KR20050011969A - METHOD FOR FABRICATING La2O3 LAYER WITH ATOMIC LAYER DEPOSITION - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition : ALD)을 이용한 La2O3박막 형성방법에 관한 것으로, 특히 산소원이 포함된 플라즈마를 이용하여 350℃ 이하의 저온에서 La2O3박막을 형성함으로써 불순물이 거의 없어 유전특성 및 누설전류 특성이 우수한 La2O3박막을 얻을 수 있는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a La 2 O 3 thin film formation method using atomic layer deposition (ALD), in particular by forming a La 2 O 3 thin film at a low temperature of 350 ℃ or less using a plasma containing an oxygen source The present invention relates to a method for producing a La 2 O 3 thin film having almost no impurities and having excellent dielectric and leakage current characteristics.
반도체 기억 소자들 중 DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 집적도가 증가함에 따라 기억정보의 기본 단위인 1비트를 기억시키는 메모리 셀의 면적이 점차 작아지고 있다.As the degree of integration of DRAM (Dynamic Random Access Memory) among semiconductor memory devices increases, the area of a memory cell storing one bit, which is a basic unit of memory information, is gradually decreasing.
그런데 셀의 축소에 비례하여 캐패시터의 면적을 감소시킬 수는 없는 바, 이는 소프트 에러(Soft Error)를 방지하고 안정된 동작을 유지하기 위해서 단위 셀당 일정 이상의 충전용량이 필요하기 때문이다.However, it is not possible to reduce the area of the capacitor in proportion to the shrinking of the cell, because a certain charging capacity per unit cell is required to prevent soft errors and maintain stable operation.
따라서, 제한된 셀 면적내에 메모리 캐패시터의 용량을 적정값 이상으로 유지시키기 위한 연구가 요구되고 있으며, 이는 대개 3가지 방법으로 나뉘어 진행되어 왔다. 즉, 유전체의 두께 감소, 캐패시터의 유효면적의 증가, 유전율이 높은 재료의 사용 등이 고려되어 왔다.Therefore, research is required to maintain the capacity of the memory capacitor in a limited cell area above an appropriate value, which has been generally divided into three methods. That is, reduction in the thickness of the dielectric, increase in the effective area of the capacitor, use of a material having a high dielectric constant, and the like have been considered.
이중에서 유전체의 두께를 감소시키는 방법의 경우, 유전체 박막의 두께를 한계이상으로 낮추게 되면, 누설전류가 급격히 증가하는 문제가 생겼다. 종래에 유전체로 사용되던 SiON, Al2O3의 경우에는 그 두께가 얇아짐에 따라 누설전류가 급격히 증가하기 때문에, 이들을 이용해서는 약 40Å 이하의 두께를 갖는 유전체 박막을 형성하기가 어렵다.In the case of the method of reducing the thickness of the dielectric in the double, if the thickness of the dielectric thin film is lowered beyond the limit, a problem that the leakage current rapidly increases. In the case of SiON and Al 2 O 3 , which are conventionally used as dielectrics, the leakage current increases rapidly as the thickness thereof becomes thin. Therefore, it is difficult to form a dielectric thin film having a thickness of about 40 mA or less using them.
반면에, 고유전율을 갖는 SrTiO3(ε≒ 200) 박막의 경우, 200Å 이상의 두께에서 높은 유전상수 및 우수한 누설전류 특성을 확보할 수 있으나, 단차피복성이 문제가 된다.On the other hand, in the case of SrTiO 3 (ε ≒ 200) thin film having a high dielectric constant, it is possible to secure a high dielectric constant and excellent leakage current characteristics at a thickness of 200 Å or more, but step coverage is a problem.
즉, 100nm 이하의 미세소자에 적용되는 캐패시터 유전체의 경우, 100Å 이하의 두께를 가질 것이 요구되고 있으나, SrTiO3박막은 그 두께가 100Å 이하가 되면 유전율 및 누설전류 특성이 급격히 나빠지는 것으로 보고되고 있다.In other words, in the case of a capacitor dielectric applied to a microelement of 100 nm or less, it is required to have a thickness of 100 mA or less. However, when the thickness of the SrTiO 3 thin film is 100 mA or less, the dielectric constant and leakage current characteristics are reported to deteriorate rapidly. .
