TW466774B - Method for manufacturing aluminum oxide film for use in semiconductor device - Google Patents

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TW466774B
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TW
Taiwan
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aluminum oxide
gas
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oxygen source
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TW089127197A
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Inventor
Chan Lim
Kyong-Min Kim
Yong-Sik Yu
Original Assignee
Hyundai Electronics Ind
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Description

五、發明說明（i) 發明背景 本發明係有關於製造半導體裝置之方法，且更特別地 是有關於用來製造使用於半導體裝置的鋁氧化物的方 法。該方法採用氨（NHO反應氣體、以沉積鋁源且/或氧 源或於一晶圓上。 習知技術說明 眾所周知，現今半導體裝置主要透過微小化利用藉由 縮小尺寸而會有較高的整合程度。然而，在增加電晶體 與迴路速度下以及已改善可靠度下，還是有要縮小記憶 細胞的區域的需求，這種增加的密度、效能和可靠性的 需求，需要具有高精準和小型化的裝置特徵的資料。爲 了符合這種需求，必須要擴大電容器的電容量而且改善 被應用於DRAM和邏輯裝置的閘極介電薄膜。爲了嘗試 解決以上需求，各種硏究已被推進以採用係用於電容薄 膜的高介電材料和閘極介電薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更特別的是，因爲鋁氧化合物擁有好的氧化抵抗性質 及熱穩定性，所以在高介電材料之中，鋁氧化物（Ah03) 典型地被運用於電容器薄膜及閘極介電薄膜。此外，鋁 氧化物普遍的被使用爲氫阻礙物以防止氫擴散。 一般來說，鋁氧化薄膜是藉由使用一方法，比如說原 子層沉積而被形成。更詳細地，製造步驟如下：置晶圓 於一腔中；把晶圓加熱至攝氏200度至450度；供應一 鋁源材料於該腔中0.1至3秒。使氮氣流至該腔中或真 空洗淨以掃除未反應的鋁源材料及副產品；供應一氧源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） ΔββΎΎ 4 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製
五、發明說明（2 ) 材料於該腔中0.1至3秒；且再次使氮氣流至該腔中或 真空洗淨以掃除未反應的氧源材料及副產品’這是用來 沉積該鋁氧化物薄膜的一循環。因此，藉由一次次重複 這個循環，就可獲得預期的氧化物薄膜物厚度。 用來製造使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜傳統的方 法，三甲基錫（trimethyl aluminum)(TMA, A1(CH3)3)或改 質的三甲基銀（modified trimethyl aluminum)(MTMA， Α1((：Η3)3Ν((：Ιί2)5(：ίΙ3)—般被使用做爲鋁源材料而且蒸餾 水通常也被當成氧源材料來使用。 然而，傳統的方法的缺點是氧化物薄膜的形成速度非 常緩i如_此以致於生產力可能降低。再著，由於使用一 有機材料，比如說TMA或MTMA所以藉由傳統的方法 所形成的鋁氧化物薄膜可能含有碳微粒，因此，在其上 的電性質可能會惡化。 本發明的扼要說明 所以，本發明的目的是提供一用來製造半導體裝置的 鋁氧化物薄膜的方法，藉由使用NH3反應氣體用來改善 鋁氧化物薄膜的成長速度。 另一個本發明的目的是提供一製造一合倂半導體裝置 的方法，其中一鋁氧化物薄膜藉由使用NH3反應氣體來 改善該鋁氧化物薄膜的成長速度。 根據本發明的槪念，提供一用來製造使用於半導體裝 置的鋁氧化物薄膜的方法：該方法包括步驟有：a)準備 一半導體基.板並放置該半導體基板於—反應腔中；b)同 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）
