KR20090020601A - 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 및 그 형성 방법 - Google Patents
마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 및 그 형성 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (51)
- 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자를 형성하는 방법으로서,워크피스 위에 하부층을 증착하는 단계;상기 하부층 위에 도전층을 형성하는 단계; 및상기 도전층 위에 유전층을 증착하는 단계로서, 상기 하부층은 상기 유전층으로 하여금 상기 도전층 아래에 상기 하부층이 존재하지 않을 때보다 더 높은 유전 상수를 갖게 하는, 단계를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층은 하프늄 실리케이트(HfSixOy)를 포함하고,상기 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층은 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층은 지르코늄 옥사이드(ZrOx), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층은 실리케이트를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 5에 있어서,상기 실리케이트는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy), 및 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로 닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층은 복합 산화물을 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 7에 있어서,상기 복합 산화물은 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 유전층은, 상기 유전층이 상기 도전층 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 40보다 큰 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층 위에 형성된 도전층은 제1 도전층을 포함하고,상기 제1 도전층 위에 상기 유전층이 증착된 후, 별도의 처리로, 상승된 온 도에서 유전층을 어닐링하지 않고 상기 유전층 위에 제2 도전층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 하부층 위에 형성된 도전층은 제1 도전층을 포함하고,상기 제1 도전층 위에 상기 유전층이 증착된 후, 별도의 처리로, 상승된 온도에서 유전층을 결정화하지 않고 상기 유전층 위에 제2 도전층을 증착하는 단계를 더 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 11에 있어서,상기 하부층은 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy), 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy), 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및/또는 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 도전층은 루테늄(Ru), 백금(Pt), 백금 로듐(PtRh), 백금 이리듐(PtIr), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 레늄(Re), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 니오브(Nb), 및 텅스텐(W), 및/또는 그 옥사이드, 니트라이드, 실리사이드, 또는 카바이드 중 적어도 하나를 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하고,상기 제2 도전층은 백금(Pt), 백금 합금, 텅스텐 니트라이드(WNx, WN, W2N), 텅스텐(W) 및/또는 티타늄 니트라이드(TiN)중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 전기 소자 형성 방법.
- 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터를 형성하는 방법으로서,커패시터 영역을 갖는 워크피스를 제공하는 단계;상기 커패시터 영역의 적어도 일부 위에 하부층을 증착하는 단계;상기 커패시터 영역에 제1 전극을 형성하기 위해 상기 하부층 위에 제1 도전층을 형성하는 단계;상기 제1 도전층 위의 상기 커패시터 영역에 탄탈륨 옥사이드층을 증착하는 단계로서, 상기 하부층은 상기 제1 도전층 위의 탄탈륨 옥사이드층으로 하여금, 상기 제1 도전층 아래에 하부층이 존재하지 않는 것보다 더 높은 유전 상수를 갖도록 하는, 단계; 및제2 전극을 형성하기 위해 상기 탄탈륨 옥사이드층 위에 제2 도전층을 형성하는 단계를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 하부층은 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및/또는 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 하부층은 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 하부층은 실리케이트를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 16에 있어서,상기 실리케이트는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로 닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 하부층은 옥사이드를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 18에 있어서,상기 옥사이드는 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 청구항 13에 있어서,상기 유전층은, 상기 유전층이 상기 제1 도전층 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 40보다 큰 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터 형성 방법.
- 마이크로일렉트로닉 워크피스용 전기 소자를 형성하는 방법으로서,상기 워크피스의 일부 위에 라이너를 증착하는 단계;상기 라이너 위에 도전층을 형성하는 단계: 및상기 도전층 위에 유전층을 증착하는 단계로서, 상기 도전층 위에 유전층을 증착한 후 대략 300℃ 위의 환경에 상기 유전층을 노출하지 않고, 상기 라이너가 상기 도전층 아래에 없을 때보다 상기 라이너가 상기 도전층 아래에 있을 때 상기 유전층이 더 높은 유전 상수를 갖는, 단계를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 21에 있어서,상기 라이너는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및/또는 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 21에 있어서,상기 라이너는 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워 크피스용 전기 소자 형성 방법.
- 청구항 21에 있어서,상기 유전층은, 상기 유전층이 상기 도전층 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 40보다 큰 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 워크피스용 전기 소자 형성 방법.
- 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법으로서,측벽이 있는 디프레션을 갖는 워크피스를 제공하는 단계;상기 디프레션의 측벽을 적어도 부분적으로 덮도록 라이너를 증착하는 단계;제1 전극을 형성하기 위해 상기 디프레션의 라이너 상에 제1 도전층을 형성하는 단계;상기 제1 도전층 위의 디프레션에 탄탈륨 옥사이드층을 증착하는 단계로서, 대략 300℃ 위의 온도에서 별도의 처리로 탄탈륨 옥사이드층을 결정화하지 않고, 상기 라이너는 상기 탄탈륨 옥사이드층으로 하여금 적어도 대략 40의 유전 상수를 갖게 하는, 단계; 및제2 전극을 형성하기 위해 상기 탄탈륨 옥사이드층 위에 제2 도전층을 형성하는 단계를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 25에 있어서,상기 라이너는 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및/또는 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 25에 있어서,상기 라이너는 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 도전층은 루테늄(Ru)을 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 25에 있어서,상기 라이너는 실리케이트를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 28에 있어서,상기 실리케이트는 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터 를 형성하는 방법.
