KR20070054022A - Capacitor having conductive compound layer and fabrication process thereof - Google Patents

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KR20070054022A
KR20070054022A KR1020050111976A KR20050111976A KR20070054022A KR 20070054022 A KR20070054022 A KR 20070054022A KR 1020050111976 A KR1020050111976 A KR 1020050111976A KR 20050111976 A KR20050111976 A KR 20050111976A KR 20070054022 A KR20070054022 A KR 20070054022A
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capacitor
dielectric layer
ruthenium
conductive compound
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서범석
이정현
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삼성전자주식회사
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Abstract

전도성 화합물 층을 구비한 커패시터 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 하부 전극과 유전체층 사이에, 상기 하부 전극의 재료와 동일한 금속 물질과 상기 유전체층의 재료와 동일한 산화물을 포함하는, 전도성 화합물 층을 구비하여, 하부 전극과 유전체층 사이의 계면 특성이 향상된 커패시터를 제공한다. 또한, ALD법을 이용하여 상기 전도성 화합물 층의 조성 및 두께 제어가 용이하도록 한 상기 커패시터의 제조 방법을 제공한다. Disclosed are a capacitor having a conductive compound layer and a method of manufacturing the same. According to the present invention, there is provided a conductive compound layer between the lower electrode and the dielectric layer, the conductive compound layer comprising the same metal material as the material of the lower electrode and the same oxide as the material of the dielectric layer, thereby improving the interfacial properties between the lower electrode and the dielectric layer. Provide a capacitor. In addition, the present invention provides a method of manufacturing the capacitor to facilitate the composition and thickness control of the conductive compound layer using the ALD method.

커패시터, 반도체, RAM, 전도성 화합물, ALD Capacitors, Semiconductors, RAM, Conductive Compounds, ALD

Description

전도성 화합물 층을 구비한 커패시터 및 그 제조 방법{Capacitor having conductive compound layer and fabrication process thereof}Capacitor with conductive compound layer and manufacturing method thereof

도 1은 본 발명에 따른 전도성 화합물 층을 구비한 커패시터의 일 실시예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a capacitor having a conductive compound layer according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 커패시터에 대한 종래의 비교예를 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing a conventional comparative example for a capacitor according to the present invention.

도 4는 상기 도 3의 비교예의 결정상을 XRD(X-Ray Diffraction: X선 회절)를 이용해 분석한 그래프이다.4 is a graph obtained by analyzing the crystal phase of the comparative example of FIG. 3 using X-Ray Diffraction (X-ray diffraction).

도 5는 상기 도 3의 비교예에 따른 커패시터의 누설 전류 특성을 측정한 그래프이다.5 is a graph measuring leakage current characteristics of a capacitor according to the comparative example of FIG. 3.

도 6은 본 발명에 따른 커패시터의 실시예를 도시한다.6 shows an embodiment of a capacitor according to the invention.

도 7은 본 발명에 따라 하부 전극 위에 도전성 화합물 층이 마련된 모습을 보이는 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지이다.FIG. 7 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a conductive compound layer provided on a lower electrode according to the present invention.

도 8은 상기 도 6의 실시예의 결정상을 XRD(X-Ray Diffraction: X선 회절)를 이용해 분석한 그래프이다.FIG. 8 is a graph obtained by analyzing the crystal phase of the example of FIG. 6 using X-Ray Diffraction (X-ray diffraction).

도 9는 상기 도 6의 실시예에 따른 커패시터의 누설 전류 특성을 측정한 그래프이다.9 is a graph measuring leakage current characteristics of a capacitor according to the embodiment of FIG. 6.

도 10은 전도성 화합물 층을 형성하는 ALD 공정의 1 사이클을 도시한다.10 shows one cycle of an ALD process to form a conductive compound layer.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 하부 전극 30: 유전체층10: lower electrode 30: dielectric layer

40: 상부 전극 100, 100': 커패시터40: upper electrode 100, 100 ': capacitor

110, 110': 하부 전극 120, 120': 전도성 화합물 층110, 110 ': lower electrode 120, 120': conductive compound layer

130, 130': 유전체층 140, 140': 상부 전극130, 130 ': dielectric layers 140, 140': upper electrode

200: 트랜지스터 구조체 211: 소스 영역200: transistor structure 211: source region

212: 드레인 영역 213: 반도체 채널212: drain region 213: semiconductor channel

230: 게이트 240: 도전성 플러그230: gate 240: conductive plug

본 발명은 하부전극과 유전체층 및 상부전극을 포함하는 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전극과 전이금속 산화물 유전체 사이에 전도성 화합물 층을 구비하여 누설 전류를 감소시킨 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitor including a lower electrode, a dielectric layer, and an upper electrode, and a method of manufacturing the same, and more particularly, a capacitor having a conductive compound layer between the electrode and the transition metal oxide dielectric to reduce leakage current, and a method of manufacturing the same. It is about.

기술이 발달함에 따라, 성능은 향상되면서도 더 가볍고 부피가 작은 전자 기기가 각광을 받고 있다. 핸드폰, 컴퓨터, MP3, 디지털 카메라 및 PDA 등의 전자 기 기가 소형화되기 위해서는 필수적으로 내장되는 메모리를 소형화, 집적화하는 것이 요구된다. 상, 하부 전극과 유전체층을 포함하는 커패시터를 스토리지 노드(storage node)로 사용하는 메모리(RAM:Random Access Memory)는 컴퓨터, PDA 등에 사용되는 휘발성 메모리(DRAM:Dynamic Random Access Memory)이다. As technology advances, lighter and smaller electronic devices are gaining attention, while improving performance. In order to miniaturize electronic devices such as mobile phones, computers, MP3s, digital cameras, and PDAs, it is necessary to miniaturize and integrate internal memory. A random access memory (RAM) using a capacitor including upper and lower electrodes and a dielectric layer as a storage node is a dynamic random access memory (DRAM) used in a computer, a PDA, and the like.

