である。
【0031】
新しい組成の誘電率は、純粋な(単斜晶)HfO2の誘電率より高い。新しい組成の誘電率は、20より高く、22より高く、25より高い。誘電率は28より高いことが好ましい。
【0032】
第2の化合物の量は、最高90[モル%]、80[モル%]、70[モル%]、60[モル%]、50[モル%]、40[モル%]、30[モル%]であってもよい。第2の化合物の量は、1から50[モル%]、5から40[モル%]の間であってもよく、9[モル%]から24[モル%]の間であることが好ましい。
【0033】
第2の化合物の量は、新しい組成が立方晶結晶相で安定し、誘電値が純粋なHfO2の誘電値より高くなるよう選ばれるべきである。
【0034】
特定の実施例では、より少量の金属酸化物を伴う組成が開示される。より少量とは、30[モル%]より少ないものとして理解される。これは、半導体アプリケーション、特にトランジスタアプリケーションにおける、電気特性最適化には特に重要である。ゲートスタックの誘電体を含む閾値電圧の制御は、より少量の金属酸化物を伴う組成を用いることにより促進されてもよい。
【0035】
以下の例では、HfO2およびAl2O3を含む新しい組成について説明する。しかし、本発明において記述されるように、この概念が、他の組成にも適用可能であることは、理解されるものである。
【0036】
好ましい実施例では、図示された組成は、Al2O3とHfO2を混合することにより、少なくとも1050℃まで安定しており、立方晶結晶相として特定される。立方晶結晶相は、1から30[モル]%のAl2O3、好ましくは9から24[モル]%のAl2O3を含む組成をカバーする全濃度範囲で形成されるのが認められる。この範囲は例として挙げられただけであり、ここで調査された組成範囲外で、相が形成されてもよい。特に、Al2O3の混入をより少量にすることは、Al2O3の含有量の低下によって、特に半導体産業のアプリケーションでの混合酸化物の電気特性を最適化することが出来るため、特に重要である。より具体的には、ゲートスタック内の前記誘電体を含む閾値電圧の制御は、より希薄な酸化混合物を用いることにより容易にされてもよい。(閾値電圧とは、トランジスタをオン、および/または、オフに出来る電圧である。)これは、薄膜内のAl2O3により負の固定電荷が減少するため、予想されることである。
【0037】
第1に、新しい立方晶HfO2相の誘電率は、少なくとも29.8と測定された。これは、HfO2の熱力学的に安定した斜方晶もしくは単斜晶相での、〜18―20という測定誘電率よりもかなり高い値である。この事実により、熱力学的に安定した相と比べて、ゲート容量を少しもロスすることなく、新しい立方晶HfO2による物理的により肉厚な層が使用可能となり、現在より厚い層を用いることができるので、ゲート漏洩電流を少なくし、薄膜成膜用処理ウィンドウを広くすることができる。
【0038】
第2に、少なくとも最大900℃まで、もしくは少なくとも最大1050℃まで、相の安定が認められ、従って半導体処理で通常用いられる温度範囲の広い部分をカバーすることになる。
【0039】
新規な組成は、トランジスタ製作での、ゲート最終処理フローもしくは交換ゲートフローなど、代替的な装置製作過程に使用可能である。さらに、新規な組成は、記憶装置コンデンサー、メモリおよび混合信号装置での統合受動アプリケーションで使用可能である。
【0040】
本発明のさらなる態様では、装置が開示されている。装置は、ゲート電極、前記ゲート電極の下にあるトップ表面を有する基板、およびゲート電極とトップ表面との間に挿入された誘電性層を備えている。誘電性層は、HfO2および第2の化合物を含む構成を含み、ここで、前記組成は立方晶結晶相である。この組成は、本願で述べられるような特性を有することが出来る。
【0041】
基板は、トランジスタアプリケーションのために、前記誘導性層の下にあるチャンネル領域をさらに含んでいる。装置は、バリヤー層をさらに含むことが可能であり、前記バリアは、前記基板と前記誘導性層との間に挿入される層である。
【0042】
基板は、メモリアプリケーションのために、前記誘導性層の下に電極をさらに含んでいる。
【0043】
誘電体層の肉厚は、5・から1000・の間、5・から500・の間、5・から100・の間に修正可能である。薄膜は、5・から100・の間の肉厚であるのが好ましい。
【0044】
誘導性層は、0.5・から150・の間、0.5・から75・の間、0.5・から15・の間の等価酸化物肉厚(EOT)を有することが出来る。誘導性層のEOTは、0.5・から15・の間であることが好ましい。
【0045】
本発明のさらなる態様では、基板上に誘導性層を形成する方法が開示される。前記方法は以下のステップを含む:
基板を反応チャンバ内に置くステップ、誘電性素材の層を成膜させるステップ、前記誘電性素材は、HfO2および金属酸化物を含んでいる、および前記組成が立方晶結晶相であるよう、前記成膜誘電性層を、前記誘電性素材の結晶温度よりも高い温度に晒すステップ、アニール温度は400℃より高いことが好ましい。
【0046】
アニール温度は、400℃から1050℃までの範囲であることが出来る。アニールステップは、周囲に、N2、He、Ar、O2、N2OもしくはNO、さらにその混合物から成るグループから選択された、少なくとも1つの化合物を含む雰囲気内で実行可能である。圧力は、40トルが可能であるが、これに限定されるものではない。アニール温度は、誘電体の結晶温度より高いことが好ましい。
【0047】
また、成膜層を温度に晒すステップは、一般的に用いられるSiゲート電極成膜、もしくは活性化アニールなどの処理ステップのうちの1つと、同時に実行可能である。これは、成膜後のアニールが省略され、さらに、所望の結晶立方晶相への層の構造変化が完成するので、処理を促進することになる。
【0048】
成膜ステップは、原子層成膜、原子層化学蒸着、化学蒸着、金属オルガノ化学蒸着、スパッタリングもしくはゾルーゲル成膜によって実行される。
【0049】
基板は、表層が誘導性層の成膜に影響を受けやすくなるよう、前処理可能である。例えば、基板は、原子層の成膜により誘電体の成膜が実行可能となるよう、OH終端(terminated)(Si―OH表層)であってもよい。
【0050】
基板がシリコンである場合、基板は、5nm未満、好ましくは1.5nm未満の肉厚の、(完全もしくは部分的なOH終端表層とすれば)薄い界面SiO2層で被覆可能である。一実施例では、2つのタイプの界面酸化物を用いることが出来る。一方は、O3ベースの清浄(IMEC清浄)により得られる化学酸化物である。他方は、650℃での急速熱酸化(RTO)処理を用いた、熱成長酸化物である。化学酸化物および熱酸化物は、他の方法および/または加工条件で得ることが出来、さらに、こうしたバリエーションによって生成された界面層は、前記好ましい方法と同様の、高k層成膜のための利点を提供可能であることが理解される。OH終端表層は、この論考には好適であるが、また、前記組成は、H終端Siや、金属など、他の様々な表面に成膜可能であることが理解される。
【0051】
(Hf02‐Al2O3のための例)
本発明の目的のためには、高k誘電体とは、SiO2の誘電値より高い誘電値を有する誘電体を意味する。混合酸化物という用語は、特定のAl2O3内に、ハフニウム酸化物(HfO2)と金属酸化物を含む組成を示している。
【0052】
(薄膜成膜)
正確に制御された、2つの酸化物─Al2O3およびHfO2─の均質な混合を得るための好ましい方法は、原子層成膜(ALD)である。この方法は、成膜が表面の飽和反応を利用する場合、成膜素材量の良好な制御を伴って、1つの鉱石、数個の酸化物の成膜が可能であり、その結果、パルス炉内の成膜処理で用いられる代替化学物質により、サブ単分子層スケールで制御可能である。トリメチルアルミニウム(TMAもしくはAl(CH3)3)およびH2Oの各々の1サイクルの連続使用は、成膜Al2O3のサブ単分子層を生成し、また、ハフニウム四塩化物(HfCl4)およびH2Oの各々の1サイクルの使用は、HfO2のサブ単分子層の成膜をもたらすことになる。成膜サイクルを繰り返すことにより、各酸化物のより厚い層が成膜可能となる。成膜処理の間、適切な方法でガス交換をすることにより、広範囲に組成を変えたHfO2とAl2O3との混合物を生成可能となる。以下では、成膜方法が、以下の用語表記により説明されている:
x cy (HO:AO (y:z))、
または
x * (y cy HO : z cy AO)、
【0053】