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I •(466774 A7 ____ B7 五、發明說明（3 ) 時供應鋁源材質和nh3氣體至反應腔中以被吸收在半導 體基板上，c)藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排 出未反應的MTMA或副產品；d)供應一氧源材料至反應 腔中：e)藉流入氮氣體至該反應腔中以被吸收在該半導 體基板上或真空洗淨以排出未反應的氧源或副產品。 根據本發_的另一個槪念，提供一用來製造使用於半 導體裝置的鋁氧化物薄膜的方法；方法包括步驟：a)準 備一半導體基板並放置該半導體基板於—反應腔中；b) 同時供應鋁源材質和NH3氣體至反應腔中以被吸收在半 導體基板上；c)藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以 排出未反應的MTMA或副產品；d)供應氧源材料與NH3 氣體至反應腔中以被吸收在該半導體基板上；e)藉流入 氮氣體至該反應腔中或真空洗淨以排出未反應的氧源或 副產品。 依舊根據本發明的另一個槪念，提供一製造使用於半 導體裝置的鋁氧化物薄膜的方法；方法包括步驟有：a) 準備一半導體基板並放置該半導體基板於一反應腔中； b)同時供應鋁源材質和NH3氣體至反應腔中以被吸收在 半導體基板上；c)藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨 以排出未反應的MTMA或副產品；d)供應一氧源材料與 nh3氣體至反應腔中以被吸收在該半導體基板上；e)藉 流入氮氣體至該反應腔中或真空洗淨以排出未反應的氧 源或副產品》 再進一步，根據另一個本發明的槪念，提供一製造使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----訂·--------線--！--— II--I-------------- Α7 ^4 6 671 Λ - -——————1»>— _ 五、發明說明（4) 用於使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜的方法；該方法 包括的步驟有：a)準備一主動基質其係具有一基板，閘 極線，閘氧化層和第一個絕緣層；b)其次，在主動形成 一緩衝層和一第一個導電層；C)藉供應具有鋁源和/或氧 源的NH3反應氣體以使用原子層沉積技術（ALD)來形成 鋁氧化物的介電層於第一導電層上；d)在介電層上形成 第二導電層並且對第二導電層，介電層，第一導電層以 及緩衝層印上圖案藉以獲取電容器結構；e)在電容器結 構上形成氫障礙層；f)在沉積一第二絕緣層之後形成— 位元線與一局部內連接；g)在整個表面上形成一被動 層。 圖示簡述 本發明以上及其它目的和特徵，吾人將會以下參照所 附圖結合較佳實例說明使本發明更顯而易見。 第1至3圖是根據本發明的較佳實例的曝光時間對照 以原子層沉積技術（ALD)沉積鋁氧化物薄膜在50次循環 之後的晶圓的厚度的圖。 第4A至4E圖是根據本發明的較佳實例的橫剖面圖其 展示用來製造一合倂有鋁氧化物薄膜的半導體裝置的方 法。 較佳實例的詳細說明 參考第1圖，其爲根據本發明的第一較佳實例的曝光 時間對照以原子層沉積技術（ALD)沉積鋁氧化物薄膜在 50次循環之後的晶圓的厚度的圖。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) — --I J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
I I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '* 訂---------線！----------------------- 466774 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) 在第一較佳實例中，同時提供鋁源材料和NH3氣體至 反應腔中以增加鋁氧化物薄膜的成長率。和未使用NH3 氣體的習知技藝比較起來，根據本發明的鋁氧化物薄膜 成長率很明顯高於習知技藝的成長率。再者，隨著曝光 時間逐漸增加，成長率也會增加。 在這之下，用來製造鋁氧化物的製程將詳細地以圖例 表示。開始時，在把晶圓置於反應腔中之後，同時供應 鋁源和NH3氣體至反應腔中以被吸收至該晶圓的表面 上。然後，在停止供應鋁源之後，執行第一次淸淨以掃 除未反應的鋁氧化物及副產品。下一個步驟中，供應氧 源至反應腔中以被吸收至該晶圓的表面上。在此之後， 執行第二次淸洗以掃除未反應的氧源材料及副產品。這 是一次沉積鋁氧化物薄膜的循環。多次重覆這個循環， 在晶圓上便有預期厚度的鋁氧化物薄膜。在完全沉積鋁 氧化物之後，執行一回火製程以使鋁氧化物薄膜更加密 集。 在此，沉積溫度保持在攝氏200度至攝氏450度而且 腔內壓力保持在50 mTorr至300 mTorr。