經濟部中央標隼局員工消費合作杜印製 A7416137_b7__五、發明説明（'） 本發明鼷於有ffl使用於積體霣路中之薄貘饞霣之方法 及裝置.較特別地，一種毗郯鐵霣薄膜稹牖之超晶格物 質之平滑底部當極结構透《較少的印記及較長之記億保持 時藺來改良嫌霣型轚容器之記嫌保持特性。2.aja_ijs〇L. 薄麇鐵霣物質偽使用於多種非揮發性醣機存取記德靄 裝置，例如頒給Koike之美囲專利案號第5600587號掲示 一_利用含有雄霣型霄容器及開鼸霣晶髓之記德鳗單元 的鐵霣型非揮發性醣禳存取記億醣。頒給〇Bura之美國 專利案號第M95438號掲示一種嫌電型記億齷其撝由並 聯達接之嫌霄型霣容器所形成，該等《容器具有不同矯 頑場值之鐵霣物霣，且因此可使用或餘存多數值之資料 。頒給Nishiiura等人之美國專利案號第5592409號掲示 一種非揮發性記嫌釀含有一嫌電層其傈由外加電B於兩 閘極間而棰化，當一高或低霣流流遇該雄®曆時•該極 化或記憶龌饑存狀態被讀取，其允許非破壤性之讀取。 頒給Takeuchi等人之美圃專利案號第5539279號掲示一 種高速率之一笛晶醴-一霣容器之嫌霣型記德釀其切換 於含有一動態随機存取記憧體（"DRAM”）棋式舆一鐵霣型 随機存取記億賭（"FEIiAM”）模式之兩作業棋式之間。 第1國描繪鐵霣型薄禊之一理想之極化磁滯曲線1〇〇。 曲線100之镅邊102檄藉量度在一鐵鼋型霉容器上之電荷 H -1- u I I -I I -I 1 —I— I— - - I I I 丁 - * ί 、vs {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 416137五、發明说明（> ) 線改 曲而 〇 荷 生之 産上 來器 值容 負電 一 型 至電 值鐵 正一 一 在 自度 E 優 場藉 f I ϋ aN 貝 之04 加ί 施 變 改 而 邊 侧 之 , 同 上 ， 知場 習頑 。矯 的之 生零 産為 來 Ρ 值化 正極 一 使 至求 值要 負被 1 為 自稱 Ε^ 場 C 電 之 C 加 Ε 施一 變點 及 或 Γ P 化 榧 之 留 殘 地 J11K 樣 物 型 賀 鐵 處 值 場 電 零 在 係 、 量 大之 的Γί 同2Ρ 相為 有 ， 具以 上所 想 ， 理的 在異 值相 Ρ 多 _ 大 及傲 ΡΓ值 該等 ，該 化上 極際 之實 中在 質但 值 化 搔 生 ΛΘ 等 -Ρ該 及 。 ΡΓ同 之不 際上 實小 上大 加在 藉值 # 等 化該 極使 之即 度 ， 的 算 計 而 值 對 絶 之 值 及 交 Γ Ρ 於 6 等 10係 端PS 末 ， 如中 例電 ，鐵 端之 末想 二一 H 性理 線一 之於 路 。 迴的 滯度 磁量 該而 插軸 外化 藉槿 偽叉 中 區 電心 鐵中 際之 實形 在矩 , 傜 為質 行實 之 ， 電狀 鐵盒 性 ， 線的 非大 及一 質 C 介的 電同 性不 線值 於等 由該 但 ， 之 間 4 ο 1 與 2 ο 1 - 線 曲 之 化 極 與 場 頑 矯 於 對 相 其 由 出 示 顯 體 億 記1 為 用 適 而 離 分 的 廣 寬 滞電 磁鐵 想體 理積 之在 示用 所使 中究 圖研 1 已 第者 著究 離研 背 ， 質起 物代 電年 鐵70 之19 用從 所自r。 目性 特 ---------私_： - ί (誚先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 訂 經濟部中央標皁局員工消f合作社印掣 展之 發er Γ 之hr 質R0 物給 諸頒 於 ， 由如 究例 研 。 等功 該成 -未 上尚 業而 商性 在特 但滞 ，磁 質之 物想 之理 置反 裝違 第 於 現 表 m 體 9' 2 億 9 _ 3 記 9 丨 3¾ 第電 號鐵 案於 利用 專使 國供 美究 研 〇 的鉀 質酸 物硝 電之 鐵相 之[11 期t 早 著 告 報 號 且微 性在 化質 極物 的等 低該 此地 如際 有實 具而 質害 物之 鉀記 酸印彳 硝及_ ，勞 是疲 卻受 果遭 結地 * 良 上不 際此 實如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21ϋΧ29?公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 416137 ___ ___ — - - ——- ___ 五、發明説明（3 ) 電子記億體中無用，幾乎不可能發現鐵電其符合商業之 要求。用於稹體鐵電裝置之最佳物質傜利用可獲得自習 知之稹體電輅之操作電壓，亦即，3至5伏恃（"V”）之 矯頑場來切換，該等物質廳具有—極高之棰化性，例如 —確定為2Pr之超過12至15拥（庫倫每平方公分（"私C/ca2 ”） 以允許建構具有足夠密度之記億體。槿化疲勞應很低或 不存在，而且，該鐵電物質應不會印記，亦即，磁滞曲 線不眶偏移而給予一正的或負的矯頑場。 第2圈描槍磁滯曲線1U0上之環境應力之效醮。曲線 2 0 0顯示曲線l〇fl上之疲勞效應，疲勞滅少了界定中心區 108之曲線102與間之分隔，中心區會因額外之疲 勞而逐漸呈較小，此分隔之改變係由於發生在鐵電物質 中之點電荷不良之産生為棰化切換與在施加電場上之 電荷不良之相關篩遴之效應之结果，所以，疲勞造成該 鐵電物質由於重後極化之切換而過度地損耗。 頒給Araujio等人之美國專利案號第5519234號掲示出 曲線200之疲勞問題可實質地利用描逑於Snolenskii等 人之”鐵電及相騎物質”，Gofden及Breach(1984)之諸如 ”層列之鈣鈦礦類似物"之層列超晶格來克服，該層列之 超晶格物質傜具有提供一薄膜鑷電物質之能力其中極化 狀態可切換到至少109次而具有少於30%之疲勞，此疲 勞耐久力之準位在該項技術中提供了重要的進步因為至 少約三次方大小較佳於其他，例如鉛錯鈦酸鹽（H P Z T H } 或鉛_結鈦酸鹽（"PLZT Μ之镦電的疲勞耐久力。習知之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇Χ2ί>7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填苟本頁} *1Τ 416137 Λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（& ) 醑列超晶格物質製品初步地已使用鉑/鈦（Pt/Ti)底部 霣極及1800埃（i)厚度之等级之雇列超晶格物質膜來作 成，鈦傜使用作一黏附層以防止該電極自基醱剝雄。 根據5*〇丨6118}^丨耆之15.3節，該層列之鈣鈦礦類似物 之物質或層列超晶格物質可分類為三種大概之形式： (A)具有化學式之化合物，其中A=Bi3+ ,Ba2+,Sr2+，Ca2+,Pb2+,K+,Na+及其他間等大小之離 子，以及 M = Ti4+. Hb 5+,Ta5+ ,Mo6+, V& + ,Fe3+ 及其他 充谋氣八面體全離子； (B )具有化學式A m+1 Mm0 3m+12化合物，含有諸如緦鈦酸 鹽 Sr2 Ti〇4 , Sr3 Τί2 〇7 及 Sr4 Ti3 Oi〇 之化合物 :以及 (C)具有化學式AmMn 0 3πΗ·2之化合物，含有Sr2Nb2 07, Laa Ti2 〇·? , St's TiNb4 Or?及 Sr*6 ΤΪ2 Hb4 〇2〇 之 化合物。 Sno丨enskii指出鈣鈦釀類似物鳜可根據顧值而具有不 同之厚度，及指出鈣鈦磯A H〇3主要你任何具有=無限 值之形式之層列鈣鈦磯類似物結構之限制例。同時 Snolenskii指出若具有最小厚度U = 1)之醑被表示為P 而秘-氣層被表示為B,則第I型化合物可描繪為 B P m B P m . . .進一步地，Snolenskii指出若b偽一棰 小數目，刖含有種種厚度之鈣鈦礦類似物層之晶格及所 有已知之第I型之化合物係鐵電。 除了鑤究於層列超晶格物質之雄電在低痠努中的驚人 -6 - II—— — — —ί I H ί ^ ] - n - - 1—_ 丁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2!〇Χ2们公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 416137 A7 B7五、發明説明（Γ ) 改善之外，尚留有由第2圏之曲線202所表示之印記問 曲線20 2顯示出琛境之鼴力可印記曲線1〇〇以《移其 至右邊或左邊，此印記發生於當嫌爾物質遒受重複之單 向霣鼷脈波時，同時若干印記發生為一般磁滯切換之結 果，該鐵電物質保持一殘留之極化或《壓其相對於所施 加之霣場而以一正或負的方向«移梅I邊102及104。所以 曲線20 2已由一鐵電霄容器之重複負的脈波而偏移於一 正方向204之中，同時在相反方向中之偏移可由於相反 電S之重複脈波而發生，此形式之脈波表示重後之單方 向霣暖循環諸如PERAMs之感知作業之結果之所發生於鐵 / 霣物質者。印記可如此嚴重使得嫌電物質不再保持一相 對®於通輯1或0值之棰化狀態。 頒給Verhaeghe之美國專利案號第5592410號稱呼該鐵 霉印記之現象為”補償’’，該’410之專利掲示該印記問題 可由在寫入循環之脈波霣》反轉以送回該磁滯迺路朝向 未印記之曲線100之位置，如比較於曲線202 3寺。因而.