- 청구항 25에 있어서,상기 라이너는 옥사이드를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 30에 있어서,상기 옥사이드는 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 청구항 25에 있어서,상기 유전층은, 상기 유전층이 상기 제1 도전층 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 50의 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 워크피스에 커패시터를 형성하는 방법.
- 마이크로일렉트로닉 장치용 소자로서,제1 면 및 상기 제1 면과 반대편의 제2 면을 갖는 전기적 도전성 소자;상기 전기적 도전성 소자의 제1 면과 접촉하는 유전층; 및상기 전기적 도전성 소자의 제2 면의 적어도 일부와 접촉하는 라이너로서, 상기 라이너는 상기 유전층으로 하여금 상기 라이너가 상기 도전성 소자의 제2 면과 접촉하지 않을 때보다 더 높은 유전 상수를 갖게 하는 라이너를 포함하는 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 라이너는 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및/또는 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전성 소자는 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 라이너는 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전성 소자는 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 라이너는 실리케이트를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 36에 있어서,상기 실리케이트는 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 라이너는 옥사이드를 포함하고, 상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 38에 있어서,상기 옥사이드는 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 유전층은, 상기 유전층이 상기 도전성 소자 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 40보다 큰 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 청구항 33에 있어서,상기 라이너는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy), 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy), 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및/또는 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 도전성 소자는 루테늄(Ru), 백금(Pt), 백금 로듐(PtRh), 백금 이리듐(PtIr), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 레늄(Re), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 니오브(Nb), 및 텅스텐(W), 및/또는 그 옥사이드, 니트라이드, 실리사이드, 또는 카바이드중 적어도 하나를 포함하고,상기 유전층은 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 소자.
- 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터로서,라이너;상기 라이너와 접촉하는 제1 전극;상기 제1 전극과 접촉하는 제1 면, 상기 제1 면과 반대편의 제2 면을 갖는 유전 스페이서로서, 상기 라이너는 상기 유전 스페이서로 하여금 상기 라이너가 상기 제1 전극과 접촉하지 않을 때보다 더 높은 유전 상수를 갖게 하는 유전 스페이서를 포함하는 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 라이너는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및/또는 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 전극은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전 스페이서는 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 라이너는 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 전극은 루테늄(Ru)을 포함하고,상기 유전 스페이서는 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 라이너는 실리케이트를 포함하고, 상기 유전 스페이서는 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 45에 있어서,상기 실리케이트는 하프늄 실리케이트(HfSixOy) 및 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 라이너는 옥사이드를 포함하고, 상기 유전 스페이서는 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 47에 있어서,상기 옥사이드는 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 유전 스페이서는, 상기 유전 스페이서가 상기 제1 전극 위에 증착된 후 대략 300℃ 위의 환경에 노출되지 않고, 대략 40보다 큰 유전 상수를 갖는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 청구항 42에 있어서,상기 라이너는 하프늄 옥사이드(HfO2), 하프늄 실리케이트(HfSixOy), 하프늄 알루미늄 옥사이드(HfAlxOy), 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 지르코늄 실리케이트(ZrSixOy) 및/또는 지르코늄 알루미늄 옥사이드(ZrAlxOy) 중 적어도 하나를 포함하고,상기 제1 전극은 루테늄(Ru), 백금(Pt), 백금 로듐(PtRh), 백금 이리듐(PtIr), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 레늄(Re), 이리듐(Ir), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 니오브(Nb), 및 텅스텐(W), 및/또는 그 옥사이드, 니트라이드, 실리사이드, 또는 카바이드중 적어도 하나를 포함하고,상기 유전 스페이서는 탄탈륨 옥사이드(Ta2O5)를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 장치용 커패시터.
- 프로세서; 및상기 프로세서에 동작가능하게 결합된 메모리 장치로서, 상기 메모리 장치는 커패시터 구조를 포함하고, 상기 커패시터 구조는, 라이너, 상기 라이너와 접촉하 는 제1 전극, 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 면, 및 상기 제1 면과 반대편의 제2 면을 갖는 유전 스페이서, 및 상기 유전 스페이서의 제2 면과 접촉하는 제2 전극을 포함하고, 상기 라이너는 상기 유전 스페이서로 하여금 상기 라이너가 상기 제1 전극과 접촉하지 않을 때보다 더 높은 유전 상수를 갖게 하는, 메모리 장치를 포함하는, 시스템.
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