La2O3박막은 유전율이 약 25 정도로 높으면서도, 폴리실리콘 전극위에서 비정질 박막의 특성을 갖는 것으로 알려져 있어, 이를 캐패시터의 유전체로 이용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있으며, 현재, 100nm 급 이하의 DRAM 소자에 적용되는 캐패시터 유전체로서 La2O3박막을 적용할 경우, 많이 사용되고 있는 증착방법으로는 원자층 증착법이 사용되고 있다.Although the La 2 O 3 thin film has a high dielectric constant of about 25 and is known to have the characteristics of an amorphous thin film on a polysilicon electrode, many studies have been conducted to use it as a dielectric of a capacitor. When a La 2 O 3 thin film is applied as a capacitor dielectric applied to a device, an atomic layer deposition method is used as a deposition method that is widely used.
이와같이 종래의 원자층 증착법을 이용하여 La2O3박막을 형성하는 경우, 사용되는 화학소스로는 대부분 La(thd)3와 같이 포화증기압이 매우 작은 고체가 사용되었으며, 산화원(Oxidation Source)으로는 오존(O3)이 사용되었다.As described above, in the case of forming a La 2 O 3 thin film using a conventional atomic layer deposition method, as a chemical source, a solid having a very small saturated vapor pressure, such as La (thd) 3 , is mostly used as an oxidation source. Ozone (O 3 ) was used.
이들 소스를 사용하여 La2O3박막을 형성하더라도 소스가 분해되지 않는 300℃ 이하에서는 La2O3박막내에 탄소가 다량 함유된 카보네이트가 형성되었으며, 이와같은 카보네이트는 소자의 특성을 열화시키는 불순물로 작용하였다.When the La 2 O 3 thin films were formed using these sources, carbonates containing a large amount of carbon were formed in the La 2 O 3 thin films at 300 ° C. or less where the source was not decomposed. Such carbonates are impurities that degrade the device properties. Functioned.
이외에도 종래의 원자층 증착법을 이용하는 경우에는, 증착률에 있어서도 0.3Å/cycle 정도의 낮은 증착률 밖에 얻지 못하였기 때문에 양산에 적용할 수 없는 상황에 있다.In addition, in the case of using the conventional atomic layer deposition method, only a low deposition rate of about 0.3 kW / cycle can be obtained even in the deposition rate, and thus there is a situation where it cannot be applied to mass production.
도1은 종래기술에 따라 La(thd)3소스와 오존(O3)을 이용한 원자층 증착법을 적용하여 La2O3박막을 형성할 경우, 증착온도에 따른 증착율 및 박막내 탄소의 함유량을 도시한 그래프로서 이를 참조하면, 300℃ 이하의 저온에서는 La2O3박막내에 존재하는 카보네이트의 양이 많은 것을 알 수 있다.1 illustrates a deposition rate according to a deposition temperature and carbon content in a thin film when a La 2 O 3 thin film is formed by applying an atomic layer deposition method using a La (thd) 3 source and ozone (O 3 ) according to the prior art. Referring to this as a graph, it can be seen that the low amount of carbonate in the La 2 O 3 thin film at a low temperature of less than 300 ℃.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산소원이 포함된 플라즈마를 이용한 원자층 증착법으로 La2O3박막을 형성하여 불순물이 거의 없어 유전특성과 누설전류 특성이 향상된 La2O3박막 형성방법을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, La 2 O 3 by forming an atomic layer deposition method using a plasma containing an oxygen source is almost no impurities La 2 O 3 improved dielectric properties and leakage current characteristics It is an object of the present invention to provide a thin film forming method.
도1은 La(thd)3소스와 오존을 이용하여 La2O3박막을 형성할 경우, 증착온도에 따른 증착율 및 박막내 탄소의 함유량을 도시한 그래프,1 is a graph showing the deposition rate according to the deposition temperature and the carbon content in the thin film when the La 2 O 3 thin film is formed using a La (thd) 3 source and ozone.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 La2O3박막 형성공정의 공정순서를 도시한 도면,2 is a view illustrating a process sequence of a La 2 O 3 thin film forming process according to an embodiment of the present invention;
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 La2O3박막 형성공정에서 소스가스와 퍼지가스 및 플라즈마 가스의 공급순서를 도시한 도면.3 is a view illustrating a supply sequence of a source gas, a purge gas, and a plasma gas in a La 2 O 3 thin film forming process according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 기판1: substrate
2 : 하부전극2: lower electrode
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, La2O3박막을 포함하는 반도체 소자의 제조방법에 있어서, La 소스를 반응챔버로 공급하여 상기 La 소스를 기판표면에흡착시키는 단계; 상기 반응챔버를 제 1 퍼지시키는 단계; 상기 반응챔버로 산소가 포함된 플라즈마 가스를 공급하여 상기 기판표면에 흡착된 La 소스와 산화반응을 유도하는 단계; 및 상기 반응챔버를 제 2 퍼지시키는 단계를 하나의 싸이클로 하고, 상기 싸이클을 다수번 반복하는 것을 특징으로 하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device including a La 2 O 3 thin film, the method comprising: supplying a La source to a reaction chamber to absorb the La source onto a substrate surface; First purging the reaction chamber; Supplying a plasma gas containing oxygen to the reaction chamber to induce an oxidation reaction with a La source adsorbed on the substrate surface; And a second purging of the reaction chamber as one cycle, and the cycle is repeated a plurality of times.