透過一第一運 送管以0.1至3秒時間供應鋁源材料例如，三甲基鋁 (TMA, A1(CH3)3)或改質的三甲基鋁（MTMA，A1(CH3)3N (CH〇5CH3)。在此時，同時以每分鐘流量爲20至100標 準立方公分（seem)透過第二運送管供應NH3氣體。假使 透過相同運送管運送nh3氣體與鋁源至該腔中’則鋁源 材料會對nh3氣體起反應因而在運送管中產生微粒。因 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Ί---------------^ — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 46677 4 B7 -----—__ 五、發明說明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此，透過分離的運送管運供應錫源材料及NH3氣體。透 過排除幫浦，以〇· 1秒至3秒來實施第一次洗淨以排除 未反應的鋁源材料及副產品，但是它可藉由使用一方法 比如說真空洗淨來被實施。除此之外，透過第三運送管 以0· 1至3秒時間供應氧源材料如蒸餾水，然後，相似 於第一次洗淨，執行第二次洗淨。 由於鋁氧化物薄膜使用有機金屬材料，如TMA或 MTMA，所以在沉積反應後’該鋁氧化物薄膜會含有碳 微粒，因此，最後使電性質惡化。爲了避免電性質惡 化，藉由使用方法如〇2電隳（Plasma), N2O電漿（plasma), Ex-PNT，UV/〇3或其它方法在攝氏3 00度至450度執行製 程。更進一步，以攝氏650度至850度下，執行一回火 製程，以使該鋁氧化物薄膜更加密集。 參考第2圖，另一個根據本發明的第二較佳實例的曝 光時間對照以原子層沉積技術（ALD)沉積鋁氧化物薄膜 50次循環之後的晶圓的厚度的圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二較佳實例中，同時提供氧源材料和NH3氣體至一 反應腔中以增加鋁氧化物薄膜的成長率。和未使用NH3 氣體的習知技藝比較起來根據本發明的鋁氧化物薄膜成 長率很明顯的高於習知技藝的成長率。再者，隨著曝光 時間逐漸增加，成長率也隨之增加。 根據第二較隹實例的用來製造該鋁氧化物薄膜的製程 被更仔細地舉例說明如下。剛開始的時候’放置該晶圓 於反應腔中之後，供應氧源材料至反應腔中以被吸收至 -8- ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' 466774 A7 _ B7 五、發明說明（7 ) 該晶圓的表面上。然後，在停止供應鋁源之後，執行第 一次洗淨以掃除未反應的銘氧化物或副產品。在下一個 步驟中，同時再供應氧源材料與NH3氣體至反應腔中以 被吸收在該晶圓的表面上。在那之後，執行第二次洗淨 以掃除。未反應的氧源材料及副產品。這是一次沉積鋁 氧化物薄膜的循環多次重覆這個循環，在晶圓上便有預 期厚度的鋁氧化物薄膜。在沉積鋁氧化物之後，用一製 程以移除碳微粒，接下來，執行一回火製程。。 在此，沉積溫度保持在攝氏200度至450度而且腔內 壓力保持在50 mTorr至300 mTorr。透過第一運送管以 0.1至3秒時間，提供鋁源材料，如三甲基鋁（TMA， A1(CH3)3)或改質的三甲基鋁（MTMA，A1(CH3)3N (CH小CH3)。透過排除幫浦以0.1至3秒執行第一次洗淨 以排除未反應的鋁源材料及副產品，但是它可藉由使用 —方法如使用真空洗淨來被實施。除此之外，透過第二 運送管在流速是20至1,000 seem下以0.1至3秒時間供 應如蒸餾水的氧源材料和NH3氣體。而且相似於第一次 洗淨，執行第二次洗淨。此時，如果透過運送管供應氧 源材料及NH3氣體，由於水與NH3氣體起反應，所以在 腔內可能會產生許多微粒。因此，必須透過相同的運送 管來供應它們。 由於鋁氧化物薄膜使用有機金屬材料如TMA或 MTMA，所以在沉積反應之後，鋁氧化物薄膜會有碳微 粒包含在其中，因此最後使電性質惡化。爲了避免電性 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----^---------線 L ----------------------------------- A7 466774 ______B7__ 五、發明說明（8 ) 質惡化，以下製程藉由使用一方法如〇2 plasma, N2〇 plasma, Εχ-ΡΝΤ，1^/〇3或類同物在攝氏3 00度至450度 下被實施。而且’更進一步，在攝氏650度至850度之 下，執行一回火製程以使該鋁氧化物薄膜更加密集。 參考第3圖’仍有根據本發明的第三較佳實例的曝光 時間對照以原子層沉積技術（ALD)在週期間沉積鋁氧化 物薄膜之後晶圓的厚度的圖。 第三較佳實例中，同時供應鋁源材料和ΝΗ3氣體至一 反應腔中，另外，同時也供應氧源材料及νη3氣體以增 加鋁氧化物薄膜的成長率。