該 印記問題煤由持殊之寫入作業所反轉其中該贓波之電壓 你相反於切換電鼷，再者，所推薦之霄壓脈波並未解決 整侮問題因為該現象愾部分地無法反轉的，所靦察之印 記反映出相對應之改變於鐡霣晶醴之撖結構中，例如點 霉轼之不良與相鼸之棰化晶體領域之捕捉之産生。在微 結構中之該等改變均像無法反轉的。 第3圖描繪鑷電記憶體讀取/寫入控制作業上之疲勞 及印記之有害效麻，記廉醴控制瓖輯電路箱要一最小之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 416137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 B7五、發明説明（) 楝化分隔窗其偽由虛線匾300表示，區300必須足夠大以 库生充分之讀取電荷供記億醱作業用，例如供記億體感 知放大器電路之作業用。一初始之2Ργ·分隔窗302沿著軌 跡304及306在鐵窜記億醱裝置之整個生命傾斜，直到約 10年之後或在如此之固定正常使用之後為止，軌路304 铒306間之分割在執行記慷體作業時傷太小，此正常使 闬之生命期之後緊随著鼸力時間線308,曲線3〗0像來自 產生曲狳100之相同之物質之極化磁滯曲線但置度於傾 斜在沿箸軌聃304舆30 6之時間中之一點S6,所殘留之極 化值Rus及R»*相對於疲勞及印記物質之+ Pr及〜Pr, Rus 及R·»偽界定為疲勞之磁滯曲狳310中零電場之殘留極化 ，筋頭312顯示一數量之正極化保持之損耗其傜主要由 於疲勞，箭頭314顯示一數量之負極性之印記損耗其像 主要由曲線312相對於曲線100之印記轉移所造成，箭頭 316顯示曲線312相對於曲線100之一數量之電壓中心轉 移，此電喔中心之轉移指出鐵電物質之印記。 故需要有一種鐵電薄膜電容器其且疲勞良好#具有長 的記億保持時間，且偽實質地免於印記問題。 解决_方皮 已發琨如第2圖中之曲線2 02所示之印記現象係由鐵電 膜之上表而不規刖所影灌，例如，該等相對慝於薄膜鐵 雷雷容器装置中底部電極上之小高處或在該鐵電膜之頂 部上之相類似之表面不規則。特別地，習知技術之鉑/ 鈦底部電極形成尖銳之小高處其係易於增加印記量，所 -8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 416137 A7 經濟部中央標窣局員Η消费合作社印製 B7五、發明説明（7 ) 以具有尖鋭不規則之電槿之鐵電電容器在積體記億體中 提供拙劣之電子性能。 本發明藉由提供一種本質上平滑或無小高處之底部電 極舆層列超晶格物質結合使用而克眼上述諸間題，特別 一 地，該等鐵電物質傜以截積處理以呈現一類似平滑之表 面供製造頂部電極。該等層列超晶格物質良好地阻止疲 勞，且其對於平滑底部電搔之符合改善了在諸如FERAMs 之積體鐵電記億體中之印記表現。 同時，該等電極允許較薄之層列超晶格物質膜之使 用而不會縮小鐵電電容器，該等薄膜在其記憶保持窗 中顯出驚人之改善因為在較薄物質中之記憶保持窗可具 有比存在於同等較厚物質中較大的大小，將企望的僅偽 相反之效應因為在較厚物質中之許多定向之鐵電領域應 提供一較大累積之極化效應，但此較大之累積之棰化效 應在實際上並未觀察到，因而，使用平滑電極與薄膜允 許較佳鐵電記憶體之建構。 根據本發明之薄膜電容器包含：一底部電極，具有一 第一平滑表面；一鐵電薄膜層列超晶格物質；及一頂部 電搔，具有一第二平滑表面。最诖之層列起晶格物質傜 锶鉍钽酸鹽及锶鉍鈮鉋酸鹽，該鐵電薄膜層列超晶格物 質接觸諸電搔之平滑表面且具有範圍自500埃至2300埃 之厚度，因此，電極之一上之平滑表面傜界定為一其中 所有表面之不規則偽以朝向薄模鐵電_列之超晶格物質 之突起而突出一小於鐵電薄膜層列超晶格物質厚度中之 -9 - (請先閲讀背面之注意事項再填离本買) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416137 A7 _ _B7 _ _______ 五、發明説明（皮） 再分之二十厚度之距離為特m,同時較佳地像所有在平 滑霣榷上之表面不規則傣實質圖形且本質上並非銳角的 。另一方式界定一平滑表面係該表面為較平滑*亦邸， 具有較同樣的澱穡在矽上其已平滑退火而在500 ¾至soot： 暴8S於氣氣1小時之2000埃/ 200埃厚度鉑/鈦疊層電極 小的尖銳•小的离度及少的數目之表面不規則。 大致地，使用於本發明之鐵笛薄膜醱列超晶格物質具 有麇度範圍自500埃至2300埃.難很少需要但在此範釀 以上之厚度亦傣可用，一較佳範》之看列超晶格杨寅厚 摩僳自500埃至1100埃，此範麵甚至較佳於自500埃至 1 000埃，而最佳於自500埃至800埃。晋知技術未顯示出 具有小於大約1300埃之該等小摩度之層列超晶格物質。 本發明之鐵電轚容器顯示慶異之霣子性能，例如，該 嫌霣薄膜層列之超晶格物質傜能在由6伏待波切换1〇 a 次而於125t：之疲勞测試之後提供-3伏待（V)之極化或至 少之霣荷分厢窗，該等6伏特之切換脲波比 較於一般積體霣路之操作霣®傜很离的，而傾向於加速 铕勞，該7 « C/c* 2之分隔窗係足以輿習知之積暖記埯 體控制麵輯電路互勡c·當膜厚度減少至約500埃時，分 隔窗會增加，較薄於500埃之層列超晶格物質膜會不同 地結晶化a在沿箸晶粒或領域邊界潁出多孔性其使它們 不婧用於鐵電霣容器。 梅镰本發明之雄霣薄膜層列之超晶格物質之優異電子 性能之另一形態偽優異之阻止於印記，苘時，該等截霉 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS規格{ Μ0Χ297公釐） ---------衣—: (請先閲讀背面之注意事項再填本I j 、-° 416137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（夕） 薄_層列超晶格物質偽具有在如上述之6伏特方波切換 10 1(5次之後顯示一相對鼴於3伏特極化分隔窗少於0.11 伏特之磁浦供移。 又一優異電子性能之形態係發展超薄鐵電層列之超晶 格物質其本質地不會疲勞。平滑霄極之使用允許使用之 擻霄薄膜在利用1.5伏特1 0000Hz之三角波切換10 1(5之後 具有少於約2%之2Pr之劣化。此獨特之戡電性能像來自 超薄膜，例如該等範團自500埃至800埃之厚度。 於一較诖之實施例中，該底部霣極含有一毅積在一氧 化鈦鼷上之鉑磨。 ί 於另一較佳之實施例中，該底部甭極含有一滅積在一 例如TiN之金颶氪化物上之鉑蘑，傜在一鈦附著層上之 擴散障礙層。 於非較佳之實施例中，該底部電極含有一鉑層於一鈦 附著層，該等實_例並非較佳係因需要額外之离理以提 供一本質免於尖鋭小高處之底部電搔，一平滑電極具有 一鉑/鈦金羼間之障礙區，該等金臑係在一暂時之金膈 氣化物之覆蓋層下於600 C至8001退火30分鏡至2小時 ，該金廳氣化物之覆蓋層僳實際地由HF(簠氟酸）蝕刻麵 去除兵由一第二鉑層所取代。蘧澤性地，一層列之超晶 格物質可使用作一插置在鉑/鈦疊層之底部電極與例如 矽晶圓之下方基體間之熱應力緩衝層。較佳地，該頂部 霉樺為鉑。 製作戡電電容器之製程含有熱處理條件之小心控制. -11 - I- - 1^1 1^1 1^1 HI ί ί κ - 1^— .—— ^ Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2! 0 X 297公釐） 416137 經濟部中央標準局員工消費合作社印衆 A7 B7五、發明説明（、° ) 形成一平滑之底部電極其中在一底部電極上之所有表面 不規則特性僳實質地為圓形且本質地没有銳角，此平滑 性衍生自一適當選擇之材料及退火溫度，例如，平滑性 之需要必須使一在氣化鈦電極上之鉑在幾乎不超過正好 450 eC之溫度之氣氣下退火β 一液體先質被澱積在底部電極之上以提供一先質膜， 該先質膜偽具有在該先質膜之乾燥及退火時産生一鐵電 層列之超晶格物質之能力。該先質膜之乾燥傜完成於小 於4 0 (TC之溫度以提供一乾燥之先質殘留物，該乾燥之 先質殘留物傜利用快速^熱處理法（"R Τ Ρ ”）於範圍自5 2 5 °C 至725 °C之RTPffi度柔性烘乾一範圍自30秒至5分鐘之時 間週期。較佳地，該RTP溫度偽自625 °C至65(TC之範圍， 且最佳地為650 °C其像最高溫度可一致地産生一平滑之 上方表面於最終之柔性烘乾之先質殘留物之上，該柔性 烘乾之先質殘留物骼在一退火溫度範圍自500 "C至S50°C 之氧氣下退火於一擴散爐之中，較佳地，該退火溫度係 範圍自52(TC至560°C，且最佳地俗550°C其偽勉強足以 使該鐵電層列之超晶格物質自該柔性烘乾之先質殘留物 晶髏化。 