DE69826015T2 - Herstellung von layered - superlattice - materialien unter ausschluss von sauerstoff - Google Patents

Herstellung von layered - superlattice - materialien unter ausschluss von sauerstoff Download PDF

Info

Publication number
DE69826015T2
DE69826015T2 DE69826015T DE69826015T DE69826015T2 DE 69826015 T2 DE69826015 T2 DE 69826015T2 DE 69826015 T DE69826015 T DE 69826015T DE 69826015 T DE69826015 T DE 69826015T DE 69826015 T2 DE69826015 T2 DE 69826015T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
precursor
oxygen
temperature
layered superlattice
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69826015T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69826015D1 (de
Inventor
Gunther Schindler
Walter Hartner
Carlos Mazure
Narayan Solayappan
Vikram Joshi
F. Gary DERBENWICK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qimonda AG
Symetrix Corp
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Symetrix Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG, Symetrix Corp filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE69826015D1 publication Critical patent/DE69826015D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69826015T2 publication Critical patent/DE69826015T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02197—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides the material having a perovskite structure, e.g. BaTiO3
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
    • C23C18/1216—Metal oxides
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1225—Deposition of multilayers of inorganic material
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1275—Process of deposition of the inorganic material performed under inert atmosphere
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1283—Control of temperature, e.g. gradual temperature increase, modulation of temperature
    • 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
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1295—Process of deposition of the inorganic material with after-treatment of the deposited inorganic material
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/022—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being a laminate, i.e. composed of sublayers, e.g. stacks of alternating high-k metal oxides
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02318—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment
    • H01L21/02337—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer post-treatment treatment by exposure to a gas or vapour
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/31691—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass with perovskite structure
    • 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
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von geschichteten Supergittermaterialien und insbesondere auf Herstellungsprozesse, die ferroelektrische Integrierte-Schaltung-Bauelemente einer hohen Polarisierbarkeit und einer geringen Ermüdung sowie Integrierte-Schaltung-Bauelemente eines geringen Leckstroms und einer hohen Dielektrizitätskonstante ohne ein Inberührungbringen mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen bereitstellen.
  • 2. Darlegung des Problems
  • Seit mehr als 30 Jahren ist bekannt, daß, falls ein Speicher hergestellt werden könnte, der die Polarisierbarkeitseigenschaft von ferroelektrischen Materialien nutzt, ein derartiger Speicher nicht-flüchtig wäre, eine hohe Dichte aufwiese und viele weitere Vorteile aufwiese. Siehe beispielsweise US-Patentschrift Nr. 5,046,043, die an William D. Miller et al. erteilt wurde. Ferner ist bekannt, daß der Ersatz des Siliziumdioxids von herkömmlichen Speichern, z.B. von DRAMs, durch Materialien einer hohen Dielektrizitätskonstante zu Speichern führen könnte, die viel dichter wären. Siehe z.B. Europäische Patentanmeldung Seriennummer 0 415 751 A1 von NEC Corporation. Somit wurde viele Jahre lang viel Forschung betrieben, um Materialien mit geeigneten ferroelektrischen Eigenschaften und geeigneten Eigenschaften einer hohen Dielektrizitätskonstante zu erhalten. Bis vor kurzem war jedoch niemand in der Lage, ein Material ausfindig zu machen, das aufgrund seiner ferroelektrischen Eigenschaften oder seiner hohen dielektrischen Eigenschaf ten geeignet war, um einen praktischen ferroelektrischen Speicher oder einen dielektrischen Speicher mit einer geeignet hohen Dielektrizitätskonstante herzustellen. Alle ferroelektrischen Materialien mit geeignet hohen Polarisierbarkeiten ermüdeten, und die meisten dielektrischen Materialien mit einer geeignet hohen Dielektrizitätskonstante wiesen übermäßige Leckströme auf.
  • Die US-Patentschrift Nr. 5,519,234, die am 21. Mai 1996 erteilt wurde, offenbart, daß geschichtete Supergittermaterialien, z.B. Strontiumbismuttantalat, im Vergleich zu den besten bekannten Materialien hervorragende Eigenschaften bei ferroelektrischen Anwendungen aufweisen und hohe Dielektrizitätskonstanten und geringe Leckströme aufweisen. Die US-Patentschriften Nrn. 5,434,102, die am 18. Juli 1995 erteilt wurde, und 5,468,684, die am 21. November 1995 erteilt wurde, beschreiben Prozesse zum Integrieren dieser Materialien in praktische integrierte Schaltungen. Die am 16. April 1996 erteilte US-Patentschrift Nr. 5,508,226 offenbart einen Prozeß zum Herstellen von geschichteten Supergittermaterialien, bei denen eine Ausheilung bei einer niedrigeren Temperatur von etwa 700°C verwendet wird.
