JP2004235645A - ヘーズの無い、鉛に富むpztフィルムの製造方法 - Google Patents

ヘーズの無い、鉛に富むpztフィルムの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2004235645A
JP2004235645A JP2004020653A JP2004020653A JP2004235645A JP 2004235645 A JP2004235645 A JP 2004235645A JP 2004020653 A JP2004020653 A JP 2004020653A JP 2004020653 A JP2004020653 A JP 2004020653A JP 2004235645 A JP2004235645 A JP 2004235645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pzt
pzt film
film
lead
rich
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.)
Abandoned
Application number
JP2004020653A
Other languages
English (en)
Inventor
Sanjeev Aggarwal
アッガーウォル サンジェーヴ
Kelly J Taylor
ジェイ、テイラー ケリー
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.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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 Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JP2004235645A publication Critical patent/JP2004235645A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming 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
    • H01L21/02172Forming 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
    • H01L21/02197Forming 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 the material having a perovskite structure, e.g. BaTiO3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/409Oxides of the type ABO3 with A representing alkali, alkaline earth metal or lead and B representing a refractory metal, nickel, scandium or a lanthanide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/022Forming 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment 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
    • H01L21/314Inorganic layers
    • H01L21/316Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31691Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass with perovskite structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263Forming 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
    • H01L21/02271Forming 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/55Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

【課題】ヘーズの無い、鉛に富むPZTフィルムの製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態は、ヘーズの無い、純粋相のPZT層3の製造方法であり、鉛に富むPZTフィルム102が、純粋相の化学量論的なPZTフィルム101の上に形成される。
【選択図】図2

