WO2023163499A1 - 유전막과 그를 포함한 커패시터 및 그들의 제조 방법 - Google Patents

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WO2023163499A1
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gas
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lanthanum
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윤홍민
권용찬
김주성
김혜영
박민규
박창균
방민욱
소재욱
윤홍수
장윤주
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N97/00—Electric solid-state thin-film or thick-film devices, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric film, and more particularly, to a dielectric film applicable to a capacitor.
  • a capacitor has a structure in which a dielectric film is provided between two electrodes.
  • the characteristics of the capacitor largely depend on the dielectric characteristics of the dielectric layer.
  • the dielectric properties of a dielectric film used in a capacitor can be evaluated by the thickness and leakage current density of the dielectric film.
  • the capacitance per unit area increases as the thickness of the dielectric layer decreases, it is preferable to form the thickness of the dielectric layer thin.
  • the first metal is selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), and gadolinium (Gd), and the second metal is hafnium (Hf) and zirconium (Zr).
  • La lanthanum
  • Ce cerium
  • Sr strontium
  • Gd gadolinium
  • Hf hafnium
  • Zr zirconium
  • the present invention also includes supplying a first source gas; supplying a first purge gas; supplying a second source gas; supplying a second purge gas; supplying a first reaction gas; and supplying a third purge gas, wherein the supplying of the first source gas includes lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), and hafnium (Hf) in a vacuum deposition equipment.
  • La lanthanum
  • Ce cerium
  • Gd gadolinium
  • Hf hafnium
  • the first metal is selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), and gadolinium (Gd), and the second metal is hafnium (Hf) and zirconium (Zr).
  • La lanthanum
  • Ce cerium
  • Sr strontium
  • Gd gadolinium
  • Hf hafnium
  • Zr zirconium
  • the present invention also includes supplying a first source gas; supplying a first purge gas; supplying a first reaction gas; supplying a second purge gas; supplying a second source gas; supplying a third purge gas; supplying a second reaction gas; and supplying a fourth purge gas, wherein the supplying of the first source gas includes lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), and hafnium (Hf) in a vacuum deposition equipment. ), and a step of supplying a compound containing at least one metal selected from the group consisting of zirconium (Zr), wherein the step of supplying the second source gas is different from the first source gas in the vacuum deposition equipment.
  • the supplying of the first source gas includes lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), and hafnium (Hf) in a vacuum deposition equipment.
  • Zr zirconium
  • the supplying of the first reaction gas and the supplying of the second reaction gas include a process of supplying a compound selected from the group consisting of O 3 and H 2 O into the vacuum deposition equipment.
  • the present invention also relates to a first metal of any one of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), or zirconium (Zr) and another second metal.
  • a dielectric film made of an oxide of a composite metal comprising:
  • the present invention also provides a first dielectric film; and a second dielectric layer formed on the first dielectric layer and made of a material different from that of the first dielectric layer, wherein the first dielectric layer includes lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), It is composed of an oxide of any one of the first metals of hafnium (Hf) or zirconium (Zr), or the lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), or zirconium (Zr), which is made of an oxide of a composite metal including one of the first metal and the other of the second metal, and the second dielectric layer is made of lanthanum (La), cerium (Ce), and strontium (Sr).
  • the first dielectric layer includes lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), It is composed of an oxide
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a capacitor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic exploded perspective view of a vacuum deposition equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic side cross-sectional view of a vacuum deposition equipment according to an embodiment of the present invention taken along the line II of FIG. 6 as a reference.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a support part in a vacuum deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic side cross-sectional view of a vacuum deposition equipment according to another embodiment of the present invention taken along the line II of FIG. 6 as a reference.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates a method of forming a dielectric film according to an embodiment of the present invention.
  • a method of forming a dielectric film according to an embodiment of the present invention includes supplying a first source gas, supplying a first purge gas, supplying a first reaction gas, and supplying a second purge gas. and supplying gas.
  • cerium is cerium nitrate (Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O), cerium acetate (Ce(O 2 C 2 H 3 ) 3 .xH 2 O) and cerium chloride (CeCl 3 ⁇ xH 2 O) may be selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto.
  • the compound containing strontium (Sr) is a group consisting of Sr(thd) 2 THF 2 , Sr(NO 3 ) 2 , and Sr(CH 3 COO) 2 nH 2 O (n is a natural number between 5 and 9). It may be selected from, but is not necessarily limited thereto.
  • the compound containing gadolinium (Gd) may be selected from the group consisting of Gd(thd) 3 or Cp(CH 3 ) 3 Gd, but is not necessarily limited thereto.
  • the compounds containing zirconium (Zr) are Zr[NC 2 H 5 CH 3 ] 4 , Zr[N(CH 3 ) 2 ] 4 , Zr[OC(CH 3 ) 2 CH 2 OCH 3 ] 4 , Zr[OC (CH 3 ) 3 ] 4 , ZrCl 4 , and ZrI 4 It may be selected from the group consisting of, but is not necessarily limited thereto.
  • the first source gas contains any one first metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr).
  • the first compound contains any one first metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), and gadolinium (Gd), and the second compound is It may contain another second metal selected from the group consisting of hafnium (Hf) and zirconium (Zr).
  • the first compound contains any one first metal selected from the group consisting of cerium (Ce) and gadolinium (Gd), and the second compound contains lanthanum (La), strontium (Sr), hafnium ( Hf), and another second metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • first metal selected from the group consisting of cerium (Ce) and gadolinium (Gd)
  • second compound contains lanthanum (La), strontium (Sr), hafnium ( Hf), and another second metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • the supplying of the first purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first source gas.
  • the first purge gas may use various purge gases known in the art, for example, an inert gas such as argon, and the first source gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the first purge gas. do.
  • the supplying of the first reaction gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first purge gas.
  • the first reaction gas may be selected from the group consisting of O 3 and H 2 O.
  • the first reaction gas may be composed of O 3 , H 2 O, or a mixture of O 3 and H 2 O.