  • Die in den obigen Patentschriften und überall sonst im Stand der Technik beschriebenen Prozesse zum Herstellen von geschichteten Supergittermaterialien umfassen allesamt Sauerstoffausheilungen bei hohen Temperaturen, d.h. Ausheilungen in Sauerstoff bei Temperaturen von mehr als 600°C. Gemäß allen Dokumenten des Standes der Technik, die sich auf die Herstellung von geschichteten Supergittermaterialien beziehen, ist erforderlich, daß Ausheilungen in Sauerstoff bei hoher Temperatur eine hohe Polarisierbarkeit und andere elektronische Eigenschaften erzeugen, die für eine Verwendung dieser Materialien bei integrierten Schaltungen notwendig sind. Siehe z.B. US-Patentschrift Nr. 5,508,226. Gemäß dem Stand der Technik ist dies darauf zurückzuführen, daß die bei diesen Patentschriften verwendeten geschichteten Supergittermaterialien allesamt komplexe Oxide sind und der Sauerstoff gewährleisten muß, daß bei dem Herstellungsprozeß keine Sauerstofflückendefekte entstehen.
  • Obwohl Herstellungsprozesse, die Ausheilungen in Sauerstoff bei hoher Temperatur verwenden, geschichtete Supergittermaterialien mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften zur Verwendung bei integrierten Schaltungen hervorbringen, weisen sie auch beträchtliche nachteilige Auswirkungen auf viele herkömmliche Materialien für integrierte Schaltungen auf. Beispielsweise oxidieren Materialien wie z.B. Polysilizium und Titan, die üblicherweise als Leiter bei integrierten Schaltungen verwendet werden, bei derartigen Ausheilungen und werden zu Isolatoren. Dies führt zu dünnen Kondensatoren in Bereichen, wo sie nicht wünschenswert sind. Ein Inberührungbringen mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen kann bei vielen Materialien, die bei integrierten Schaltungen verwendet werden, z.B. bei halbleitendem Silizium, ebenfalls zu Defekten führen.
  • Im Stand der Technik versuchte man bisher, diese destruktiven Effekte von Sauerstoffausheilungen bei hohen Temperaturen durch Vorrichtungsentwürfe zu vermeiden, die die geschichteten Supergittermaterialien von den Transistoren und anderen empfindlichen herkömmlichen Komponenten von integrierten Schaltungen trennen. Beispielsweise positioniert die am 21. November 1995 erteilte US-Patentschrift Nr. 5,468,684 die Kondensatoren des geschichteten Supergittermaterials auf einer dicken Schutzbeschichtung deutlich überhalb und entfernt von dem Transistor. Jedoch führt dies zu einer integrierten Schaltung, die weniger dicht ist als sie es ansonsten wäre. Ansonsten verwendete man im Stand der Technik Barriereschichten, um zu versuchen, eine Beschädigung der empfindlichen Komponenten der integrierten Schaltungen zu vermeiden, die Barriereschichten sind jedoch ebenfalls anfällig für eine Beschädigung durch die Sauerstoffausheilungen bei hohen Temperaturen. Somit wäre es äußerst wünschenswert, einen Herstellungsprozeß von geschichteten Supergittermaterialien zu haben, der qualitativ hoch wertige elektronische Bauelemente erzeugt, ohne eine Sauerstoffausheilung bei hoher Temperatur zu verwenden.
  • 3. Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Herstellen von Dünnfilmen von geschichteten Supergittermaterialien zur Verwendung bei integrierten Schaltungen, wobei das Verfahren die integrierte Schaltung nur bei Temperaturen von 600°C oder weniger, und vorzugsweise von 500°C oder weniger, mit Sauerstoff in Berührung bringt und gleichzeitig qualitativ hochwertige Integrierte-Schaltung-Bauelemente liefert, die diese Materialien verwenden.