其他特性，目的，及優點於當讀取下文結合於附圖之 詳細説明時將呈明顯於該等精於是項技藝者》 圖式簡蜇說明 第1圖偽參照習知之使用來描述磁滯待性曲線之形態 之術語來描繪一理想之習知鐵電極化磁滯特性之曲線； -1 2 - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標半（CNS ) A4規格（2丨0>< 297公釐） 416137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（) 第2圖描繪理想之第1匯曲線鄰箸其他顯示極化疲 勞及棰化印記之問題； 第3鬮示意地描繪該等問題，即記億醱控制轚路面對 當級電記憶髏中之鐵電物質由於疲勞及印記問題而劣化 時； 第4 _描獪一鐵霄霣容器其本質地具有根嫌本發明之 平潸霣極； 第5圈描飨一積體電路記億醴之電路酾其偽第4围之 鐵窜電容器之較桂利用； 第6鼸描獪一傾別之穑體霣路之非揮發性記德醱單元 之鬣路釀，諸如可利用於第5圏之記摁臟之中及使用第 4國之鐵電雷容器； 第7匾描飨一層列結構顯示鶴別之記憶體窜元如何可 實施於一相對應於第5及6鼸之積髏電路記德醯； 第8鼷描繪一示意之製程匾用於製作一相對鼴於第7 顯之層列結構之記慊體單元； 第9圏描繪一程序用以測試鐵霣疲勞及印記輿整齒時 酹記磨醱之保持； 第10圏描繪若干根據不同製程條件所製備之鐡電霄容 器中之印記指示器之fcb較； 第11顧描燴一極化之磁滯特性曲線，取得自根據本發 明所産生之一超薄膜鐵電電容器； 第12圖描繪一搔化之疲努射久度曲線其傜取得自使用 於第U圔之磁滯待性量度中之樣品； -13- n 1 · i 1 - mi HI In .1- I — 1^1 -I— I -I- -1-- ..... - \~Ψ ^--s 、 ' * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29·?公釐） 經滴部中央標準局員工消費合作社印製 416137 A7 B7五、發明説明（a ) 第13圖描繪一粗糙之底部電極之掃描性電子顯徹相片 其並不被企望使用於本發明中；以及 第14圖描繪一根據本發明在一平滑底部電極上使用 之薄膜鐵電層列超晶格物質之透射性電子顯微相Η。 齢诖奮掄例詳細説明 第4圖描繪根據本發明之一較佳鐵電電容器400, — 習知之晶圓402支撐鐵電電容器4 0 0 ,且較佳地镍一矽晶 _，但同時可為任何其他之習知物質含有至少銻化錮^ 氣化鎂，锶鈦酸鹽，青玉，石英紅赍石，砷化鎵，及該 等物質之組合。一第一隔離層404之氧化矽，例如，至少 約200D埃厚，較佳地形成在一矽晶圓402上方。一附著 層40 6偽由氧化鈦所作成，其同時較佳地約1GG0埃厚， 緊随箸是3000埃厚度之鉑層4H 一約1500埃厚之氮化 鈦之擴散障礙層408俗選擇性地形成在附著層406之上方 。其中使用擴散障礙層408時，附箸層406可包含一 20 0埃 厚度之噴鍍鈦，而鉑層4 1 Q可為1 5 0 0埃厚。 層4 0 6，4 0 8及410含有底部電極412，其表現一具有複 數之例如不規則416及418之表面不規則之第一平滑上方表 面414。因此，一表面之不規則僳界定為一在電極表面上 之結構特性其根據一所要之外形而分為一平滑及不中斷 製怍之電極。表面特性之實例包含尖鋭或銳利之小高處 ,小的圓形之小丘，及小的圓形之坑洞，其中偽企圍為 一本質平面之電極表面。該薄膜表面之特性或不規則僳 在掃描性電子顯微鏡之觀察下於高倍率所觀察。該等 -1 4 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2!ΟΧ297公釐） 416137 at B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印裂 五、發明説明（G) 表而之不規則416及418均傣為圓形且本®地沒有可在習 知鉑/鈦轚極上被觀察為小高處之銳角形式。 薄櫸件之平滑霣極結構可取代第4圖中所示之底部電 檷412、該等灌擇性之平滑«極結構包含鉑/鈦及柏/ 氣化碎之*層霣捶，大致地，鉑/鈦霣極並非所要的， 因為它們太粗《除非它們由描述在相對癟之申請茱第 08/ 427897及08/ 473432»中之特殊製程所作成。任何 平》®棰可使用作底部霣極412,且将理解的是，無論 何理由只要底部霣棰保持本質地平滑，酣額外之層或較 少之*可加在第4讓中所示之實例結構之中。特別地· 平》性你必要的以用於防止在底部霣極412上之火花造 成經由鐵鬣霣容器400之短路，同時，霣棰平滑性防止 表面不規利性迪成點霣糖或狳缺陷於薄膜嫌*層列之超 晶格物質層420。 一簿醭鐵《層列之超晶格物質層4 20接觸第一平滑雇 414,實霣地，並沒有表面之不規則416及418在第一平 滑表面414上朝向嫌霄靥420垂直地突起一大於曆414中 百分之二+之垂直厚度之距離，而較佳地傈該等表商之 不規目I丨突起少於百分之十四。 一 2000埃摩度之鉑頂部霣極422钃示一具有複數之相 醑表而不規M,例如不規則426之第二平滑表面424，該 等表面之不規酣426均傺為画形且本典地沒有可在習知 鉑/鈦霄棰被觀察為小高處之銳角形式，實質地， 並沒有表而之特性416及418在第一平滑表面414上朝向 -15- -------.---^ .衣 ί — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 416137 A7 B7五、發明説明（t4 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 鐵雷層420垂直地突起一大於層414中百分之二十之垂直 摩度之距離，辙笛層420在鐵霣層420 ,鉑層410及頂部 霉極422間之相對瞧之接«界面處吻合於第一表面41 4及 第二表而428。 有兩修主要原因為何表面之不規朗416, 418及426不 會突出到級«層420之内一大於雄霣層420中之百分之二 十庫度之庙離，第一镰原因有鼷崩潰霣歷，該層列超晶 格物質具有約lMV/c»(毫伏特/公分），亦邸，自0.9MV 至1.1MV之崩潰«躔已被研究出，所以，約100埃之層列 超晶格物質霱要耐S1伏待而不會崩潰，接替你兩不規 則可在轚極間相互重璺，例如，表面不規則426實質地 與表面不規則416對齊。若崩潰發生時雄霣層420之整鍤 極化無法發生。所以，至少150埃之層列超晶格物質你 需要霉權412與422間之1.5伏待«位的BK。— 500埃厚 之雄霣層420其設計作業於3伏待則餺要300埃之厚度， 因此.小离處只能突起200埃於鐵霄層420之内，200埃 等於《 420内之500埃厚度之百分之四十（200/500 = 40% ) 。約此值之一半，即，百分之二十，傜需用於各«棰 ，因為在各II極之表面不規則俱以垂直對齊的。 第二催原因有臞避免印記雄霣層之要求•其已被確定 自定霣之掃描性霣子顧撖資料，即較大离度之表面不規 則具有較大之效應於印記諸如雄霄層420之鐵電層其接 «餐具有該等大的表面不規刖之轚極。所以，在各電極 上之表而不規刖突起於雄電層420内少於百分之二十之 -16- _------衣-- . * 、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張凡度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 416137 g77五、發明説明（) 要求僳較佳地少於百分之十四且更佳地少於百分之七， 雖難以製作百分之t之電極供使用於5130埃及6(30埃厚度 之鐵電層4 2 0。 鐵電電容器裝置400在所欲使用之環境中形成部分之 積體記憶體電路，熟於本技藝者應理解，鐵電電容器裝 置具有另外之用處，包含用作鏃電電晶體之閘搔及通輯 電路。 第5圖葆一方塊圈，描繪一代表性之積體電路記憶體 500其中像使用由本發明之物質所作成之鐵電開關電容器 或高霉介質常數之電容器。為簡化起見，所示之該實施例 傜16千位元（”16K”）DRAM;然而，該物質可使用在寬廣 種類之大小及形式之揮發性或非揮發性之記憶體。於所 示之16K實施例中，具有七條位址输入線502其連接於一 行位址暫存器5D4及一列位址暫存器5〇6。該行位址暫存 器504僳經由t條線51G而連接於行解碼器508，及該列 位址暫存器506係經由七條線514而連接於一列解碼器/ 資料输入輸出多工器512。該行解碼器508係經由128條 線518連接於一 128X 128記憶钃單元陣列516，以及該列 解碼器/資料輪入輪出多工器512係經由128條線522而 建接於感知放大器520及記憶體單元陣列516c -RAS11 信號線524僳連接於該行位址暫存器504，行解碼器508 ，及列解碼器/資料輪入輪出多工器512，而一 CAS·倍 號線526偽連接於該列位址暫存器506及列解碼器/資料 輪入輸出多工器512β (於本文中，*表示反轉信號）。一 -1 7- (誚先聞讀背南之注意事項再填許？本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（21〇Χ2ί>7公楚） 416137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（4 ) 輪λ/賴出資料線528連接於該列解碼器/資料褊入输 出多工器512。記億體單元陣列516含有128X 128=16384 記億體單元其像習知上被指定為16Κ。該等單元像根據 本發明之以锇電開两電容器為基礎之軍元。 第6圈描獪一以鐵霣電容器為基礎之開關單元600, 簞元600含有兩魅霉氣内連之電氣裝置，亦卽，一記憶 膊602及一鐵爾開8»電容器400。霣晶醱602之閛極係連 接於線518Α,其傜該等線518之一(參閲第5匾），通常 稱為”字元線"。電晶體602之源搔/汲極608係連接於線 522Α其傜該等線522之一，通常稱為Μ位元線 '電晶體 602之S —源極/汲極610傜連接於開豳電容器400之底 部電極412,開闋電容器400之頂部電掻422偽連接於線 616其偽連接於一參考電® Vref。 如第7画中所示，單元600可製成一積醴電路FERAM。 剛才描述於第6圚之傾别元件葆標號以相同於第6匾中 之數字。如第7匾中所示，記憶脹單元δΟΟ含有一薄膜 鐵雷醑420。