  • the supplying of the second purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first reaction gas.
  • the second purge gas various purge gases known in the art may be used, and the first reaction gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the second purge gas.
  • supplying the first source gas, supplying the first purge gas, supplying the first reaction gas, and supplying the second purge gas One cycle is completed by a combination of steps, and a dielectric layer may be formed by repeatedly performing such a cycle.
  • FIG. 2 illustrates a method of forming a dielectric film according to another embodiment of the present invention.
  • a method of forming a dielectric film according to another embodiment of the present invention includes supplying a first source gas, supplying a first purge gas, supplying a second source gas, and supplying a second purge gas. supplying, supplying a first reaction gas, and supplying a third purge gas.
  • the supplying of the first source gas may include placing the substrate in the vacuum deposition equipment and supplying the first source gas into the vacuum deposition equipment.
  • the supplying of the first purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first source gas.
  • the first purge gas various purge gases known in the art may be used, and the first source gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the first purge gas.
  • the supplying of the second source gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first purge gas.
  • the first compound contains any one first metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), and gadolinium (Gd), and the second compound is the hafnium (Hf ), and another second metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • the first compound contains any one first metal selected from the group consisting of cerium (Ce) and gadolinium (Gd), and the second compound contains lanthanum (La), strontium (Sr), hafnium ( Hf), and another second metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • first metal selected from the group consisting of cerium (Ce) and gadolinium (Gd)
  • second compound contains lanthanum (La), strontium (Sr), hafnium ( Hf), and another second metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • the supplying of the second purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the second source gas.
  • the second purge gas various purge gases known in the art may be used, and the second source gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the second purge gas.
  • the supplying of the first reaction gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the second purge gas.
  • the first reaction gas may be composed of O 3 , H 2 O, or a mixture of O 3 and H 2 O.
  • the supplying of the third purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first reaction gas.
  • Various purge gases known in the art may be used as the third purge gas, and the first reaction gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the third purge gas.
  • supplying the first source gas, supplying the first purge gas, supplying the second source gas, and supplying the second purge gas One cycle is completed by a combination of the steps of supplying the first reaction gas, and supplying the third purge gas, and a dielectric layer may be formed by repeatedly performing the same cycle. there is.
  • a dielectric layer formed according to another embodiment of the present invention is made of an oxide of a composite metal including one first metal contained in the first compound and another second metal contained in the second compound.
  • FIG 3 illustrates a method of forming a dielectric film according to another embodiment of the present invention.
  • the supplying of the first source gas may include placing the substrate in the vacuum deposition equipment and supplying the first source gas into the vacuum deposition equipment.
  • the supplying of the first purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the first source gas.
  • the first purge gas various purge gases known in the art may be used, and the first source gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the first purge gas.
  • the first reaction gas may be composed of O 3 , H 2 O, or a mixture of O 3 and H 2 O.
  • the supplying of the second source gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the second purge gas.
  • the second source gas is made of a compound different from that of the first source gas.
  • the second source gas contains any one third metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr).
  • a third compound may be included.
  • the third compound is made of a material different from that of the first compound.
  • the third compound may be made of a material different from those of the first compound and the second compound.
  • the second source gas contains any one third metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr).
  • a third compound containing, and different from the third compound and selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr); and a fourth compound containing one fourth metal.
  • the third compound is made of a material different from that of the first compound.
  • the third compound may be made of a material different from those of the first compound and the second compound.
  • the fourth compound is made of a material different from that of the first compound.
  • the fourth compound may be made of a material different from those of the first compound and the second compound.
  • the third compound contains any one third metal selected from the group consisting of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), and gadolinium (Gd), and the fourth compound is the hafnium (Hf ), and another fourth metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • the third compound contains any one third metal selected from the group consisting of cerium (Ce) and gadolinium (Gd), and the fourth compound contains lanthanum (La), strontium (Sr), hafnium ( Hf), and another fourth metal selected from the group consisting of zirconium (Zr).
  • the supplying of the third purge gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the second source gas.
  • the third purge gas various purge gases known in the art may be used, and the second source gas remaining in the vacuum deposition equipment is purged by supplying the third purge gas.
  • the supplying of the second reaction gas may be performed simultaneously with stopping the supply of the third purge gas.
  • the second reaction gas may be composed of O 3 , H 2 O, or a mixture of O 3 and H 2 O.
  • the second reaction gas may be made of the same material as the first reaction gas, but is not necessarily limited thereto.
  • the step of supplying the first source gas, the step of supplying the first purge gas, the step of supplying the first reaction gas, the step of supplying the second purge gas One cycle is completed by a combination of the steps of supplying the second source gas, supplying the third purge gas, supplying the second reaction gas, and supplying the fourth purge gas. And, by repeatedly performing one such cycle, a dielectric film may be formed.
  • a dielectric film formed according to another embodiment of the present invention as described above is formed on a first dielectric film formed by reacting the first source gas and the first reaction gas and the first dielectric film, and is formed on the second source gas and the first reactant gas.
  • 2 may include a second dielectric layer formed by reaction of the reactive gases, and the first dielectric layer and the second dielectric layer may be repeatedly stacked.
  • the first dielectric film is made of an oxide of any one of the first metals contained in the first compound, or any one of the first metals contained in the first compound and another second compound contained in the second compound. It may be made of an oxide of a composite metal containing metal.
  • the dielectric film 200 is provided between the first electrode 100 and the second electrode 300 .
  • the first electrode 100 and the second electrode 300 are the same as described above.
  • the first dielectric layer 210 may be formed of an oxide of a first metal selected from among lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr). there is.
  • the first dielectric layer 210 may include a first metal of any one of lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), or zirconium (Zr) and another metal. It may be made of an oxide of a composite metal including the second metal.
  • the second dielectric layer 220 may be formed of an oxide of a third metal selected from lanthanum (La), cerium (Ce), strontium (Sr), gadolinium (Gd), hafnium (Hf), and zirconium (Zr). there is.