ここで、「cy」は「サイクル」、「HO」は「ハフニウム酸化物」、さらに「AO」は「酸化アルミニウム」を表している。パラメータ「y」は、それぞれがHfCl4およびH2Oのサイクルを含み、連続適用されるHO成膜サイクル数であり、「z」は、HO成膜のyサイクルに続いて、それぞれがTMAおよびH2Oのサイクルを含み、連続適用されるAO成膜サイクル数である。そして、この全シーケンス(HO:AO(y:z))は、所望の肉厚に達するまで、x回繰り返される。成膜がAOサイクルから始められる場合は、代わりに用語表記(AO:HO(y:z))が用いられる。
【0054】
前記混合酸化物はまた、この論考の好ましい実施で用いられたものとは異なる、適当な化学的先駆物質を用いて、形成可能であることが理解される。また、前記混合酸化物は、酸化雰囲気およびその書形における酸化またPVDを伴って、金属の化学蒸着(CVD)、プラズマ増速化学蒸着(PECVD)、物理蒸着(PVD)など、他の既知の様々な方法により生成可能であることが理解される。
【0055】
ALDによる均質成膜を得るため、OH終端表層は、特に肉厚5nm未満の薄膜のために、H終端Si表層の代わりに用いられる。この論考内のあらゆる成膜は、5nm未満の肉厚の、(完全もしくは部分的なOH終端表層とすれば)薄い界面SiO2層で被覆されたSi基板上に施された。2つのタイプの界面酸化物が使用された。一方は、03ベースの清浄(IMEC清浄)により得られる化学酸化物である。他方は、650℃での急速熱酸化(RTO)処理を用いた、熱成長酸化物である。化学酸化物および熱酸化物は、他の方法および/または加工条件で得ることが出来、さらに、こうした変形によって生産された界面層は、前記好ましい方法と同様の、高k層成膜のための利点を提供可能であることが理解される。OH終端表層は、この論考には好適であるが、また、HfO2およびAl2O3の前記混合物は、H終端Si、金属など、他の様々な表面に成膜可能であることが理解される。
【0056】
表1は、原子層成膜(ALD)を用いる本発明の方法により成膜された、薄層のいくつかを要約している。これらのすべての層では、化学酸化物は、成膜開始表層として用いられた。
【0057】
【表1】
【0058】
サンプル#1から#3は、化学組成HfO2をもたらす純粋なHO成膜である。結晶化の後は、熱力学的に安定した単斜晶結晶相のみが認められる。サンプル#4から#8は、本発明混合の前記方法によって得られる、混合酸化物の例をリストアップしており、リストアップされた化学組成の混合物をもたらす。これらの全混合物では、主要結晶相が立方晶構造であることが分かる。HfO2およびHfO2‐Al2O3合金層が成膜したALCVDの組成は、蛍光X線(XRF)によって測定された。成膜したままの(as−deposited)層、および成膜後アニール層の構造は、斜入射X線回折でテストされた。結晶化挙動を論考するために、アニールは、N2内で、1分間異なる温度で実行された。
【0059】
(X線回折を用いる構造解析)
この論考で成膜した薄層の構造を分析するために、斜入射X線回折(XRD)が用いられた。すべての成膜したままの(as−deposited)層の形態は、アモルファス層で通常観測されるXRDパターンを示すのが分かった。様々な組成のための例は、図2aから図3bに示されている。図2aでは、純粋なHfO2(図2a)、および混合(HO:AO)(9:1)層(図2b)の結晶化挙動をまとめ、さらに比較している。XRDスペクトルは、成膜したままの薄膜(アニールなし)として、さらに、1分間、700℃、800℃、および900℃で成膜後アニール(PDA)を施された薄膜として記録された。
【0060】
分光偏光解析法により測定されたままの、およその層の肉厚は、純粋なHfO2で4.9から5.3nm、および(9:1)で混合されたHf:Al酸化物で5.0から5.5nmである。いずれの場合にも、成膜されたままの薄膜は、アモルファス層に典型的なX線パターンを示す。双方の層とも、700℃以上(700℃、800℃、および900℃がテストされた)の温度でのアニール後の結晶化の徴候を示している。純粋なHfO2は、図2aにマークされるような支配的な反射ピークを伴って、単斜晶相へと結晶化することが認められる。アルミニウムを含む薄膜は、図2bにマークされるような支配的な反射ピークを伴い、立方晶相へと結晶化する。立方晶相は、測定された3つの温度、700℃、800℃、および900℃のすべてで認められた。
【0061】
図3a、図3bは、(HO:AO(4:1))(図3a)および(HO:AO(2:1))(図3b)の比率で成膜された、混合Hf:Al酸化物質のX線回折スペクトルを表している。XRDスペクトルは、成膜したままの薄膜(アニールなし)として、さらに、1分間、700℃、800℃、および900℃で成膜後アニール(PDA)を施された薄膜として記録された。
【0062】
分光偏光解析法により測定されたままの、およその層の肉厚は、(4:1)組成で5.0から5.6nm、および(2:1)組成で5.2から5.6nmである。アニーリング前に、層はアモルファス層に典型的な、X線スペクトルを示すのが分かる。アニーリング後は、双方の層で立方晶HfO2相が認識可能である。結晶温度は、層内のアルミニウム含有量が大きい場合、より高くなることが認められる。
【0063】
新しい立方晶相をより厳密に特徴付けるために、XRDスペクトルは、より広角度の範囲、およびより厚い層でスキャンし、測定された。図4では、2つの測定されたXRDスペクトル(上部パネル)が、図1a、図1bに示された立方晶HfO2相のためのシミュレートされたXRDスペクトル(下部パネル)と比較されている。比較によって明らかなように、2つのより厚いHf5AlOx層で測定された回折ピーク位置および強度は、格子パラメータa=0.504nmの立方晶HfO2相のためのシミュレーションとよく一致している。
【0064】
(フーリエ変換赤外分光法を用いた構造的論考)
図4は、(9:1)(曲線42)、(4:1)(曲線43)、および(2:1)(曲線44)の成膜比率を有する(HO:AO)混合酸化物層と純粋なHfO2(曲線41)層のための、フーリエ変換の赤外線(FTIR)スペクトルを表している。これらの薄膜のFTIRスペクトルは、900℃でのアニール後のものが示されている。アニールは、40トルのN2内で1分間行われた。すべてのスペクトルは、2つの異なる領域から成っている。波数1300から1100までの範囲での振動は、HOおよびHO:AO成膜のための開始層として用いられる、前記SiO2層における振動に対応している。化学酸化物は、この場合に使用された。波数1050未満での振動は、HfO2および/または(HO:AO)混合酸化物層での振動に対応しており、それらの構造を論考するために使用可能である。さらにまた、2つの素材のスペクトル振動が、明確に異なっていることが分かる。純粋なHfO2のスペクトルは、金属酸化物のスペクトル領域内の、波数がおよそ780および波数がおよそ670の2つの鋭い振動帯域から成っている。対照的に、すべての混合酸化物のスペクトルは、立方晶構造のような、高対称性を伴った結晶構造に予想されるように、波数がほぼ700の単一の振動帯域のみで示される。さらに、界面酸化物層のFTIR領域では、いかなる著しいスペクトル変化も起こらないことに注意すべきである。これは、それが、適用された熱処理の間安定していることを示している。
【0065】
(電気的特徴付け)
図5は、これら同一層で実行された電気測定の結果を表している。層の誘電率は、図5に示された方法で測定される。図5では、純粋なHfO2層(□もしくは51)および(HO:AO)(9:1)混合酸化物層(◇もしくは52)の、偏光解析層肉厚に対比してプロットされた商標QuantoxQ−V方式(CET値を測定するのに他の方法も使用可能)により測定されたままの、キャパシタンス等価肉厚(CET)値を示す。双方の層は、CET評価前、40トルのN2内で、1分間800℃でアニールされた。偏光解析層肉厚は、高k層の真の物理的肉厚の、およその測定として用いられる。層が、2つの誘電体、界面酸化物、および高k薄膜から成るので、CETは、以下の通り表現可能である、
CET:=EOT:=tSiO2+kSiO2/khik*tell
【0066】
ここで、EOTは等価な酸化物肉厚(多くの場合、CETの同義語として用いられる)を表し、tSiO2は界面酸化物層肉厚、kSiO2は3.9の値を有する二酸化珪素の誘電率、khikは成膜高k層の誘電率、そしてtellは高k層の偏光解析肉厚である。この等式から、高k層の誘電率が、図5のデータセットのスロープに逆比例し、CET軸でのインターセプトが、界面酸化物肉厚のための尺度を提供することがわかる。
【0067】