摻雜晶圔402以提供源@ /汲極匾608及610 „層706傜一另外之隔離層其較佳地由旋塗在玻璃上， 或其他摻雜磷或非摻雜之氣化矽所製成，底部電棰412 稱建構為第4圖中之所述，較佳地，位元線5 22 Α傜由鉑 或鋁所製成。 第5至7圖中之記億體之作業傑如下述。置於線50 2 上之行位址倍號Α σ至A e (參閲第5圖）及列位址信號A 7 至森19係藉位址暫存器524及52 6利用RAS*及CAS·信號 _ 1 8 _ ---------π— I {讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416137 at B7五、發明説明（) 予以多工化，及分別地傅遞至行解碼器508及列解皤器 /資料輪入輪出多工器512。該行解碼器508放置一高的 倍號於被定址之字元線518之一，該列解皤器/資料输 入输出多工器512放置著線528上被輪入之資料信號於相 對_於列位址之位元線522之一上，或在資料線528上输 出信號於相對匾於列位址之位元線522之一上，而係根據 是莕該功能偽一寫入或讀出功能。如習知技術中之所知 ，當RAS·信號超前CAS"倍號時，則嫌發讀取功能，而 常CAS »信號在RAS **信號之前時，則觴發寫入功能。在 鏟別之單元600中連接於被高導通之字元線的電晶體602 被安装，根據讀取或窝人之功能而允許在位元線522A上 之資料倍號被讀人電容器400之内或允許在16容器40 0上 之信號被翰出在位元線522 A之上。如熟知於是項技術中 ，感知放大器520傜沿砮線522放置以放大線上之信號， 其他所箱的或有用於執行上述功能與其他己知之記億體 之功能的邐輯器傜同時包含於記憧體500之中，但如果 並未直接地應用於本發明時朗不予以圈示或解說。 如上述，RAS·及CAS*線524及526;暫存器504及506 ;解確器508及510 ;以及電晶體602含有一資訊裝置618 (參閲第6 _)用以根據資料線528上输入記億龌之資訊 設置該記億單元於一第一記慊體狀態或一第二記億髏狀 態。該第一記億體單元之狀態相對鼴於在一第一極化狀 態中之鐵電物質之層420,而該第二記億體單元之狀態 相對應於在一第二極化狀態中之層42 0。該等組件加上 -19- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 416137 A7 B7 經漪部中央標準局員工消費合竹社印架 五、發明説明 ( ) 1 i 感 知 放 大 器 5 2 〇包含一資訊讀取裝置62[ 用以 感知記憶體 1 1 kj〇 早 元 6 0 〇之狀態及提供- -相對應於該狀態之電氣倍 ΒΑ m 〇感 1 1 知 薄 膜 鐵 電 層 4 Z 0之棰化狀態之必要，造成資訊讀 取 裝置 請 1 先 1 使 薄 膜 鐵 電 層 4 2 0重複無方向性之電壓脈波。 閱 1 較 佳 地 * 薄 膜 鐵電層 4 2 0像利用一描逑於美國專 利 案 背 ιέ 1 之 I 號 第 5 4 2 3 28 5號之方法的液體瀨積法所形成 於此 方 法 注 意 重 ! 中 金 靨 烷 氧 羰 酸_傜 設計以相當比率 混合 以産生所需 Ψ 項 | 再 1 化 學 計 量 之 相 對 應金屬 氧化物。乾燥及 退火 先質溶液之 填 寫 本 液 態 膜 以 産 生 所 需之金 屬氣化物。 頁 •-- ! | 第 8 團 描 繪 一 用以製 作本發明之記憶 體單 元600 之 製 1 1 程 P80 0 之 示 思 製 程圖。 於步驟P802中， 晶圓 40 2像 由 習 1 1 知 裝 置 製 妥 以 接 受薄膜 鐵電雇42(U因此，矽晶圓 4 0 2可 1 訂 在 氣 氣 擴 散 爐 中加熱 以成長氣化物層 4 0 4 , 一接 觴 孔 t 7 0 7可由離子蝕刻法或其他技術透過氣化物層404而形成 1 ! 以 暴 露 晶 m 4 0 2， 然後由習知裝置予以η 或Ρ 摻雜 而 提 1 I 供 源 極 / 汲 極 區 6 0 8¾ 6 1 〇，電晶體閛棰 6 0 6偽由習 知 裝 1 1 置 形 成 隔 離 層 706可由習知之化學氣相澱積法來 澱 積 1 為 旋 塗 在 玻 璃 上 或其他 之磷摻雜或未摻 雜之 氧化矽。 1 1 I 底 部 電 搔 4 1 2偽形成於步驟P804之中， 氣化鈦傜 由 首 1 1 先 噴 鍍 鈦 至 厚 度 範圍自 50 0埃至1 50 ϋ埃， 接著由氧 氣 退 1 I 火 於 50 0。。至 7 〇 〇 °C擴散 鲅之中最少兩小 時而 形成， 其中 1 含 進 入 爐 内 之 2 2分鐘及 退出燼外之2 2分 鐘， 然後， 噴鍍 1 1 鉑 至 30 〇〇埃 之 厚 度。選 擇性地，鉑可直 接噴 鑛晶圓上， 1 | 但 以 此 方 式 所 噴 鍍之鉑 電極有時候當電 容器 面積大的時 f 1 20- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2]0X 297公釐） 416137 Α7 Β7 五、發明説明（ι9 ) 候會在稍後之製程步«中剝離。又另一較佳之蘧擇性你 傾別地噴鍵鈦〖200埃），氣化鈦（500至1500埃），而同時 在一 400T：至450P之氟氛匾下在一擴散爐中退火所噴鍍 縳稹之賺最少兩小時，其中含進人爐内之22分_及退出 鳒外之22分鐘。然後囔鍍鉑（1000至2000埃）以及在實質 相同方式之下退火以完成底部笛極。 步驟P806包含液體先質之製備，較佳地偽使用根據下 列反瞧所製備之金屬烷薰羧_醣先質； (2)烷氧化物-M+n + n R-OH --> M(-OR>n + π/2 H2; (3 )雜酸醋 M+n + n (R-COOH) --> M(-0〇C-R)n + n/2 H2;:以及 (4) 烷氣羧酸酯 -M(-0-R》n + b R-COOH + 熱量. (R'-0-)n bM(-OOC-R)b + b HOR; (5) (R-COO-)xM(-0-C-R')a + M’(-0-C-R__)b (R-COO-hlVK-O-IVIX-O-C-RH + a R'-C-O-C-FT; and (6) (R-C00-)xM(-0-C-R')a + x MVO-C-R’V--〉 (R'-C-O-^Mt-O-M't-O-C-R"),,.,), + x R-COO-C-R", 經濟部中央標準局員工消f合作社印裝 ^—^1 — ^^^1 ^^^1 -- - - - II^^^^1 n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中M僳一具有n罨荷之金属鵰離子；b像若干摩爾 (oles)之羧酸，銪圍自0至n; R’你一烷基，較佳地具 有4至15®硪原子；R傜一烷基，具有3至9傾硪原子； R”傺一烷基，較佳地具有大約0至16β磺原子；以及a, b，及X傜整數，表示相對數量之相對醣取代物其谋足Η 及之槪別原子價狀態。較佳地，Μ及Μ·傜S取自含有 锶，鉍，鈮，鉋之基。上述反應遇程之代表性討諭你一 般化的，因此並無限制。所發生之特定反醮像根據所使 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Λ7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 用 之 金 匾 乙 酵 » 及 羧 酸 r 以 及 所 施 加 之 熱 量 〇 步 驟 P806 1 1 I 詳 細 實 例 提 供 在 上 文 為 資 例 1 〇 1 1 _· 反 應 m 合 物 含 乙 酵 * 羧 酸 9 及 金 羼 在 溫 度 範 圍 約70C /-—V 請 1 I 先 牵 200 C熔解】 至2 天以便促進反應， 然後蒸皤該反應 閱 讀 1 f 屏. 合 物 在 loot以上之溫度以自該溶液中排除水分及短 τδ 之 1 m m 〇 較 佳 地 1 該 乙 醇 傜 2- 甲 氣 基 乙 酵 或 2- 乙 氣 基 丙酵 i 意 1 r> 較 梓 地 * 該 羧 酸 俱 2- 乙 基 己 酸 〇 較 佳 地 * 該 反 應 俗執 肀 項 再 1 I 行 於 二 甲 茱 或 正 辛 熔 溶 m 中 t 該 反 m 之 産 物 % 稀 釋 於1 4 寫 1 本 V* I 克 分 子 濃 度 其 將 産 生 每 公 升 溶 液 0 . 1至0 .3 摩 爾 之 所 要之 頁 1 1 層 列 超 晶 格 物 質 〇 最 佳 之 溶 液 具 有 範 圍 白 0 . 10 至 0 . 13之 1 I 克 分 子 濃 度 〇 1 1 若 液 體 先 質 溶 液 被 m 合 以 含 有 一 超 量 至 少 百 分 之 五至 1 訂 1 I 百 分 之 十 的 m 時 ， 刖 衍 生 白 步 驟 P806 之 層 列 超 晶 格 物質 在 其 所 欲 使 用 之 瑷 境 中 工 作 最 好 〇 若 干 之 鉍 在 退 火 步驟 1 1 P816 及 P820 期 間 會 發 生 揮 發 性 之 損 耗 〇 超 量 鉍 之 優 點包 1 I 含 晶 格 缺 陷 之 補 償 〇 使 用 於 m 電 層 420中之薄膜鐵電層 1 1 列 之 超 晶 格 物 質 己 被 製 備 含 有 百 分 之 百 及 更 多 之 化 學計 Γ 算 之 過 最 鉍 〇 該 等 物 質 傑 鐵 電 9 但 會 顯 示 減 少 之 m 化， 1 1 除 非 過 督 之 m 保 持 在 需 谋 足 於 上 述 之 Sn 〇 1 e η s k i i A 類 1 I 化 學 式 之 m 量 約 5%至10%之範圍。 