和未使用NtL·氣體的習知技 藝比較起來，根據本發明的鋁氧化物的成長率很明顯高 於習知技藝的成長率，再者，隨著曝光時間逐漸增加， 鋁氧化物薄膜成長也隨之增加。 根據第三較佳實例的用來製造該鋁氧化物薄膜的製程 被更仔細地舉例說明如下。剛開始的時候，在放置晶圓 於反應腔中之後，同時供應鋁源材料和ΝΗ3氣體至反應 腔內以被吸收至該晶圓的表面上。然後，在停止供應鋁 源之後，實施第一次洗淨以掃除未反應的鋁氧化物及副 產品。下一個步驟中，同時供應氧源材料與ΝΗ3氣體至 反應腔內以被吸收至該晶圓的表面上。其後，實施第二 次洗淨以掃除未反應的氧源材料和副產品。這是一次沉 積鋁氧化物薄膜的循環。多次重覆這個循環，在晶圓上 便有預期厚度的鋁氧化物薄膜。在沈積鋁氧化物之後， 接下來，執行移除碳微粒製程和一回火製程。 ____-10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ;--------訂---------線 I f ί、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 466774 五、發明說明（9 ) 在此，沉積溫度保持在攝氏200度至450度而且在腔 內的壓力保持在50 mTorr至300 mTorr。透過第一運送 管以0.1至3秒運送鋁源材料如三甲基鋁（TMA, Al(CH〇3) 或改質的三甲基鋁（MTMA，A1(CH3)3N (CH2)5CH〇。此 時，透過第二運送以流率20至1,000 seem供應NH3氣 體至反應腔內。假如透過相同的運送管運供應NH3氣體 和鋁源材料，則鋁源與nh3氣體會起反應，因此在管內 產生微粒。因此，應該透過各自分離的運送管以運送鋁 源材料和NH3氣體。透過排除幫蒲以0.1至3秒執行第 —次洗淨以排除未反應的鋁源材料及副產品。但是它可 藉由使用一方法如真空洗淨來被實施。除此之外，透過 第三運送管在流速是20至1,000 seem之下以0.1至3秒 時間供應氧源材料和NH3氣體。然後，相似於第一次洗 淨’執行第二次洗淨。此時，假如透過各自分離的運送 管供應氧源材料與nh3氣體，由於水與^^仏氣體起反 應’所以在腔內可能會產生許多微粒。 由於鋁氧化物薄膜使用有機金屬材料如TMA或 MTMA，所以在沉積反應之後，鋁氧化物薄膜會有碳微 粒包含在其中，因此，最後使電性質惡化。爲了避免電 性質惡化，以下製程藉由使用一方法如〇2 plasma，N2〇 plasma, Ex-PNT，UV/Ch或類同物在攝氏300度至450度 下被實施。而且，更進一步，在攝氏65 0度至850度 下’執行一回火製程以使該鋁氧化物薄膜更加密集。 參考第4A至4E圖，這些圖提供橫剖面圖，其提出用 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規_格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C--------訂---------線 - --------'----i — — · A7 466774 五、發明說明（10) 來製造一合倂有鋁氧化物薄膜於其中的半導體裝置，根 據較佳的第四實例藉由應用本發明的鋁氧化物沉積的方 法。 用來製造半導體設備的製程從準備主動基質110開始 ，該基質包含一半導體基板102、隔離區104、擴散區 1 06、閘極氧化物1 1 2、閘極線11 3、間隙壁114和一·絕 緣層116。擴散區106的其中之一做爲源極且另一·個擴 散區106做爲汲極。 在那之後，如第4A圖所示，接下來在主動基質110 的上部之上形成有緩衝層118、第一導電層120、介電 層122和第二導電層124。在第四較佳實例中，介電層 I 22藉由使用原子層沉積技術而由鋁氧化物（AhCh)所製 成，其中沉積壓力大約是50至300 mTorr而且沉積溫度 保持在攝氏200度至攝氏450度。此處，在第一絕緣層 II 6與第一導電層1 20之間形成緩衝層11 8以改善黏 合。 由於在第一、第二以及第三較佳實例中已舉例用來沉 積介電層1 22的鋁氧化物的方法，所以詳細的描述在這 裡省略。 後續步驟之中，如第4B圖所示，對第二導電層 124、介電層122、第一金屬層120和緩衝層118印上圖 案至一預定結構。因此獲得一具有緩衝器118A、底電極 120A、電容器薄膜122A以及頂電極124A的電容器結構 150。最好是底電極120A的尺寸不同於頂電極128A的 -12- ·>ί--------訂1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -線 — _____ -_________ 466774 A7 B7 五、發明說明（η) 尺寸以便在以下的製程中形成板線未顯示° 如第1C圖所示在下一個步驟中，在電容器結構150 上與第一絕緣層116的部份上形成鋁氧化物的氫障礙層 以在一後段製造製程中比如說一被動製程中防止電容器 結構150受到氫滲透。