図5のデータに適用して、18の値は純粋なHfO2の誘電率のために得られ、より高い29.8の値は(9:1)混合酸化物のために抽出される。界面酸化物層肉厚は0.8未満から0.9nmであることが分かり、これは、IMEC清浄を用いた化学酸化物の成長から生じる名目上の肉厚と、よく合致する。加えて、界面層が、アニールの間顕著には変化しないことが、FTIR観測のためにさらに確認される。
【0068】
図5での混合酸化物データから分かるように、(ここでは、800℃での)アニーリングは、成膜されたままの(as deposited)薄膜のそれと比較されるままの、CET値の減少に終わる。HfO2薄膜のためには、いかなるk値の増進も観察されない。
【0069】
すべての所見に基づき、(9:1)混合酸化物のための好ましいアニール温度は、(9:1)混合酸化物の結晶温度より高く、800℃までの範囲であると言われているが、400℃から1050℃までの範囲のアニール温度も有効であろう。この論考で使用される成膜後アニールに用いられる環境は、40トルのN2であった。しかし、新しい相もまた、こうしたアニールに頻繁に用いられる、He、Ar、もしくはこれらとN2もしくはO2、N2OまたはNOなどの酸化環境ガスとの混合ガスなど、他の不活性環境ガス中でのアニールにより形成可能であることに注意すべきである。さらには、成膜後アニールが一斉に省略され、所望の結晶立方晶相への層の構造的変化が、Siゲート電極成膜、もしくは活性化アニールなど、一般的に用いられるの処理ステップのうちの1つと、同時に達成されるならば、半導体製造におけるこうした層の使用が容易になるだろう。
【0070】
図6は、HO:AO=18:2および27:3のサンプルで得られる、同様の結果を示している。61はアニール前のHO:AO(18:2)の結果を表し、62はアニール前のHO:AO(27:3)の結果を表している。アニール前、アモルファス相を有する成膜のまま(as−deposited)の層は、およそ20のk値を有している。63はアニール後のHO:AO(18:2)の結果を表し、64はアニール後のHO:AO(27:3)の結果を表している。アニール後、支配的に立方晶結晶HfO2相を有する成膜のまま(as−deposited)層は、およそ29のk値を有している。これは、高k値および立方晶HfO2の間の一致をさらに示している。図6に示されるように、アモルファス相のk値は、アニール後の純粋なHfO2のそれより、僅かに小さい。y軸での2本の曲線のインターセプトは、厚さ1.0nmまでのSiO2層のCET値に対応しており、アニールが界面SiO2層の肉厚を増加させないことを明らかに示している。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1a】HfO2の立方体の結晶構造の概略図を示す。
【図1b】HfO2の単斜晶の結晶構造の概略図を示す。
【図2a】成膜およびアニール後の、純粋なHfO2 の薄膜のX線回折スペクトルを示す。
【図2b】成膜およびアニール後の、混合酸化物(HO:AO(9:1))の薄膜のX線回折スペクトルを示す。
【図3a】成膜およびアニール後の、混合酸化物(HO:AO(4:1))薄膜のX線回折スペクトルを示す。
【図3b】成膜およびアニール後の、混合酸化物(HO:AO(2:1))薄膜のX線回折スペクトルを示す。
【図4】N2雰囲気内において900℃で1分間アニールしたHfO2層および様々な組成の(HO:AO)混合酸化物のフーリエ変換赤外線(FTIR)スペクトルを示す。
【図5】純粋なHfO2層および混合酸化物(HO:AO)(9:1)を含む層の、偏光解析層肉厚に対比してプロットされた商標Quantoxの Q−V方式により測定された、キャパシタンス等価肉厚(CET)値を示す。
【図6】アニール前後の混合酸化物(HO:AO)(18:2)および(HO:AO)(27:3)を含む層の、偏光解析層肉厚に対比してプロットされた商標QuantoxのQ−V方式により測定された、キャパシタンス等価肉厚(CET)値を示す。
【符号の説明】
【0072】
11 酸素原子
12 Hf原子
Claims (24)
- 立方晶結晶相であることを特徴とするHf2および第
2の化合物を含む組成物。 - 前記組成物の誘電率が、純粋なHfO2の誘電率より高い、請求項1に記載の組成物。
- 前記組成物の誘電率が20より高い、請求項1に記載の組成物。
- 前記組成物が1200℃未満の温度で安定している、請求項1から請求項3の何れかに記載の組成物。
- 前記第2の化合物が金属酸化物または金属窒化酸化物である、請求項1から請求項4の何れかに記載の組成物。
- 前記第2の化合物がAl2O3である、請求項1から請求項5の何れかに記載の組成物。
- 前記第2の化合物の量が1[モル%]から50[モル%]の間である、請求項1から請求項6の何れかに記載の組成物。
- メモリコンデンサーアプリケーションでの誘電体のアプリケーション、および、トランジスタアプリケーションでのゲート誘電体としてのアプリケーションのための、請求項1から請求項7の何れかに記載の組成物の使用。
- 第1の電極、前記ゲート電極の下にあるトップ表面を有する基板、および前記第1の電極と前記トップ表面との間に挿入され、HfO2および第2の化合物を含む、立方晶結晶相である組成物を含む、誘電性層を含むデバイス。
- 前記基板がチャンネル領域を含み、前記チャンネル領域は前記誘電性層の下に位置する、請求項9に記載のデバイス。
- 前記基板が第2の電極を備え、前記電極は、前記誘電性層の下に位置している、請求項9に記載のデバイス。
- 前記組成物の誘電率が、純粋なHfO2の誘電率より高くなっている、請求項9から請求項11の何れかに記載のデバイス。
- 前記組成物が1200℃未満の温度で安定している、請求項9から請求項12の何れかに記載のデバイス。
- 前記第2の化合物が金属酸化物または金属窒化酸化物である、請求項9から請求項13の何れかに記載のデバイス。
- 前記第2の化合物がAl2O2である、請求項9から請求項14の何れかに記載のデバイス。
- 前記第2の化合物の量が、1[モル%]から50[モル%]の間である、請求項9から請求項15の何れかに記載のデバイス。
- 前記誘電性薄膜が5・から100・の間の肉厚を有する、請求項9から請求項16の何れかに記載のデバイス。
- 前記誘電性層が、0.5・から15・の間の等価な酸化物肉厚を有する、請求項9から請求項16の何れかに記載のデバイス。
- 前記誘導性層と前記基板との間に界面層をさらに含む、請求項9から請求項17の何れかに記載のデバイス。
- 基板を反応チャンバ内に置くステップ、HfO2および第2の化合物を含む組成物を有する、誘電性層を成膜させるステップ、および、前記組成物が立方晶結晶相に変化するよう、前記成膜誘電性層を、前記組成物の結晶温度より高い温度に晒すステップ、
を含む、基板上に誘導性層を形成する方法。 - 前記成膜ステップが、原子層成膜により行われる、請求項20に記載の方法。
- 前記温度は400℃より高い、請求項20または請求項21に記載の方法。
- 前記温度は400℃から1050℃の間である、請求項20から請求項22の何れかに記載の方法。
- 前記基板が界面層を含んでいる、請求項20から請求項23の何れかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38748702P | 2002-06-10 | 2002-06-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004161602A true JP2004161602A (ja) | 2004-06-10 |
JP2004161602A5 JP2004161602A5 (ja) | 2006-07-20 |
JP4614639B2 JP4614639B2 (ja) | 2011-01-19 |
Family
ID=29584630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003165399A Expired - Lifetime JP4614639B2 (ja) | 2002-06-10 | 2003-06-10 | Hf含有組成物の誘電率(k値)増進 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7183604B2 (ja) |
EP (1) | EP1372160B1 (ja) |
JP (1) | JP4614639B2 (ja) |
AT (1) | ATE397275T1 (ja) |
DE (1) | DE60321271D1 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005159271A (ja) * | 2003-11-22 | 2005-06-16 | Hynix Semiconductor Inc | キャパシタ及びその製造方法 |