메모리에 저장되는 정보의 정확성을 높이기 위해서는 커패시터의 전기용량이 큰 것이 유리하다. 커패시터의 전기용량은 여러 가지 요소에 의해 결정되며, 상기 여러 가지 요소들과 아래의 수학식 1과 같은 관계를 갖는다. To increase the accuracy of the information stored in the memory, it is advantageous to have a large capacitance of the capacitor. The capacitance of the capacitor is determined by various factors, and has a relationship with the various factors as in Equation 1 below.

Figure 112005067323112-PAT00001
Figure 112005067323112-PAT00001

(여기서, ε은 유전 상수, A는 유효면적, t는 유전체층의 두께이다.)Where ε is the dielectric constant, A is the effective area, and t is the thickness of the dielectric layer.

즉, 유전체층의 두께를 감소시키고, 유효 면적을 증가시킴으로써 전기용량 증가시킬 수 있다. 그러나, 유효 면적을 증가시키는 데는 한계가 있다. 이는 반도체 메모리 장치의 집적률이 높이는 방향에 역행하기 때문이다. 또한, 상기 유전체층의 두께를 감소시키는 데에도 한계가 따른다. 유전체층의 두께를 감소시킬 경우, 터널링(tunneling)에 의한 누설 전류(leakage current)의 급격한 증가로 유전체층의 전하 손실이 급격하게 증가하기 때문이다.That is, the capacitance can be increased by reducing the thickness of the dielectric layer and increasing the effective area. However, there is a limit to increasing the effective area. This is because the semiconductor memory device is opposed to the direction of increasing the integration rate. There is also a limit to reducing the thickness of the dielectric layer. This is because when the thickness of the dielectric layer is reduced, the charge loss of the dielectric layer increases rapidly due to a sudden increase in leakage current due to tunneling.

따라서, 종래의 유전체보다 유전 상수가 높은 고유전율 유전체, 이른바 high-k 유전체를 이용하여 적정한 전기용량을 확보하면서도 면적을 줄이고, 유전체층의 두께를 줄이면서도 누설전류를 작게 한 커패시터 및 그 제조 방법을 개발하기 위한 많은 연구가 행해지고 있다. Therefore, by using a high-k dielectric material, a so-called high-k dielectric, which has a higher dielectric constant than a conventional dielectric, a capacitor and a method of manufacturing the same have a small leakage current while reducing the area while ensuring a proper capacitance and reducing the thickness of the dielectric layer. A lot of research is done to do this.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 귀금속(noble metal)계 전극과 TiO2, ZrO2, HfO2 등 고유전율의 전이금속 산화물 유전체를 이용하는 것으로, 전기적 특성이 우수한 커패시터를 제공하고, 이를 효율적으로 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to meet the above requirements, and includes a noble metal electrode such as ruthenium (Ru) and iridium (Ir), and a transition metal oxide dielectric having a high dielectric constant such as TiO 2 , ZrO 2 , and HfO 2 . It is an object of the present invention to provide a capacitor having excellent electrical characteristics, and to provide a method of manufacturing the same efficiently.

특히, 전극 위에 유전체층을 형성하는 과정에서 전극과 유전체층 사이의 계면이 열화 되어, 누설전류가 증가하고 전기용량이 감소하는 커패시터의 전기적 특성 열화의 문제를 해결할 수 있는 커패시터의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. In particular, in the process of forming a dielectric layer on the electrode, the interface between the electrode and the dielectric layer is deteriorated, thereby providing a structure of the capacitor and a method of manufacturing the capacitor that can solve the problem of deterioration of the electrical characteristics of the capacitor increases the leakage current and decreases the capacitance. Its purpose is to.

전술한 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전도성 화합물 층을 구비한 커패시터를 제공한다. 본 발명에 따른 커패시터는, 하부 전극과 상부 전극 및 상기 두 전극 사이에 마련된 유전체층을 포함하는 커패시터에 있어서,In order to achieve the above object of the invention, the present invention provides a capacitor having a conductive compound layer. In the capacitor according to the present invention, a capacitor comprising a lower electrode and an upper electrode and a dielectric layer provided between the two electrodes,

상기 하부 전극과 유전체층 사이에 배치된 것으로, 상기 하부 전극의 재료와 동일한 금속 물질과 상기 유전체층의 재료와 동일한 산화물을 포함하고, 전도성 화합물 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.It is disposed between the lower electrode and the dielectric layer, comprising a metal material and the same oxide as the material of the dielectric layer, characterized in that it comprises a conductive compound layer.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 커패시터는, In addition, the capacitor according to an aspect of the present invention,

루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어진 하부 전극;A lower electrode made of a ruthenium-based metal;

루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어지고, 상기 하부 전극과 마주보게 배치된 상부 전극;An upper electrode made of a ruthenium-based metal and disposed to face the lower electrode;

전이금속 산화물로 이루어지고, 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 배치된 유전체층; 및 A dielectric layer made of a transition metal oxide and disposed between the lower electrode and the upper electrode; And

상기 하부 전극과 상기 유전체층 사이에 배치된 것으로, 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계 금속 물질과 상기 유전체층 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는, 전도성 화합물 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.And a conductive compound layer disposed between the lower electrode and the dielectric layer, the conductive compound layer comprising a ruthenium-based metal material identical to the lower electrode material and a transition metal oxide identical to the dielectric layer material.