Description

本出願は、「ヘーズの無いPZTフィルムの製造方法(Method of Making a Haze Free PZT Film)」の名称で、本出願と同じ日に出願された、出願シリアル番号xx/xxx,xxx(弁理士事件整理番号TI−34784)に関する。この項の記載によって、この発明出願は本発明に関する先行技術とは認められない。
強誘電体キャパシタのPZTキャパシタ誘電体層の堆積中に、PbOが堆積チャンバーの壁に堆積する。その後、PbO堆積物は堆積チャンバー壁から剥離し、チャンバーに収容されている半導体ウェーハに固着する。このウェーハ上へのPbOの堆積によってPZT層にヘーズ(粗さ)が生じる。ヘーズは望ましくなく、強誘電体キャパシタの特性を悪化させる。本発明はヘーズの無い、鉛に富むPZT半導体ウェーハ層の製造に関する。
本発明を添付の図面を参照して説明するが、同じ参照番号は全図面を通じて同じ要素又は同等の要素を指すために用いられている。図面は尺度をもって描かれておらず、当該発明を説明するためだけに提供される。本発明のいくつかの態様は説明のための実施例を参照して以下に説明される。多くの具体的な詳細、関係、方法は、本発明の完全な理解を提供するために記載することを理解されたい。しかし、関連分野の当業者であれば、本発明が1つ又は複数の具体的な詳細によらず他の方法によって実施できることを容易に理解するであろう。その外、よく知られた構造もしくは操作は、本発明が曖昧になることを避けるために詳細には示していない。
発明を実施するための形態
図面を参照すれば、図1は本発明によるヘーズの無い純粋相のPZT層3を有する半導体ウェーハ2の一部の断面図を示している。より詳細には、図1は部分的に製造されたFeRAM(強誘電体メモリー)アレー及び周辺部(ロジックチップの残りの大部分を含む)を示す。最適な実施態様では、FeRAMモジュールは、標準ロジックのフロントエンドと終端の間に位置する。トランジスタロジックはウェーハ(基板に最も近い)のフロントエンド部の中に含まれる。メモリーモジュールは不揮発性メモリーを含む。電気信号と電力をデバイス全体に動かすために使用されるデバイスの相互接続及び金属線は、ウェーハのバックエンド部に含まれる。(本明細書に記載された)FeRAMモジュールの中に位置するPZTフィルムを形成するプロセスの最適の態様以外に、強誘電体メモリーデバイスを作る加工ステップは、特許出願シリアル番号第09/702,985(00年10月31日出願のTI事件整理番号第TI−29970)の、一般に譲渡された特許/特許出願に記載されており、これは本明細書に参照として組み込まれており、この項の記載により本発明に関する先行技術であるとは認められない。
単一のキャパシタメモリーセル(“1T/1C”もしくは“1C”メモリーセルと呼ばれる)は1個のトランジスタと1個の記憶キャパシタを有する。記憶キャパシタの底部電極はトランジスタのドレンに接続されている。図1に示したこの実施例では、FeRAMメモリーモジュールはフロントエンドモジュールとバックエンドモジュールの間に位置する。しかし、FeRAMメモリーモジュールの他の配置は本発明の範囲内である。例えば、FeRAMモジュールは第1レベルのメタライゼーション6の上、又はバックエンドモジュール7の終端の近くに配置することができる。さらに、単一キャパシタメモリーセルの代わりに、二重キャパシタメモリーセル(2個のトランジスタと2個の強誘電体キャパシタを含む)を含むFeRAMを有することは本発明の範囲内である。
FeRAMメモリーモジュールは多数のFeRAMメモリーセルを含む。強誘電体メモリーセルに含まれる強誘電体キャパシタは、チタン酸ジルコン酸鉛(その化学式(Pb(Zr,Ti)O3)に基づいて“PZT”と呼ばれる)など、底部電極4と頂部電極5の間に位置してキャパシタ誘電体3として機能する強誘電体材料からなる。最適な実施態様では、底部電極4はイリジウム、酸化イリジウム、又はそのスタックからなる。同様に、頂部電極5はイリジウム、酸化イリジウム、又はそのスタックからなる。