JP2009027017A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Elpida Memory Inc | 絶縁体膜、キャパシタ素子、dram及び半導体装置 |
JP2010525596A (ja) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | エステミクロエレクトロニクス(クロレ・2)・エスアーエス | ハフニウム酸化物に基づく薄膜部分を備えた集積電子回路 |
US7989877B2 (en) | 2008-11-25 | 2011-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a dielectric layer |
US8030694B2 (en) | 2008-10-31 | 2011-10-04 | Canon Anelva Corporation | Dielectric film and semiconductor device using dielectric film including hafnium, aluminum or silicon, nitrogen, and oxygen |
JP2011216715A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Toshiba Corp | 半導体記憶素子、及び半導体記憶装置 |
US8203176B2 (en) | 2007-03-08 | 2012-06-19 | Renesas Electronics Corporation | Dielectric, capacitor using dielectric, semiconductor device using dielectric, and manufacturing method of dielectric |
US8420552B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-04-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device |
WO2015045592A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 株式会社 東芝 | 半導体装置および誘電体膜 |
KR101520844B1 (ko) * | 2012-09-26 | 2015-05-15 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기록 매체 및 반도체 장치 |
JP7489858B2 (ja) | 2020-08-07 | 2024-05-24 | 日本真空光学株式会社 | 紫外線透過フィルタ |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7494927B2 (en) * | 2000-05-15 | 2009-02-24 | Asm International N.V. | Method of growing electrical conductors |
US6620723B1 (en) * | 2000-06-27 | 2003-09-16 | Applied Materials, Inc. | Formation of boride barrier layers using chemisorption techniques |
US20020036780A1 (en) * | 2000-09-27 | 2002-03-28 | Hiroaki Nakamura | Image processing apparatus |
US6936906B2 (en) * | 2001-09-26 | 2005-08-30 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
US20030059538A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-03-27 | Applied Materials, Inc. | Integration of barrier layer and seed layer |
US7049226B2 (en) * | 2001-09-26 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Integration of ALD tantalum nitride for copper metallization |
US6916398B2 (en) * | 2001-10-26 | 2005-07-12 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery apparatus and method for atomic layer deposition |
AU2003238853A1 (en) | 2002-01-25 | 2003-09-02 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for cyclical deposition of thin films |
US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
US6846516B2 (en) * | 2002-04-08 | 2005-01-25 | Applied Materials, Inc. | Multiple precursor cyclical deposition system |
US7067439B2 (en) * | 2002-06-14 | 2006-06-27 | Applied Materials, Inc. | ALD metal oxide deposition process using direct oxidation |
US6858547B2 (en) * | 2002-06-14 | 2005-02-22 | Applied Materials, Inc. | System and method for forming a gate dielectric |
US20030232501A1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-12-18 | Kher Shreyas S. | Surface pre-treatment for enhancement of nucleation of high dielectric constant materials |
US6787440B2 (en) * | 2002-12-10 | 2004-09-07 | Intel Corporation | Method for making a semiconductor device having an ultra-thin high-k gate dielectric |
US20040198069A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-07 | Applied Materials, Inc. | Method for hafnium nitride deposition |
US7223665B2 (en) * | 2003-09-04 | 2007-05-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing dielectric thin film capacitor |
US20050153571A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-07-14 | Yoshihide Senzaki | Nitridation of high-k dielectric films |
US20050252449A1 (en) | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Nguyen Son T | Control of gas flow and delivery to suppress the formation of particles in an MOCVD/ALD system |