아울러, 본 발명은 전도성 화합물 층을 구비한 커패시터의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 커패시터의 제조 방법은, 하부 전극과 상부 전극 및 상기 두 전극 사이에 마련된 유전체층을 포함하는 커패시터의 제조 방법에 있어서,In addition, the present invention provides a method of manufacturing a capacitor having a conductive compound layer. In the method of manufacturing a capacitor according to the present invention, a method of manufacturing a capacitor including a lower electrode, an upper electrode, and a dielectric layer provided between the two electrodes,

기판상에 루테늄계(Ru-based) 금속으로 하부 전극을 형성하는 단계(a);(A) forming a lower electrode on a substrate with a ruthenium-based metal;

상기 하부 전극 상면에 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계(Ru-based) 금속과 상기 유전체층 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는 전도성 화합물 층을 형성하는 단계(b); 및(B) forming a conductive compound layer on the upper surface of the lower electrode, the conductive compound layer including a ruthenium based metal as the lower electrode material and a transition metal oxide as the dielectric layer material; And

상기 전도성 화합물 층 상면에 전이금속 산화물 유전체층을 형성하는 단계(c)를 포함한다.(C) forming a transition metal oxide dielectric layer on the conductive compound layer.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예와 비교예를 통해 본 발명의 특징 및 장점을 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the features and advantages of the present invention through examples and comparative examples of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 전도성 화합물 층을 구비한 커패시터의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 본 발명에 따른 커패시터(100)는 하부 전극(110)과 상부 전극 (140) 및 상기 두 전극 사이에 배치된 유전체층(130)을 구비하고, 상기 하부 전극(110)과 상기 유전체층(130) 사이에 배치된 전도성 화합물 층(120)을 구비한다. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a capacitor having a conductive compound layer according to the present invention. The capacitor 100 according to the present invention includes a lower electrode 110, an upper electrode 140, and a dielectric layer 130 disposed between the two electrodes, and between the lower electrode 110 and the dielectric layer 130. A conductive compound layer 120 disposed thereon.

여기서, 상기 하부 전극(110)과 상부 전극(140)은 귀금속(noble metal), 예를 들면 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 금속으로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the lower electrode 110 and the upper electrode 140 is a group consisting of noble metals such as ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), palladium (Pd), and alloys thereof. It is preferably made of a metal selected from among.

상기 유전체층(130)은 전이금속 산화물 유전체로 이루어진다. 바람직하게는 전이금속 산화물 중에서도 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 또는 이들의 합금과 같이, 높은 유전 상수를 갖는, 이른바 high-k 유전체로 이루어질 수 있다. 좀 더 구체적으로는, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O3, SrTiO3 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. The dielectric layer 130 is made of a transition metal oxide dielectric. Preferably, the transition metal oxide may be made of a so-called high-k dielectric having a high dielectric constant, such as TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO, or an alloy thereof. More specifically, it may be made of TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 3 , SrTiO 3, or an alloy thereof.

상기 전도성 화합물 층(120)은 상기 하부 전극(110)의 재료와 동일한 금속과 상기 유전체층(130)의 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는 고체 화합물로 이루어지고, 상기 고체 화합물은 전기 전도성을 띠는 조성을 갖는다. 이러한 전도성 화합물 층(120)은 상기 유전체층(130)을 형성하는 고온 공정 중에 상기 하부 전극(110)과 유전체층(130) 간의 상호 확산(inter-diffusion)을 방지하는 확산 장벽(diffusion barrior)의 역할을 수행할 뿐만 아니라, 전기 전도성을 갖는 실질적인 전극의 일부로서 상기 유전체층(130)과 실질적인 전극의 계면 특성을 향상시키는 역할을 수행한다. The conductive compound layer 120 is made of a solid compound including the same metal as the material of the lower electrode 110 and the same transition metal oxide as the material of the dielectric layer 130, and the solid compound is electrically conductive. Has a composition. The conductive compound layer 120 serves as a diffusion barrier to prevent inter-diffusion between the lower electrode 110 and the dielectric layer 130 during the high temperature process of forming the dielectric layer 130. As well as performing a part of the substantially conductive electrode, the dielectric layer 130 and the substantially improved interface property of the electrode.

상기 도전성 화합물 층(120)은 전술한 바와 같이 전기 전도성을 가지기 때문에 커패시터 구조에서 실질적인 유전체 두께에 영향을 미치지 않고, 상기 유전체층 (130)과의 사이에서 우수한 계면 특성을 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 커패시터(100)는 전도성 화합물 층(120)을 구비하지 않은 종래의 커패시터(도 3 참조)에 비해 낮은 누설전류(leakage current)와 큰 전기 용량(capacitance)을 가지는 등 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다. Since the conductive compound layer 120 has electrical conductivity as described above, the conductive compound layer 120 does not affect the substantial dielectric thickness in the capacitor structure and provides excellent interfacial properties with the dielectric layer 130. Accordingly, the capacitor 100 according to the present invention has excellent electrical properties such as low leakage current and large capacitance compared to the conventional capacitor (see FIG. 3) without the conductive compound layer 120. Can have characteristics.

상기 전도성 화합물 층(130)이 전기 전도성을 갖도록 하는 화합물의 조성은 그 구성 물질에 따라 조성비가 달라질 수 있으며, 실험적으로 구해질 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 전극(110)의 재료가 루테늄(Ru)이고, 상기 유전체층(130)의 재료가 TiO2일 때 루테늄(Ru)이 32at% 이상인 조성비에서 실질적인 전극으로서 기능을 수행하기에 충분한 전기 전도도를 얻을 수 있다. The composition of the compound that allows the conductive compound layer 130 to have electrical conductivity may vary depending on the constituent material, and may be experimentally determined. For example, when the material of the lower electrode 110 is ruthenium (Ru) and the material of the dielectric layer 130 is TiO 2 , ruthenium (Ru) is sufficient to function as a substantial electrode at a composition ratio of 32 at% or more. Electrical conductivity can be obtained.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 일 실시예를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(300)는 트랜지스터 구조체(200) 및 상기 트랜지스터 구조체(200)의 드레인 영역(212)에 연결된 커패시터(100)를 구비한다. 여기서 상기 트랜지스터 구조체(200)의 구조를 보면, 반도체 기판(210) 내에 도전성 불순물(dopant)이 도핑된 소스 영역(211) 및 드레인 영역(212)이 형성되어 있다. 상기 소스 영역(211)과 상기 드레인 영역(212) 사이에는 반도체 채널(213)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트(230)가 마련된다. 상기 게이트(230)는 게이트 전극과 상기 게이트 전극을 상기 반도체 채널(213)과 절연시키는 게이트 절연층으로 이루어진다. 또한, 상기 드레인 영역(212)은 그 상부의 절연층(220)을 관통하는 도전성 플러그(240)를 통하여 커패시터(100)와 연결된다. 2 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention. The semiconductor memory device 300 according to the present exemplary embodiment includes a transistor structure 200 and a capacitor 100 connected to the drain region 212 of the transistor structure 200. In the transistor structure 200, the source region 211 and the drain region 212 doped with conductive impurities are formed in the semiconductor substrate 210. The semiconductor channel 213 is formed between the source region 211 and the drain region 212, and a gate 230 is provided thereon. The gate 230 includes a gate electrode and a gate insulating layer that insulates the gate electrode from the semiconductor channel 213. In addition, the drain region 212 is connected to the capacitor 100 through a conductive plug 240 passing through the insulating layer 220 thereon.