由於藉由原子層沉積技術（ALD) 以形成該鋁氧化物層的方法和電容器薄膜122Α的那些 方法相同，所以詳細的描述在這裡省略° 之後，根據用來製造半導體裝置的範例的製程，在電 容器結構150與第一絕緣116上形成一第二絕緣層130 ，然後，對它們印上圖案至一第三預定結構，因此獲得 開口 132、134、136如第1D圖所示。接下來的步驟中 ，在全部表面上形成第三導電層包含開口 132、134、 136的部而且對第三導電層印上圖案如此以致於可獲得 一位元線144Β和一局部內連接144Α。最後，如第1Ε 圖所示，藉由CVD或PVD方法以在全部表面上形成被 動層1 5 2。 本發明的第四較佳實例中，閘極氧化物薄膜11 2也可 藉由使用本發明的鋁氧化物沉積方法由鋁氧化物薄膜所 製成。 和習知技藝相比，本發明藉由同時供應具有鋁源材料 和/或氧源材料的νη3反應氣體以提供具有增加成長率的 鋁氧化物沉積的方法。此外，藉由回火鋁氧化物薄膜， 在完全地沉積它於該晶圓上之後，它可能會獲得密集的 鋁氧化物薄膜。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂-------- -線！ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46677 4 Α7 Β7 五、發明說明（η) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖然本發明的較佳實例以舉例的目的而被揭露，但 是，熟知習知技藝的人士可以在不脫離被揭露於附圖中 的本發明的精神和領域之下，做出可能的修改、添加、 和替代。 符號說明 102…半導體基板 104…隔離區 106…擴散區 110…主動基質 1 1 2…閘極氧化物/閘極氧化物薄膜 1 1 4…間隙壁 I 1 3 ...閘極線 116…第一絕緣層 II 8…·緩衝層 118Α…緩衝器 120…第一導電層/第一金屬層 120Α…底電極 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 122…介電層 122Α…電容器薄膜 124…第二導電層 124Α…頂電極 128…頂電極 128Α…頂電極 130…第二絕緣層 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 46677 4 _B7 五、發明說明（l3) 132…開口 1 3 4…開口 1 3 6…開口 1 4 Ο A…局部內連接 144B…位兀線 150…電容器結構 152…被動層 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) ----訂---------線— _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 466774 I D8 六、申請專利挑圍 1. 一種製造使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜的方 法：該方法包括步驟有： a) 準備一半導體基板並放置該半導體基板於一反應腔 中； b) 同時供應鋁源材質和NH3氣體至反應腔中以被吸收 在半導體基板上； c) 藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排出未反應 的MTMA或副產品； d) 供應一氧源材料至反應腔中以被吸收在該半導體晶 圓上；以及 e) 藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排出未反應 的氧源或副產品。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟b)至c)藉由 使用原子層沉積技術（ALD)而被重覆直到在半導體基 板上形成一預期的鋁氧化物厚度。 3. 如申請專利範圍第1項之方.法，其中沉積溫度與沉積 壓力分別地保持在攝氏200度至450度以及保持在50 mTorr 至 300 mTorr。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該鋁源材料包含 三甲基鋁（TMA)或改質的三甲基鋁（MTMA)的有機金屬 材料。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以〇. 1秒至3秒 . 時間透過各自分離的運送管供應鋁源材料與NH3氣體 至反應腔中。 