US8323754B2 (en) * | 2004-05-21 | 2012-12-04 | Applied Materials, Inc. | Stabilization of high-k dielectric materials |
US20060019033A1 (en) * | 2004-05-21 | 2006-01-26 | Applied Materials, Inc. | Plasma treatment of hafnium-containing materials |
US8119210B2 (en) | 2004-05-21 | 2012-02-21 | Applied Materials, Inc. | Formation of a silicon oxynitride layer on a high-k dielectric material |
US20060153995A1 (en) * | 2004-05-21 | 2006-07-13 | Applied Materials, Inc. | Method for fabricating a dielectric stack |
US20060062917A1 (en) * | 2004-05-21 | 2006-03-23 | Shankar Muthukrishnan | Vapor deposition of hafnium silicate materials with tris(dimethylamino)silane |
US7172947B2 (en) * | 2004-08-31 | 2007-02-06 | Micron Technology, Inc | High dielectric constant transition metal oxide materials |
US7365389B1 (en) * | 2004-12-10 | 2008-04-29 | Spansion Llc | Memory cell having enhanced high-K dielectric |
US7863128B1 (en) | 2005-02-04 | 2011-01-04 | Spansion Llc | Non-volatile memory device with improved erase speed |
US8025922B2 (en) | 2005-03-15 | 2011-09-27 | Asm International N.V. | Enhanced deposition of noble metals |
US7666773B2 (en) | 2005-03-15 | 2010-02-23 | Asm International N.V. | Selective deposition of noble metal thin films |
US7492001B2 (en) * | 2005-03-23 | 2009-02-17 | Spansion Llc | High K stack for non-volatile memory |
US7294547B1 (en) | 2005-05-13 | 2007-11-13 | Advanced Micro Devices, Inc. | SONOS memory cell having a graded high-K dielectric |
US20070014919A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Jani Hamalainen | Atomic layer deposition of noble metal oxides |
US20070020890A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for semiconductor processing |
US7446369B2 (en) * | 2005-08-04 | 2008-11-04 | Spansion, Llc | SONOS memory cell having high-K dielectric |
US20070049043A1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Applied Materials, Inc. | Nitrogen profile engineering in HI-K nitridation for device performance enhancement and reliability improvement |
US7402534B2 (en) * | 2005-08-26 | 2008-07-22 | Applied Materials, Inc. | Pretreatment processes within a batch ALD reactor |
US20070065578A1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Applied Materials, Inc. | Treatment processes for a batch ALD reactor |
US7964514B2 (en) * | 2006-03-02 | 2011-06-21 | Applied Materials, Inc. | Multiple nitrogen plasma treatments for thin SiON dielectrics |
US20070252299A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-01 | Applied Materials, Inc. | Synchronization of precursor pulsing and wafer rotation |
US7537804B2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-05-26 | Micron Technology, Inc. | ALD methods in which two or more different precursors are utilized with one or more reactants to form materials over substrates |
US7798096B2 (en) * | 2006-05-05 | 2010-09-21 | Applied Materials, Inc. | Plasma, UV and ion/neutral assisted ALD or CVD in a batch tool |
US7435484B2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-10-14 | Asm Japan K.K. | Ruthenium thin film-formed structure |
US20080124484A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Asm Japan K.K. | Method of forming ru film and metal wiring structure |
US7635634B2 (en) * | 2007-04-16 | 2009-12-22 | Infineon Technologies Ag | Dielectric apparatus and associated methods |
US7709359B2 (en) * | 2007-09-05 | 2010-05-04 | Qimonda Ag | Integrated circuit with dielectric layer |
US20090087339A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Asm Japan K.K. | METHOD FOR FORMING RUTHENIUM COMPLEX FILM USING Beta-DIKETONE-COORDINATED RUTHENIUM PRECURSOR |
KR101544198B1 (ko) * | 2007-10-17 | 2015-08-12 | 한국에이에스엠지니텍 주식회사 | 루테늄 막 형성 방법 |
KR20090067505A (ko) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | 에이에스엠지니텍코리아 주식회사 | 루테늄막 증착 방법 |