여기서 커패시터(100)는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 특징적인 구성으로서, 상기 도 1을 통해 설명한 바와 같은 구조를 갖는다. 좀 더 구체적으로는 상기 커패시터(100)의 하부 전극(110)이 상기 도전성 플러그(240)에 연결된다. The capacitor 100 is a characteristic configuration of the semiconductor memory device according to the present invention and has a structure as described with reference to FIG. 1. More specifically, the lower electrode 110 of the capacitor 100 is connected to the conductive plug 240.

상기 트랜지스터 구조체(200)는 게이트 전극을 통하여 문턱 전압(threshold voltage) 이상의 전압이 인가되면, 상기 반도체 채널(213) 영역을 통하여 전류(Id:드레인 전류)가 흐르게 된다. 결과적으로, 상기 트랜지스터 구조체(200)는 본 발명에 의한 커패시터(100)에 대한 스위치 역할을 하는 것이다.When a voltage equal to or greater than a threshold voltage is applied through the gate electrode, a current (Id: drain current) flows through the semiconductor channel 213. As a result, the transistor structure 200 serves as a switch for the capacitor 100 according to the present invention.

이하, 종래 기술에 따른 비교예와 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 특징 및 장점을 살펴본다.Hereinafter, look at the features and advantages of the present invention through a comparative example according to the prior art and a specific embodiment according to the present invention.

(비교예) (Comparative Example)

도 3은 본 발명에 따른 커패시터에 대한 종래의 비교예를 도시한 단면도이다. 비교예에 따르면, Ru로 형성된 하부 전극(10)의 상면에 TiO2로 형성된 유전체층(30)이 마련되고, 그 위에 상부 전극(40)이 마련된다. 상기 하부 전극(10)의 두께는 대략 300Å이고, 상기 유전체층(30)의 두께는 대략 150Å이다. 상기 상부 전극(40)은 두께 1000Å의 Pt(백금)전극을 사용하였다. 3 is a cross-sectional view showing a conventional comparative example for a capacitor according to the present invention. According to a comparative example, formed of TiO 2 on the upper surface of the lower electrode 10 formed of Ru Dielectric layer 30 is provided, and upper electrode 40 is provided thereon. The thickness of the lower electrode 10 is about 300 kPa, and the thickness of the dielectric layer 30 is about 150 kPa. The upper electrode 40 used a Pt (platinum) electrode having a thickness of 1000 Å.

그런데, 상기 유전체층(30)을 형성하기 위해서는 600℃ 이상의 고온 공정을 거쳐야 한다. 그 과정에서 빗금 친 A영역 즉, 하부 전극(10)과 유전체층(30)의 계면에서 열화가 일어난다. 특히, 통상적인 공정에 따라 스퍼터링(sputtering) 또는 화학 기상 증착(CVD)법으로 하부 전극(10)을 형성하고, 그 위에 역시 화학 기상 증 착법으로 유전체층(30)을 형성하는 경우 이러한 계면 열화를 피하기 어렵다. However, in order to form the dielectric layer 30, a high temperature process of 600 ° C. or higher is required. In the process, deterioration occurs at the hatched A region, that is, at the interface between the lower electrode 10 and the dielectric layer 30. In particular, when the lower electrode 10 is formed by sputtering or chemical vapor deposition (CVD) according to a conventional process, and the dielectric layer 30 is also formed thereon by chemical vapor deposition, this interface deterioration is avoided. it's difficult.

도 4는 상기 도 3의 비교예의 결정상을 XRD(X-Ray Diffraction: X선 회절)를 이용해 분석한 그래프이다. 상기 그래프를 보면, 유전체층(30)을 이루는 TiO2가 루틸(rutile)상(phase)뿐만 아니라, 아나타제(anatase) 상(phase)으로도 존재함을 알 수 있다. 이러한 아나타제 상의 존재가 상기 유전체층(30)을 통한 누설 전류를 증가시키는 영향을 미친다. 4 is a graph obtained by analyzing the crystal phase of the comparative example of FIG. 3 using X-Ray Diffraction (X-ray diffraction). From the graph, it can be seen that TiO 2 constituting the dielectric layer 30 exists not only in the rutile phase but also in the anatase phase. The presence of this anatase phase has the effect of increasing the leakage current through the dielectric layer 30.