  • the third metal is different from the first metal.
  • the third metal is different from the first metal and the second metal.
  • FIG. 6 is a schematic exploded perspective view of a vacuum deposition equipment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic side cross-sectional view of the vacuum deposition equipment according to an embodiment of the present invention based on line II of FIG. 6
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a vacuum deposition equipment according to another embodiment of the present invention based on the line II of FIG. It is a side view.
  • the gas dispensing unit 4 injects gas toward the support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be connected to the gas supply unit 5 . Accordingly, the gas dispensing unit 4 may inject the gas supplied from the gas supply unit 5 toward the support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be disposed to face the support unit 3 .
  • the processing space 100 may be disposed between the gas injection unit 4 and the support unit 3 .
  • the gas injection unit 4 may be coupled to the chamber lid 20 .
  • the chamber lid 20 may be coupled to the chamber 2 so as to cover an upper portion of the chamber 2 .
  • the first injection unit 41 may inject a source gas and a purge gas into the first processing region 110 .
  • the source gas and the purge gas may include the first source gas and the first purge gas of FIG. 1 described above.
  • reaction gas and the purge gas may include the first reaction gas and the third purge gas of FIG. 2 described above.
  • a processing process using the second gas may be performed on the substrate S located in the second processing region 120 .
  • the second gas reacts with the first gas to form a thin film
  • the first gas adsorbed on the substrate (S) and the second gas react to form a dielectric film on the surface of the substrate (S).
  • the purge gas may additionally purge the first gas remaining on the surface of the substrate S in the second processing region 120 or purge the second gas that does not react with the first gas.
  • the second processing region 120 can When some of the substrates S1 and S2 among the plurality of substrates S1 , S2 , S3 and S4 supported by the support part 3 are located in the first processing region 110 , the second processing region 120 Other parts of the substrate (S3, S4) may be located.
  • the gas injection unit 4 may further include a third injection unit 43 .
  • the third injection unit 43 injects a third gas to the third processing region 130 .
  • the third processing area 130 may correspond to a part of the processing space 100 .
  • the third processing area 130 may be an area between the first processing area 110 and the second processing area 120 .
  • the third injection unit 43 may be disposed upwardly apart from the support part 3 .
  • the third injection unit 43 may be disposed between the first injection unit 41 and the second injection unit 42 .
  • the third injection unit 43 may inject the block gas into the third processing region 130 .
  • the compartment gas may be an inert gas such as argon (Ar).
  • Ar argon
  • the third injection unit 43 may be connected to the gas supply unit 5 .
  • Some of the substrates S1 and S2 among the plurality of substrates S1, S2, S3 and S4 supported by the support part 3 are positioned in the first processing region 110, and the second processing region 120 ), when some of the substrates S3 and S4 are located, the third spray unit 43 is applied to the substrates S1 and S2 located in the first processing region 110 and the second processing region 120.
  • the compartment gas may be injected into the space between the positioned substrates S3 and S4.
  • the gas supply unit 5 supplies gas to the gas dispensing unit 4 .
  • the gas supply unit 5 may supply the first and second source gases, the first and second reaction gases, and the first to fourth purge gases to the gas dispensing unit 4 .
  • the gas supply unit 5 may additionally supply the compartment gas to the gas dispensing unit 4 .
  • the gas supply unit 5 may supply the compartment gas to the third injection unit 43 intermittently or continuously while the substrate S is being treated.
  • the exhaust unit 6 may include a first exhaust port 61 , a second exhaust port 62 , a first exhaust member 63 , a second exhaust member 64 , and an integrated member 65 .
  • the first exhaust port 61 and the second exhaust port 62 may be formed in the chamber 2 as a plurality of exhaust ports.
  • the first exhaust port 61 may be formed in the chamber 2 to exhaust the first processing region 110 .
  • the second exhaust port 62 may be formed in the chamber 2 to exhaust the second processing region 120 .
  • the first exhaust member 63 may be provided to exhaust the first processing region 110 through the first exhaust port 61 .
  • the gas injected into the first processing region 110 may be exhausted to the outside of the chamber 2 through the first exhaust port 61 and the first exhaust member 63 .
  • the first exhaust member 63 may have one side coupled to the first exhaust port 61 formed in the chamber 2 and the other side coupled to the integrated member 65 .
  • the integrated member 65 is connected to each of the first exhaust member 63 and the second exhaust member 64 .
  • the gas exhausted through the first exhaust member 63 and the gas exhausted through the second exhaust member 64 may be exhausted together after joining at the integrated member 65 .
  • the integration member 65, the second exhaust member 64, and the first exhaust member 63 may each be implemented as a hose, pipe, or the like.
  • the source gas When the source gas is injected into the first processing region 110 and the reactive gas is injected into the second processing region 120, unreacted gas among the source gas blows through the first exhaust member 63.
  • the non-reacted gas among the reactive gases may be exhausted from the chamber 2 through the second exhaust member 64 .

Abstract

본 발명은 제1 소스 가스를 공급하는 단계; 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제1 반응 가스를 공급하는 단계; 및 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법을 제공한다.

Description

유전막과 그를 포함한 커패시터 및 그들의 제조 방법
본 발명은 유전막에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 커패시터에 적용될 수 있는 유전막에 관한 것이다.
커패시터는 두 개의 전극 사이에 유전막이 구비된 구조를 가진다. 상기 커패시터의 특성은 상기 유전막의 유전 특성에 크게 좌우된다.
일반적으로 커패시터에 사용되는 유전막의 유전 특성은 유전막의 두께와 누설 전류 밀도로 평가될 수 있다.
상기 유전막의 두께가 얇을수록 단위 면적당 커패시턴스가 증가하게 되므로 상기 유전막의 두께를 얇게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 누설 전류 밀도가 증가할수록 커패시터의 전력 소모량이 증가하게 되므로 상기 누설 전류 밀도를 감소시키는 것이 바람직하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 얇은 두께로 형성하면서 누설 전류 밀도를 감소시킬 수 있는 유전막과 그 제조 방법 및 상기 유전막을 포함한 커패시터와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 제1 소스 가스를 공급하는 단계; 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제1 반응 가스를 공급하는 단계; 및 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 소스 가스를 공급하는 단계; 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제2 소스 가스를 공급하는 단계; 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제1 반응 가스를 공급하는 단계; 및 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 소스 가스를 공급하는 단계; 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제1 반응 가스를 공급하는 단계; 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제2 소스 가스를 공급하는 단계; 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계; 제2 반응 가스를 공급하는 단계; 및 제4 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 상기 제1 소스 가스와 상이하면서, 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계 및 상기 제2 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함하고, 상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하는 제3 화합물, 및 상기 제3 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제4 금속을 함유하는 제4 화합물을 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 전극과 제2 전극 사이에 유전막이 구비된 커패시터를 제조하는 방법에 있어서, 상기 유전막은 전술한 방법에 따라 제조하는 커패시터 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어진 유전막을 제공한다.
상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한, 제1 유전막; 및 상기 제1 유전막 상에 구비되며 상기 제1 유전막과 상이한 물질로 이루어진 제2 유전막을 포함하고, 상기 제1 유전막은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어지거나, 또는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어지고, 상기 제2 유전막은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속의 산화물로 이루어지거나, 또는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속 및 다른 하나의 제4 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어진 유전막을 제공한다.
본 발명은 또한, 제1 전극과 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 유전막을 포함하고, 상기 유전막은 전술한 유전막으로 이루어진 커패시터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 원자층 증착 방법을 이용하여 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 적어도 하나의 금속의 산화물로 유전막을 형성함으로써, 상기 유전막의 두께를 얇게 형성할 수 있고, 상기 유전막의 결정화가 향상되어 커패시터에 적용될 경우 누설전류밀도가 감소하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 분해사시도이다.
도 7는 도 6의 I-I 선을 기준으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비에 있어서 지지부의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 6의 I-I 선을 기준으로 하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 측단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전막은 진공 증착 장비를 이용한 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition: ALD)을 통해 형성할 수 있다.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막 형성 방법은 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 및 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 기판을 안착시키고 상기 진공 증착 장비 내부로 제1 소스 가스를 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 란탄(La)을 함유하는 화합물은 La(NPMP)3　(tris(1-n-propoxy-2-methyl-2-propoxy)lanthanum(III)), La(NPEB)3　(tris(2-ethyl-1-n-propoxy-2-butoxy)lanthanum(III)), La(OC2H5)3　(lanthanum(III) ethoxide), La(EDMDD)　3　(tris(6-ethyl-2,2-dimethyl-3,5-decanedionato)lanthanum(III)), La(DPM)3　(tris(dipivaloylmethanate)lanthanum(III)), La(TMHD)3　(tris(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)lanthanum(III)), La(acac)3　(lanthanum(III) acethylacetonate), 및 La(EtCp)3　(tris(ethylcyclopentadienyl)lanthanum(III))로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 세륨(Ce)을 함유하는 화합물은 세륨　나이트레이트(Ce(NO3)3·6H2O),　세륨　아세테이트(Ce(O2C2H3)3·xH2O) 및 세륨　클로라이드(CeCl3·xH2O)로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 스트론튬(Sr)을 함유하는 화합물은 Sr(thd)2THF2, Sr(NO3)2, 및 Sr(CH3COO)2·nH2O (n은 5 내지 9 사이의 자연수)로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 가돌리늄(Gd)을 함유하는 화합물은 Gd(thd)3　또는 Cp(CH3)3Gd 로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 하프늄(Hf)을 함유하는 화합물은 HfCl4, Hf(OC2H5)4, Hf(N(C2H5)2)4, Hf(N(CH3)2)4, 및 Hf(dimethylamine)4로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 지르코늄(Zr)을 함유하는 화합물은 Zr[NC2H5CH3]4, Zr[N(CH3)2]4, Zr[OC(CH3)2CH2OCH3]4, Zr[OC(CH3)3]4, ZrCl4,　및 ZrI4　로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 제1 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 제1 화합물은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
또는, 상기 제1 화합물은 상기 세륨(Ce) 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 란탄(La), 스트론튬(Sr), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 소스 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제1 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스, 예로서, 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제1 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 소스 가스가 퍼지된다.
상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제1 반응 가스는 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 제1 반응 가스는 O3로 이루어질 수도 있고, H2O로 이루어질 수도 있고, 또는 O3 및 H2O의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
상기 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 반응 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제2 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제2 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 반응 가스가 퍼지된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 및 상기 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계의 조합에 의해 하나의 사이클(cycle)이 완성되고, 이와 같은 하나의 사이클을 반복 수행함으로써 유전막이 형성될 수 있다.
상기 제1 소스 가스가 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물로 이루어진 경우에 있어서, 상기 형성되는 유전막은 상기 선택된 어느 하나의 제1 금속의 산화물, 예로서 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
상기 제1 소스 가스가 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 포함한 경우에 있어서, 상기 형성되는 유전막은 상기 제1 화합물에 함유된 어느 하나의 제1 금속 및 상기 제2 화합물에 함유된 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 유전막은 박막의 결정화가 향상되고, 커패시터에 적용될 경우 누설전류 문제가 방지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법은 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제2 소스 가스를 공급하는 단계, 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 및 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 기판을 안착시키고 상기 진공 증착 장비 내부로 제1 소스 가스를 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 소스 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제1 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제1 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 소스 가스가 퍼지된다.
상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제2 소스 가스는 상기 제1 화합물과 상이하며 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 화합물은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
또는, 상기 제1 화합물은 상기 세륨(Ce) 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 란탄(La), 스트론튬(Sr), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
상기 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제2 소스 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제2 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제2 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제2 소스 가스가 퍼지된다.
상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 제2 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제1 반응 가스는 O3로 이루어질 수도 있고, H2O로 이루어질 수도 있고, 또는 O3 및 H2O의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
상기 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 반응 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제3 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제3 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 반응 가스가 퍼지된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계, 상기 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 및 상기 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계의 조합에 의해 하나의 사이클(cycle)이 완성되고, 이와 같은 하나의 사이클을 반복 수행함으로써 유전막이 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성되는 유전막은 상기 제1 화합물에 함유된 어느 하나의 제1 금속 및 상기 제2 화합물에 함유된 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법을 도시한 것이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전막 형성 방법은 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제2 소스 가스를 공급하는 단계, 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제2 반응 가스를 공급하는 단계, 및 제4 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함한다.
상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 기판을 안착시키고 상기 진공 증착 장비 내부로 제1 소스 가스를 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 제1 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 화합물은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
또는, 상기 제1 화합물은 상기 세륨(Ce) 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하고, 상기 제2 화합물은 상기 란탄(La), 스트론튬(Sr), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 소스 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제1 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제1 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 소스 가스가 퍼지된다.
상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제1 반응 가스는 O3로 이루어질 수도 있고, H2O로 이루어질 수도 있고, 또는 O3 및 H2O의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
상기 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제1 반응 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제2 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제2 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제1 반응 가스가 퍼지된다.
상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 제2 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제2 소스 가스는 상기 제1 소스 가스와 상이한 화합물로 이루어진다.
상기 제2 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하는 제3 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제3 화합물은 상기 제1 화합물과 상이한 물질로 이루어진다. 상기 제3 화합물은 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
또는, 상기 제2 소스 가스는 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하는 제3 화합물, 및 상기 제3 화합물과 상이하며 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제4 금속을 함유하는 제4 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제3 화합물은 상기 제1 화합물과 상이한 물질로 이루어진다. 상기 제3 화합물은 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
상기 제4 화합물은 상기 제1 화합물과 상이한 물질로 이루어진다. 상기 제4 화합물은 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
상기 제3 화합물은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하고, 상기 제4 화합물은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제4 금속을 함유할 수 있다.
또는, 상기 제3 화합물은 상기 세륨(Ce) 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하고, 상기 제4 화합물은 상기 란탄(La), 스트론튬(Sr), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제4 금속을 함유할 수 있다.
상기 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제2 소스 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제3 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제3 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제2 소스 가스가 퍼지된다.
상기 제2 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 제3 퍼지 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다.
상기 제2 반응 가스는 O3로 이루어질 수도 있고, H2O로 이루어질 수도 있고, 또는 O3 및 H2O의 혼합물로 이루어질 수도 있다.
상기 제2 반응 가스는 상기 제1 반응 가스와 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제4 퍼지 가스를 공급하는 단계는 상기 제2 반응 가스의 공급을 중지함과 동시에 수행할 수 있다. 상기 제4 퍼지 가스는 당업계에 공지된 다양한 퍼지 가스를 이용할 수 있으며, 상기 제4 퍼지 가스 공급에 의해서 상기 진공 증착 장비 내에 잔류하는 상기 제2 반응 가스가 퍼지된다.
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 퍼지 가스를 공급하는 단계, 상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계, 제2 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제2 소스 가스를 공급하는 단계, 제3 퍼지 가스를 공급하는 단계, 제2 반응 가스를 공급하는 단계, 및 제4 퍼지 가스를 공급하는 단계의 조합에 의해 하나의 사이클(cycle)이 완성되고, 이와 같은 하나의 사이클을 반복 수행함으로써 유전막이 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성되는 유전막은 상기 제1 소스 가스와 상기 제1 반응 가스가 반응하여 형성된 제1 유전막 및 상기 제1 유전막 상에 형성되며 상기 제2 소스 가스와 상기 제2 반응 가스가 반응하여 형성된 제2 유전막을 포함하며, 상기 제1 유전막과 상기 제2 유전막이 반복적층된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제1 유전막은 상기 제1 화합물에 함유된 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어지거나 또는 상기 제1 화합물에 함유된 어느 하나의 제1 금속 및 상기 제2 화합물에 함유된 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
상기 제2 유전막은 상기 제3 화합물에 함유된 어느 하나의 제3 금속의 산화물로 이루어지거나 또는 상기 제3 화합물에 함유된 어느 하나의 제3 금속 및 상기 제4 화합물에 함유된 다른 하나의 제4 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터의 개략적인 단면도이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터는 제1 전극(100), 유전막(200) 및 제2 전극(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 전극(100)과 상기 제2 전극(300)은 각각 금속, 전도성 금속 산화물, 전도성 금속 질화물, 또는 전도성 실리콘 화합물 등과 같은 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극(100)과 상기 제2 전극(300)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.
상기 유전막(200)은 상기 제1 전극(100)과 상기 제2 전극(300) 사이에 구비되어 있다.
상기 유전막(200)은 전술한 도 1 또는 전술한 도 2에 따른 방법에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유전막(200)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어질 수 있다. 또는 상기 유전막(200)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
예로서, 상기 복합 금속은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속, 및 하프늄(Hf)과 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
또는, 상기 복합 금속은 세륨(Ce) 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속, 및 란탄(La), 스트론튬(Sr), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터의 개략적인 단면도이다.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터는 제1 전극(100), 유전막(200) 및 제2 전극(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 전극(100)과 상기 제2 전극(300)은 전술한 바와 동일하다.
상기 유전막(200)은 상기 제1 전극(100)과 상기 제2 전극(300) 사이에 구비되어 있으며, 전술한 도 3에 따른 방법에 의해 형성될 수 있다.
이와 같은 유전막(200)은 제1 유전막(210) 및 제2 유전막(220)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 유전막(210)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어질 수 있다. 또는 상기 제1 유전막(210)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다.
상기 제2 유전막(220)은 상기 제1 유전막(210) 상에 구비되며 상기 제1 유전막(210)과 상이한 물질로 이루어진다.