US7799674B2 (en) * | 2008-02-19 | 2010-09-21 | Asm Japan K.K. | Ruthenium alloy film for copper interconnects |
US7659158B2 (en) | 2008-03-31 | 2010-02-09 | Applied Materials, Inc. | Atomic layer deposition processes for non-volatile memory devices |
US8084104B2 (en) * | 2008-08-29 | 2011-12-27 | Asm Japan K.K. | Atomic composition controlled ruthenium alloy film formed by plasma-enhanced atomic layer deposition |
US20100062149A1 (en) | 2008-09-08 | 2010-03-11 | Applied Materials, Inc. | Method for tuning a deposition rate during an atomic layer deposition process |
US8491967B2 (en) * | 2008-09-08 | 2013-07-23 | Applied Materials, Inc. | In-situ chamber treatment and deposition process |
US8133555B2 (en) | 2008-10-14 | 2012-03-13 | Asm Japan K.K. | Method for forming metal film by ALD using beta-diketone metal complex |
US9379011B2 (en) | 2008-12-19 | 2016-06-28 | Asm International N.V. | Methods for depositing nickel films and for making nickel silicide and nickel germanide |
US20110020546A1 (en) * | 2009-05-15 | 2011-01-27 | Asm International N.V. | Low Temperature ALD of Noble Metals |
US8329569B2 (en) * | 2009-07-31 | 2012-12-11 | Asm America, Inc. | Deposition of ruthenium or ruthenium dioxide |
TWI392759B (zh) * | 2009-09-28 | 2013-04-11 | Univ Nat Taiwan | 透明導電薄膜及其形成方法 |
US8476155B1 (en) | 2010-07-14 | 2013-07-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Formation of a high-K crystalline dielectric composition |
US8927438B2 (en) * | 2011-04-20 | 2015-01-06 | Applied Materials, Inc. | Methods for manufacturing high dielectric constant films |
US8871617B2 (en) | 2011-04-22 | 2014-10-28 | Asm Ip Holding B.V. | Deposition and reduction of mixed metal oxide thin films |
JP5823353B2 (ja) * | 2012-06-20 | 2015-11-25 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
EP2695966B1 (en) | 2012-08-06 | 2018-10-03 | IMEC vzw | ALD method |
CN103065955B (zh) * | 2012-11-21 | 2015-11-18 | 中国科学院微电子研究所 | 一种利用ald制备栅介质结构的方法 |
US9331168B2 (en) * | 2014-01-17 | 2016-05-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor structure and manufacuturing method of the same |
US9269785B2 (en) * | 2014-01-27 | 2016-02-23 | Globalfoundries Inc. | Semiconductor device with ferroelectric hafnium oxide and method for forming semiconductor device |
US9607842B1 (en) | 2015-10-02 | 2017-03-28 | Asm Ip Holding B.V. | Methods of forming metal silicides |
US10727117B2 (en) * | 2017-11-20 | 2020-07-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method for manufacturing semiconductor structure |
KR20230038542A (ko) * | 2020-07-16 | 2023-03-20 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 강유전체 메모리를 위한 무탄소의 라미네이트 산화하프늄/산화지르코늄 필름 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02248365A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-10-04 | Hoechst Ag | 窒化ケイ素セラミックおよびその製法 |
JP2001152324A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Fujikura Ltd | 多結晶薄膜とその製造方法およびこれを用いた酸化物超電導導体 |
JP2002500431A (ja) * | 1997-09-26 | 2002-01-08 | インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト | 研磨剤および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用 |
JP2002033320A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-31 | Sharp Corp | ドープジルコニアまたはジルコニア様の誘電体膜トランジスタ構造およびその堆積方法 |
JP2002060944A (ja) * | 2000-04-20 | 2002-02-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 前駆原料混合物、膜付着方法、及び構造の形成 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3634113A (en) * | 1968-10-30 | 1972-01-11 | Larry L Fehrenbacher | Stabilized zirconium dioxide and hafnium dioxide compositions |
WO1982003876A1 (en) * | 1981-04-29 | 1982-11-11 | Roy W Rice | Single-crystal partially stabilized zirconia and hafnia ceramic materials |
DE3230216A1 (de) * | 1981-08-13 | 1983-08-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi | Sinterkoerper mit hoher zaehigkeit |