도 5는 상기 도 3의 비교예에 따른 커패시터의 누설 전류 특성을 측정한 그래프이다. 상기 비교에에 따른 커패시터에 인가된 전압에 따라 누설 전류의 변화를 보인다. 예를 들어 반도체 메모리 장치 내에서 커패시터에 인가되는 전압이 대략 -1 V라고 할 때, 대략 10-1 A/㎠ 정도의 누설 전류 값을 가지는 것을 볼 수 있다. 반도체 메모리 장치 내의 커패시터에서 누설 전류가 크다는 것은 축적된 전하량, 즉 정보의 소실이 빠르다는 것을 의미하므로, 이에 대한 개선이 요구된다. 5 is a graph measuring leakage current characteristics of a capacitor according to the comparative example of FIG. 3. The leakage current changes according to the voltage applied to the capacitor according to the comparison. For example, when the voltage applied to the capacitor in the semiconductor memory device is about -1 V, it can be seen that the leakage current value of about 10 -1 A / ㎠. The large leakage current in the capacitor in the semiconductor memory device means that the accumulated amount of charge, that is, the loss of information is fast, and thus an improvement is required.

(실시예)(Example)

도 6은 본 발명에 따른 커패시터의 실시예를 도시한다. 본 실시예에 따른 커패시터(100')의 기본 구조는 상기 도 1의 커패시터(100)와 동일하다. 하부 전극(110')은 두께 300Å의 Ru전극이고, 도전성 화합물 층(120')은 두께 226Å로서 Ru와 TiO2의 고체 화합물이다. 상기 도전성 화합물 층(120')의 조성비는 루테늄(Ru)이 32at%이다. 상기 유전체층(130')은 두께 150Å의 TiO2로 형성되고, 그 위에 두께 1000Å의 Pt로 상부 전극(140')이 마련되어 있다. 6 shows an embodiment of a capacitor according to the invention. The basic structure of the capacitor 100 ′ according to the present embodiment is the same as the capacitor 100 of FIG. 1. The lower electrode 110 'is a Ru electrode having a thickness of 300 GPa, and the conductive compound layer 120' is a solid compound of Ru and TiO 2 having a thickness of 226 GPa. The composition ratio of the conductive compound layer 120 ′ is 32 at% ruthenium (Ru). The dielectric layer 130 ′ is formed of TiO 2 having a thickness of 150 μs, and an upper electrode 140 ′ is formed thereon with Pt having a thickness of 1000 μs.

도 7은 본 발명에 따라 하부 전극 위에 도전성 화합물 층이 마련된 모습을 보이는 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지이다. Ru박막 위에 Ru와 TiO2의 고체 화합물 즉, RuxTiyOz 층이 226Å의 두께로 형성되어 있다. 이러한 도전성 화합물 층을 형성하는 방법으로는 원자 층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)법을 이용하는 것이 바람직하다. ALD법을 이용함으로써 전술한 바와 같이 도전성 화합물 층의 조성비를 제어할 수 있고, 또한 상기 도전성 화합물 층의 표면 조도를 높여 그 표면과 그 위에 형성될 유전체층 사이의 계면 특성을 향상시킬 수 있다. FIG. 7 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a conductive compound layer provided on a lower electrode according to the present invention. Solid compound of Ru and TiO 2 on the Ru thin film, that is, Ru x Ti y O z The layer is formed to a thickness of 226 kPa. It is preferable to use atomic layer deposition (ALD) as a method of forming such a conductive compound layer. By using the ALD method, the composition ratio of the conductive compound layer can be controlled as described above, and the surface roughness of the conductive compound layer can be increased to improve the interface property between the surface and the dielectric layer to be formed thereon.

도 8은 상기 도 6의 실시예의 결정상을 XRD(X-Ray Diffraction: X선 회절)를 이용해 분석한 그래프이다. 상기 그래프를 보면, 유전체층을 이루는 TiO2가 대부분 루틸(rutile) 상으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 누설 전류 특성의 향상을 예측할 수 있다. FIG. 8 is a graph obtained by analyzing the crystal phase of the example of FIG. 6 using X-Ray Diffraction (X-ray diffraction). Looking at the graph, it can be seen that most of the TiO 2 constituting the dielectric layer is present in the rutile phase. This can predict the improvement of leakage current characteristics.

도 9는 상기 도 6의 실시예에 따른 커패시터의 누설 전류 특성을 측정한 그래프이다. 본 실시예에 따른 커패시터는 인가 전압이 -1V 일 때, 대략 10-5A/㎠ 수준의 누설 전류 값을 갖는다. 동일한 조건에서 대략 10-1 A/㎠ 정도의 누설 전류 값을 가지는 상기 비교예에 비해 누설 전류 특성이 크게 향상된 것을 확인할 수 있다. 9 is a graph measuring leakage current characteristics of a capacitor according to the embodiment of FIG. 6. The capacitor according to the present embodiment has a leakage current value of approximately 10 -5 A / cm 2 when the applied voltage is -1V. It can be seen that the leakage current characteristics are significantly improved compared to the comparative example having a leakage current value of about 10 −1 A / cm 2 under the same conditions.

이하, 본 발명에 따른 전도성 화합물 층을 구비하는 커패시터의 제조 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a capacitor having a conductive compound layer according to the present invention will be described.

먼저, 기판상에 루테늄계(Ru-based) 금속으로 하부 전극을 형성한다. 기판이란 특정한 단일 판만을 의미하는 것이 아니고, 본 발명에 따른 커패시터를 지지하는 판 형태의 구조물을 넓게 지칭하는 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 커패시터를 채용한 반도체 메모리 장치를 제조하는 경우, 트랜지스터 어레이(array)가 형성된 반도체 기판이 상기 기판에 해당한다. 이 외에도 본 발명에 따른 커패시터의 제조 방법은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 예견할 수 있는 모든 종류의 기판상에 형성될 수 있다. First, a lower electrode is formed of a ruthenium-based metal on a substrate. The substrate does not mean only a specific single plate, but broadly refers to a plate-shaped structure for supporting a capacitor according to the present invention. For example, when manufacturing a semiconductor memory device employing a capacitor according to the present invention, a semiconductor substrate on which a transistor array is formed corresponds to the substrate. In addition, the manufacturing method of the capacitor according to the present invention may be formed on all kinds of substrates that can be predicted by those skilled in the art.