본 발명은 산소원이 포함된 플라즈마를 이용한 원자층 증착법으로 350℃ 이하의 저온에서 La2O3박막을 형성함으로써, 카보네이트와 같은 불순물의 거의 없는 La2O3박막을 형성할 수 있는 La2O3박막 제조방법에 관한 것이다.The present invention, by forming the La 2 O 3 thin films at a low temperature of less than 350 ℃ by atomic layer deposition using a plasma containing a source of oxygen, La capable of forming a few La 2 O 3 thin film of an impurity, such as carbonate, 2 O 3 relates to a thin film production method.
즉, 본 발명에서는, 종래에 사용되던 오존 대신에 반응성이 더 우수한 산소가 포함된 플라즈마를 산화원으로 사용하는 원자층 증착법으로 La2O3박막을 형성함으로써 불순물을 감소시켰다.That is, in the present invention, impurities are reduced by forming a La 2 O 3 thin film by an atomic layer deposition method using a plasma containing oxygen having more reactivity as an oxidation source instead of ozone conventionally used.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.
일반적으로, 원자층 증착법은 먼저 소스가스를 공급하여 기판 표면에 한 층의 소스를 화학적으로 흡착(Chemical Adsorption)시킨 후, 물리적 흡착된 여분의 소스들은 퍼지가스를 흘려보내어 퍼지시킨 다음, 다시 반응가스를 공급하여 흡착된한 층의 소스와 반응가스를 화학반응시켜 원하는 원자층 박막을 증착하고 여분의 반응가스는 퍼지가스를 흘려보내 퍼지시키는 과정을 한 주기로 하여 박막을 증착한다.In general, the atomic layer deposition method first supplies a source gas to chemically adsorb a layer of source on the surface of the substrate, and then the excess physically adsorbed sources are purged by flowing purge gas, and then reacting gas again. The chemical vaporization of the adsorbed layer source and the reaction gas by supplying the chemical vapor deposition of the desired atomic layer thin film, and the excess reaction gas is a purge gas flows through the purge process to deposit the thin film as a cycle.
상술한 바와 같은 원자층 증착방법은 표면 반응 메카니즘(Surface Reaction Mechanism)을 이용하므로써 안정된 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 균일한 박막을 얻을 수 있다. 또한, 소스가스와 반응가스를 서로 분리시켜 순차적으로 주입 및 퍼지시키기 때문에 화학적기상증착법(CVD)에 비해 가스 위상 반응(Gas Phase Reaction)에 의한 파티클(Particle) 생성을 억제하는 것으로 알려져 있다.In the atomic layer deposition method as described above, not only a stable thin film but also a uniform thin film can be obtained by using a surface reaction mechanism. In addition, since the source gas and the reaction gas are separated from each other and sequentially injected and purged, it is known to suppress particle generation due to gas phase reaction compared to chemical vapor deposition (CVD).
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 원자층 증착법으로 La2O3박막을 형성하는 공정을 도시한 도면으로 이를 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.2 is a view illustrating a process of forming a La 2 O 3 thin film by an atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention with reference to this it will be described an embodiment of the present invention.
먼저, 도2의 제 1 단계에 도시된 바와같이 반도체 기판(1) 상에 하부전극(2)을 형성한다. 본 발명의 일실시예에서 사용된 반도체 기판(1)으로는 Si, SiO2, GaAs 등이 사용되며, 하부전극(2)으로는 P 또는 As 등이 도핑된 폴리실리콘 또는 루테늄(Ru), 백금(Pt), 티타늄질화막(TiN) 등의 금속전극이 이용될 수도 있다.First, as shown in the first step of FIG. 2, the lower electrode 2 is formed on the semiconductor substrate 1. As the semiconductor substrate 1 used in the embodiment of the present invention, Si, SiO 2 , GaAs, etc. are used, and as the lower electrode 2, polysilicon or ruthenium (Ru), platinum doped with P or As, etc. A metal electrode such as (Pt) or a titanium nitride film (TiN) may be used.
전술한 하부전극(2)은 콘캐이브(concave), 스택(stack), 실린더(cylinder) 등의 형태를 가질 수 있으며, 스퍼터링법, 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition) 원자층 증착법 등을 이용하여 형성된다.The lower electrode 2 may have a form such as a concave, a stack, a cylinder, and the like, and is formed using a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an atomic layer deposition method. do.
이와같이 하부전극(2)을 형성한 이후에, 하부전극(2)이 형성된 반도체 기판(1)을 반응챔버내로 로딩(loading)한 후, 상기 기판을 200 ∼ 350℃로 가열한다. 본 발명의 일실시예에서는 반응성이 뛰어난 산소 플라즈마 가스를 반응기체로 이용하므로, 350℃ 이하의 저온에서도 카본네이트와 같은 불순물의 생성을 최소화할 수 있다.After the lower electrode 2 is formed in this manner, the semiconductor substrate 1 on which the lower electrode 2 is formed is loaded into the reaction chamber, and then the substrate is heated to 200 to 350 ° C. In an embodiment of the present invention, since the oxygen plasma gas having excellent reactivity is used as a reactor, generation of impurities such as carbonate may be minimized even at a low temperature of 350 ° C or lower.
이어서, 하부전극(2) 표면에 La 소스분자를 흡착시키기 위해 La 소스를 일정시간 동안 반응챔버내로 공급하여 하부전극(2) 표면에 La 소스를 흡착시킨다.Subsequently, in order to adsorb the La source molecules on the lower electrode 2 surface, the La source is supplied into the reaction chamber for a predetermined time to adsorb the La source on the lower electrode 2 surface.
본 발명의 일실시예에서 사용된 La 소스는 La(thd)3이나. 이외에도 La(C5H5)3, La(C3H7C5H4)3또는 이들을 용제에 용해시킨 것이 사용가능하며, La 소스를 하부전극 표면에 흡착시키는 반응시간은 1 ∼ 10 초로 한다. 또한, 기판온도는 전술한 바와같이 소스 분해가 일어나는 200 ∼ 350℃로 한다.La source used in one embodiment of the present invention is La (thd) 3 or. In addition, La (C 5 H 5 ) 3 , La (C 3 H 7 C 5 H 4 ) 3 or those dissolved in a solvent may be used, and the reaction time for adsorbing La source to the lower electrode surface is 1 to 10 seconds. . Further, the substrate temperature is set at 200 to 350 ° C. where source decomposition occurs as described above.
이때의 반응은 표면에서의 화학반응에 의한 화학적 흡착반응(Chemical Absorption)으로서, 일정한 반응시간이 경과하면 La 소스가 표면에 흡착할 수 있는 자리(site)가 고갈되기 때문에, 소스의 공급시간을 늘리더라도 반응이 더 이상 일어나지 않는 자발적 제한반응(Self-Limited Reaction)의 특성을 보인다.At this time, the reaction is chemical absorption by chemical reaction on the surface, and after a certain reaction time, the site that La source can adsorb on the surface is depleted, thus increasing the supply time of the source. Even though the reaction does not occur anymore, it exhibits a characteristic of a self-limited reaction.
그리고, La 소스를 공급하기 전에 인큐베이션(incubation) 시간을 최소화하고, 금속성 La의 형성을 억제하기 위하여 일정시간동안 산소를 포함하는 플라즈마 가스를 공급할 수도 있다.In addition, a plasma gas including oxygen may be supplied for a predetermined time in order to minimize incubation time and suppress formation of metallic La before supplying the La source.
다음으로, 도2에 도시된 제 2 단계와 같이, 흡착반응에 기여하지 않는 잉여의 La 소스를 제거하기 위한 단계가 진행된다.Next, as in the second step shown in Figure 2, a step for removing the excess La source that does not contribute to the adsorption reaction proceeds.
즉, 흡착반응에 기여하지 못하고 반응챔버 내에 남아있는 La 소스를 펌프를이용하여 물리적으로 제거하거나, 또는 반응성이 없는 Ar, Ne, He 등과 같은 불활성기체 또는 N2기체 등을 챔버내로 공급하여 잉여의 La 소스를 제거하는 퍼지(purge)단계가 수행된다. 이때, 이러한 퍼지공정이 수행되는 시간은 1 ∼ 10 초로 한다.That is, the La source remaining in the reaction chamber, which does not contribute to the adsorption reaction, is physically removed using a pump, or an inert gas such as Ar, Ne, He, or the like, which is not reactive, or N 2 gas is supplied into the chamber. A purge step is performed to remove the La source. At this time, the time for performing this purge process is 1 to 10 seconds.
이와같은 제 2 단계가 완료되면, 하부전극(2)의 표면에는 La(thd)3분자로 구성된 1-mono layer가 형성된다.When the second step is completed, a 1-mono layer composed of La (thd) 3 molecules is formed on the surface of the lower electrode 2.
다음으로는 도2에 도시된 제 3 단계와 같이, 표면에 흡착된 La 소스의 산화반응을 위하여, 여기된 산소를 포함하는 플라즈마 가스 분위기에 La 소스가 흡착된 하부전극(2) 표면을 노출시킨다. 이때, 산소를 포함하는 플라즈마를 형성하기 위해 O2, H2O, N2O 가스 또는 이들을 N2, Ar 등에 희석시킨 것들이 사용한다.Next, as shown in FIG. 2, for the oxidation reaction of the La source adsorbed on the surface, the surface of the lower electrode 2 on which the La source is adsorbed is exposed to a plasma gas atmosphere containing excited oxygen. . At this time, O 2 , H 2 O, N 2 O gas or those diluted in N 2 , Ar and the like are used to form a plasma containing oxygen.
플라즈마를 형성하는 방법으로는, 전술한 O2, H2O, N2O 가스 또는 이들을 N2, Ar 등에 희석시킨 가스를 반응 챔버내로 공급하면서 RF 파워를 직접 인가하는 방법을 사용하거나 또는 반응 챔버 외부의 플라즈마 발생기에서 플라즈마를 형성한 후, 이를 챔버내로 공급하는 원격제어 플라즈마(Remote Plasma) 방법이 사용될 수 있다.As a method of forming a plasma, a method of directly applying RF power while supplying the above-described O 2 , H 2 O, N 2 O gas or a gas diluted therein to N 2 , Ar, or the like is used, or the reaction chamber After forming the plasma in an external plasma generator, a remote plasma method for supplying it into the chamber may be used.
이와같이 여기된 산소를 포함하는 플라즈마 가스 분위기에 La 소스가 흡착된 하부전극(2) 표면을 노출시키면, 하부전극 표면에 흡착된 La 소스 분자에 리간드(ligand)로 붙어있는 C, O, H 는 여기된 산소원자와 반응하여 CO2, H2O 등을형성하며, 동시에 La 소스분자의 중심에 위치한 La 원자는 산소원자와의 산화반응을 통해 La-Ox를 형성한다.When the surface of the lower electrode 2 on which the La source is adsorbed is exposed to the plasma gas atmosphere containing the excited oxygen as described above, C, O, and H attached as ligands to the La source molecule adsorbed on the lower electrode surface are excited. Reacts with oxygen atoms to form CO 2 , H 2 O, etc. At the same time, La atoms located in the center of La source molecules form La-Ox through oxidation with oxygen atoms.
이러한 반응 역시 흡착된 La 소스분자가 모두 반응하고 나면, 반응이 더 이상 일어나지 않는 자발적 제한반응의 특성을 갖는다. 그리고, 인가되는 RF 플라즈마 파워를 조절하면, 전술한 산화반응의 정도를 조절할 수 있다.This reaction also has the characteristic of spontaneous restriction reaction in which once the adsorbed La source molecules have reacted, the reaction no longer occurs. And, by adjusting the applied RF plasma power, it is possible to adjust the degree of the above-described oxidation reaction.
본 발명의 일실시예에서는 종래의 오존 대신에 반응성이 큰 산소 플라즈마를 산화원으로 이용하고 있으므로, 박막내에 탄소 등의 불순물 함량을 최소화할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, since oxygen oxygen having a high reactivity is used as the oxidation source instead of the conventional ozone, the content of impurities such as carbon in the thin film can be minimized.
다음으로 도2에 도시된 제 4 단계와 같이, 산화반응 후 발생한 CO2및 H2O, 그리고 반응하고 남은 잉여의 산소 플라즈마 가스 역시 펌프를 이용하여 물리적으로 제거하거나 반응성이 없는 불활성기체 등을 이용하여 퍼지시키며, 이러한 퍼지공정 역시 1초 내지 10초 동안 진행된다.Next, as in the fourth step shown in FIG. 2, CO 2 and H 2 O generated after the oxidation reaction, and the remaining oxygen plasma gas remaining after the reaction are also physically removed using a pump or an inert gas that is not reactive. Purge, and this purge process is also performed for 1 to 10 seconds.
전술한, 제 2 단계와 제 4 단계는 퍼지공정에 관한 것인데, 퍼지공정이 수행되는 시간이 충분치 않을 경우에는, La 소스와 산소 플라즈마 가스의 혼합현상이 발생하여 기하학적 구조에서의 계단도포 특성이 저하되므로(즉, 단원자 증착특성 저하), 제 2 단계와 제 4 단계의 퍼지공정은 모두 1초 ∼ 10초 동안 수행된다.As described above, the second and fourth steps are related to the purge process. If the time for performing the purge process is not sufficient, mixing of the La source and the oxygen plasma gas occurs, resulting in deterioration of the step application characteristics in the geometry. Therefore, the purge process of the second step and the fourth step is performed for 1 to 10 seconds.
전술한 제 1 단계에서 제 4 단계까지를 모두 마치면, 기판 표면에서는 한층의 La-Ox가 형성되며, 제 1 단계에서 제 4 단계까지를 1 주기(cycle)로 하여, 이를 반복하여 수행하면 원하는 두께의 La2O3박막을 형성할 수 있다.After completing the first to fourth steps described above, one layer of La-Ox is formed on the surface of the substrate, and the first to fourth steps are performed in one cycle. La 2 O 3 It can form a thin film.
이때, 1 주기 동안 형성되는 평균적인 La2O3박막의 두께를 환산하면, 원하는 두께의 La2O3박막을 형성하기 위하여 수행되어야할 싸이클 반복횟수를 정할 수 있다.At this time, if in terms of the thickness of the average La 2 O 3 thin film formed during one cycle, it is possible to determine the cycle number of repetitions to be performed in order to form a La 2 O 3 thin film having a desired thickness.
이와같이 제 1 단계 내지 제 4 단계가 수행되는 동안의 기판의 온도는 200 ∼ 350℃로 설정하며, 챔버내의 압력은 1mm Torr ∼ 3 Torr 로 한다.In this way, the temperature of the substrate during the first to fourth steps is set to 200 to 350 ° C., and the pressure in the chamber is set to 1 mm Torr to 3 Torr.
전술한 바와같은 본 발명의 일실시예에 따른 원자층 증착법으로 La2O3막을 형성한 후, 상부전극을 형성하면 캐패시터구조가 완성된다.After the La 2 O 3 film is formed by the atomic layer deposition method according to the embodiment of the present invention as described above, the upper electrode is formed to complete the capacitor structure.
도3은 증착시간에 따른 La 소스가스, 퍼지기체, O2플라즈마 기체의 공급 싸이클을 도시한 도면으로, 도3에 도시된 바와 같이 La 소스가스 - 퍼지기체 - O2플라즈마 기체 - 퍼지기체를 연속적으로 공급하는 것을 하나의 싸이클(cycle)로 설정하고, 이러한 싸이클을 연속적으로 실행하면 원하는 두께로 La2O3박막을 형성하는 것이 가능하다.Continuously purge gas - Figure 3 is a La source gas, a purge gas, O 2 a diagram showing the supply cycle of the plasma gas, La source gas as shown in Figure 3 in accordance with the deposition time the purge gas - O 2 plasma gas It is possible to form a La 2 O 3 thin film with a desired thickness by setting the feeding to one cycle and executing these cycles continuously.
이와같은 본 발명을 이용하면, La2O3박막이외에도 Al2O3/La2O3적층박막, HfO2/La2O3적층박막을 캐패시터의 유전체로 적용하는 것도 가능하다.By this, such use of the present invention, La 2 O 3 it is also possible to apply the thin film in addition to Al 2 O 3 / La 2 O 3 thin-film, HfO 2 / La 2 O 3 thin-film of a dielectric of the capacitor.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
본 발명을 La2O3박막의 형성에 적용하면 불순물이 거의 없는 La2O3박막을 얻을 수 있어 유전특성 및 누설전류 특성이 우수한 La2O3박막을 얻을 수 있다.When applying the present invention for the formation of La 2 O 3 thin film can be obtained dielectric characteristics and leakage current characteristics are excellent La 2 O 3 thin film can be obtained, La 2 O 3 thin film is substantially free of impurities.
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| KR1020030051046A KR20050011969A (en) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | METHOD FOR FABRICATING La2O3 LAYER WITH ATOMIC LAYER DEPOSITION |
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