  • Die Erfindung liefert ein Verfahren zum Herstellen eines Materials, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus geschichteten Supergitterverbindungen besteht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bereitstellen eines Substrats und eines Vorläufers, der Metallanteile in effektiven Mengen zum spontanen Bilden eines der Materialien auf ein Erhitzen des Vorläufers hin enthält; Aufbringen des Vorläufers auf das Substrat, um einen Vorläuferfilm zu bilden; Erhitzen des Vorläuferfilms in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 500°C und 900°C, um einen festen Dünnfilm des Metalloxids auf dem Substrat zu bilden. Vorzugsweise umfaßt der Erhitzungsschritt ein rasches thermisches Verarbeiten des Vorläufers bei einer Temperatur zwischen 500°C und 850°C. Vorzugsweise umfaßt die Atmosphäre Stickstoff, beträgt die Temperatur der raschen thermischen Verarbeitung etwa 650°C und wird die rasche thermische Verarbeitung etwa 30 Sekunden lang durchgeführt. Vorzugsweise umfaßt der Erhitzungsschritt ein Ausheilen in einer inerten Atmosphäre bei zwischen etwa 700°C und 900°C. Vorzugsweise umfaßt der Schritt des Ausheilens ein Ausheilen bei einer Temperatur von etwa 800°C in einer Stickstoffatmosphäre über etwa 30 Minuten. Vorzugsweise umfaßt das Substrat eine erste Elektrode, und das Verfahren umfaßt ferner die Schritte des Bildens einer zweiten Elektrode auf dem Metalloxid, nach dem Schritt des Ausheilens, um einen Kondensator zu bilden, und des anschließenden Durchführens einer zweiten Ausheilung in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 300°C und 900°C. Vorzugsweise beträgt die zweite Ausheiltemperatur etwa 800°C und liegt in einer Stickstoffatmosphäre vor. Alternativ dazu findet die zweite Ausheilung bei 600°C in Sauerstoff statt. Vorzugsweise umfaßt das Metalloxid ein geschichtetes Supergittermaterial, und am stärksten bevorzugt Strontiumbismuttantalat. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner den Schritt des raschen thermischen Verarbeitens des Vorläuferfilms in einer Atmosphäre, die Sauerstoff umfaßt, bei einer Temperatur von 200°C bis zu 500°C. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren auch den Schritt des Trocknens des Vorläuferfilms in Luft bei einer Temperatur zwischen 140°C und 320°C. Vorzugsweise bildet das Material einen Abschnitt eines Integrierte-Schaltung-Speichers. Vorzugsweise ist der Speicher ein Speicher, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus DRAMs und ferroelektrischen FETs besteht.
  • Bei einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Metalloxids, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die geschichtete Supergitterverbindungen umfaßt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bereitstellen eines Substrats und eines Vorläufers, der Metallanteile in effektiven Mengen zum spontanen Bilden eines der Metalloxide auf ein Erhitzen des Vorläufers hin enthält; Aufbringen des Vorläufers auf das Substrat; Trocknen des Vorläufers, um einen festen Dünnfilm zu bilden; und Erhitzen des festen Dünnfilms auf dem Substrat, ohne ihn mit Sauerstoff in Berührung zu bringen, während er eine Temperatur von 500°C oder höher aufweist, um das Material auf dem Substrat zu bilden. Vorzugsweise umfaßt der Erhitzungsschritt ein rasches thermisches Verarbeiten des festen Dünnfilms bei einer Temperatur zwischen 500°C und 850°C. Vorzugsweise umfaßt der Erhitzungsschritt auch ein Aushei len des festen Dünnfilms bei einer Temperatur von 700°C bis 900°C. Vorzugsweise umfaßt das Substrat eine erste Elektrode, und das Verfahren umfaßt ferner die Schritte des Bildens einer zweiten Elektrode auf dem Material, nach dem Schritt des Ausheilens, um einen Kondensator zu bilden, und des anschließenden Durchführens einer zweiten Ausheilung in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 300°C und 900°C. Vorzugsweise bildet das Material einen Abschnitt eines Integrierte-Schaltung-Speichers. Vorzugsweise ist der Speicher ein Speicher, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus DRAMs und ferroelektrischen FETs besteht.