루테늄은 귀금속(noble metal)에 속하는 금속 재료로서 화학적으로 이온화에너지가 수소의 이온화에너지보다 매우 크고, 산 및 산화제에 의해 산화되지 않는다. 또한 전기 전도도가 매우 높아 반도체 소자의 전극 재료로서 적합하다. 이와 유사한 성질의 귀금속 재료로는 금·백금·로듐·오스뮴·이리듐 등이 있다. 루테늄계 금속이란 순수한 루테늄 뿐만 아니라 루테늄을 주성분으로 한 합금 조성물을 포함하는 것이며, 필요에 따라서는 상기한 타 귀금속 재료로 대체될 수도 있다.Ruthenium is a metal material belonging to a noble metal, and chemically, ionization energy is much larger than that of hydrogen, and is not oxidized by acid and oxidizing agent. Moreover, electrical conductivity is very high and it is suitable as an electrode material of a semiconductor element. Precious metal materials with similar properties include gold, platinum, rhodium, osmium and iridium. The ruthenium-based metal includes not only pure ruthenium but also an alloy composition mainly composed of ruthenium, and may be replaced with the other precious metal materials described above if necessary.

루테늄계 금속으로 하부 전극을 형성하는 방법으로는 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착(CVD)법 또는 원자층 증착(ALD)법 등을 따를 수 있으며, 이와 같은 전극 층의 형성 및 전극 패터닝(patterning)에 관하여도 종래에 알려진 방법들을 적용할 수 있다. The method of forming the lower electrode from the ruthenium-based metal may be sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD), and the like. Formation and electrode patterning of the electrode layer may be performed. Also known in the art can be applied.

다음으로는, 상기 하부 전극 상면에 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계(Ru-based) 금속과 유전체층으로 사용될 전이금속 산화물을 포함하는 전도성 화합물 층을 형성한다. 상기 전도성 화합물 층은 루테늄 기지에 전이금속 산화물이 고 용된 고용체(solid solution)로서 실질적으로 전극의 역할을 할 수 있는 정도의 전기 전도성을 띠는 조성비를 갖는다. Next, a conductive compound layer including a ruthenium-based metal identical to the lower electrode material and a transition metal oxide to be used as a dielectric layer is formed on the lower electrode. The conductive compound layer is a solid solution in which a transition metal oxide is employed in a ruthenium matrix, and has a composition ratio that is electrically conductive to substantially serve as an electrode.

상기 전이금속 산화물로는 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 또는 이들의 합금과 같이, 높은 유전 상수를 갖는, 이른바 high-k 유전체 물질이 적합하다. 좀 더 구체적인 예로는, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O3, SrTiO3 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 동일한 하부 전극 재료에 대해 고용된 전이금속 산화물의 종류에 따라 적절한 전기 전도성을 가지는 조성비가 달라질 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 전극 재료가 루테늄일 때 상기 전이금속 화합물로서 TiO 2 를 적용하는 경우 루테늄이 32at% 이상 100at% 미만의 비로 포함되고, TiO2가 0 at% 초과 68at% 이하의 비로 포함된 것이 바람직하다.As the transition metal oxide, so-called high-k dielectric materials having a high dielectric constant, such as TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO or alloys thereof, are suitable. More specific examples include TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 3 , SrTiO 3, or alloys thereof. The composition ratio having an appropriate electrical conductivity may vary depending on the type of transition metal oxide that is dissolved in the same lower electrode material. For example, when TiO 2 is applied as the transition metal compound when the lower electrode material is ruthenium, ruthenium is contained in a ratio of 32 at% or more and less than 100 at%, and TiO 2 is contained in a ratio of more than 0 at% and 68 at% or less. It is preferable.

상기 전도성 화합물 층은 원자층 증착(ALD)법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. ALD법을 이용하면 원자수준에서 박막의 두께 및 조성을 제어할 수 있고, 형성된 박막의 표면 조도도 우수하기 때문이다. ALD법을 이용하여 상기 전도성 화합물 층을 형성하는 과정은 다음과 같다. The conductive compound layer is preferably formed using atomic layer deposition (ALD). This is because the thickness and composition of the thin film can be controlled at the atomic level using the ALD method, and the surface roughness of the formed thin film is also excellent. The process of forming the conductive compound layer using the ALD method is as follows.

도 10은 전도성 화합물 층을 형성하는 ALD 공정의 1 사이클을 도시한다. 먼저 반응로 내에 소스 가스 A를 주입하여, 기판 표면에 흡착시킨다. 그 다음 퍼지(purge) 또는 펌핑(pumping)을 통해 화학흡착종만 상기 표면에 잔류시킨다. 다시 반응로 내에 소스 가스 B를 주입하여 상기 화학흡착종과 반응시킨 다음 반응에 의해 형성된 AB의 단위 층만 남도록 퍼지 또는 펌핑한다. 이것이 원자수준의 단위 층 을 형성하는 하나의 사이클을 이룬다. 10 shows one cycle of an ALD process to form a conductive compound layer. First, source gas A is injected into the reactor and adsorbed onto the substrate surface. Then only chemisorbed species remain on the surface through purge or pumping. The source gas B is again injected into the reactor to react with the chemisorbed species, and then purged or pumped so that only a unit layer of AB formed by the reaction remains. This is one cycle of atomic layer formation.