US6060755A (en) * | 1999-07-19 | 2000-05-09 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Aluminum-doped zirconium dielectric film transistor structure and deposition method for same |
US6203613B1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-03-20 | International Business Machines Corporation | Atomic layer deposition with nitrate containing precursors |
US6528858B1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-03-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | MOSFETs with differing gate dielectrics and method of formation |
US6645882B1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-11-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Preparation of composite high-K/standard-K dielectrics for semiconductor devices |
US6586349B1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-07-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Integrated process for fabrication of graded composite dielectric material layers for semiconductor devices |
US6693321B1 (en) * | 2002-05-15 | 2004-02-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Replacing layers of an intergate dielectric layer with high-K material for improved scalability |
-
2003
- 2003-06-10 JP JP2003165399A patent/JP4614639B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 US US10/459,360 patent/US7183604B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 EP EP03447146A patent/EP1372160B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 DE DE60321271T patent/DE60321271D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-10 AT AT03447146T patent/ATE397275T1/de not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-05-06 US US11/124,303 patent/US20050202222A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02248365A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-10-04 | Hoechst Ag | 窒化ケイ素セラミックおよびその製法 |
JP2002500431A (ja) * | 1997-09-26 | 2002-01-08 | インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト | 研磨剤および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用 |
JP2001152324A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-05 | Fujikura Ltd | 多結晶薄膜とその製造方法およびこれを用いた酸化物超電導導体 |
JP2002060944A (ja) * | 2000-04-20 | 2002-02-28 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 前駆原料混合物、膜付着方法、及び構造の形成 |
JP2002033320A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-31 | Sharp Corp | ドープジルコニアまたはジルコニア様の誘電体膜トランジスタ構造およびその堆積方法 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005159271A (ja) * | 2003-11-22 | 2005-06-16 | Hynix Semiconductor Inc | キャパシタ及びその製造方法 |
US8203176B2 (en) | 2007-03-08 | 2012-06-19 | Renesas Electronics Corporation | Dielectric, capacitor using dielectric, semiconductor device using dielectric, and manufacturing method of dielectric |
JP2010525596A (ja) * | 2007-04-27 | 2010-07-22 | エステミクロエレクトロニクス(クロレ・2)・エスアーエス | ハフニウム酸化物に基づく薄膜部分を備えた集積電子回路 |
JP2009027017A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Elpida Memory Inc | 絶縁体膜、キャパシタ素子、dram及び半導体装置 |
US8030694B2 (en) | 2008-10-31 | 2011-10-04 | Canon Anelva Corporation | Dielectric film and semiconductor device using dielectric film including hafnium, aluminum or silicon, nitrogen, and oxygen |
US8053311B2 (en) | 2008-10-31 | 2011-11-08 | Canon Anelva Corporation | Dielectric film and semiconductor device using dielectric film including hafnium, aluminum or silicon, nitrogen, and oxygen |
US7989877B2 (en) | 2008-11-25 | 2011-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a dielectric layer |
US8420552B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-04-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device |
US8741731B2 (en) | 2009-07-31 | 2014-06-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device |
US8390054B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-03-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory element and semiconductor memory device |