  • Das oben beschriebene bevorzugte Verfahren bringt die integrierte Schaltung, die das Material umfaßt, lediglich bei Temperaturen von 600°C oder weniger mit Sauerstoff in Berührung, führt jedoch zu geschichteten Supergittermaterialien mit hervorragenden elektronischen Eigenschaften. Beispielsweise wurden ferroelektrische geschichtete Supergittermaterialien mit Polarisierbarkeiten, 2Pr, von mehr als 20 Mikrocoulombs pro Quadratzentimeter und Leckströmen von weniger als 10–8 Ampere pro Quadratzentimeter über den Betriebsbereich von 1 Volt bis 5 Volt von herkömmlichen DRAM-Speichern hergestellt. Bedeutenderweise wurden unter Verwendung dieses bei hohen Temperaturen stattfindenden sauerstofffreien Ausheilprozesses SrBi2Ta2O9-Kondensatoren hergestellt, die höhere Polarisierbarkeiten aufweisen als jegliche SrBi2Ta2O9-Kondensatoren des Standes der Technik. Zahlreiche weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Flußdiagramm, das das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen ei nes Dünnfilms eines Materials gemäß der Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Draufsicht eines Wafers, auf dem Dünnfilmkondensatoren, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, stark vergrößert gezeigt sind;
  • 3 ist ein Abschnitt eines Querschnitts der 2, der durch die Linien 3-3 genommen ist und der ein Dünnfilmkondensatorbauelement veranschaulicht, das anhand des Verfahrens der 1 hergestellt ist;
  • 4 ist eine Querschnittsveranschaulichung eines Abschnitts einer unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung hergestellten integrierten Schaltung.
  • 5 zeigt Hysteresekurven für 1, 3, 5 und 8 Volt für einen gemäß dem Verfahren der 1 hergestellten typischen Dünnfilmkondensator aus Strontiumbismuttantalat;
  • 6 zeigt Polarisierbarkeits- und Koerzitivfeldermüdungskurven für dieselbe Dünnfilmkondensatorprobe, auf der die Hysteresekurven der 5 gemessen wurden;
  • 7 zeigt einen Graphen eines Leckstroms gegenüber einer angelegten Spannung für die Probe der 5 und 6; und
  • 8 zeigt Hysteresekurven für 1, 3, 5 und 8 Volt für eine weitere gemäß dem Verfahren der 1 hergestellte Dünnfilmkondensatorprobe aus Strontiumbismuttantalat.
  • BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • 1. Übersicht
  • Wenn man die Aufmerksamkeit auf 2 und 3 lenkt, ist ein Wafer 10 gezeigt, der zahlreiche Kondensatoren 12, 14, 16 usw. enthält. 2 ist eine Draufsicht des Wafers 10, auf dem die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Dünnfilmkondensatoren 12, 14, 16 usw. stark vergrößert gezeigt sind. 3 ist ein Abschnitt eines Querschnitts der 2, der durch die Linien 3-3 genommen ist, die den Kondensator 16 schneiden. Unter Bezugnahme auf 3 umfaßt der Wafer 10 ein Substrat 22, eine isolierende Schicht 24, eine dünne Haftschicht 26, die die nächste Schicht, die Elektrode 28, darin unterstützt, an dem Siliziumdioxid 24 anzuhaften, eine Schicht eines ferroelektrischen/eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisenden Materials 30 und eine weitere Elektrode 32. Nachdem die Schichten 24, 26, 28, 30 und 32 aufgebracht wurden, wird der Wafer bis hinunter zur Schicht 28 geätzt, um die einzelnen Kondensatoren 12, 14, 16 usw. zu bilden, die durch die untere Elektrode 28 miteinander verbunden sind. Die Erfindung beinhaltet vorwiegend das Verfahren des Herstellens der Schicht 30 aus einem ferroelektrischen oder eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisenden Material, das aus einem geschichteten Supergittermaterial gebildet ist, das jedoch eine geringfügige Komponente eines ferroelektrischen und/oder eines dielektrischen Metalloxids vom ABO3-Typ, z.B. Bleizirkoniumtitanat (PZT) oder Bariumstrontiumtitanat (BST) enthalten kann. Geschichtete Supergittermaterialien, die alternativ als geschichtete Supergitterverbindungen bezeichnet werden können, umfassen komplexe Oxide von Metallen, z.B. Strontium, Kalzium, Barium, Bismut, Cadmium, Blei, Titan, Tantal, Hafnium, Wolfram, Niobzirkonium, Bismut, Scandium, Yttrium, Lanthan, Antimon, Chrom und Thallium, die spontan geschichtete Supergitter bilden, d.h. kristalline Gitter, die abwechselnde Schichten von deutlich unterschiedlichen Teil gittern umfassen. Das Wort „Material" oder „Verbindung" wird speziell in Verbindung mit dem Begriff „geschichtetes Supergitter" verwendet, um anzugeben, daß die geschichteten Supergittermaterialien ein einzelnes Metall oder eine einzelne chemische Verbindung sind, wodurch diese Materialien von zusammengesetzten Supergittern unterschieden werden, die Heterostrukturen sind, die aus abwechselnden Schichten mehrerer unterschiedlicher Materialien hergestellt sind. Allgemein umfaßt jedes geschichtete Supergittermaterial zwei oder mehr der obigen Metalle; beispielsweise bilden Barium, Bismut und Niob das geschichtete Supergittermaterial Bariumbismutniobat, BaBi2Nb2O9. Das Material 30 kann ein Dielektrikum, ein Ferroelektrikum oder beides sein. Falls es ein Dielektrikum ist, ist der Kondensator 16 ein dielektrischer Kondensator, und falls das Material 30 ein Ferroelektrikum ist, so ist der Kondensator 16 ein ferroelektrischer Kondensator. Die geschichteten Supergittermaterialien können allgemeiner unter der folgenden Formel zusammengefaßt werden:
    Figure 00090001
    wobei A1, A2 ... Aj A-Stelle-Elemente in der Perowskitähnlichen Struktur darstellen, die Elemente wie z.B. Strontium, Kalzium, Barium, Bismut, Blei und andere sein können;
    S1, S2...Sk Supergittergeneratorelemente darstellen, die üblicherweise Bismut sind, aber auch Materialien wie z.B. Yttrium, Scandium, Lanthan, Antimon, Chrom, Thallium und andere Elemente mit einer Wertigkeit von +3 sein können;
    B1, B2...B1 B-Stelle-Elemente in der perowskit-ähnlichen Struktur darstellen, die Elemente wie z.B. Titan, Tantal, Hafnium, Wolfram, Niob, Zirkonium und andere Elemente sein können; und Q ein Anion darstellt, das allgemein Sauerstoff ist, aber auch andere Elemente sein kann, z.B. Fluor, Chlor und Hybride dieser Elemente, z.B. die Oxyfluoride, wie Oxychloride usw. Die Hochstellungen bei Formel (1) geben die Wertigkeiten der jeweiligen Elemente an, und die Tiefstellungen geben die Anzahl von Mol des Materials in einem Mol der Verbindung oder, bezogen auf die Einheitszelle, die Anzahl von Atomen des Elements, im Durchschnitt, in der Einheitszelle, an. Die Tiefstellungen können Ganzzahlen oder Brüche sein. Das heißt, daß Formel (1) die Fälle umfaßt, bei denen die Einheitszelle in dem Material variieren kann, z.B. ist bei Sr0,75Ba0,25Bi2Ta2O9 Sr im Durchschnitt 75 der Zeit das A-Stelle-Atom, und 25 % der Zeit ist Ba das A-Stelle-Atom. Falls in der Verbindung lediglich ein A-Stelle-Element vorliegt, wird es durch das „A1"-Element dargestellt, und w2...wj sind alle gleich Null. Falls in der Verbindung lediglich ein B-Stelle-Element vorliegt, wird es durch das „B1"-Element dargestellt, und y2...y1 sind alle gleich Null, und desgleichen gilt für die Supergittergeneratorelemente. Der übliche Fall ist der, daß ein A-Stelle-Element, ein Supergittergeneratorelement und ein oder zwei B-Stelle-Elemente vorliegen, obwohl Formel (1) in der allgemeineren Form geschrieben ist, da die Erfindung die Fälle umfassen soll, bei denen eine der Stellen und der Supergittergenerator mehrere Elemente aufweisen können. Der Wert von z ergibt sich aus der Gleichung: (a1w1 + a2w2... + ajwj)+(s1x1 + s2x2... + skxk) + (b1y1 + b2y2... + bjyj) = 2z. (2)
  • Die Formel (1) umfaßt alle drei der Verbindungen vom Smolenskii-Typ, die in der US-Patentschrift Nr. 5,519,234, die am 21. Mai 1996 erteilt wurde, erörtert sind. Die geschichteten Supergittermaterialien umfassen nicht jedes Material, das in die Formel (1) eingefügt werden kann, sondern lediglich diejenigen, die sich spontan zu kristallinen Strukturen mit gesonderten abwechselnden Schichten bilden.