이러한 사이클을 반복함으로써 원하는 두께의 층을 형성할 수 있다. 또한 상기 사이클을 반복하는 중간에 상기 소스 가스 A 대신 소스 가스 C를, 상기 소스 가스 B 대신 소스 가스 D를 사용하여 다른 성분의 단위 층(CD)을 형성할 수 있다. 이를 이용하면 원하는 조성의 화합물 층을 형성할 수 있다. 이 경우, 해당 층을 구성하는 물질의 조성비에 따른 빈도로 해당 물질의 단위 층을 형성 사이클을 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 구성 물질들의 고른 분포를 위해서는 각 구성 물질에 해당하는 사이클들을 번갈아가며 수행하는 것이 바람직하다. 이 같은 방법으로 원하는 두께의 전도성 화합물 층을 형성한 후에 열처리를 통해 조성의 균일성을 더욱 향상시킬 수도 있다. By repeating this cycle, a layer of desired thickness can be formed. In addition, the unit layer (CD) of other components may be formed by using the source gas C instead of the source gas A and the source gas D instead of the source gas B during the cycle. This can be used to form a compound layer of a desired composition. In this case, it is preferable to perform a cycle of forming a unit layer of the material at a frequency according to the composition ratio of the material constituting the layer. In addition, for even distribution of the constituent materials, it is preferable to alternate cycles corresponding to each constituent material. In this way, the uniformity of the composition may be further improved through heat treatment after forming the conductive compound layer having a desired thickness.

본 발명의 일 실시예에 따르면, Ru 단위 층을 형성하는 사이클을 주로하고, TiO2 단위 층을 형성하는 사이클을 전술한 조성비에 해당하는 빈도로 번갈아가며 수행하는 것이 바람직하다. 이때, Ru 단위 층 형성에 필요한 소스 가스 A와 소스 가스 B(반응 가스) 및 TiO2 단위 층 형성에 필요한 소스 가스 C와 소스 가스 D(반응 가스)의 종류는 매우 다양하며, 종래에 알려진 물질들을 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is preferable to mainly perform the cycle of forming the Ru unit layer, and to alternately perform the cycle of forming the TiO 2 unit layer at a frequency corresponding to the aforementioned composition ratio. In this case, the types of source gas A and source gas B (reactive gas) required for forming a Ru unit layer and source gas C and source gas D (reactive gas) required for forming a TiO 2 unit layer are very diverse. Can be used.

상기 전도성 화합물 층을 형성한 후에는 그 위에 유전체층을 형성하고, 상기 유전체층 위에 상부 전극을 형성한다. 상기 유전체층 및 상부 전극을 형성하는 방법은 종래에 알려진 임의의 방법을 따를 수 있다. ALD법으로 형성된 상기 전도성 화합물 층의 상면은 표면 조도가 우수하므로, 그 위에 형성된 유전체층과의 관계에 서 우수한 계면 특성을 제공한다. After forming the conductive compound layer, a dielectric layer is formed thereon, and an upper electrode is formed on the dielectric layer. The method of forming the dielectric layer and the upper electrode may follow any method known in the art. Since the upper surface of the conductive compound layer formed by the ALD method is excellent in surface roughness, it provides excellent interfacial properties in relation to the dielectric layer formed thereon.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니라 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다. While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments, rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.

전술한 발명의 구성에 의하여, 본 발명에 따른 전도성 화합물 층을 구비한 커패시터는 하부 전극과 유전체층 사이에 전도성 화합물 층을 배치하여, 실질적인 전극과 유전체층 사이의 계면 특성 향상을 통해 전기 용량 및 누설 전류 특성 등, 커패시터의 전기적 특성을 향상시키는 효과가 있다. According to the above-described configuration, the capacitor having the conductive compound layer according to the present invention arranges the conductive compound layer between the lower electrode and the dielectric layer, thereby improving capacitance and leakage current characteristics by improving the interface characteristics between the electrode and the dielectric layer. Etc., there is an effect of improving the electrical characteristics of the capacitor.

또한, 본 발명에 따른 커패시터를 반도체 메모리 장치에 채용할 경우, 집적도를 향상시킬 수 있고, 누설 전류의 감소로 전력 소모를 줄여주는 효과가 있다. In addition, when the capacitor according to the present invention is employed in a semiconductor memory device, the degree of integration can be improved and power consumption can be reduced by reducing leakage current.

아울러, 본 발명에 따른 커패시터의 제조 방법은 ALD법을 이용하여 상기 전도성 화합물 층의 조성 및 두께의 제어가 용이하도록 하고, 표면 조도를 향상시켜 그 위에 형성되는 유전체층과의 계면 특성을 향상시키는 효과가 있다. In addition, the method of manufacturing the capacitor according to the present invention has an effect of facilitating the control of the composition and thickness of the conductive compound layer using the ALD method, and improving the surface roughness to improve the interface characteristics with the dielectric layer formed thereon. have.

Claims (18)