該等溶液産生層列 1 超 晶 格 物 質 具 有 金 屬 成 比 例 於 較 少 揮 發 性 損 耗 白 退 火之 1 I 先 質 溶 液 中 之 金 屬 〇 所 以 * 該 先 質 溶 液 可 製 備 以 較 多或 1 較 少 於 根 雒 S m 〇 1 e τί s k ϋ 化 學 式 之 A 部 位 及 Β 部 位 物 質之 1 | 化 學 計 算 混 合 物 0 例 如 * 溶 液 可 製 備 以 過 量 鉍 及 過 量靼 1 | 22 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Λ7 B7 經濟部中央標準局—工消費合作社印裝 五、發明説明 ( >i ) 1 1 B 部 位 金 驅 * 同 時 » 該 等 溶 液 可 含 有 多 數 A 部 位 及 多 數 1 i [ B 部 位 金 臑 混 合 物 » 例 如 1 在 锶 鉍 鈮 靼 敢 »| 7a 巧. 1 i 於 步 明 Ρ808 之 中 ， 來 白 步 驟 P806 之 先 質 Ί 溶 液 被 施 加 於 請 先 1 夾 白 步 败 Ρ804 之 基 鳙 睡 f 表 示 用 於 接 受 薄 膜 m 霄 層 420之底 閲 ik i 背 部 霉 極 41 2之最上方表而414 〇 較 佳 地 > 該 液 髏 先 質 之 應 面 之 1 用 傜 執 行 以 滴 入 3 至 4 毫 升 之 液 體 先 質 溶 液 於 環 境 溫 度 注 意 1 m 力 於 窜 择 41 2之鼉上方表面之上， 接著旋轉晶圓402 項 1 填 1 以 去 除 任 何 過 最 之 溶 液 而 留 下 —· 薄 膜 液 體 殘 留 物 〇 為 旋 寫 本 塗 m 精 » 可 變 化 旋 轉 速 率 及 溶 液 克 分 子 濃 度 以 m 整 駐 留 頁 1 1 在 底 部 霣 極 上 之 液 體 先 質 溶 液 膜 厚 度 〇 m 擇 性 地 1 該 液 1 I 醱 先 質 可 由 具 有 金 羼 有 機 源 物 質 之 噴 霧 醱 積 技 術 或 化 學 1 1 氣 相 澱 積 予 以 施 加 0 1 訂 於 步 驟 Ρ8 1 0 中 乾 燥 來 白 步 m P808 之 先 質 膜 以 去 除 溶 1 [ 劑 及 其 他 揮 發 性 之 有 機 物 該 先 質 偽 以 乾 燥 之 大 氣 而 1 1 在 150T；至 4〇〇·η 之 溫 燥 於 一 熱 盤 上 一 充 分 之 時 間 1 1 以 實 質 地 去 除 所 有 來 a 該 Γ 液 髏 薄 膜 之 有 機 物 質 而 留 下 一 1 乾 燥 之 金 鼷 氣 化 物 殘 留 物 • 較 佳 地 1 此 畤 間 m 期 偽 約 白 f 1 分 鍊 至 30分 鐘 最 佳 乾 燥 條 件 提 供 一 雙 階 段 乾 燥 法 其 1 I 傜 首 先 執 行 於 15010 , 2 分鐘， 接箸在260 t 9 4 分 鐘 0 1 I 步 驟 Ρ81 2 包 含 以 較 高 於 步 驟 P808 中 所 使 用 之 溫 度 來 柔 1 性 烘 乾 來 自 步 驟 P808 之 乾 燥 的 先 質 殘 留 物 〇 較 佳 地 » 該 1 1 柔 性 烘 乾 含 有 置 該 晶 圜 於 習 知 之 RTP燈30秒至4 分鐘 1 之 時 間 ί 其 中 該 熔 傺 於 525 1C 至 675 P 1 最 佳 之 RTP條件 1 1 650f , 60秒。 該等RTP條 件 確 定 該 柔 性 烘 乾 之 先 質 殘 1 1 23 I 1 1 ! 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 416137 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印策 五、發明説明 ( ) 1 1 留 物 将 在 頂 部 電 極422之餵積之前具有一平滑之最上方 1 1 I 表 而 〇 相 反 地 » 於7251C柔性烘乾之先霣殘留物之顯撖 1 1 相 Η 顧 示 具 有 大比 例之小高處結構及大 尺 寸 之在髙度 請 1 I 先 —h 大 於 400埃之表而不規則之無法接受之粗楢之上表面。 聞 讀 1 # 如 m 擇 於 6 5 0 t RTP， 刖該晶國可柔性烘乾 於 —_· 650 t 之 Λ 之 1 镲 散 m 10 分 鐘 ,含 有4.分鐘進入及退出 該 爐 ,但此方 注 意 1 事 法 有 時 候 會 産 生 一無 法令人滿意或粗糙之 柔 性 烘乾殘留 項 再 I ▲ i 物 η 本 雪 地 ， 該 烘乾 步驟P812偽在産生自 步 驟 P800之晶 寫 髎 m 成 物 中 取 得 可預 澜或可重複之電子待 性 〇 頁 、« 1 I 下 列 作 業 實 例 顯示 出使用來發展用於旋 塗 m 積之理想 1 | 條 件 之 參 數 > 且 確定 1300「Ρβ(轉/分鐘）你理想之速率 1 1 以 用 於 澱 穑 由 金 靨2- 乙基己酸及二甲苯所 作 成 之 0 . 12HK 1 訂 I | 先 質 溶 液 之 澱 稹 〇 實— 例丄> 衍生自旋塗法之物苗庫度 1 1 一 〇. 2 Μ溶 液 傜 製備 於商業等级自Hughes Τ e c h n i c a I 1 | Se Γ V i C e of V i e nn a , Virginia以産生 1 Sr B ) 2, 61 (Nbc .66 T a 1 〇 10/4，且含有總， 秘，鈮及 Γ 2 _ 乙 基 己 m 與 於 二甲 苯中。使用滴管來置 2»1整分之此 ί [ m 液 於 一 1300 r p B之晶圓旋塗之上以提供- -先質溶液膜 1 1 I 1 該 最 後 之 膜 首 先乾 燥於150 "C熱盤上2分鐘， 然後在 1 2601熱盤4 分鐘而留下2399埃厚度埃厚度之殘留物， 1 I 當 在 RTP 65〇υ柔性烘乾60秒時缩至1 600埃之厚度。厚 j 度 % 利 用 —Λ 棟 圜 計來 量度。該溶液係以η - 乙 酸 正丁酸稀 i 1 釋 至 0 . 12 Η 且 試 以其 他旋塗速率。下列第 1 表 含有用於 1 I -24- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 其他P之旋塗备件之概述及當暴露650C RTP, 60秒時 之是莕該瞑破裂之指示。 表1 樣品 RPM 溶液克分 乾燥後之 RTP後之 破裂？ 子濃度 厚度（埃） 厚度（埃） (是/否） A 1300 0.2 2399 1600 是 B 1000 0.2 2527 1773 是 C 800 0.2 2590 1989 是 D 700 0.2 2592 2013 是 E 1300 0.16 2 633 未量度 否 F 1300 0 .14 1452 未量度 否 G 1300 0.12 1314 未置度 否 -25- ： ；----衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 豹6137 - 豹6137 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明说明（4) 於步《Ρ814中，若來自步驟P812之最後柔性烘乾之先 «殘留物並非所要摩度•則重複步鼸Ρ808, Ρ810及Ρ812 亩到播得所要厚度，大致地，約1 500埃至1 800埃需要兩 费饜之0.12Μ溶液於本文所掲示之參數下。 於步驟Ρ816中，該乾嫌之先質殘留物被退火以形成戡 霣薄膜曆420(參閲第4圏），此退火步驟稱為第一退火 以輿稍後之退火步驟匾分。較佳地，該第一退火執行於 氧氣中，於500 υ至650 t之溫度.3分篇至2小時之時 閬。較佳地，步» P816俟執行自520 Τ至5601C, 120分 薄，而*桂退火潘度係大約550t；。 此低粗退火現你可 行因為當乾燥之殘留物退火於氣氣中於最小粗度範園 5 2 0 ΤΠ至5 4 0時，X射線繞射分析S β ο 1 e n s k i i Α類型之 »瞋騄列超晶格物霣结晶自較佳液態2 -乙基己敗金屬先 «溶液之乾燥殘留物，該低溫之退火減少薄醭蠘轚層列 超晶栴物質》420内來自熱感應力之粗楢量。步嫌P816 之第一通火最佳地傜在一氣氛圃中利用120分鐘之推拉 製程其中包含至少20分鐘用以”推”入*中及相等之時間 用以”拉”出觼外而發生。所有該等所示之通火時間包含 使用來産生進入爐内及退出燼外之熱變化。 於步* 1>818中，第二電極422换由_鍍法予以澱積，接 署，輅一反鼴性離子蝕刻法來製作該裝置之圜案，包含 有光陏之應用及緊随之離子钱刻法，如精於本項技術者 之所理解的。較佳地，此製作國案法發生在第二退火步 «Ρ820之前，使得第二退火將從記镱體單元400去除裂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 416137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（>〇 作圖案之醮力及修正任何由該製作圖案所産生之缺陷。 較样地，該第二退火步驟傜執行於650T至850C,而 蕞佳之道火溫度約為8001 ,步嫌P820之第二退火最佳 地像在一氣氛園中利用120分鐘之推拉製程其中包含至 少2 0分鏑用以”推”入*中及相等之時間用以π拉”出嫿外 而發生。