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,丨裝、-------—訂---------Mlt------------.!1------- A8 466774 I 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中在流速20 sccm 至1，000 seem情況下提供NH3氣體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中氧源材料是蒸盲留 水0 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中以0.1秒至3秒 時間供應氧源材料至反應腔中。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，在步驟e)之後進一步 .包括的步驟有： f) 移除在鋁氧化物薄膜中的碳微粒；以及 g) 在氮氣豐富的環境下以攝氏650度至攝氏85.0度 回火該氧化物薄膜以使其中密度增加。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中步驟f)是在攝 氏300度至450度下藉由使用選自由〇2 plasma，N2〇 plasma, Ex-PNT，UV/〇3所組成的群組而被實施。 11. 一種製造使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜的方 法，該方法包括步驟有： a) 準備一半導體基板並放置該半導體基板於一反應腔 中； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 b) 同時供應鋁源材料至反應腔中以被吸收在半導體基 板上； c) 藉流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排出未反應 的MTMA或副產品； ·. d)供應氧源材料與NH3氣體至一反應腔中以被吸收在 該半導體基板上；以及 __:_J1；_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 677 4 § D8 六、申請專利範圍 e)藉由流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排出未反 應的氧源或副產品。 12. 如申請專利範圍第1.1項之方法，其中步驟.b)至c) 藉由使用原子層沉積（ALD)技術而被重覆直到在半導 體基板上形成預期的鋁氧化物的厚度。 13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中沉積溫度與沉 積壓力分別地保持在攝氏200度至攝氏450度且保持 在 50 mTorr 至 300 mTorr。 14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中鋁源材料是三 甲基鋁（TMA)或改質的三甲基鋁（MTMA)的有機金屬材 料。 15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中以0.1秒至3 秒透過相同運送管供應氧源材料與NH3氣體至一反應 腔中。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中在流速20 seem 至1000 seem情況下提供NHh氣體。 17. 如申請專利範圍第11項之方法，其中氧源材料是蒸 餾水。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中以0.1秒至3 秒時間供應氧源材料至該反應腔中。’ 19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中在步驟幻之 後，進一步包括的步驟有： . 0移除在鋁氧化物薄膜中的碳微粒；並且 • S)在氮氣豐富的環境中以攝氏650度至攝氏850度回 _________-18.-_______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '' — — — — — — —---—I— - I I I----訂--— — — — —----if (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 466774 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 火氧化物薄膜以使其中密度增加。 20. 如申請專利範圍第9項之方法，其中步驟f)是在攝 氏300度至450度下.藉由使用選自由〇2 pia.sina, N2〇 plasma，Ex-PNT, UV/〇3所組成的群組而被實施。 21. —種製造使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜的方 法，該方法包括的步驟有： a) 準備一半導體基板並放置該半導體基板於一反應腔 中： b) 同時以供應鋁源材質和NH3氣體於一反應腔中以被 吸收在半導體基板上； .. c) 流入氮氣體至反應腔中或真空管以排除未反應的 MTMA或副產品； d) 供應氧源材料與NIL·氣體至反應腔中以被吸收在該 半導體基板上；以及 e) 藉由流入氮氣體至反應腔中或真空洗淨以排除未反 應的氧源或副產品。 