하부 전극과 상부 전극 및 상기 두 전극 사이에 마련된 유전체층을 포함하는 커패시터에 있어서,In the capacitor comprising a lower electrode and the upper electrode and a dielectric layer provided between the two electrodes, 상기 하부 전극과 유전체층 사이에 배치된 것으로, 상기 하부 전극의 재료와 동일한 금속 물질과 상기 유전체층의 재료와 동일한 산화물을 포함하고, 전도성 화합물 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시터.And a conductive material layer disposed between the lower electrode and the dielectric layer, the conductive material layer comprising a metal material identical to the material of the lower electrode and the same oxide as the material of the dielectric layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부 전극은 귀금속(noble metal) 계의 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 커패시터.The lower electrode is a capacitor, characterized in that made of a metal material of the noble metal (noble metal) system. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하부 전극은 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 커패시터.The lower electrode is a capacitor, characterized in that selected from the group consisting of ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), palladium (Pd) and alloys thereof. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 유전체층은 전이금속 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 커패시터.And the dielectric layer is made of a transition metal oxide. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전이금속 산화물은 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 커패시터. The transition metal oxide is a capacitor, characterized in that any one selected from the group consisting of TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO and alloys thereof. 루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어진 하부 전극;A lower electrode made of a ruthenium-based metal; 루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어지고, 상기 하부 전극과 마주보게 배치된 상부 전극;An upper electrode made of a ruthenium-based metal and disposed to face the lower electrode; 전이금속 산화물로 이루어지고, 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 배치된 유전체층; 및 A dielectric layer made of a transition metal oxide and disposed between the lower electrode and the upper electrode; And 상기 하부 전극과 상기 유전체층 사이에 배치된 것으로, 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계 금속 물질과 상기 유전체층 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는, 전도성 화합물 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시터.And a conductive compound layer disposed between the lower electrode and the dielectric layer, the conductive compound layer comprising a ruthenium-based metal material identical to the lower electrode material and a transition metal oxide identical to the dielectric layer material. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 전이금속 산화물은 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 커패시터.The transition metal oxide is a capacitor, characterized in that any one selected from the group consisting of TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO and alloys thereof. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 전이금속 산화물은 TiO2이고, 상기 전도성 화합물 층은 루테늄계 금속 물질이 32at% 이상 포함된 것을 특징으로 하는 커패시터. The transition metal oxide is TiO 2 , The conductive compound layer is a capacitor, characterized in that containing at least 32 at% ruthenium-based metal material. 트랜지스터 구조체와 상기 트랜지스터 구조체의 드레인 영역에 연결된 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 장치에 있어서, A semiconductor memory device comprising a transistor structure and a capacitor connected to a drain region of the transistor structure. 상기 커패시터는,The capacitor, 루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어지고, 상기 트랜지스터 구조체의 드레인 영역에 연결된 하부 전극;A lower electrode made of a ruthenium-based metal and connected to a drain region of the transistor structure; 루테늄계(Ru-based) 금속으로 이루어지고, 상기 하부 전극과 마주보게 배치된 상부 전극;An upper electrode made of a ruthenium-based metal and disposed to face the lower electrode; 전이금속 산화물로 이루어지고, 상기 하부 전극과 상부 전극 사이에 배치된 유전체층; 및 A dielectric layer made of a transition metal oxide and disposed between the lower electrode and the upper electrode; And 상기 하부 전극과 상기 유전체층 사이에 배치된 것으로, 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계 금속 물질과 상기 유전체층 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는, 전도성 화합물 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a conductive compound layer disposed between the lower electrode and the dielectric layer, the conductive compound layer comprising a ruthenium-based metal material identical to the lower electrode material and a transition metal oxide identical to the dielectric layer material. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전이금속 산화물은 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.The transition metal oxide is any one selected from the group consisting of TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO and alloys thereof. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 전이금속 산화물은 TiO2이고, 상기 전도성 화합물 층은 상기 전도성 화합물 층은 루테늄계 금속 물질이 32at% 이상 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.The transition metal oxide is TiO 2 , The conductive compound layer is a semiconductor memory device, characterized in that the conductive compound layer contains at least 32 at% ruthenium-based metal material. 하부 전극과 상부 전극 및 상기 두 전극 사이에 마련된 유전체층을 포함하는 커패시터의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of a capacitor comprising a lower electrode and an upper electrode and a dielectric layer provided between the two electrodes, 기판상에 루테늄계(Ru-based) 금속으로 하부 전극을 형성하는 단계(a);(A) forming a lower electrode on a substrate with a ruthenium-based metal; 상기 하부 전극 상면에 상기 하부 전극 재료와 동일한 루테늄계(Ru-based) 금속과 상기 유전체층 재료와 동일한 전이금속 산화물을 포함하는 전도성 화합물 층을 형성하는 단계(b); 및(B) forming a conductive compound layer on the upper surface of the lower electrode, the conductive compound layer including a ruthenium based metal as the lower electrode material and a transition metal oxide as the dielectric layer material; And 상기 전도성 화합물 층 상면에 전이금속 산화물 유전체층을 형성하는 단계(c)를 포함하는 커패시터의 제조 방법.(C) forming a transition metal oxide dielectric layer on the conductive compound layer. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 단계(b)는 원자 층 증착(ALD)법을 이용하는 것을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법.The step (b) is a method of manufacturing a capacitor, characterized in that using the atomic layer deposition (ALD) method. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 단계(b)는 원자 층 증착(ALD)법을 이용하되, 루테늄계(Ru-based) 금속 막을 형성하는 사이클과 상기 전이금속 산화물 막을 형성하는 사이클을 각 성분의 조성비에 해당하는 빈도로 번갈아가며 수행하는 것을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법. Step (b) uses atomic layer deposition (ALD), and alternates the cycle of forming a ruthenium-based metal film with the cycle of forming the transition metal oxide film at a frequency corresponding to the composition ratio of each component. Method for producing a capacitor, characterized in that performed. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 전이금속 산화물은 TiOx, ZrOx, HfOx, TaOx, STO 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법.The transition metal oxide is any one selected from the group consisting of TiO x , ZrO x , HfO x , TaO x , STO and alloys thereof. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 단계(b)에서, 상기 전이금속 산화물은 TiO2이고, 상기 전도성 화합물 층은 루테늄계 금속 물질을 32at% 이상 포함하여 전기 전도성을 띠도록 조성되는 것을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법. In the step (b), the transition metal oxide is TiO 2 and the conductive compound layer is a method for producing a capacitor, characterized in that it is composed to be electrically conductive containing at least 32 at% of the ruthenium-based metal material. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 단계(b)는 원자 층 증착(ALD)법을 이용하되, 루테늄계(Ru-based) 금속 막을 형성하는 사이클과 상기 전이금속 산화물 막을 형성하는 사이클을 각 성분의 조성비에 해당하는 빈도로 번갈아가며 수행하고, 상기 전이금속 산화물은 TiO2인 것 을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법. In the step (b), the atomic layer deposition (ALD) method is used, and a cycle of forming a ruthenium-based metal film and a cycle of forming the transition metal oxide film are alternated at a frequency corresponding to the composition ratio of each component. And the transition metal oxide is TiO 2 . 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 단계(b)와 단계(c) 사이에 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터의 제조 방법.And a heat treatment step between the step (b) and the step (c).
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