상기 제2 유전막(220)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속의 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 제3 금속은 상기 제1 금속과 상이하다. 또는, 상기 제3 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속과 상이하다.
또는 상기 제2 유전막(220)은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속 및 다른 하나의 제4 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 제3 금속은 상기 제1 금속과 상이하다. 또는, 상기 제3 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속과 상이하다. 상기 제4 금속은 상기 제1 금속 및 상기 제3 금속과 상이하다. 또는, 상기 제4 금속은 상기 제1 금속, 상기 제2 금속 및 상기 제3 금속과 상이하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 분해사시도이고, 도 7는 도 6의 I-I 선을 기준으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 측단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비에 있어서 지지부의 개략적인 평면도이고, 도 9는 도 6의 I-I 선을 기준으로 하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 증착 장비의 개략적인 측단면도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비는 기판(S)에 대한 처리공정을 수행하는 것으로서, 구체적으로 전술한 다양한 실시예에 따른 유전막을 증착하기 위한 것이다. 상기 기판(S)은 실리콘기판, 유리기판, 또는 메탈기판 등 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장비(1)는 챔버(2), 지지부(3), 가스분사부(4), 가스공급부(5), 및 배기부(6)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(2)는 처리공간(100)을 제공한다. 상기 처리공간(100)에서는 상기 기판(S)에 대한 유전막 증착 공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공간(100)은 상기 챔버(2)의 내부에서 제1처리영역(110), 제2처리영역(120), 및 상기 제1처리영역(110)과 상기 제2처리영역(120) 사이의 제3처리영역(130)을 포함할 수 있다. 상기 챔버(2)에는 상기 지지부(3)와 상기 가스분사부(4)가 설치될 수 있다.
상기 지지부(3)는 상기 챔버(2)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 지지부(3)는 하나의 기판(S)을 지지할 수도 있고, 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4)을 지지할 수도 있다. 상기 처리공간(100)이 상기 제1처리영역(110), 상기 제2처리영역(120), 및 상기 제3처리영역(130)을 포함하는 경우, 상기 지지부(3)의 일부는 상기 제1처리영역(110)에 위치하고, 상기 지지부(3)의 다른 일부는 상기 제2처리영역(120)에 위치하며, 상기 지지부(3)의 또 다른 일부는 상기 제3처리영역(130)에 위치할 수 있다. 상기 지지부(3)에 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4)이 지지된 경우, 상기 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 중에서 일부는 상기 제1처리영역(110)에 위치하고, 다른 일부는 상기 제2처리영역(120)에 위치할 수 있다. 이 경우, 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 각각에서 유전막 증착 공정이 동시에 수행될 수 있다.
상기 지지부(3)는 상기 챔버(2) 내에서 상기 지지부(3)의 지지축(30)을 중심으로 회전할 수도 있다. 상기 지지부(3)의 회전에 의해서 상기 지지부(3)에 지지된 상기 기판(S)은 상기 챔버(2) 내에서 각기 다른 처리영역으로 이동할 수 있다. 상기 지지부(3)가 회전할 때, 상기 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 중에서 일부의 기판은 상기 제1처리영역(110)에서 상기 제3처리영역(310)을 거쳐 상기 제2처리영역(120)으로 이동하고, 상기 제2처리영역(120)에서 상기 제3처리영역(130)을 거쳐 다시 상기 제1처리영역(110)으로 이동할 수 있다. 상기 지지부(3)의 회전은 정지와 회전이 반복적으로 이루어질 수도 있고, 정지 없이 연속적으로 이루어질 수도 있다. 이에 따라 상기 지지부(3)에 지지된 기판(S)은 정지와 이동을 반복하면서 상기 각기 다른 처리영역 간에 이동할 수도 있고, 정지 없이 연속적으로 이동할 수도 있다.
상기 가스분사부(4)는 상기 지지부(3)를 향해 가스를 분사한다. 상기 가스분사부(4)는 가스공급부(5)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 가스분사부(4)는 상기 가스공급부(5)로부터 공급된 가스를 상기 지지부(3)를 향해 분사할 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 상기 지지부(3)에 대향되게 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)와 상기 지지부(3)의 사이에는 상기 처리공간(100)이 배치될 수 있다. 상기 가스분사부(4)는 챔버리드(20)에 결합될 수도 있다. 상기 챔버리드(20)는 상기 챔버(2)의 상부를 덮도록 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다.
상기 가스분사부(4)는 제1분사유닛(41), 및 제2분사유닛(42)을 포함할 수 있다.
상기 제1분사유닛(41)은 상기 제1처리영역(110)에 제1 가스를 분사한다. 상기 제1처리영역(110)은 상기 처리공간(100)의 일부에 해당할 수 있다. 상기 제1분사유닛(41)은 상기 지지부(3)로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1처리영역(110)은 상기 제1분사유닛(41)과 상기 지지부(3) 사이의 영역일 수 있다.
상기 제1분사유닛(41)은 상기 제1처리영역(110)에 소스 가스와 퍼지 가스를 분사할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1처리영역(110)에 위치한 기판(S)에 대해 상기 소스 가스를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공정은 상기 소스 가스가 반응가스와 반응하여 유전막을 증착할 소스가스인 경우, 상기 기판(S)의 표면에 소스가스가 흡착되는 과정일 수 있다. 또한, 상기 퍼지가스는 상기 제1처리영역(110)에서 상기 기판(S)에 흡착되지 않은 상기 소스 가스를 퍼지할 수 있다. 상기 제1처리영역(110)에 상기 지지부(3)에 지지된 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 중에서 일부의 기판(S1, S2)이 위치하는 경우, 상기 기판(S1, S2)에는 상기 제1분사유닛(41)에서 분사된 소스 가스와 퍼지가스가 순서대로 분사될 수 있다.
상기 소스 가스와 상기 퍼지 가스는 전술한 도 1의 제1 소스 가스와 제1 퍼지 가스로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 소스 가스와 상기 퍼지 가스는 전술한 도 2 또는 도 3의 제1 소스 가스와 제1 퍼지 가스 및 제2 소스 가스와 제2 퍼지 가스로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제1분사유닛(41)에서 상기 제1 소스 가스, 제1 퍼지 가스, 제2 소스 가스, 및 제2 퍼지 가스가 순서대로 분사될 수 있다.
상기 제2분사유닛(42)은 상기 제2처리영역(120)에 제2 가스를 분사한다. 상기 제2처리영역(120)은 상기 처리공간(100)의 일부에 해당할 수 있다. 상기 제2분사유닛(42)은 상기 지지부(3)로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2처리영역(120)은 상기 제2분사유닛(42)과 상기 지지부(3) 사이의 영역일 수 있다.
상기 제2분사유닛(42)은 상기 제2처리영역(120)에 반응 가스와 퍼지가스를 분사할 수 있다.
상기 반응 가스와 상기 퍼지 가스는 전술한 도 1의 제1 반응 가스와 제2 퍼지 가스로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 반응 가스와 상기 퍼지 가스는 전술한 도 2의 제1 반응 가스와 제3 퍼지 가스로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 반응 가스와 상기 퍼지 가스는 전술한 도 3의 제1 반응 가스와 제2 퍼지 가스 및 제2 반응 가스와 제4 퍼지 가스로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제2분사유닛(42)에서 상기 제1 반응 가스, 제2 퍼지 가스, 제2 반응 가스, 및 제4 퍼지 가스가 순서대로 분사될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2처리영역(120)에 위치한 기판(S)에 대해 상기 제2 가스를 이용한 처리공정이 이루어질 수 있다. 상기 처리공정은 상기 제2 가스가 상기 제1 가스와 반응하여 박막을 형성하는 경우, 상기 기판(S) 상에 흡착된 제1 가스와 상기 제2 가스가 반응하여 상기 기판(S) 표면에 유전막을 형성하는 과정일 수 있다. 또한, 상기 퍼지가스는 상기 제2처리영역(120)에서 상기 기판(S)의 표면에서 잔류하고 있는 상기 제1 가스를 추가적으로 퍼지하거나, 상기 제1 가스와 반응하지 않은 상기 제2 가스를 퍼지할 수 있다. 상기 제1처리영역(110)에 상기 지지부(3)에 지지된 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 중에서 일부의 기판(S1, S2)이 위치한 경우, 상기 제2처리영역(120)에는 다른 일부의 기판(S3, S4)이 위치할 수 있다.
상기 가스분사부(4)는 제3분사유닛(43)을 더 포함할 수도 있다.
상기 제3분사유닛(43)은 상기 제3처리영역(130)에 제3 가스를 분사한다. 상기 제3처리영역(130)은 상기 처리공간(100)의 일부에 해당할 수 있다. 상기 제3처리영역(130)은 상기 제1처리영역(110)과 상기 제2처리영역(120) 사이의 영역일 수 있다. 상기 제3분사유닛(43)은 상기 지지부(3)로부터 상측으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제3분사유닛(43)은 상기 제1분사유닛(41)과 상기 제2분사유닛(42)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 제3분사유닛(43)은 상기 제3처리영역(130)에 구획가스를 분사할 수 있다. 상기 구획가스는 아르곤(Ar) 등과 같은 불활성가스일 수 있다. 상기 제3분사유닛(43)이 상기 제3처리영역(130)에 상기 구획가스를 분사함에 따라, 상기 제1처리영역(110)과 상기 제2처리영역(120)은 서로 간에 가스가 혼합되지 않도록 공간적으로 분리될 수 있다. 상기 제3분사유닛(43)은 상기 가스공급부(5)에 연결될 수 있다. 상기 제1처리영역(110)에 상기 지지부(3)에 지지된 복수개의 기판(S1, S2, S3, S4) 중에서 일부의 기판(S1, S2)이 위치함과 아울러 상기 제2처리영역(120)에 다른 일부의 기판(S3, S4)이 위치한 경우, 상기 제3분사유닛(43)은 상기 제1처리영역(110)에 위치한 기판(S1, S2) 및 상기 제2처리영역(120)에 위치한 기판(S3, S4) 사이의 공간에 상기 구획가스를 분사할 수 있다.
상기 가스공급부(5)는 상기 가스분사부(4)에 가스를 공급하는 것이다. 상기 가스공급부(5)는 상기 가스분사부(4)에 상기 제1 및 제2 소스 가스, 상기 제1 및 제2 반응 가스, 및 상기 제1 내지 제4 퍼지가스를 공급할 수 있다. 상기 가스분사부(4)가 상기 구획가스를 분사하는 경우, 상기 가스공급부(5)는 상기 가스분사부(4)에 상기 구획가스를 추가로 공급할 수도 있다. 이 경우, 상기 가스공급부(5)는 상기 기판(S)에 대한 처리공정이 이루어지는 동안 간헐적으로 또는 지속적으로 상기 제3분사유닛(43)에 상기 구획가스를 공급할 수 있다.
상기 배기부(6)는 상기 처리공간(100)으로부터 가스를 배기시킨다. 상기 배기부(6)는 상기 챔버(2)의 내부에 연통되도록 상기 챔버(2)에 결합될 수 있다.
상기 배기부(6)는 제1배기구(61), 제2배기구(62), 제1배기부재(63), 제2배기부재(64), 및 통합부재(65)를 포함할 수 있다.
상기 제1배기구(61)와 상기 제2배기구(62)는 복수개의 배기구로서 상기 챔버(2)에 형성될 수 있다. 상기 제1배기구(61)는 상기 제1처리영역(110)을 배기하기 위해 상기 챔버(2)에 형성될 수 있다. 상기 제2배기구(62)는 상기 제2처리영역(120)을 배기하기 위해 상기 챔버(2)에 형성될 수 있다.
상기 제1배기부재(63)는 상기 제1배기구(61)를 통해서 상기 제1처리영역(110)을 배기하기 위해 마련된 것일 수 있다. 상기 제1처리영역(110)에 분사된 가스는, 상기 제1배기구(61)와 상기 제1배기부재(63)를 통해 상기 챔버(2)의 외부로 배기될 수 있다. 상기 제1배기부재(63)는 일측이 상기 챔버(2)에 형성된 상기 제1배기구(61)에 결합되고, 타측이 상기 통합부재(65)에 결합될 수 있다.
상기 제2배기부재(64)는 상기 제2배기구(62)를 통해서 상기 제2처리영역(120)을 배기하기 위해 마련된 것일 수 있다. 상기 제2처리영역(120)에 분사된 가스는, 상기 제2배기구(62)와 상기 제2배기부재(64)를 통해 상기 챔버(2)의 외부로 배기될 수 있다. 상기 제2배기부재(64)는 일측이 상기 챔버(2)에 형성된 상기 제2배기구(62)에 결합되고, 타측이 상기 통합부재(65)에 결합될 수 있다.
상기 통합부재(65)는 상기 제1배기부재(63)와 상기 제2배기부재(64) 각각에 연결된 것이다. 상기 제1배기부재(63)를 통해 배기된 가스 및 상기 제2배기부재(64)를 통해 배기된 가스는, 상기 통합부재(65)에서 합류한 후에 함께 배기될 수 있다. 상기 통합부재(65), 상기 제2배기부재(64), 및 상기 제1배기부재(63)는 각각 호스, 배관 등으로 구현될 수 있다.
상기 제1처리영역(110)에 상기 소스 가스가 분사됨과 아울러 상기 제2처리영역(120)에 상기 반응 가스가 분사되는 경우, 상기 소스 가스 중에서 미반응가스는 상기 제1배기부재(63)를 통해 상기 챔버(2)에서 배기되고, 상기 반응 가스 중에서 미반응가스는 상기 제2배기부재(64)를 통해 상기 챔버(2)에서 배기될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 소스 가스를 공급하는 단계;
    제1 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제1 반응 가스를 공급하는 단계; 및
    제2 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 유전막의 제조 방법.
  4. 제1 소스 가스를 공급하는 단계;
    제1 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제2 소스 가스를 공급하는 단계;
    제2 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제1 반응 가스를 공급하는 단계; 및
    제3 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택되며 상기 제1 금속과 상이한 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 유전막의 제조 방법.
  6. 제1 소스 가스를 공급하는 단계;
    제1 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제1 반응 가스를 공급하는 단계;
    제2 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제2 소스 가스를 공급하는 단계;
    제3 퍼지 가스를 공급하는 단계;
    제2 반응 가스를 공급하는 단계; 및
    제4 퍼지 가스를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 진공 증착 장비 내에 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 상기 제1 소스 가스와 상이하면서, 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속을 함유하는 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 반응 가스를 공급하는 단계 및 상기 제2 반응 가스를 공급하는 단계는 상기 진공 증착 장비 내에 O3 및 H2O로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1 금속을 함유하는 제1 화합물, 및 상기 제1 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제2 금속을 함유하는 제2 화합물을 공급하는 공정을 포함하고,
    상기 제2 소스 가스를 공급하는 단계는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제3 금속을 함유하는 제3 화합물, 및 상기 제3 화합물과 상이하며 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 다른 하나의 제4 금속을 함유하는 제4 화합물을 공급하는 공정을 포함하는 유전막의 제조 방법.
  8. 제1 전극과 제2 전극 사이에 유전막이 구비된 커패시터를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 유전막은 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 제조하는 커패시터 제조 방법.
  9. 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어진 유전막.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 금속은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 및 가돌리늄(Gd)으로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 제2 금속은 상기 하프늄(Hf), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택된 유전막.
  11. 제1 유전막; 및
    상기 제1 유전막 상에 구비되며 상기 제1 유전막과 상이한 물질로 이루어진 제2 유전막을 포함하고,
    상기 제1 유전막은 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속의 산화물로 이루어지거나, 또는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제1 금속 및 다른 하나의 제2 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어지고,
    상기 제2 유전막은 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속의 산화물로 이루어지거나, 또는 상기 란탄(La), 세륨(Ce), 스트론튬(Sr), 가돌리늄(Gd), 하프늄(Hf), 또는 지르코늄(Zr) 중 어느 하나의 제3 금속 및 다른 하나의 제4 금속을 포함하는 복합 금속의 산화물로 이루어진 유전막.
  12. 제1 전극과 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 유전막을 포함하고,
    상기 유전막은 상기 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유전막으로 이루어진 커패시터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670747B1 (ko) * 2005-11-28 2007-01-17 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 캐패시터 제조 방법
US20130288427A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Steven Hung Methods Of Fabricating Dielectric Films From Metal Amidinate Precursors
KR20190006030A (ko) * 2011-09-01 2019-01-16 인터몰레큘러 인코퍼레이티드 메모리 애플리케이션들을 위한 금속 산화물 재료들의 원자층 증착
KR20200115693A (ko) * 2019-03-06 2020-10-08 삼성전자주식회사 반도체 장치
KR20220004433A (ko) * 2020-07-03 2022-01-11 삼성전자주식회사 유전체 물질층을 포함하는 박막 구조체 및 이를 구비하는 전자소자

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670747B1 (ko) * 2005-11-28 2007-01-17 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 캐패시터 제조 방법
KR20190006030A (ko) * 2011-09-01 2019-01-16 인터몰레큘러 인코퍼레이티드 메모리 애플리케이션들을 위한 금속 산화물 재료들의 원자층 증착
US20130288427A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Steven Hung Methods Of Fabricating Dielectric Films From Metal Amidinate Precursors
KR20200115693A (ko) * 2019-03-06 2020-10-08 삼성전자주식회사 반도체 장치
KR20220004433A (ko) * 2020-07-03 2022-01-11 삼성전자주식회사 유전체 물질층을 포함하는 박막 구조체 및 이를 구비하는 전자소자

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