図2と3を参照すれば、フロントエンドモジュールの形成(ステップ202)後、コンタクト9(フロントエンドモジュールに含まれる基板とゲートに接続される)の上に形成された(ステップ204)バリア層8がある。導電性バリア8は、TiAlNの反応性スパッタ堆積によって形成することができるが、しかし、他の堆積技術もしくはバリア材料を使用することができる。例えばバリア材料としてTiAlNを使用する代わりに、TiAlON、TiO、又はこれら3種の材料を任意に組み合わせたスタックを使用することができる。
次に、底部電極4がバリア層8の上に形成される(ステップ206)。底部電極4は、Irのスパッタ堆積(不活性ガスとしてArを使用するが、他の不活性ガスを使用することができる)によって形成される。逆に、底部電極4はIrOxの反応性スパッタ堆積によって形成することができる(混合ガスとして(Ar+O2)を使用するが、Ar以外の不活性ガスを混合ガスに使用することができる)。しかし、底部電極4を形成するのに、化学気相成長などの他の堆積技術を用いることができる。さらに、底部電極にPt、Pd、PdOx、Au、Ru、RuOx、RhもしくはRhOxなどの他の材料を使用することができる。
製造プロセス中の次のステップは、キャパシタ誘電体PZT層3を底部電極4の上に堆積することである。最適な実施態様では、この堆積プロセスの間に形成されたPZT層3は、2層のPZTフィルム、いわゆる化学量論的なフィルム101及び鉛に富むフィルム102を有する。本発明によれば、ここで化学量論的なPZTフィルム101が底部電極4の上に形成される(ステップ208)。最適な実施態様では、化学量論的なフィルム101は金属有機化学気相成長(“MOCVD”)と呼ばれる堆積技術によって形成される。MOCVD堆積プロセスは、Pb(ZrTi)O3フィルムを作るために半導体ウェーハを収容する堆積チャンバー内にPbO+ZrO2+TiO2を送達することを含む。一例として、MOCVDは、AMAT(Applied Materials)によって製造されているCenturaなどの装置を用いて実施することができる。しかし、化学溶液堆積(ゾル−ゲルもしくは金属有機分解)などの他の技術を用いることができる。さらに、実施例では、Tiに対するZrの比は20/80であるが、別法として、電子デバイスによっては、純粋のPbTiO3を使用することができ(切り替えられた分極を最大化するために)、あるいはPbZrO3を使用することができる。
最適な実施態様では、PZTフィルム101のMOCVD堆積プロセスは、ウェーハ温度約600℃、堆積圧力8トル、前躯体流量200mg/min、堆積速度140Å/minで行われる。しかし、これらのパラメータの変化は本発明の範囲内である。例えば、ウェーハ温度は700℃以下の任意の温度、圧力は2トル以上の任意の圧力、前躯体流量は100mg/min以上の任意の流量、堆積速度は80Å/min以上の任意の速度であることができる。この最適の実施態様では、ArもしくはHeキャリアガスが、それらをO2などの酸化剤と混合するシャワーヘッドを経由して、反応チャンバーに前躯体を送達するのに使用される。しかし、N2O又はO3を酸化剤として使用することができる。
本発明によれば、このプロセスで作られたPZTフィルム101は、化学量論的である(すなわち、ヘーズが無く、純粋な相)。フィルムのPb含有量は、Pb0.98(Zr,Ti)O3からPb1.0(Zr,Ti)O3であることができる。フィルム101は一般に50〜100Åである。しかし、50〜1400Åの間で任意の厚さの化学量論的フィルム101を有することは本発明の範囲内である。さらに、PZTフィルム101は5%までのドナードープ剤でドープすることができる。ドナードープ剤は点欠陥集中を抑制し、PZTの信頼性を向上させる。
さらに本発明により、ここで、鉛に富むPZTのフィルム102が、ヘーズの無い純粋相のPZTフィルム101の上に形成される(ステップ210)。また、最適な実施態様では、鉛に富むフィルム102もMOCVDによって形成することができる。しかし、化学溶液堆積(ゾル−ゲルもしくは金属有機分解)などの他の技術も用いることができる。
鉛に富むフィルム102のMOCVD堆積プロセスは、半導体ウェーハ2を収容する堆積チャンバー内にPbO+ZrO2+TiO2を送達することを含む。実施例では、Tiに対するZrの比は20/80であるが、別法として、電子デバイスによっては、純粋なPbTiO3を使用することができ(切り替えられた分極を最大化するために)、又はPbZrO3を使用することができる。Pbの含有量はPb1.02(Zr,Ti)O3であるが、しかしPbの量は1〜1.02の範囲であることができる。さらに、鉛に富むPZTフィルム102は5%までのドナードープ剤でドープすることができる。ドナードープ剤は点欠陥集中を抑制し、PZTの信頼性を向上させる。
最適な実施態様では、PZTフィルム102のMOCVD堆積プロセスは、ウェーハ温度約600℃、堆積圧力8トル、前躯体流量200mg/min、堆積速度140Å/minで行われる。しかし、これらのパラメータの変化は本発明の範囲内である。例えば、ウェーハ温度は700℃以下の任意の温度、圧力は2トル以上の任意の圧力、前躯体流量は100mg/min以上の任意の流量、堆積速度は80Å/min以上の任意の速度であることができる。この最適の実施態様では、ArもしくはHeキャリアガスが、それらをO2などの酸化剤と混合するシャワーヘッドを経由して、反応チャンバーに前躯体を送達するのに使用される。しかし、N2O又はO3を酸化剤として使用することができる。
このプロセスによって作られたPZT層102は鉛に富む。しかし、それがペロブスカイト(perovskite)フィルム101の頂部に堆積されたので、それもまたヘーズが無く純粋な相である。フィルム102は一般に厚さ600〜650Åである(一例として、PZT層3が700Åであり、化学量論的なフィルム101が50Åであれば、鉛に富むフィルム102は650Åである)。しかし、0〜1400Åの間の任意の厚さの鉛に富むPZTフィルム102を有することは本発明の範囲内である。
化学量論的なフィルム101及び鉛に富むPZTフィルム102は共に、鉛に富む強誘電体キャパシタ誘電体層3を含む。鉛含有率の高いキャパシタ誘電体層3を作るために、上記の発明技術の任意の組み合わせを用いることは本発明の範囲内である。例えば、鉛に富む誘電体層3は、2層フィルム構造のみを使用して作ることができ、堆積圧力を高めて(すなわち、2トルから4トルに変える)製造した2層フィルム構造を使用して作ることができ、前躯体の流量を増加させて(すなわち、100mg/minから200mg/minに変える)製造した2層フィルム構造を使用して作ることができる。高鉛含有のPZT誘電体層3は、強誘電体キャパシタに望ましい耐久性と丈夫さ、及び信頼性をもたらす。さらに、本発明によって形成されたヘーズの無い純粋相のPZTフィルム3は、より低い動作電圧で動作し、したがって電子デバイスの電力消費が低減する。
次に、頂部電極5がキャパシタ誘電体層3の上に形成される(ステップ212)。実施例では、頂部電極5はIrのスパッタ堆積(不活性ガスとしてArを使用するが、他の不活性ガスを使用することができる)によって形成される。逆に、頂部電極5はIrOxの反応性スパッタ堆積(混合ガスとして(Ar+O2)を用いるが、Ar以外のガスを混合ガスに使用することができる)によって形成することができる。しかし、化学気相成長などの他の堆積技術を頂部電極5の形成に用いることができる。さらに、頂部電極5には、Pt、Pd、PdOx、Au、Ru、RuOx、RhもしくはRhOxなどの他の材料を使用することができる。
次に、キャパシタスタック全体(バリア8、底部電極4、キャパシタ誘電体3、頂部電極5からなる)をパターン形成し、エッチングし、洗浄して最終強誘電体キャパシタ構造が形成される(ステップ214)。最後に、FeRAMモジュール及びバックエンドモジュールの完成を含んで、最終電子デバイス構造の形成(ステップ216)が続く。
上記の発明へ種々の修正を加えることは特許請求する発明の範囲内である。一例として、当該発明は、孤立型FeRAMデバイス、又は本明細書に記載したものよりも多くの他のデバイス機能を有する、半導体チップに集積されたFeRAMデバイスの製造に用いることができる。さらに、底部電極4をバリア層8の上に形成する代わりに、底部電極4はフロントエンドモジュールの上に直接形成することができる。この発明の説明は平面キャパシタの形成に焦点を合わせているが、同じ発明のプロセスで、ポストもしくはカップ構造を用いる三次元キャパシタを製造することができる。さらに、本発明は、異なる井戸及び基板技術、トランジスタ構成、及び金属コネクタ材料もしくは構成を有する半導体ウェーハに使用可能である。さらに、本発明は、BiCMOS、バイポーラ、SOI、ひずみシリコン、ピロ電気センサー、光電気デバイス、マイクロ電子機械システム(“MEMS”)、SiGeなどの他の半導体技術に使用可能である。
本発明の種々の実施形態を上記で説明したが、それらは例示するだけであり、制限するものではない。本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、開示した実施形態への多くの変更を、本明細書の開示によって加えることができる。したがって、本発明の幅及び範囲は、上記のいかなる実施形態にも制限されない。本発明の範囲は以下の請求項及び同等事項によって明確にされるべきである。
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
(1)半導体基板の上にフロントエンド構造を形成すること、
前記フロントエンド構造の上に底部電極を形成すること、
前記底部電極の上に純粋相の化学量論的なPZTフィルムを形成すること、
前記純粋相の化学量論的なPZTフィルムの上に鉛に富むPZTフィルムを形成することとを含む、半導体ウェーハ上にPZTの層を製造する方法。
(2)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムの厚さが、前記鉛に富むPZTフィルムの厚さよりも薄い第1項記載の方法。
(3)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、前記PZT層の総厚さよりも薄い厚さを有する第1項記載の方法。
(4)前記鉛に富むPZTフィルムが、前記PZT層の総厚さよりも薄い厚さを有する第1項記載の方法。
(5)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、MOCVDによって堆積される第1項記載の方法。
(6)前記鉛に富むPZTフィルムが、MOCVDによって堆積される第1項記載の方法。
(7)前記鉛に富むPZTフィルムが、前記純粋相の化学量論的PZTフィルムのPb濃度よりも高いPb濃度を有する第1項記載の方法。
(8)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、2トル又はそれ以上の堆積圧力で形成される第1項記載の方法。
(9)前記鉛に富むPZTフィルムが、2トル又はそれ以上の堆積圧力の下で形成される第1項記載の方法。
(10)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、少なくとも80Å/分の堆積速度で形成される第1項記載の方法。
(11)前記鉛に富むPZTフィルムが、少なくとも80Å/分の堆積速度で形成される第1項記載の方法。
(12)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、100mg/分又はそれ以上の前躯体流量を用いて形成される第1項記載の方法。
(13)前記鉛に富むPZTフィルムが、100mg/分又はそれ以上の前躯体流量を用いて形成される第1項記載の方法。
(14)強誘電体キャパシタが、前記PZT層の上に頂部電極をさらに形成することによって製造される第1項記載の方法。
(15)前記底部電極が、Ir、IrOx、又はそのスタックからなる群から選択される材料から構成される第1項記載の方法。
(16)前記頂部電極が、Ir、IrOx、又はそのスタックからなる群から選択される材料から構成される第14項記載の方法。
(17)前記化学量論的PZTフィルムがPbZrO3であることのできる第1項記載の方法。
(18)前記化学量論的PZTフィルムがPbTiO3であることのできる第1項記載の方法。
(19)前記化学量論的PZTフィルムが、成分末端分子PbZrO3及びPbTiO3の固溶体である第1項記載の方法。
(20)前記化学量論的PZTフィルムが、La又はNbのいずれかで5%までドープされる第1項記載の方法。
(21)前記鉛に富むPZTフィルムが、PbZrO3であることのできる第1項記載の方法。
(22)前記鉛に富むPZTフィルムが、PbTiO3であることのできる第1項記載の方法。
(23)前記鉛に富むPZTフィルムが、成分末端分子PbZrO3及びPbTiO3の固溶体である第1項記載の方法。
(24)前記鉛に富むPZTフィルムが、La又はNbのいずれかで5%までドープされる第1項記載の方法。
(25)半導体基板の上にフロントエンド構造を形成すること、
前記フロントエンド構造の上に底部電極を形成すること、
前記底部電極の上に純粋相の化学量論的なPZTフィルムを形成すること、
前記純粋相の化学量論的なPZTフィルムの上に鉛に富むPZTフィルムを形成することとを含む、半導体基板上に配置されたPZTの層を含む電子デバイスを製造する方法。
(26)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムの厚さが、前記鉛に富むPZTフィルムの厚さよりも薄い第25項記載の方法。
(27)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、前記PZT層の総厚さよりも薄い厚さを有する第25項記載の方法。
(28)前記鉛に富むPZTフィルムが、前記PZT層の総厚さよりも薄い厚さを有する第25項記載の方法。
(29)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、MOCVDによって堆積される第25項記載の方法。
(30)前記鉛に富むPZTフィルムが、MOCVDによって堆積される第25項記載の方法。
(31)前記鉛に富むPZTフィルムが、前記純粋相の化学量論的PZTフィルムのPb濃度よりも高いPb濃度を有する第25項記載の方法。
(32)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、2トル又はそれ以上の堆積圧力で形成される第25項記載の方法。
(33)前記鉛に富むPZTフィルムが、2トル又はそれ以上の堆積圧力の下で形成される第25項記載の方法。
(34)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、少なくとも80Å/分の堆積速度で形成される第25項記載の方法。
(35)前記鉛に富むPZTフィルムが、少なくとも80Å/分の堆積速度で形成される第25項記載の方法。
(36)前記純粋相の化学量論的PZTフィルムが、100mg/分又はそれ以上の前躯体流量を用いて形成される第25項記載の方法。
(37)前記鉛に富むPZTフィルムが、100mg/分又はそれ以上の前躯体流量を用いて形成される第25項記載の方法。
(38)強誘電体キャパシタが、前記PZT層の上に頂部電極をさらに形成することによって製造される第25項記載の方法。
(39)前記底部電極が、Ir、IrOx、又はそのスタックからなる群から選択される材料から構成される第25項記載の方法。
(40)前記頂部電極が、Ir、IrOx、又はそのスタックからなる群から選択される材料から構成される第38項記載の方法。
(41)前記化学量論的PZTフィルムがPbZrO3であることのできる第25項記載の方法。
(42)前記化学量論的PZTフィルムがPbTiO3であることのできる第25項記載の方法。
(43)前記化学量論的PZTフィルムが、成分末端分子PbZrO3及びPbTiO3の固溶体である第25項記載の方法。
(44)前記化学量論的PZTフィルムが、La又はNbのいずれかで5%までドープされる第25項記載の方法。
(45)前記鉛に富むPZTフィルムが、PbZrO3であることのできる第25項記載の方法。
(46)前記鉛に富むPZTフィルムが、PbTiO3であることのできる第25項記載の方法。
(47)前記鉛に富むPZTフィルムが、成分末端分子PbZrO3及びPbTiO3の固溶体である第25項記載の方法。
(48)前記鉛に富むPZTフィルムが、La又はNbのいずれかで5%までドープされる第25項記載の方法。
(49)第1項によって調製されたヘーズの無いPZT層。
(50)第25項によって調製されたヘーズの無いPZT層。
(51)本発明の実施形態は、ヘーズの無い、純粋相のPZT層3の製造方法であり、鉛に富むPZTフィルム102が、純粋相の化学量論的なPZTフィルム101の上に形成される。
PZTフィルムを有する半導体ウェーハの断面図である。 本発明のプロセスフローを示すフロー図である。 本発明によって製造される強誘電体メモリーデバイスの部分的に製造された断面図である。
符号の説明
2 半導体ウェーハ
3 PZT層
4 底部電極
5 頂部電極
6 メタライゼーション
7 バックエンドモジュール
8 バリア層
9 コンタクト
101 化学量論的なフィルム
102 鉛に富むフィルム

Claims (2)

  1. 半導体基板の上にフロントエンド構造を形成すること、
    前記フロントエンド構造の上に底部電極を形成すること、
    前記底部電極の上に純粋相の化学量論的なPZTフィルムを形成すること、
    前記純粋相の化学量論的なPZTフィルムの上に鉛に富むPZTフィルムを形成することとを含む、半導体ウェーハ上にPZTの層を製造する方法。
  2. 半導体基板の上にフロントエンド構造を形成すること、
    前記フロントエンド構造の上に底部電極を形成すること、
    前記底部電極の上に純粋相の化学量論的なPZTフィルムを形成すること、
    前記純粋相の化学量論的なPZTフィルムの上に鉛に富むPZTフィルムを形成することとを含む、半導体基板上に配置されたPZTの層を含む電子デバイスを製造する方法。
JP2004020653A 2003-01-30 2004-01-29 ヘーズの無い、鉛に富むpztフィルムの製造方法 Abandoned JP2004235645A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/356,092 US20040152214A1 (en) 2003-01-30 2003-01-30 Method of making a haze free, lead rich PZT film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004235645A true JP2004235645A (ja) 2004-08-19

Family

ID=32655597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004020653A Abandoned JP2004235645A (ja) 2003-01-30 2004-01-29 ヘーズの無い、鉛に富むpztフィルムの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20040152214A1 (ja)
EP (1) EP1443545A3 (ja)
JP (1) JP2004235645A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020123729A (ja) * 2013-02-11 2020-08-13 日本テキサス・インスツルメンツ合同会社 強誘電性誘電材料の多段階堆積

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4352271B2 (ja) * 2006-06-09 2009-10-28 セイコーエプソン株式会社 半導体装置
JP5287175B2 (ja) * 2008-11-26 2013-09-11 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070026A (en) * 1989-06-26 1991-12-03 Spire Corporation Process of making a ferroelectric electronic component and product
JPH0799252A (ja) * 1993-06-22 1995-04-11 Sharp Corp 強誘電体膜の製造方法及びそれを用いた半導体装置
US6080499A (en) * 1997-07-18 2000-06-27 Ramtron International Corporation Multi-layer approach for optimizing ferroelectric film performance
JPH11195768A (ja) * 1997-10-22 1999-07-21 Fujitsu Ltd ペロブスカイト型酸化物膜を含む電子装置とその製造方法及び強誘電体キャパシタ
KR100275726B1 (ko) * 1997-12-31 2000-12-15 윤종용 강유전체 메모리 장치 및 그 제조 방법
JPH11330411A (ja) * 1998-05-13 1999-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置及びその製造方法
US6586790B2 (en) * 1998-07-24 2003-07-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6444478B1 (en) * 1999-08-31 2002-09-03 Micron Technology, Inc. Dielectric films and methods of forming same
JP2001196547A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Fujitsu Ltd 半導体装置
JP2001313429A (ja) * 2000-04-27 2001-11-09 Tdk Corp 積層薄膜その製造方法および電子デバイス
US6887716B2 (en) * 2000-12-20 2005-05-03 Fujitsu Limited Process for producing high quality PZT films for ferroelectric memory integrated circuits

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020123729A (ja) * 2013-02-11 2020-08-13 日本テキサス・インスツルメンツ合同会社 強誘電性誘電材料の多段階堆積
JP7015011B2 (ja) 2013-02-11 2022-02-02 テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド 強誘電性誘電材料の多段階堆積

Also Published As

Publication number Publication date
US20050130328A1 (en) 2005-06-16
EP1443545A3 (en) 2009-07-22
EP1443545A2 (en) 2004-08-04
US7361949B2 (en) 2008-04-22
US20040152214A1 (en) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100275726B1 (ko) 강유전체 메모리 장치 및 그 제조 방법
WO2007116442A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR20000076957A (ko) 반도체 기억장치 및 그 제조방법
JP2008226995A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2002176149A (ja) 半導体記憶素子およびその製造方法
JP4475919B2 (ja) デカップリングキャパシタ及びその製造方法
JP2011096818A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US7547638B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5655585B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US7228865B2 (en) FRAM capacitor stack clean
JP4699408B2 (ja) 電子デバイス及びその製造方法
US7361949B2 (en) Method of making a haze free, lead rich PZT film
JP2007287915A (ja) 強誘電体メモリ装置の製造方法
JP2000196031A (ja) キャパシタ及びその製造方法
US7153706B2 (en) Ferroelectric capacitor having a substantially planar dielectric layer and a method of manufacture therefor
US6790678B2 (en) Method for forming capacitor of ferroelectric random access memory
JP2002198495A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20040023416A1 (en) Method for forming a paraelectric semiconductor device
US7527984B2 (en) Semiconductor device
US20040152216A1 (en) Method of making a haze free PZT film
JP2002289809A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20030098466A1 (en) Capacitor element, method for manufacturing the same, semiconductor device and method for manufacturing the same
JP4716938B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2004023041A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20080258192A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090422

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20090925