較佳地，用於第二退火之時間傜相同於第一退 火 Ρ 8 1 6。 最後，該装置完成及評估於步明Ρ822中，該完成餺含 有附加諸靥之澱積，接觸孔之離子蝕刻，及其他習知之 稈序.如精於本項技術者之所理解。晶圔40 2可鋸成® 別之單元以分離已同時製造於其上之複數之積體電路裝 置。 下文非限制性實例將說明用以實現本發明之較佳物質 及方法。 實例2 霞名ϋ置之.製備 利用一瞬自 Hughes Techrical Services Corporation of Vienna, Virginia之商業等级之0.2M層列超晶格物 質之先質溶液來製備複數之鐵電電容器裝置400於一單 一晶圚402之上，該溶液之化學分析確定其含有在二甲 苯中之己酸金«具備有金羼比例相對應於在一實驗式 SrB 丨 2_61(Nb 0_66Ta 1,63) 0 中之金颶，所以 * 該溶 液具有秘之化學計算過量及Nb輿TaB部位金雇之化學計 箄遇嫌，例如，比較於A類之8*〇丨^31(丨1化學式（參閲 上述），其中Β=2。參考第8圖討論於下。 訂 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 416137 a? B7 五、發明説明（4 ) 製程步雄P802俱8由放置一商用之矽晶圓於一擴散爐 之中以成長氣化物暦404 (參閲第4圖），氧化鈦係由第 一疃縛鈦至約1000埃之厚度緊随著在一擴敢爐中於一 f550D之氣氛鼷之下2小時其中含有22分鐘進人爐中及 22分鑲退出爐外之氬化來形成。接箸，噴鍍鉑至3000 埃之厚度以完成步《Ρ8 04。 步驪P808傜藉放置該晶圓於一習知之旋塗機且以1300 rp·旋轉該晶圆來執行，而使用滴管來放置4毫升之溶 液於該旋轉之晶圔上。 於步驟P810中，該晶圓在空氣中置放於一 1501C熱盤 上兩分_然後移開且立即放置於一 26〇υ之第二熱盤上 4分鐘以乾燥該液體先質。於步驟Ρ812中，該乾燥之液 釀先質殘留物在空氣中驀露於一 650它習知的快速處理 燈<50秒以柔性烘乾該乾燥之先質殘留物〇 如步骤PM4之結果，施加該液髅先質溶液，乾燥及柔 件乾之步朦被重複第二次以建立該柔性烘乾物質之層厚 度到大約2000埃。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 柔性烘乾之先質殘留物之第一退火Ρ816傜在一擴散爐 中於5 50 1C之氣氣循琿下執行2小時其中含有22分鐘進 入《内及22分鐘退出爐外。一 20 00埃厚度之鉑頂部電極 被噴鋳而開始步驟Ρ818,該頂部電ffi被覆蓋以一習知之 旋塗負光阻，含有該光阻之晶圓在空氣中被烘乾於一 lOOt 之熱盤上5分鐘，其後，該晶國在遮罩下暴S 於紫外光照射以製作該咀體之圈案。該阻體在氮氛圍之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416137 Λ7 B7 五、發明説明（W ) 下顯影於乙酸正丁酯清洗_中1,5分鐘，該顯影之圈案 在一 140C之熱盤上硬式烘乾5分鐘，接著使該晶圔受 離子研磨蝕刻，該阻體傜由習知之電漿磨損予以去除。 步驟P820含有退火該頂部電棰於一 800 TC之氣氣擴散 «之中2小時，其中含有22分鐘進入該爐及22分鎗退出 嫌η 此製程之結果，該最後之晶圓保持複數之方形嫌霣電 容器400各具有6940平方微米之表面面積。 * Μ 3 撤iJgAJg裝置之ϋ 利用一睛自日本Kojundo Chemical Corporation之商 業等级之0.2 Μ靥列超晶格物質之先質溶液來製備複數之 嫌霄電容器裝置400於一單一晶圓402之上，該溶液之化 學分析確定其含有在正辛烷中之已酸金屬其中該金属之 比例傜設計在氣氣退火條件之下産生 。所以，該溶液具有绍之 化畢計箄過量及Nb舆Ta B部位金屬之化學計算遇蛋， 例如，比較於A類之Snolenskii化學式（閲讀上述 >,其 中1^=2»參考第8画討論於下。 製造步驟P802像藉由放置一商用之矽晶圓於一擴散爐 之中以成長氧化物，氣化鈦像由第一噴鍍鈦至1000埃之 厚度緊随署在一擴散爐中於6501C之氧氛圍之下最少2 小時其中含有22分鐘進入嫌中及22分鐘退出爐外之氣化 來形成。接著噴鍍鉑至3000埃之厚度以完成步驟P804。 步驟808係_放置該晶圓於一由Subffiicron Systens 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
訂 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁J
416137 at B7 五、發明説明（W )
Incorporation of A】]entow, Pennsylvania所製作之 液體漉皤霧化學磨稽機{型號：PrUan 2F0且鎩稹該晶 圓於大約59 5托（To rr)10分鐘來執行，而先質溶液煤由 一噴薄器噴霧巨然後由氮氣載體氣體導入澱稹室在Srpn 旋轉之晶《上，雖然10分鐘之勝積時間偽諝整來形成所 欲厚度之膜，恃別地，它可降低以建立少於1000埃之超 薄瞬。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步想Ρ8 10中，該晶圓在空氣中置放於一 150C熱盤上 兩分鏵然後移開且立邸放置於一260C之第二熱盤上4 分轉以乾燥該液體先質。於步驟Ρ812中，該乾燥之液匾 先質殘留物在空氣中暴露於一 65〇υ之習知的快速處理 燈60秒以柔性烘乾該乾燥之先質殘留物。如步驟Ρ814之 結果，施加該液體先質溶液，乾燥及柔性烘乾之步驟被 軍複第二次以建立該柔性烘乾物質之層厚度到大約2000 埃。柔性烘乾之先質殘留物之第一退火Ρ816像在一擴散 燼中於55〇υ之氣氣循環下執行2小時其中含有22分鐘 谁λ爐内及22分鐘退出爐外。一 200埃厚之鉑頂部電極 被晴鍍而酮始步驊Ρ818,該頂部電棰被覆蓋以一習知之 旋塗鱼光限。含有該光阻之晶圓在空氣中被烘乾於一 100Ρ之熱盤上5分鐘，其稱，該晶圓在遮罩下暴露於 紫外光照射以製作該阻體之圖案。該阻體在氮氛圍之下 顔影於乙_正丁酯清洗阐中1.5分鐘，該顯影之圖案在 一 140t之熱盤上硬式烘乾5分鐘，接箸使該晶圓受離 子研磨蝕刻，該阻龌傺由習知之電漿蝕刻予以剝除。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X 297公釐} 經漓部中央標準局員工消費合作社印繁 416137 atB7五、發明説明（巧） 步驟P820含有退火該頂部電棰於一 8D0°C之氣氣擴散 嫌之中2小時，其中含有22分鐘進人該嫌及22分鐘退出 該爐。此製程之結果，該最後之晶圔保持複數之方形鐵 電電容器400各具有6940平方徹米之表面面積。 通量度 _ 一代表性之配對之瀏試電容器被選取自資例2所生産 之晶圓，Hewlett Packard 8115A功能産生器及Hewlett Packard 54502A數位式示波器可實施地連接於一 3.31奈 法拉UF)之負載電容器用以在一具有常溫度維持於75 °C 處之樣品上執行開關之疲勞耐久度之量度，探針使用來 接觸電容器，以及耐久度之里度係根據第9圖中所示之 製程P9Q0來實行，未使用之鐵電電容器被初始地充電 以一 3伏特之脈衝來定向該等領域。步驟P902含有完全 地開關該等電容器以提供一完整之磁滞迴路，如第1圖 中之所示，此循環之2ΡΓ值俗21.0黴庫倫/平方公分， △ V +心值傜計算自一齊加上諸矯頑電壓士 Vc到逹零之 理想標準的偏移。一 Vc及Vc值係量度為相對應於磁滯 循環之矯頑場一 £。及£。之電壓。此AV中α值約僳0.12 伏特。 於步驟P904中，建構雙睡波産生器利用±6伏待大小 ，5 MHz遇期之交變方波來施加作為電氣應力之10 ω疲勞 循環於電容器，開關俗以相同於步驟Ρ902之棰化發生。 步驟Ρ904之結論為，一 ”寫人”作業Ρ906偽藉由寫入相 同於步驟Ρ 9 0 2中一第一次被寫入之狀態，步驟Ρ 9 0 8包含 有後疲勞分離窗之讀取，緊隨箸一寫入作業，使掻化回 -3 1 - (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 416137 ΑΊ Β7 五、發明説明（Μ ) 到原來之搔化狀態。含有在此初始狀態中之電容器的晶 _傜放詈於一爐中且在125C之熱應力之下儲存2小時， 於餘存終了時，執行讀取作業P912以自所儲存之槿化狀 態_取分離窗1?(”1^丨以〇1»”，在101()經印記物質中之2?「） ,以及執行一寫入作業P914於相反之極化狀態，亦即， 铒第一次寫人於步驟P902中之不同極化狀態。該RWindow U Ψ ^ , S. Μ ^ 4 .2擻癉倫/平方公分值。 步》Ρ916含有在125C之爐中於熱應力之下S儲存該 晶圓及電容器2小時，最後，相反之分離窗I讀取自所 儲存之電容器，該I窗具有相似於RWUdovr之一值或大 小。 r 實15 :1記中心及0_IIULQW對於柔..性_烘乾條件 之擻感性 複數之晶圓係以相對於實例2之相同方式裂備，除了 使在柔性烘乾步驟P812及第一退火步驟P816中有若干不 同，下文之第3表槪述此等不同。於第3表之步驟P812 之欄中，"R”意指由RTP執行之製程步驟，”F”意指在擴散 鳒中所執行之製程步驟，各澱積循環，例如P812第一及 P812第二階段所示之厚度相對於該柔性烘乾之先質殘 留物在該循環之結束時之厚度，步® P808中之旋塗之rpa 條件被調整來礬化厚度以企鼷在各樣品中結合總計約2000 埃之嫌電餍列之超晶格物質，”2VC "意指相對窸於第1 圖中用於未遭受101°磁滞循環之未使用物質之+Ec與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - I -II - - - —^1 ^^1 --- I \sL· - - -- - -- I ----I ,\'云 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 416137 Ai A7 _____B7 五、發明説明（w) 間距離之電醱，”vBD ”表示崩潰電壓其示為一場值 ,” 2 P r h及’，R W i n d 〇 » "儀別地稱為自_ ρ Γ及p「及r郎至]{邮 之择化窗，如第3國中之所示。 第〗樣品之第3表顳示薄模雄霣麕列之超晶格物質層 42 0之第一部分偽利用1 300 rp·之旋塗機醱稹於步驟P8 12 第一限段中且乾燥該最後乾操之殘留物於RTP在72510¾ 氣中30秒而取得1000埃厚度於該乾燦之先質殘留物之中 ，步驟P812第二階段使用3500rpa及RTP於725*C氧氣中 30秒而取得另外500埃之®度，步騎P812第三陏段使用 fiOOOrpm及.RTP於7251〇而取得另外5〇〇埃之厚度。步驟 P816含有一在氣氣中650t：之爐退火而取得2080埃之累 穑厚度。 -------;---:衣------ΐτ (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 416137 五、發明説明（3A ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 TABLE 3 樣品组號 P812 第2 Ρ812 第3 P812 P816 最度 4 R725°C/30 秒〇2 1300 rpm 100〇Af 择） R725°C/30 种〇2 3500 rpm 500A(埃） R725°C/30 秒〇2 6000 rpm 50〇A(埃） F650°C/60 分〇2 2080A (埃） 2Pr@3V: 21.0触侔叫抑分 2Vc@3V: 2.34V VBD@125°C: 1.01 軌 / 公分 RWjndow: 4.2卿斯平方公分 △▽中£(、：-〇-12\/ 6 F800X/10 分〇2 1300 rpm 1000A(埃） F800°C/60 分〇2 3500 rpm 500A(埃） F650°C/60 分〇2 6000 rpm 500A(埃） F650°C/60 分〇2 2010A(埃） 2Pr@ 3V: 19.2 2Vc@3V: 2.33V Veo@125°C: 1_07 靴 / 公分 RWindow: 3.4 獅偽/平7 △ V中心：-0.12V 7 R725°C/30 秒〇2 1100 rpm 1〇〇〇A (埃） R725°C/30 秒 1100 rpm 1000Αί 焯） 未進行 F800°C/60 分〇2 201〇Αί 埃） 2Pr@ 3V; 24.4«ηιϊ^/^τϊ^> 2Vc@3V： 2.16V Vbd@125。。: 0.99 魏/公分 RWindow: 6.4舰ft觸公分 △V中心：-0.12V 8 R650°C/30 η 〇2 1250 rpm 1000A(埃） R725°C/30 秒〇2 1100 rpm 1000A (埃） 未進行 F800°C/60 分〇2 1930A(埃） 霉容器短路 9 R725°C/30 秒02 1100 rpm ίοοοΑ(埃） R650X/30 秒02 1250 rpm 1000A(埃 1 未進行 F650°C/60 分〇2 2030A(埃） 2Pr@ 3V: 21.8 2Vc@3V: 2.23V RVbd@125°C; Window: 6.0 -0.105V 10 R650°C/30 秒02 1250 rpm 1000A(埃） R65CTC/30 秒〇2 1250 rpm ioooAff$) 未進行 F650°C/60 分〇2 1950A(埃） 2P「@ 3V: 21.2娜tt/取方公分 2Vc@3V： 2.11V Vbd@125°C: 1,01 RWindow: 7.4 «哧ts/平方公分 △V中心 >0.1 ον 11 R725°C/30 秒〇2 700 rpm 2000A (迨） 未進行 未進行 F800°C/60 分〇2 1930A(埃） 電容器短路 12 R650°C/30 秒〇2 800 rpm 2000A(埃） 未進行 未進行 F65CTC/60 分〇2 1890A (埃） 2Pr@ 3V: 21.3 2Vc@3V: 2.08V RVeD@125°C: 0.90«/^ RWindow: 4.2樹职ft/平方公分 △V中心：-0O7V 13 F800°C/1〇 分〇2 1300 rpm 100〇Αί 埃） F800°C/60 分〇2 3500 rpm 510A(埃） F650°C/60 分〇2 6000 rpm 500A(埃） 去谁行 2010A(埃） 2Pr@ 3V: 18-7啊尚/承方糾 2Vc@3V: 2.25V RVbd@125°C: 1.09^/^ RWindow: 3.0, #埔版平方妙
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製 416137 五、發明説明（u ) 樣品缠嫌 第 1 P812 第2 P812 第3 P812 P816 懂度 14 F800CC/10 分〇2 1300 rpm 1000A (埃） F800°C/10 分〇2 3500 rpm 520A (埃） F800°C/60 分02 6000 rpm 50〇A (埃） 未谁行 2010A (埃） 2Pr@ 3V: 19.5_Ηϋ/平方狀 2Vc@3V: 2.25 V Vbd@125°C: 1.04®«/^ RWindow: 2J 平方⑽ 15 F65CTC/10 分〇2 1300 rpm 1000A(埃） F650°C/60 分〇2 3500 rpm 50〇A(埃） F650X/60 分〇2 6000 rpm 50〇A (埃） 来准行 2010A (埃） 2Pr@ 3V: 14·9撕倫蟬νΛ分 2Vc@3V: 2.34V RWindow: 3.5 16 R65CTC/30 秒〇2 1300 rpm i〇〇〇A (埃） R650°C/30 秒〇2 3500 rpm 5〇oA(埃） R650eC/30 分〇2 6000 rpm 500A (埃） F650°C/60 分〇2 2120A(埃） 2Pr@ 3V: 15.5_W平方狀 2Vc@3V: 2.15V VBO@125°C: RWindow: 4.9财班隹/平方公分 17 R650°C/60 秒02 1300 rpm i〇〇〇A (埃） R650°C/60 秒02 3500 rpm 500A (埃） R650°C/60 秒〇2 6000 rpm 50〇A (埃） F650°C/60 分〇2 2〇1〇A(埃） 2Pr@3V: 18.8»«『綸/平方公分 2Vc@3V: 2.24V Vbd@125°C: RWindow: 6.0 平方公分 18 R650°C/5 分〇2 1300 rpm 1000A(埃） R650°C/5 分〇2 3500 rpm 50〇A (埃） R650°C/5 分〇2 6000 rpm 50〇A (埃） F650°C/60 分〇2 2110A(埃） 2Pr@ 3V: 18.1 2Vc@3V: 2.13V VBO@125°C: RWindow: 4.6 平初汾 21 R650°C/30 秒〇2 1300 rpm 1000A(埃） R650°C/30 秒〇2 3500 rpm 50〇A (埃） R650°C/30 秒〇2 6000 rpm 500A (埃） F650°C/60 分2小時cy 2010A (运） 2Pr@ 3V: 19.2躺此平煎^ 2Vc@3V: 2.19V Vbd@125°C: 0.86 RWindow: 3.8 平於分 22 R650°C/30 秒〇2 1300 rpm i〇〇〇A (埃） R650°C/30 秒〇2 3500 rpm 50〇A (埃） R650X/30 ΙΦ 〇2 6000 rpm 50〇4 (埃） F650°C/5 揭“ 2010A (埃） 2Pr@ 3V: 20.2躺你卑柄汾 2Vc@3V: 2.17V VBD@125X:0.83 雜， RWindow: 3.8脚除承w汾 53* 不具RTP之 雜 1300 rpm 1〇0〇A (埃） F350°C/30 分 10%H2 + R650/60 秒〇2 1000 rpm 90〇A(埃） 去谁行 F650X/60 分〇2 1880A (埃） 2Pr@ 3V: 14.7 2Vc@3V: 1.99V Vbd@125°C: 1.16 -s-ίλν^ RWindow: 7.1 54* 不具RTP之 賴 1300 rpm 1000A (埃） F400°C/30 分 10%H2 + R6 50/60 秒〇2 1000「pm 90〇A (埃） 去谁行 F650°C/60 分〇2 1890A(埃） 2Pr@ 3V: 13.7衛料i/平扔汾 2Vc@3V: 2.17V Vbd@125°C: 1.07 RWindow: 7.1脚战/平方公分 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 策- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^16137 a7 B7
五、發明説明（科）2P 樣品编號 第 1 Ρ812 第2 P812 第3 P812 P816 量度 55* 無 RTi> 1300 rpm 1000A (埃） F450X/30 分 10%H2 + R650/60 秒〇2 1000 rpm 1000A(埃） 未谁行 F650°C/60 分〇2 2010A f 埃） 2Pr@ 3V: 13.1谢輪/平方妙 2Vc@3V: 2.38V V昍@1250C: 1.03 挪/洲 RWindow; 5.7 58* 無RTP 1300 rpm i〇〇〇A(埃） R650°C/60 秒02 1000 rpm i〇〇〇A (埃） 未谁行 F650°C/60 分〇2 1870A (埃） 2Pr@ 3V; 18.0 2Vc@3V: 1.99.V VeD@125°C: I.OOs^/^v RWindow: 9.7谢庙途/平方你> 59* R650°C/60 秒〇2 1300 rpm i〇〇〇A (埃） R650°C/60 秒02 1000 rpm i〇〇〇A (埃 > 来谁行 F650°C/60 分.〇2 1870A(埃） 2P「@3V: 18,〇!W倫/平方公分 2Vc@3V: 1,99V Vbd@125°C: 1.00^；/^ RWhdow: 9.7幽^平方公分 60* R650°C/60 秒〇2 1300 rpm 1000A (埃） R650X/60 秒〇2 1000 rpm 1〇〇〇A (埃） 未進行 F650°C/60 分〇2 1930A(埃） 2P「@ 3V: 20.9试_橘/平方公分 2Vc@3V: 2.71V Vbd@125°C: 1.10 尺12 /平方公分 61* R725°C/60 秒〇2 1300 rpm 1000A(埃） R725°C/60 秒〇2 1000 rpm i〇〇〇A (埃） 未進行 F800°C/60 分〇2 1940A(埃） 2Pr@ 3V: 22.0 2Vc@3V: 2.74V VBD@125X: 1.05 賴/ 公分 RWindow: 10 ί»鼢平方公分 ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 苯 11Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 *利用1 MHz週期之6伏特，109次，樣品53-61會疲 勞於步驟P904之中》 上述結果顯示2Pr值及RWUdow之分離係大致地低，其 中並未使用RTP柔性烘乾及其中RTP柔性烘乾傜執行於 725 ^ ,揷描式之電子顧撤照相之研究顯示650它，30秒 至5分鐽之乾燥先質殘留物之RTP柔性烘乾留下一本質 平滑之表面於鐵電層420之頂部。相反地，顯擻照相證 窨在72 5 υ之RTP並未留下一本質平滑之表面於該薄暌鏃 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0 X 297公釐） 4^6137 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 B7五、發明説明（从） 雷饜列之超晶格物質看420之頂部，所以，很明顯地， 結合fifiOlO RTP之RWindow值之改良産生平坦及平滑之電 楝結嫌，而目，較低之製程RTP及语火溫度在疲勞之後可 商生一較低之2P「，但同時産生一較大RWindow。 樣品7像一例外於一般之規則，即，6 50 t： (tTP及650 t 之鏽退火導致一改良之RWindow,樣品7在該等量度於 搛品4-】2及取得自72511?7卩輿爐退火者之中具有第二 較高之RWindow。其後之實驗並未重複該等結果，樣品 7之改良之RWindow在VBD中嫌牲了少數的百分點，而且 樣品7具有最高之初始2P「，而且在101°開關循環之後 離開疲勞之RVin do w較大百分比之傾斜。所以多少會誤 導以為樣品7表示一最桂之製程結果。 第10_提供一來自第3表之搛品比較以顯示增加RTP 步驟P8]2及退步KP816中之熱預算會造成印記置相對應 的增加，其偽由來表示而在10 1(5磁滞循琿之應 力施加之前鼍度於該初始之薄膜鐵電層列之超晶格物質 之中。 樣品J」—經I膜之霍氣性能 在製程P800之步驪P808中施加0.12M先質液體於一旋 轉於約6000「ρβ之基體會提供一具有約500埃之厚度之薄 険截雷層420,所有此等被生産具有少於500埃厚度之嫌 窜颺列之超晶格物質膜並未存在，相反地，以實例2之 方式所生産而具有647埃厚度之睽顯示20.93撤庫倫/平 方公分之2Pr及一 0.01伏特之厶。同樣地，以實例
In B^i^i ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 一 r ^、-fl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部t央標準局員工消費合作社印製 416137 A? B7 五、發明説明（Η ) 3之方式所生産而具有708埃厚度之膜顯示21.49撤庫倫 /平方公分之2P「，所以具有第3表中所示暌之50%或較 Φ厚度之該等超薄鐵電層列之超晶格物質顯示出等於或 較梓之2PMS輿較低之鼋麽飽和。該等特性允許它們在 使用於新的高密度FERAH記億體單元，如第7圓中所示 之形式中具有較大優點。報告於第3表中之形式之另外 的霄子最度證實超薄鐵電層列之超晶格物質膜同時具有 相囿或較佳之印記爾阻。 第11_描綸複數之磁滯曲嫌其在26T：取得自一使用於 窗例3之中之具有707埃厚度的SrB i 2_6 (Nb 〇_4Ta 1ί8) 01〇β4 骣列超晶格物質的鐵電電容器，該曲線包含該等由開關 諸物曹於 0,25, 0,5，0.75, 1 , 1.5, 2, 2.5及 3 伏待 所取得者。於3伏特之2Pr·值僳21.32撤庫倫/平方公分 ,Δ V中心像0 . 1。 第12圓描繪執行於第11圖之樣品上之疲勞耐久性之結 果，該樣品願示出在利用10000Hz之1.5伏特三角波開鼸 10 1C次之後少於約1.5%之2Pr的劣化。相類似之@勒之 疲勞耐久性偽表示以2EC之字眼，其同時傾斜少於約 1.5%。 搛品7:雷罕镅榭暗相分析 第13圖描繪一桶描式電子顯擻照相之Pt/Ti蠱層之底 部窜搔結構其偽以描述於美國專利案號第542328 5號之 方式製備，也就是說，該底部電極被噴镀至一 S蓋矽晶 圓之氣化矽層之上，分別為2000埃/200埃厚度之鉑/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2S0X29?公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 -5 416137 A7 B7五、發明説明（W ) 鈦，且氣化於650C, 30分鐘其中含有10分鐘進人及退 出該擴散爐。第13圃顯对徵米或30000埃寬度之底部電 棰，其具有30或較多實際之小高處，例如小髙處1 300, 所有在9平方撖米内升高至約300埃至500埃之高度•此 電槿具有一極粗描之表面，如由小高處之計算所界定。 複數之鐵電電容器傜根據實例3而製作於一晶圔之上 ，該頂部鉛霣極像利用一習知之蝕刻製程去除但並未重 大地干擾在頂部霣極下方之鐵電物霣。第14園描搶一最 終晶豳之3撤米或3000埃宽之傳輸式霣子顯撖相H,第 14圄顯示一在平滑鉑/氣化鈦之底部霣極412之薄禊鐵電 之層列超晶格物霣420之本霣平滑之上方表商1 400。實 際地，並未有諸如不規則1402之表面不規則升高超遇表 面1 4 0 0約1 0 0埃至2 0 0埃。底部霣極41 2偽本質地免除了 表面不規則^第14圏顯示一根》本發明之平滑底部電極 及雄電層420之平滑上方表面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 416137 Λ7 B7 五、發明説明（W ) 參者符號說明 400 ........薄膜锇電雷容器 412........底部電極 414........第一平滑表面 416........表而不規則之恃性 418........表面不規則之待性 420 ........嫌電薄膜層列之超晶格物質 422 ........頂部霉極 426 ........表面不規則之待性 428 ........第二平滑表面 518 A.......裝置 522 A.......裝置 618........記憶體讀取/寫入裝置 620 ........記億體讀取/寫入裝置 P800 .......製作鐵轚罨容器之方法 P804 .......形成步» P 8 0 8 .......澱積步期 P810.......乾燥步驟 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^^1 —1 - - - - I -----nn I ^^^1 ^^^1 J. Λ"Ί * (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) P812.......柔性烘乾步驟 P81 6.......退火步思 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）