22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中步驟b)至e) 藉由使用原子層沉積（ALD)技術而被重覆使用直到在 半導體基板上形成預期的鋁氧化物薄膜的厚度+。 23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中沉積溫度與沉 積壓力分別地保持在攝氏200度至攝氏450度且保持 在 50 mTorr 至 300 mTorr。 • 24·如申請專利範圍第21項之方法，其中鋁源材料是三 甲基鋁（TMA)或改質的三甲基鋁（MTMA)的有機金屬材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^1¾ )~~~' ' ' ~ -------------裳--------訂.--------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^46677 4 g D8_ 六、申請專利範圍 料。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 25. 如申請專利範圍第21項之方法，其中以0.1秒至3 秒透過各自分離的運送管供應鋁源材料與NH3氣體至 該反應腔中並且以0· 1秒至3秒透過相同運送管供應 氧源材料與NH3氣體至該反應腔中。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中在流速20 sccm 至1000 seem情況下提供NH3氣體。 27. 如申請專利範圍第21項之方法，其中氧源物材料是 蒸餾水。 28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中以0.1秒至3 供應氧源材料至反應腔中。 29. 如申請專利範圍第27項之方法，在步驟e)之後，進 —步包括的步驟有： f) 移除在鋁氧化物薄膜中的碳微粒；以及 g) 在氮氣豐富的環境下，以攝氏650度至攝氏850度 回火該鋁氧化物薄膜以使其中更加密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中步驟f)是在攝 氏300度至450度下藉由使用選自由〇2 Plasma, N2〇 plasma, Ex-PNT, UV/〇3所組成的群組而被實施。 31. —種製造使用於半導體裝置的鋁氧化物薄膜的方 法，該方法包括步驟有’： a) 準備一主動基質，其係具有一基板、隔離區、閘極 • 線、閘極氧化物、以及一第一絕緣層； b) 其次，在主動基質上形成一緩衝層和一第一個導電 _本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 ) A8 B8 C8 D8 4 6 677 4 六、申請專利範圍 ，層； c) 藉由供應含有鋁源和/或氧源的NH3反應氣體’使 用原子層沉積技術以在第一導電層上形成鋁氧化 物（Al2〇3)的介電層； d) 在介電層上形成一第二導電層且對第二導電層’介 電層，第一導電層和緩衝層印上圖案因此獲取電容 器結構； e) 在電容器結構上形成一氫障礙層； f) 在沉積一第二絕緣層之後，形成在位元線與局部內 連接；以及 g) 在整個表面上形成一被動層。 32. 如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該閘極氧化物 是藉由使用一 ALD技術以供應具有一鋁源且/或一氧 源的NH3反應式氣體而由鋁氧化物所製成。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該氫障礙層是 藉由使用一 ALD技術以供應具有一鋁源且/或一氧源 的NH3反應式氣體而由鋁氧化物所製成。 34. 如申請專利範圍第31項之方法，其中在步驟c)之 後，更進一步包括回火該介電層的步驟以使其中更加 密集。 35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中回火該介電層 的步驟是在氮氣豐富的環境下，以攝氏650至攝氏850 . 度來被實施。 -91 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --.!!!1! γ装 I I-----訂------- ---線 _ C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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