JP2011216715A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Toshiba Corp | 半導体記憶素子、及び半導体記憶装置 |
KR101520844B1 (ko) * | 2012-09-26 | 2015-05-15 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 기록 매체 및 반도체 장치 |
US9082747B2 (en) | 2012-09-26 | 2015-07-14 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method, apparatus, and non-transitory computer readable recording medium for manufacturing a semiconductor device with an amorphous oxide film |
WO2015045592A1 (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 株式会社 東芝 | 半導体装置および誘電体膜 |
JP2015065251A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | 株式会社東芝 | 半導体装置および誘電体膜 |
US9691973B2 (en) | 2013-09-25 | 2017-06-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and dielectric film including a fluorite-type crystal |
JP7489858B2 (ja) | 2020-08-07 | 2024-05-24 | 日本真空光学株式会社 | 紫外線透過フィルタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4614639B2 (ja) | 2011-01-19 |
EP1372160B1 (en) | 2008-05-28 |
US20050202222A1 (en) | 2005-09-15 |
US20040028952A1 (en) | 2004-02-12 |
US7183604B2 (en) | 2007-02-27 |
EP1372160A1 (en) | 2003-12-17 |
ATE397275T1 (de) | 2008-06-15 |
DE60321271D1 (de) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4614639B2 (ja) | Hf含有組成物の誘電率(k値)増進 | |
KR100432411B1 (ko) | 원자층 증착을 이용하여 고유전상수 물질을 기판 상에증착하는 방법 | |
KR101123433B1 (ko) | 고 유전률을 갖는 구조물을 형성하는 방법 및 고 유전률을 갖는 구조물 | |
KR100591507B1 (ko) | 나노층 박막의 원자층 증착 | |
US7521331B2 (en) | High dielectric film and related method of manufacture | |
KR100591508B1 (ko) | 산화물 박막의 원자층 증착 | |
US6875677B1 (en) | Method to control the interfacial layer for deposition of high dielectric constant films | |
US8143660B2 (en) | Method for manufacturing oxide film having high dielectric constant, capacitor having dielectric film formed using the method, and method for manufacturing the same | |
US6686212B1 (en) | Method to deposit a stacked high-κ gate dielectric for CMOS applications | |
He et al. | Review and perspective of Hf-based high-k gate dielectrics on silicon | |
Kosola et al. | Neodymium oxide and neodymium aluminate thin films by atomic layer deposition | |
JP2008536318A (ja) | 多層多成分高k膜及びそれを堆積させる方法 | |
CN1849703A (zh) | 高k金属氧化物的原子层沉积 | |
US20150255267A1 (en) | Atomic Layer Deposition of Aluminum-doped High-k Films | |
Triyoso et al. | Physical and electrical characteristics of atomic-layer-deposited hafnium dioxide formed using hafnium tetrachloride and tetrakis (ethylmethylaminohafnium) | |
Hardy et al. | Study of interfacial reactions and phase stabilization of mixed Sc, Dy, Hf high-k oxides by attenuated total reflectance infrared spectroscopy | |
KR20060091522A (ko) | 비정질 유전막 및 그 제조 방법 | |
Kim et al. | Combination of ultraviolet exposure and thermal post-treatment to obtain high quality HfO2 thin films | |
Caymax et al. | High-k materials for advanced gate stack dielectrics: a comparison of ALCVD and MOCVD as deposition technologies | |
KR100866305B1 (ko) | 고유전율 금속산화막, 그의 제조방법 및 이를 포함하는소자 | |
Tapily et al. | Higher-K Formation in Atomic Layer Deposited Hf1-XAlxOy | |
Vitanov et al. | Thin metal oxide films for application in nanoscale devices | |
Yu et al. | Characteristics of high-k gate oxide prepared by oxidation of multi-layered Hf/Zr/Hf/Zr/Hf metal films | |
WO2024086529A1 (en) | Method for fabricating a ferroelectric device | |
Gougousi | Low-Temperature Dopant-Assisted Crystallization of HfO₂ Thin Films |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060606 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060606 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090929 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100622 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4614639 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |