KR100329040B1 - 금속간장벽층을갖춘백금-비함유강유전메모리셀및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
실리콘 기판에 집적된 강유전 메모리 셀리 개시되었다. 강유전 스택은 페로브스카이트 LaSrCoO와 같은 도전성 금속 산화물 전극(46,52) 사이에서 샌드위칭된 PbNbZrTiO와 같은 강유전층(50)을 포함한다. 강유전 스택은 상승된 온도에서 산화에 매우 잘 견디는 Ni.서브.3Al 또는 Ti.서브.3Al과 같은 금속간 합금으로 된 장벽층위에 걸쳐 성장된다. 이 금속간 합금층은 실리콘 기판(40) 또는 금속간 TiN층(42) 바로 위에 걸쳐 증착된다. 최종구조는 백금 장벽층르 필요로 하지 않는다.
Description
집적회로 메모리 셀은 여러 다양한 분야에서 채용되어 온 컴퓨터화된 장비 및 휴대용 컴퓨터에서 그 중요성이 증가되어 왔다. 동적 임의접근 메모리(DRAM)는 현재 휴대용 컴퓨터용으로 가장 대중적인 유형의 임의접근 메모리이지만, 주기적으로 리프레시될 것이 필요하며 전원공급 중단 또는 시스템 충돌시 정보를 손실한다. 정적 RAM은 플립플롭 회로에 의존하며 리프레시될 필요가 없지만 마찬가지로 전력이 차단될 때 그 정보를 손실한다. 메모리 손실이 용인될 수 없는 특정 응용을 위해 비휘발성 메모리가 개발되어 왔다. 이들은 프로그래밍된 ROM으로부터 전기적으로 변경가능한 비휘발성 메모리에 이르지만, DRAM에 비해 동작 및 비용면에서 단점을 지니며 진보된 DRAM 기술에 의해 현재 가능한 64메가 바이트 및 256메가 바이트 레벨로 집적하는 것이 곤란하다.
필요한 것은 연장된 저장 동안 실질적으로 어떠한 전력공급도 필요치 않으며 비휘발성 저장을 제공하는 메모리 기술이며 밀도있는 집적이 가능한 간명한 용량성 DRAM 저장 구조체이다. 강유전 메모리는 이들 필요조건을 충족시킬 가능성을 오랜동안 제공하여 왔다. 가장 간명한 관점에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기본적인 강유전 메모리 셀(10)은 자신의 용량성 갭에서 강유전 물질(16)을 샌드위칭하는 두 개의 용량성 전극(12,14)을 포함한다. 강유전체는 인가되는 폴링전압에 종속하여, 일반적으로 업 및 다운으로 참조되는 두 개의 안정한 분극상태를 가정할 수 있는 상태를 가진다. 일단 이들 분극 상태중의 하나로 되면, 극성가능한 물질은 매우 오랜 주기동안 선택되는 분극상태에 있게 된다. 분극상태는 전극(12,14)이 견디는 커패시턴스를 결정한다. 따라서, 일단 메모리 셀이 두 분극상태중의 하나로 되면, 그 분극상태는 그후 추가의 전력공급없이 유지되며 셀(10)의 펄싱된 용량성 응답 즉, 셀에 걸리는 전하 대 전압 비율을 측정하므로써 판독될 수 있다. 더욱이, 강유전 물질은 전형적으로 신호레벨이 커패시터 영역에 비해 높도록 두 상태중의 하나에서 고 유전상수를 나타낸다.
개념적으로 단순할 지라도, 강유전 메모리 셀은 실리콘 DRAM과 마찬가지로 집적회로에 구현하는 것이 곤란하였다. 가장 광범위한 강유전 작용을 나타내는 물질은 금속 산화물이고, 일반적으로 페로브스카이트 결정구조를 갖는다. 따라서, 실리콘회로 내부에 이들을 집적하는 것이 주요 문제점으로 증명되어 왔다. 실리콘에 의한 집적은 실리콘기술이 수십년간 주요산업에서 경험을 제공하여 왔다는 이유뿐만아니라 실리콘 지지회로가 밀도있는 강유전 메모리 어레이 판독, 기록 및 기타제어에 필요하기 때문에 바람직하다. 그러므로, 상용으로 성공적인 강유전 기술은 실리콘 물질 및 실리콘 가공으로 집적되어야만 한다. 매우 바람직한 구조는 DRAM과 마찬가지로, 실리콘기판에 내재된 집적된 수직구조의 두 전극층 사이에 샌드위칭된 강유전체 편평박층을 포함한다.
그러나, 실리콘기판에 집적된 강유전체는 문제점이 있다. 강유전 물질은 전형적으로 SrBiTaO 및 이하에서 기술하는 기타물질과 같은 기타 다수의 페로브스카이트 강유전체가 공지되었을 지라도 전형적으로 대표적인 강유전체 PZT(리드 지르코늄 지르코내이트) 및 PLZT(리드 란타늄 지르코내이트)와 같은 페로브스카이트이다. 이러한 페로브스카이트는 산소가 풍부하며, 일반적으로 비교적 고온에서 증착될 것이 요구되며, 여기서 산소는 아래에 놓여있는 물질로, 이 경우엔 실리콘에 확산되어가는 경향이 있다. 그러나, 실리콘의 반도성은 실리콘 이산화물의 절연 형성으로 인해 산소 통합에 의한 역영향을 받는다.
실리콘에 의한 강유전체의 집적은 각기 결점을 갖는 여러 설계구조를 나타내어 왔다. 일반적인 설계는 강유전체를 샌드위칭하는 백금전극을 포함하여 왔다. 귀금속인 백금은 강유전체로부터 아래에 놓인 실리콘으로 산소가 확산하는 것에 견딘다. 그러나 백금은 금속이며, 조심스럽게 성장하지 않는다면 다결정층을 형성한다. 따라서, 그 위에 증착된 강유전체 재생성 및 신뢰성에 문제를 발생시키는, 다수의 입자경계를 갖는 임의 배향을 갖는다. 또다른 연구법은 전극물질로서 도전성 금속 산화물을 이용한다. 란타늄 스트론튬 코발트 산화물(LSCO)과 이러한 물질의 대다수는 PLZT와 같은 가장 일반적인 강유전체의 페로브스카이트 결정구조와 동일한 구조를 갖는다. 이와 같이, 페로브스카이트 금속 산화물은 페로브스카이트 강유전체에 대해 성장 템플레이트로서 뿐만아니라 전극으로서 작용한다. 하부 금속-산화물 전극은 강유전층에 역영향을 미치지 않는 백금층에 증착될 수 있다. 그러나 백금은 집적회로 제조에서 상당한 곤란을 가져온다. 백금은 용해되기가 매우 어렵기 때문에, 에칭시키기가 상당히 거의 모든층에 대한 에칭은 복잡한 집적회로 프로세싱을 필요로 한다. 현재, 건식 에칭 백금 방법 즉, 리액티브 이온 에칭 방법은 공지되어 있지 않다. 이온 밀링 방법이 공지되어 있지만, 이 프로세스는 프로세싱되는 웨이퍼에 잔해가 생기게 한다. 그러므로, 백금이 강유전 메모리 셀의 적어도 하부 레벨에서 완전히 제거된다면 바람직하다.
1995년 12월 26일 출원된 미국 특허출원(Bellcore Docket 911-US이고 발명의 명칭이 " Electrode Structure and Method of Making for Ferroelectrc Capacitor Integrated on Silicon" 임)에는 백금이 필요없으며 하부 금속-산화물 전극이 TiN 장벽층 바로 위에 증착될 수 있고, 이렇게하여 배금을 에칭할 필요를 제거하는 기술이 공지되어 있다. 그러나, 이 프로세스는 증명되지 않았으며, 400℃ 정도의 TiN 산화온도는 그 위에 금속 산화물을 증착하는 것에 대해 의심의 여지가 있다.
따라서 강유전 셀의 하부전극으로부터 백금을 제거하고 산소 통로에 대한 장벽으로서 유효한 기타물질을 찾는 것이 소망된다.
본 발명은 일반적으로 실리콘과 같은 기판에 집적된 강유전체 구조체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 강유전 스택과 실리콘기판 사이에 개재된 금속 장벽층에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 강유전 메모리 셀의 개략도.
도 2는 금속간 장벽층을 이용하는 본 발명의 강유전 메모리 셀의 단면도.
도 3은 본 발명에 따라 형성된 수직구조에 대한 X-선 회절 패턴.
도 4는 본 발명의 다수의 강유전 커패시터를 통합하는 시험 구조체의 단면도.
도 5는 본 발명에 따라 형성된 강유전 커패시터에 대해 두 개의 상이한 온도에서 히스테리시스 루프를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 강유전 커패시터에 대한 임프린팅 전후에서의 히스테리시스 루프를 나타낸 그래프.
도 7, 7a 및 7b는 본 발명의 강유전 커패시터가 피로가 진행되는 동안 시간의 함수로서 다양한 분극 성분에 대한 상이한 피로진행 온도 및 사이클링 속도를 나타낸 그래프.
도 8 및 8a는 두 개의 상이한 유지온도에서 논리상태의 보유를 나타내는 그래프.
도 9는 상이한 온도에서 제조된 강유전 커패시터에 대한 논리상태의 보유를나타내는 그래프.
도 10은 상이한 온도에서 증착된 강유전 스택을 갖춘 여러 디바이스에 대한
히스테리시스 루프를 나타낸 그래프.
본 발명은 커패시터와 같은 전기소자 및 그 제조방법으로 요약된다. 이 소자는 실리콘과 같은 기판상에 순차적으로 증착되며, 강유전층 또는 기타 페로브스카이트 물질을 샌드위칭하는 두 전극을 포함한다. 바람직하게, 이 전극은 도전성 금속 산화물로 이루어진다. 금속간 합금으로 된 장벽층은 산소가 풍부한 강유전체 또는 전극으로부터 산소가 하향으로 이동하여 하부에 놓인 기판에 역영향을 미치는 것을 방지하기 위해 최하부 전극과 기판사이에 개재된다.
금속산화물 전극을 포함하는 강유전스택 하부에 놓이며 하부전극과 콘택팅하는 금속간합금으로 된 장벽층을 사용할 수 있는 층을 순차로 증착하므로써 실리콘 기판상에 형성된 강유전 메모리 셀을 발명하였다. 최종 강유전 셀은 뛰어난 전기적 특성을 나타내는 것으로 알려져왔다. 백금은 메모리 셀 구조에 포함될 필요가 없다. 이하에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 금속간 합금은 화학양론적인 비율로 적어도 두 개의 금속 엘리먼트로 된 조성을 갖는다. 니켈알루미늄(Ni3Al)은 전형적인 금속간 합금이다. 금속간 합금은 고온에서 산화에 잘견디는 것으로 알려졌으며, 이것은 비교적 고온의 산소-풍부 환경에서 페로브스카이트 강유전체의 과도한 성장 동안 적어도 최하부 전극에 의해 직면하는 환경이다. 따라서, 이러한 강유전 메모리 셀은 다수의 강유전 메모리 셀을 통합하는 집적회로에 유익하게 이용될 수 있다.
실리콘 동적 RAM과 유사한 강유전 임의접근 메모리(FRAM; ferroelectric random access memory)(20)를 위한 대표적인 구조가 도 2에 도시되어 있다. 이 FRAM 구조는 대규모 FRAM 집적회로를 형성하기 위해 여러번 복제됨을 이해할 수 있으며 기타 지지회로도 동일 칩에서 형성될 것을 필요로 함이 이해된다. 전반적인FRAM구조는 공지되어 있으며 상기 인용된 미국 특허 및 특허출원에서 Ramesh에 의해 개시되었다. Kinney는 " Signal magnitudes in high density ferroelectric memories(고밀도 강유전 메모리에서의 신호 진폭)," Integrated Ferroelectrics, vol.4, 1994,pp. 131-144에서 양호한 개요를 제공한다. FRAM(20)은 기타 실리콘 회로가 용이하게 통합될 수 있도록 (001)-배향 결정 실리콘기판(22) 상에 형성된다. 금속산화물반도체(MOS;metal oxide semiconductor) 트랜지스터는 기판(22)의 도전유형과 반대 도전유형의 도펀트를 소스 및 드레인 웰(24,26)에 확산 또는 주입시키므로써 형성된다. 중간 게이트영역은 게이트를 제어하기 위해 알루미늄과 같은 상부 금속 게이트 라인 및 하부 게이트 산화물을 포함하는 게이트 구조체(28)로 오버레이된다.
예로서 실리콘 이산화물로 이루어 진 제 1 인터-레벨 유전층(30)이 기판(22) 및 트랜지스터 구조체 위에 걸쳐 증착된다. 비아(32)는 소스웰(24)에 걸쳐 제 1 인터-레벨 유전층(30)을 포토리소그래픽식으로 에칭쓰루시키고, 폴리실리콘은 트랜지스터 소스에 폴리실리콘 콘택트 플러그를 형성하기 위해 그 안에 충진된다. 금속소스 라인(34)은 제 1 인터-레벨 유전층(30)의 최상부에 포토리소그래픽식으로 윤곽이 나타내어지며 폴리실리콘 플러그(32)와 전기적으로 콘택트한다.
그후 제 2 인터-레벨 유전층(36)이 제 1 인터-레벨 유전층(30)위에 증착된다. 또다른 비아(38)는 드레인 웰(26)의 영역위에서 제 1 및 제 2 인터-레벨 유전층(30,36)을 에칭쓰루하며, 트랜지스터 드레인으로의 콘택트를 형성하기 위해 폴리실리콘이 그 안에 충진된다. 지금까지의 공정은 실리콘기술에서 매우 전형적이다.
상용 제조에선 마스킹된 드라이 플라즈마 에칭이 통상적으로 수행될 지라도, 리프트-오프 마스크는 그후 소망 커패시터 크기에 대해선 큰 영역이지만 드레인 비아(38)위에 개구를 갖도록 증착되어 한정된다. 마스크의 상부에 그리고 개구의 내부에 일련의 층들이 증착된다. 폴리실리콘층(40)은 폴리실리콘 플러그(38)에 양호한 전기적 콘택트를 제공한다. TiN층(42)은 폴리실리콘과 산화하는 강유전층 사이에서 제 1 도전 장벽층을 형성한다. 폴리실리콘은 반도성이지만 그것의 표면이 SiO2로 산화되면, 전기적 콘택트를 방지하는 안정한 절연층이 형성된다.
TiN층(42) 위에 Ti3Al과 같은 금속간 합금으로 된 층(44)이 약 100nm의 두께로 증착되었다. TiN층(42) 및 금속간합금층(44)은 도전성이고 장벽으로서의 역할을 한다. 또한, 티타늄은 잘 알려진 접착물질이므로 하부에 놓인 실리콘 사이에서 그리고 증착된 후 본딩을 제공한다. 티타늄 질화물은 본래 장벽층으로 사용되었지만, 450℃ 이상에서 산화된다. 대안으로, 금속간 합금층이 고온 및 저온에서 양호한 장벽층으로서만 이용될 수 있으며, 또한 접착기능을 제공하기 위해 티타늄을 포함하는 조성이 적절하게 선택되었을 때 추가 본딩을 제공한다. 즉, 본 발명은 내용해성 질화물로 된 장벽층 또는 TiN 비함유 구조체를 포함한다.
금속간 합금층(44)위에 란타늄 스트론튬 코발트 산화물(LSCO)과 같은 도전성 금속 산화물로 된 층(46)이 증착되었다. 이 물질은 0.15 >= x >= 0.85에서 La1-xSrxCoO3인 조성물이 가능할 지라도, La0.5Sr0.5CoO3인 조성물을 갖는다. LSCO가 수용가능한 전기 콘택트를 형성하고 페로브스카이트 강유전물질이 높게 배향을 이루어 성장하는 것을 촉진하는 것이 공지되어 있다. 상기한 바와 같이, 금속간 합금층(44)의 고 내용해성으로 인해, 하부 LSCO 전극(46)은 금속간 합금층(44)에서 직접 성장될 수 있고, 이것은 교대로 TiN 장벽층(42)을 필요로 하지 않고 실리콘(40)상에서 직접 성장될 수 있다.
LSCO 이외의 물질로 된 전극이 본 발명에 따라 사용될 수 있음이 이해된다. 바람직하게 이들은 도전성 금속산화물로 형성되고, 가장 바람직하게는 LSCO와 같은 페로브스카이트로 형성된다. 부분적으로 이전에 인용된 특허 출원명세서를 참조한다.
포토마스크가 리프팅 오프되어 도 2에 도시된 바와 같이 층(40,42,44,46)으로 된 하부스택을 남긴다. 이미 한정된 하부스택의 측부를 커버링하며, 하부스택의 상부면의 에지 위를 뻗는 림을 가지며 하부스택의 최하부로부터 외향으로 뻗는 푸트를 가지지만 후 증착된 상부 강유전 스택을 위한 중앙 개구를 남기는, Z-형상 필드-산화물 층(48)의 컨포멀 증착을 허용하는 또다른 포토마스크가 한정된다. 필드-산화물 층(48)은 후 증착된 상부 강유전 스택을 하부전극의 측부로부터 전기적으로 절연시킨다. 상기 인용된 특허출원 명세서에서, 필드-산화물 층(48)은, 과거 기술이 TiO를 선호하였을지라도, 바람직하게 비스무트 티탄산염(Bi4Ti3O12) 또는 고 저항성 페로브스카이트로 형성된다.
필드 산화물(48)의 형성 후, 하부 스택(40,42,44,46) 주위의 개구를 포함하지만 최하부의 외주부가 필드 산화물층(48)의 피트를 오버라잉하는 또다른 포토마스크가 증착되어 한정된다. 강유전층(50)은 따라서 양호하게 결정학적으로 배향을 이룬 성장 조건하에서 증착된다. 바람직하게, 강유전층(50)은 리드 니오븀 지르코늄 티탄산염(PNZT)을 포함하지만, 본 발명은 이 물질에 한정되지 않는다. 여러 강유전 물질이 공지되어 있으며, 이러한 물질의 부분적인 리스트가 이하에서 설명될 것이다.
강유전층(50) 위에 상부 도전층(52)이 증착된다. 본 발명에 의해 획득되지 않았지만, 상부 도전성 금속 산화물층(52)은 바람직하게 LSCO와 같은 페로브스카이트의 하부 도전성 금속 산화물층(4)과 대칭적이다. LSCO위의 페로브스카이트 강유전층 또는 기타 유사한 페로브스카이트 도전전극의 증착은 강유전층이 비교적 고온에서 증착되어지게 하지만 여전히 분명하고 양호한 결정성을 나타내며, 전극대칭은 조악하게 제어된 전기특성의 비대칭을 감소시킨다. 상부 백금층(54)은 상부 도전성 금속 산화물층(52) 위에 증착된다. 이 층(54)은 매우 중요한 기술을 포함하는 것으로 여겨지지 않으며, 이것의 백금 조성물은 내부 용매로서만 선택된다. 조성물은 실리콘 기술에 공통인 TiW 또는 기타 금속화물로 변화될 것이다. 상부 백금층(54)이 증착된 후, 포토마스크는 리프팅 오프되어 도 2에 도시된 바와 같이 상부 스택구조를 남긴다.
제 3 층간 유전층(56)은 강유전 스택을 커버링하도록 증착되어 에칭된다. 이 층(56)은 층간 유전층으로서 보다는 패시베이션층으로 의도된다.
그후 상부 전극(54)이 강유전 스택을 오버라잉하는 제 3 층간 유전층(56)을 통해 비아(60)를 에칭하고, Ti/W로 비아(60)를 채우므로써 그리고 Ti/W 플러그(60)를 전기적으로 콘택트하는 Al로 된 금속 커패시터 라인(62)의 윤곽을 나타내므로써 전기적으로 콘택트된다.
본 발명의 이러한 구조는 한 도전 장벽층이 백금이기 보단 금속간 합금으로 이루어졌다는 점에서 상기 인용된 특허출원에 개시된 것과 상이하다. 이들 합금은 고 부식성이고 젯트 엔진 배기를 산화시키는 800℃ 내지 1200℃ 범위의 고온에서 부식에 대한 저항, 강도 및 경도로 인하여. 항공산업 특히, 제트 터빈 블레이드에 강도있게 탐구되어왔다. 이러한 연구의 대부분은 MRS 방법에 참조되어 있다: (1) High Temperature Ordered Intermetallic Alloys IV, Proceedings of Materials Research Society, vol.213,eds. Johnson et al, 1990;(2) High Temperature Ordered Intermetallic Alloys V, Proceedings of Materials Research Society, vol.288,eds. Baker et al, 1992;(3) High Temperature Ordered Intermetallic Alloys VI, Proceedings of Materials Research Society, vol.364,eds. Horton et al, 1994; 및 (4) Speralloys, supercomposites and superceramics, Material Science and Technology Series, eds. Tien et al.( Academic Press).
금속간 합금은 3원 및 이보다 더욱 고차 금속간 합금이 가능할 지라도 주로 두 금속 엘리먼트로 이루어진 금속합금이다. 일반적으로, 금속간 합금의 금속중의 적어도 하나는 내용해성 금속이다. 또한, 문헌에는 8 내지 10% 까지의 도핑이 보고되었을 지라도 5 원자% 한계에 대한 Nb 및 V 치환기를 적절히 도핑하므로써 금속간 합금의 산화 저항률을 더욱 개선시키는 제안이 수록되어 있다. 연속적으로 변동하고 치환기의 비교적 큰 합금 백분율로 합금할 수 있는 금속성 솔리드 용매와 대조적으로, 금속간합금은 이들 치환기의 원자양론적 비율로 특징지워진다. 즉, 두 금속(A 및 B)은 조성물 AB, AB2, AB3, A3B 등의 일련의 금속간 합금을 형성할 수 있다. 원자 양론적 편차는 전형적으로, 특히 원자 성분비가 3 : 1 미만인 금속간 합금에 대해 +- 5 원자% 로 한정된다.
이들 합금은 이온 Na 및 Cl이 1:1 로 고정된 원자비가 될 것을 필요로하는 NaCl과 같은 비유기 화합물과 유사하다. 주 조성물이 Ni-Al, Ni-Ti, Nb-Li 및 Nb-Al에 기초할 지라도, 대다수 금속은 그러한 라인 화합물을 형성하기 때문에 이들 합금에 의한 여러 유도체 화합물이 존재한다. 관심이 가는 예로는 일련의 FeAl, CoAl, NiAl 및 MnAl이며, 이들중 몇몇은 Sands에 의해 보고된 미국 특허 제 5,169,485 호 및 5,075,755호에 보고되어 있다.
금속간 합금에 대한 몇몇 바람직한 조성물은 NiTi, Ni3Ti, NiAl, Ni3Al, Ni3Nb, Nb3Al, NiW 및 Co3Al이다. 더욱 바람직한 군은 AB, AB2, AB3및 A3B에 의해 표현되고 여기서 A는 Fe,Cr,Co,Ni,Mn,Mo 및 Nb로 이루어 진 그룹으로부터 선택되고 B는 Al,Ti,Cr,Si,Ru,Re 및 W로 이루어 진 그룹으로부터 선택된다. 일반적인 사성분계 시스템은 (Co,Ni)3(Al,Ti) 및 (Co,Ni)2(Al,Ti)이다. TiAl 및 NiCo와 같은 관련있는 금속간 합금은 단지 A 또는 B 그룹으로 부터의 AA' 또는 BB' 합금성분으로서 특징 지워질 수 있다. 훌륭히 연구된 두 금속간 합금은 NiNb0.0197Cr0.06Al0.025및 NiNb0.2175Al0.0255이다. 이들 두 합금은 Ni3Al과 연관되지만, 최적화된 조성물이다. 상기한 바와 같이, 바나듐 및 니오비움과 같은 도펀트는 합금에 치환되어 질 수 있다.
금속간 합금의 습식 에칭은 공지되어 있다. 염소계 건식 플라즈마 에칭이 실리콘 집적회로의 표준 에칭에 매우 근사한 프로세스로 금속간 합금에 적용될 수 있는 것으로 믿어진다.
다수의 샘플 셋트가 제조되어 다수의 상이한 방식으로 테스팅되었다. 증착은 애블레이팅되는 타겟상에서 3J-cm-2를 생성하는 펄싱된 KrF 엑시머 레이저로부터 펄싱된 레이저 애블레이션(ablation)을 이용하여 수행되었다. 레이저 애블레이션은 새로운 물질을 테스팅하는 데 유용한 방법이지만, 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착도 상용 제조라인에서 사용될 것으로 예상된다.
금속-산화물 전극을 샌드위칭하며 강유전물질을 포함하는 강유전 스택 및 금속간 합금층 증착은 층사이에서 원격으로 스위칭되는 타겟으로 단일온도에서 챔버내에서 수행되었다. 온도는 기판 홀더에서 측정되었으며, 이것은 보고된 실험에서 이용된 500℃ 내지 650℃ 온도에서 실제 기판 온도 보다 약 20℃ 내지 40 ℃ 높은 것으로 여겨진다. 결정 실리콘 기판상의 층에 증착된 증착장치는 폴리실리콘층으로 프리코팅되며 TiN층을 커버링한다. 이들 층의 두께는 각각 100nm 내지 500nm 및 50nm 내지 70nm 이다.
금속간 합금층은 약 5원자%의 레벨로 도핑하는 소량의 Nb를 갖는 Ti3Al 조성물을 갖는 타겟으로부터 애블레이팅된다. 금속간 합금층 증착 동안 챔버압력은 10-6내지 10-7토르 범위이고 거의 산소를 함유하지 않았다. 금속간 합금층은 레이저의 3000회 조사로 형성되었으며 약 100nm 로 형성된 두께를 갖는 것으로 여겨진다. 금속간 합금층은 편리하게 강유전 스택에서 사용되는 온도와 동일온도에서 증착되었으며, 그것의 증착온도는 실온 내지 약 650℃ 범위에서 독립적으로 최적화될 수 있다.
강유전 스택은 O2의 100 밀리토르 환경에서 펄싱된 레이저 애블레이션에 의해 증착되었다, La0.5Sr0.5CoO3(LSCO) 전극으로 된 스택은 각각 약 100nm 두께를 갖는다. 강유전층은 타겟 조성물로부터 결정되는 바와 같은, 300nm두께를 갖는 PbNb0.04Zr0.28Ti0.68O3(PNZT)로 조성된다. 그러나, 이들 조건 및 이 프로세스는 단지 예로서 나타내었다. 본 발명을 달성하기 위해 가능한 레이저 애블레이션 및 기타 프로세스를 위한 다수 조건은 예를들어, 화학증기증착, 플라즈마 스퍼터링 및 빔 스퍼터링이다.
실험예 1
한 실험예에서, 강유전 스택 및 금속간 합금층을 위해 웨이퍼가 650℃에서 증착되었다. 도 3의 그래프에 도시된 바와 같이, X-선 회절패턴이 패터닝되지 않은 웨이퍼상에서 측정되었다. 피크치는 여러 물질로 식별된 브래그(Bragg) 회절피크로 레이블링된다. PNZT 및 LSCO 층은 강한 [001] 페로브스카이트 브래그 피크를 도시하며, 강유전 스택 전체에서 바람직한 [001] 페로브스카이트 배향을 나타낸다. 폴리실리콘 피크는 관측되지 않았는 데 이는 폴리실리콘 층이 단지 100nm 두께이기때문이다. 중요하게는, 회절패턴이 예를들어 35°로 예상되는 임의의 피로클로레-페이즈 피크를 나타내지 못하기 때문이다. 즉, 전체 강유전 스택은 피로클로레-페이즈 보단 페로브스카이트에서 성장된 것으로 보여진다.
실험예 2
실험예 1에 대한 추가 설명에서, 증착된 층은 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이, 다수의 강유전 커패시터를 통합하는 테스트 구조에 한정된다. 기본구조는 과도성장된 폴리실리콘 및 TiN층(72,74)으로 공급된 결정 실리콘 기판(70)으로 이루어진다. 테스트 구조는 두 개의 대안 최하부 콘택팅 구조를 포함하며, 하나는 직접적인 최하부 콘택트이고 다른 하나는 최상부 용량성-결합된 최상부 콘택트이다.
직접적인 최하부 콘택트를 위해, 웨이퍼의 주 커패시터 영역은 마스킹되었으며, 최하부 금속 콘택트(75)를 위한 영역은 윤곽이 나타내어지고, 백금 콘택트 물질이 증착되었다. 상기 최하부 콘택트 영역이 그후 마스킹되고, 강유전 스택 구조가 마스킹되지 않은 영역 위에 증착되었다. 강유전 스택 구조는 Ti3Al 로 된 금속간층(76) 및 하부 LSCO 전극층(78), 강유전 PNZT 층(80) 및 상부 LSCO 전극층(82)으로 이루어 진 강유전 스택을 증착시키기 위해 펄싱된 레이저 애블레이션에 의해 증착되었다. 이러한 증착 시퀀스 및 수직 구조의 상세사항은 상기와 같이 주어졌다. 이 수직구조는 도 4에 도시된 사이즈에 비해 훨씬 큰 하나 이상의 커다란 커패시터 영역(90)을 한정하기 위해서 뿐만 아니라, 50㎛의 직경을 갖는 커패시터 도트(88) 어레이에 백금층(86)을 한정하기 위한 포토리소그래픽 리프트-오프 마스크로 오버레잉된다. 커다란 커패시터 영역(90)은 용량성으로 최하부 전극(78)을 결합하므로써 최하부 전극(78)을 위한 유효 최상부측 콘택트를 제공하기 위해 사용된다.
히스테리시스 측정치는 강유전 효과 보다 약간 양호하게 형성된 용량성 결합 구성을 나타내었지만 그 차이는 작았으며, 다음 데이터는 두 구성간에 차등을 나타내지 않을 것이다.
패터닝된 리프트-오프 마스크 위에 백금층(86)을 증착시키기 위해 펄싱된 레이저 애블레이션이 사용되었으며, 패터닝된 리프트-오프 마스크는 그후 커패시터 영역(90) 및 커패시터 도트(88)를 한정하는 백금 패드(92,94)를 남기도록 제거되었다. 이렇게 한정된 백금 패드(92,94)는 1% HNO3수용성 용매로 상부 LSCO 전극층(78)의 습식 화학 에칭을 위한 섀도우 마스크로서 이용되므로써, 커패시터 도트(88) 및 커다란 용량성 결합영역(88)의 전기적 절연 및 한정을 달성한다.
상기 어레이에서 각각의 강유전 커패시터는 최하부 백금 콘택트(74) 또는 커패시터 영역(90)의 백금패드(94)중의 하나와 커패시터 도트(88)와 연관된 백금패드(92) 테스팅을 검사하므로써 전기적으로 테스팅될 수 있다. 검사되는 커패시터 도트(88)는 테스팅된 용량성 영역을 한정한다. 가상 그라운드 모드에서의 테스팅 동안, 커패시터 영역(90)에 대한 콘택트는 단지 용량적으로 도전층(70,72,74,76,78)에 결합시키는 작용만을 한다.
PNZT층(82)의 저항률은 2x108내지 2x109Ω-㎠로 측정되었다. 히스테리시스 곡선은 도 5의 그래프에서 선(100)으로 표시된 실온(20℃)측정에서 그리고 선(102)에 의해 표시된 측정온도 100℃에서 650℃로 성장된 강유전 스택에 대해 측정되었다. 이들 결과는 잔존분극(ΔP)을 표시하며 즉, 20℃인 테스팅 온도와 5V에서 12.5㎛/㎠인 스위칭된 분극과 스위칭되지 않은 분극 사이에서의 차이를 나타낸다.
임프린트 작용 즉, 매우 오랜 주기에 걸쳐 강유전 셀이 주어진 바이어스에 영향을 받은 후 히스테리시스 루프에서의 변화가 이 샘플로 측정되었다. 이 실험예에서, 히스테리시스 루프가 기록되어졌으며, 그후 셀은 임프린팅을 달성하기 위해 1시간 동안 100℃에서 5V로 바이어싱되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, 임프린팅 이전의 히스테리시스 루프(100)는 전체 108사이클에 대해 30㎑의 주파수로 단일-사이드로 된 0 내지 5V 펄스로 임프레싱되는 동안 1 시간 동안 100℃에서 임프린팅 후의 히스테리시스 루프(112)와 큰 차이가 없었다. 단지 임프린트 스트레스 동안 약간의 강제 전압편이가 발생하였다.
실온에서 이 셀에 대한 피로특성은 피로펄스 사이에서 수행되는 펄스 분극 측정치로 1MHz에서 +- 5V의 바이폴라 스퀘어 전압으로 스트레스된 상기 강유전 셀에 대해 도 7의 그래프에 도시되어 있다. 이 그래프는 각각의 포지티브 및 네거티브 상태로 부터의 스위칭되지 않은 분극에 대한 선(120,122)과 대응 상태로부터 각각의 스위칭된 분극에 대한 선(124,126)을 도시한다. 이들 데이터는 1011사이클까지 크게 변동하지 않는 약 10.4μC/㎠ 인 잔존분극(ΔP)을 도시한다. 100℃에서의 대응 피로특징이 선(120A,122A,124A,126A)으로서 도 7의 그래프에 도시되어 있다. 30kHz의 사이클 속도 및 100℃ 에 대한 기타 대응 피로 특성이 도 7b에선(120B,122B,124B,126B)으로 도시되어 있다. 이들 데이터는 큰 차이를 나타내지 않는 테스트 조건을 지시한다. 30kHz 사이클 속도에서의 데이터는 특히 중요한 데 이는 1Mhz에서의 테스팅이 강유전 물질에 어떠한 유효 전압도 인가하지 않는 바와 같은 오류로 될 수 있다.
실온에서의 논리상태 보유가 도 8의 그래프에 도시되어 있으며, 이것은 다양한 분극 크기가 Ni3Ti로 된 중간 금속간 장벽층으로 TiN/폴리실리콘/크리스탈린 실리콘 위에 650℃로 증착된 LSCO/PNZT/LSCO 샘플에 대해 시간함수로서 여러 분극 크기를 도시한다. 선(130,132)은 또한 스위칭된 분극과 스위칭되지 않은 분극을 도시하며 서(134,136)은 스위칭된 잔존 분극과 스위칭되지 않은 잔존 분극을 도시한다. 100℃에서 테스팅된 보유시간에 대한 대응 데이터는 도 8a에 선(130A,132A,134A,136A)으로 도시되어 있다. 이들 데이터는 강유전 특성에 악영향을 미치지 않는 고온을 나타낸다. 상이한 온도에서 성장한 강유전 스택을 위한 논리상태의 보유는 도 9의 그래프의 데이터에 의해 도시되어 있다. 이 그래프는 시간의 함수로서 스위칭된 분극과 스위칭되지 않은 분극의 차이를 나타낸다. 550℃의 성장온도에 대한 선(140)은 10년인 보유수명(τREF)을, 선(142)은 600℃에서의 104년인 보유수명(τREF)을 그리고 선(144)은 650℃에서의 1011년인 보유수명(τREF)을 나타낸다.
상이한 기판-홀더 온도에서 성장된 일련의 강유전 스택은 전기적으로 폴링되었다. 최종 히스테리시스 루프가 도 10에 도시되었다. 550℃에서 성장한 강유전 스택에 관한 선(150)은 8.6μC/㎠인 잔존분극(ΔP)을, 600℃에서 성장한 강유전 스택에 관한 선(152)은 10.7μC/㎠인 잔존분극(ΔP)을 그리고 650℃에서 성장한 강유전 스택에 관한 선(154)은 12.5μC/㎠인 잔존분극(ΔP)을 나타낸다. 이들 샘플에 대한 피로 데이터가 측정되었으며 이 잔존분극은 강유전 스택이 550℃, 600℃ 및 650℃에서 증착되었는 지의 여부에 관계없이, 1MHz에서 +- 5V 에 대해 6 x 106까지 피로화된 샘플에 대해 +- 10μC/㎠ 로 부터 크게 벗어나지 않았음을 도시한다.
상기 설명된 실시예는 단지 예시적인 것을 목적으로 하며 이에 전적으로 제한되지 않는다. 다양한 변형이 예상되며, 기타 변형도 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명내에 포함된다.
강유전층은 가장 일반적으로 선택되는 강유전물질중에서 강유전물질인 Pb1-yLay(Zr,Ti,Nb)O3, Ba1-xSrxTiO3, PbNbZrTiO 및 BiSr(Ta,Nb)O로 이루어지는 여러 상이한 군으로부터 형성될 수 있다. Lines 및 Glass는 Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials,(Clarendon Press,1977), pp. 620-625에서 강유전 물질에 대한 매우 포괄적인 리스트를 제공한다.
페로브스카이트 전극은 여러물질중에서 (Sr,Ca)RuO3, LaSrVO, YBaCuO 및 BiSrCaCuO 과 같은 물질로 형성될 수 있다. 이들중 대다수는 저-Tc초전도도에 대해 완전히 탐구되었다. 상기 인용된 특허출원은 NdO, NbO, SmO, LaO 및 VO와 같은 암염 결정구조를 갖는 금속 산화물 전극을 설명한다.
TiN 장벽층은 내용해성 금속과 음이온 특히 질소로 된 전기적 도전성 화합물인 다수의 물질로 대체될 수 있다. 이들중 가장 뛰어난 물질은 티타늄 텅스텐 질화물 및 탄탈륨 실리콘 질화물이다.
본 발명이 실리콘 칩상에서 비휘발성 강유전 커패시터를 집적시키는 관점에서 설명되었을 지라도, 이 관점은 현재 상용으로 가장 주목받는 중요한 이용이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 페로브스카이트 물질은 쌍안정 강유전물질일 필요가 없다. 몇몇 강유전 물질과 같은 기타 페로브스카이트는 매우 큰 유전상수를 나타내지만 쌍안정은 아니다. 즉, 이러한 강유전 커패시터는 단위영역당 매우 큰 커패시턴스를 가지지만 휘발성 메모리를 제공하지 않으며, 단지 큰 커패시턴스 또는 작은 휘발성 메모리 셀을 제공한다. 또한, 페로브스카이트는 초전도 회로 엘리먼트 및 기타 자기 센서 및 기타 디바이스에 통합될 수 있다.
또한, 실리콘 기판이 강유전 엘리먼트에 의한 집적에 특정 이점을 나타낼 지라도, 본 발명은 GaAs와 같은 기타 반도체 유형, 글래시 실리케이트, 실리카 또는 기타 세라믹과 같은 패시브 반도체 유형여부에 상관없이 본 발명은 기타 기판에서의 집적에 응용될 수 있다.
본 발명은 따라서 페로브스카이트 물질 특히 강유전 물질에 준비된 전기적 콘택트를 제공하며, 또한 최종 전기 엘리먼트의 수명 및 신뢰성을 보장한다. 그것은 또한 전극을 통한 임의 배향에서 유해 엘리먼트의 이동을 방지하는 장벽으로서 작용을 한다. 금속층간 장벽은 이전에 사용된 백금 장벽을 대체할 수 있으며 집적회로 제조에 필요한 에칭에 더욱 적합할 수 있다. 또한, 하부에 놓인 TiN 장벽층이 있거나 없는 산화-저항 금속간 장벽층은 하부에 놓인 실리콘이 산화되지 않는 산화환경하에서 600℃ 보다 높은 고온에서 페로브스카이트 층의 증착을 허용한다.
이렇게하여 금속간 장벽층은 용이하게 대량 상용 프로세싱에 적합하며 유익한 디바이스 특성을 제공한다.
Claims (35)
- 강유전성 엘리먼트로서,실리콘(silicon) 영역을 갖는 기판;상기 실리콘 영역 위에 형성되고 전기적으로 접속된 금속간 합금을 포함하는 장벽층;상기 장벽층위에 형성된 금속 산화물을 포함하는 제1 전극층으로서, 상기 장벽층이 상기 제1 전극층과 상기 실리콘 영역 사이에서의 확산을 방지하는 제1 전극층;상기 제1 전극층위에 형성된 강유전층; 및상기 강유전층 위에 형성된 제 2 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극층은 상기 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 강유전층은 페로브스카이트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 3 항에 있어서, 상기 금속 산화물은 층으로 된 페로브스카이트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 반도성 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 5 항에 있어서, 상기 기판과 상기 장벽층 사이에 개재된 내용해성 금속 질화물 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 5 항에 있어서, 상기 장벽층은 상기 기판의 상기 반도성 실리콘과 콘택트하여 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 AB, A2B, A3B, AB2및 AB3중의 하나로 이루어지며, 여기서 A 및 B는 금속 엘리먼트인 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 8 항에 있어서, 상기 금속간 합금은5원자 퍼센트 이하에서 AB, A2B, A3B, AB2및 AB3중의 하나인 화학양론적 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 8 항에 있어서, A는 Fe,Cr,Co,Ni,Mn,Mo 및 Nb로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 B는 Al,Ti,Cr,Si,Ru,Re 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장벽층과 상기 강유전층 사이에 어떠한 백금도 개재되지 않는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장벽층, 제 1 전극층, 강유전층 및 제 2 전극층은 상기 기판위에 수직으로 배열되고, 상기 기판은 상기 장벽층 아래에 전기 도전부를 포함하며, 주 전류경로는 상기 기판의 상기 전기 도전부로부터 상기 장벽층을 통해 수직으로 상기 제 1 전극층으로 뻗는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 기판에 전기 엘리먼트를 형성하는 방법으로서,기판의 실리콘 영역에 금속간 합금층을 증착하는 단계;상기 금속간 합금층 위에 금속 산화물을 포함하는 제 1 전극층을 증착하는 단계로서, 상기 금속간 합금이 상기 제1 전극층과 상기 실리콘 영역 사이에서의 확산을 방지하는 단계;상기 제 1 전극층 위에 페로브스카이트 층을 증착하는 단계; 및상기 페로브스카이트 층위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 금속 산화물로 된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 금속 산화물은 층을 이룬 페로브스카이트 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 페로브스카이트 층은 강유전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 금속 산화물로 된 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 18 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 상기 기판의 상기 실리콘상에 직접 증착되는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 전극층 위에 페로브스카이트 층을 증착하는단계는 상기 기판의 온도를 600℃ 보다 고온으로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 A성분 및 B 성분을 포함하며, A 성분은 Fe,Cr,Co,Ni,Mn,Mo 및 Nb로 이루어 진 그룹으로부터 선택되고 B 성분은 Al,Ti,Cr,Si,Ru,Re 및 W로 이루어 진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 AB, AB2, A3B 또는 AB3로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 엘리먼트 형성 방법.
- 기판;상기 기판위에 형성되고, 5원자% 이내에서 AB, A2B, A3B, AB2및 AB3로 이루어진 군에서 선택된 화학양론적 비율을 갖는 화합물 그룹에서 선택된 원자비율의 금속 A 및 B를 포함하는 금속간 합금을 포함하는 장벽층;상기 장벽층위에 형성된 도전성 금속 산화물을 포함하는 제 1 층; 및상기 제 1 층위에 형성된 페로브스카이트 물질을 포함하는 페로브스카이트 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 층은 제 1 전극층이고 여기서 상기 페로브스카이트 층은 강유전 물질을 포함하며 상기 페로브스카이트 층위에 형성된 제 2 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 23 항에 있어서, 상기 금속 A는 Fe,Cr,Co,Ni,Mn,Mo 및 Nb로 이루어 진 그룹으로부터 선택되고 상기 금속 B는 Al,Ti,Cr,Si,Ru,Re 및 W로 이루어 진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 층은 제 1 전극층이고 여기서 상기 페로브스카이트 층은 강유전 물질을 포함하며 상기 페로브스카이트 층위에 형성된 제 2 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 26 항에 있어서, 5원자% 미만인 도펀트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 27 항에 있어서, 상기 도펀트는 Nb 및 V로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 23 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 화합물 Ti3Al를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 23 항에 있어서, 상기 장벽층, 제 1 층, 페로브스카이트층은 상기 기판위에 수직으로 배열되고, 상기 기판은 상기 장벽층 아래에 전기 도전부를 포함하며, 주 전류경로는 상기 기판의 상기 전기 도전부로부터 상기 장벽층을 통해 수직방향으로 상기 제 1 전극층으로 뻗는 것을 특징으로 하는 강유전 엘리먼트.
- 페로브스카이트 엘리먼트로서,실리콘 영역을 갖는 기판;상기 기판의 상기 실리콘 영역 위에 형성된 금속간 합금을 포함하는 장벽층;상기 장벽층 위에 형성된 도전성 금속 산화물을 포함하는 제 1 층으로서, 상기 장벽층이 상기 제 1 층과 상기 실리콘 영역 사이에서의 확산을 방지하는 제 1 층; 및상기 제 1 층위에 형성된 페로브스카이트 물질을 포함하는 페로브스카이트 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 31 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 AB, A2B, A3B, AB2및 AB3중의 하나로 이루어지고, 여기서 A는 Fe,Cr,Co,Ni,Mn,Mo 및 Nb로 이루어 진 그룹으로부터 선택되며 B는 Al,Ti,Cr,Si,Ru,Re 및 W로 이루어 진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 32 항에 있어서, 상기 제 1 층은 제 1 전극층이고 여기서 상기 페로브스카이트 층은 강유전물질을 포함하며 상기 페로브스카이트 층위에 형성된 제 2 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 32 항에 있어서, 상기 금속간 합금은 5원자 퍼센트 이내에서 AB, A2B, A3B, AB2및 AB3중 하나의 화학양론학적 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
- 제 31 항에 있어서, 상기 장벽층, 제 1 층, 페로브스카이트층은 상기 기판위에 수직으로 배열되고, 상기 기판은 상기 장벽층 아래에 전기 도전부를 포함하며, 주 전류경로는 상기 기판의 상기 전기 도전부로부터 상기 장벽층을 통해 수직방향으로 상기 제 1 전극층으로 뻗는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 엘리먼트.
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Families Citing this family (34)
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|---|---|---|---|---|
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| CN1259227A (zh) * | 1997-06-09 | 2000-07-05 | 特尔科迪亚技术股份有限公司 | 晶体钙钛矿铁电单元的退火和呈现阻挡层特性改善的单元 |
| US6115281A (en) * | 1997-06-09 | 2000-09-05 | Telcordia Technologies, Inc. | Methods and structures to cure the effects of hydrogen annealing on ferroelectric capacitors |
| US6303952B1 (en) * | 1998-01-14 | 2001-10-16 | Texas Instruments Incorporated | Contact structure with an oxide silicidation barrier |
| CN1319256A (zh) * | 1998-09-24 | 2001-10-24 | 特尔科迪亚技术股份有限公司 | 减少四方性的铁电薄膜 |
| US6075264A (en) | 1999-01-25 | 2000-06-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Structure of a ferroelectric memory cell and method of fabricating it |
| US6194754B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-02-27 | Telcordia Technologies, Inc. | Amorphous barrier layer in a ferroelectric memory cell |
| US6688729B1 (en) | 1999-06-04 | 2004-02-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head substrate, liquid discharge head, liquid discharge apparatus having these elements, manufacturing method of liquid discharge head, and driving method of the same |
| US6518609B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-02-11 | University Of Maryland | Niobium or vanadium substituted strontium titanate barrier intermediate a silicon underlayer and a functional metal oxide film |
| US6858862B2 (en) | 2001-06-29 | 2005-02-22 | Intel Corporation | Discrete polymer memory array and method of making same |
| US6756620B2 (en) * | 2001-06-29 | 2004-06-29 | Intel Corporation | Low-voltage and interface damage-free polymer memory device |
| US6960479B2 (en) * | 2001-07-20 | 2005-11-01 | Intel Corporation | Stacked ferroelectric memory device and method of making same |
| US6624457B2 (en) | 2001-07-20 | 2003-09-23 | Intel Corporation | Stepped structure for a multi-rank, stacked polymer memory device and method of making same |
| KR100561839B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2006-03-16 | 삼성전자주식회사 | 강유전체 커패시터 및 그 제조방법 |
| US6936301B2 (en) * | 2002-05-06 | 2005-08-30 | North Carolina State University | Methods of controlling oxygen partial pressure during annealing of a perovskite dielectric layer |
| US7399356B2 (en) * | 2002-12-17 | 2008-07-15 | Ibule Photonics, Inc. | Method for preparation of ferroelectric single crystal film structure using deposition method |
| US7297602B2 (en) * | 2003-09-09 | 2007-11-20 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Conductive metal oxide gate ferroelectric memory transistor |
| US7378286B2 (en) * | 2004-08-20 | 2008-05-27 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Semiconductive metal oxide thin film ferroelectric memory transistor |
| US20070029592A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Ramamoorthy Ramesh | Oriented bismuth ferrite films grown on silicon and devices formed thereby |
| US7696549B2 (en) * | 2005-08-04 | 2010-04-13 | University Of Maryland | Bismuth ferrite films and devices grown on silicon |
| JP4996113B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2012-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 強誘電体キャパシタ及び強誘電体メモリ |
| US20100001371A1 (en) * | 2007-12-05 | 2010-01-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device having capacitor including a high dielectric film and manufacture method of the same |
| US20100135061A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-03 | Shaoping Li | Non-Volatile Memory Cell with Ferroelectric Layer Configurations |
| US8026111B2 (en) * | 2009-02-24 | 2011-09-27 | Oracle America, Inc. | Dielectric enhancements to chip-to-chip capacitive proximity communication |
| FR2993705B1 (fr) * | 2012-07-20 | 2015-05-29 | Thales Sa | Dispositif comportant une pluralite de couches minces |
| US20180151301A1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | The Boeing Company | Epitaxial perovskite materials for optoelectronics |
| US10861992B2 (en) | 2016-11-25 | 2020-12-08 | The Boeing Company | Perovskite solar cells for space |
| US10937783B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-03-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| DE112020001816T5 (de) | 2019-04-08 | 2021-12-23 | Kepler Computing, Inc. | Dotierte polare Schichten Und Halbleitervorrichtung enthaltend dieselben |
| US11482528B2 (en) | 2019-12-27 | 2022-10-25 | Kepler Computing Inc. | Pillar capacitor and method of fabricating such |
| US11289497B2 (en) | 2019-12-27 | 2022-03-29 | Kepler Computing Inc. | Integration method of ferroelectric memory array |
| US11430861B2 (en) | 2019-12-27 | 2022-08-30 | Kepler Computing Inc. | Ferroelectric capacitor and method of patterning such |
| US11792998B1 (en) | 2021-06-11 | 2023-10-17 | Kepler Computing Inc. | Process integration flow for embedded memory with multi-pocket masks for decoupling processing of memory areas from non-memory areas |
| WO2023079631A1 (ja) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4017890A (en) * | 1975-10-24 | 1977-04-12 | International Business Machines Corporation | Intermetallic compound layer in thin films for improved electromigration resistance |
| US5343353A (en) * | 1991-08-28 | 1994-08-30 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
| US5371699A (en) * | 1992-11-17 | 1994-12-06 | Ramtron International Corporation | Non-volatile ferroelectric memory with folded bit lines and method of making the same |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5075755A (en) * | 1987-10-20 | 1991-12-24 | Bell Communications Research, Inc. | Epitaxial intermetallic contact for compound semiconductors |
| US5051792A (en) * | 1987-10-20 | 1991-09-24 | Bell Communications Research, Inc. | Epitaxial intermetallic contact for compound for compound semiconductors |
| JP2847680B2 (ja) * | 1990-03-26 | 1999-01-20 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品及びその製造方法 |
| US5169485A (en) * | 1991-03-07 | 1992-12-08 | Bell Communications Research, Inc. | Method for the preparation of epitaxial ferromagnetic manganese aluminum magnetic memory element |
| JPH05283756A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Murata Mfg Co Ltd | 強誘電体薄膜素子 |
| US5187638A (en) * | 1992-07-27 | 1993-02-16 | Micron Technology, Inc. | Barrier layers for ferroelectric and pzt dielectric on silicon |
| EP0617439B1 (en) * | 1993-03-25 | 2003-01-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film capacitor and method of manufacturing the same |
| US5479317A (en) * | 1994-10-05 | 1995-12-26 | Bell Communications Research, Inc. | Ferroelectric capacitor heterostructure and method of making same |
| JP3373525B2 (ja) * | 1995-06-28 | 2003-02-04 | テルコーディア テクノロジーズ インコーポレイテッド | シリコン上に集積された多層強誘電体セルおよびペロブスカイト電子へテロ構造 |
-
1996
- 1996-01-03 US US08/582,545 patent/US5777356A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-17 EP EP96944449A patent/EP0956595A1/en not_active Withdrawn
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1997
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- 1997-01-08 TW TW086100136A patent/TW336318B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4017890A (en) * | 1975-10-24 | 1977-04-12 | International Business Machines Corporation | Intermetallic compound layer in thin films for improved electromigration resistance |
| US5343353A (en) * | 1991-08-28 | 1994-08-30 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and process of producing the same |
| US5371699A (en) * | 1992-11-17 | 1994-12-06 | Ramtron International Corporation | Non-volatile ferroelectric memory with folded bit lines and method of making the same |
Also Published As
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| Kim | 1T1C FRAM |
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