  • Man sollte ferner verstehen, daß der Begriff geschichtetes Supergittermaterial hierin auch dotierte geschichtete Supergittermaterialien umfaßt. Das heißt, daß jegliches in der Formel (1) enthaltene Material mit einer Vielzahl von Materialien dotiert sein kann, z.B. Silizium, Germanium, Uran, Zirkonium, Zinn oder Hafnium. Beispielsweise kann Strontiumbismuttantalat mit einer Vielzahl von Elementen dotiert sein, wie durch folgende Formel angegeben ist: (Sr1-xM1x)Bi2(Nb1-yM2y)O9 + α M30 (2),wobei M1 Ca, Ba, Mg oder Pb sein kann, M2 Ta, Bi oder Sb sein kann, wobei x und y eine Zahl zwischen 0 und 1 und vorzugsweise 0 ≤ x ≤ 0,2, 0 ≤ y ≤ 0,2 sind, wobei M3 Si, Ge, U, Zr, Sn oder Hf sein kann und wobei vorzugsweise 0 ≤ α ≤ 0,05. In dieser Formel enthaltene Materialien sind auch in dem Begriff geschichtete Supergittermaterialien, wie er hierin verwendet wird, enthalten.
  • Desgleichen kann eine relativ geringfügige zweite Komponente zu einem geschichteten Supergittermaterial hinzugefügt werden, und das sich ergebende Material fällt immer noch unter die Erfindung. Beispielsweise kann zu Strontiumbismuttantalat eine kleine Menge an oktaedrischem Sauerstoffmaterial der Formel ABO3 hinzugegeben werden, wie durch die folgende Formel angegeben ist: (1-x)SrBi2Ta2O9 + xABO3 (3),wobei A Bi, Sr, Ca, Mg, Pb, Y, Ba, Sn und Ln sein kann; B Ti, Zr, Hf, Mn, Ni, Fe und Co sein kann; und x eine Zahl zwischen 0 und 1 ist, vorzugsweise 0 ≤ x ≤ 0,2.
  • Desgleichen kann das geschichtete Supergittermaterial sowohl durch eine geringfügige ABO3-Komponente als auch ein Dotierungsmittel modifiziert werden. Beispielsweise wird bei der Erfindung ein Material gemäß der Formel: (1-x)SrBi2Ta2O9 + xABO3 + α MeO (4),betrachtet, wobei A Bi, Sb, Y und Ln sein kann; B Nb, Ta und Bi sein kann; Me Si, Ge, U, Ti, Sn und Zr sein kann; und x eine Zahl zwischen 0 und 1 ist, vorzugsweise 0 ≤ x ≤ 0,2.
  • Metalloxide vom ABO3-Typ sind eine hinreichend bekannte Gruppe von ferroelektrischen Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante. Siehe beispielsweise Franco Jona und G. Shirane, Ferroelectric Crystals, Dover Publications, N.Y., Seite 108.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Integration eines ferroelektrischen/eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisenden Kondensators 72 in eine DRAM-Speicherzelle 50, um eine integrierte Schaltung 70 zu bilden, wie sie beispielsweise unter Verwendung der Erfindung hergestellt werden kann. Die Speicherzelle 50 umfaßt ein Siliziumsubstrat 51, Feldoxidbereiche 54 und zwei elektrisch miteinander verbundene elektrische Bauelemente, einen Transistor 71 und einen ferroelektrischen Schaltkondensator 72. Der Transistor 71 umfaßt ein Gate 73, eine Source 74, ein Drain 75 und eine gateisolierende Schicht 76. Der Kondensator 72 umfaßt eine erste Elektrode 58, ein ferroelektrisches/eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisendes Material 60 und eine zweite Elektrode 77. Isolatoren, z.B. 56, trennen die Bauelemente 71, 72, mit der Ausnahme der Stelle, an der das Drain 75 des Transistors 71 mit der ersten Elektrode 58 des Kondensators 72 verbunden ist. Elektrische Kontakte, z.B. 47 und 78, stellen eine elektrische Verbindung mit den Bauelementen 71, 72 mit anderen Teilen der integrierten Schaltung 70 her. Ein ausführliches Beispiel des vollständigen Herstellungsprozesses für eine Integrierte-Schaltung-Speicherzelle, wie sie in 4 gezeigt ist, findet sich in der US-Patentschrift Nr. 5,466,629, die am 14. November 1995 erteilt wurde. Man sollte verstehen, daß 2, 3, 4, die die Kondensatoren 12, 14, 16 usw. und die integrierte Schaltung 70 zeigen, keine eigentlichen Querschnittsansichten eines beliebigen Abschnitts eines eigentlichen elektronischen Bauelements sein sollen, sondern lediglich idealisierte Darstellungen sind, die verwendet werden, um die Struktur und das Verfahren der Erfindung deutlicher und vollständiger zu zeigen, als es andernfalls möglich wäre.
  • Diese Offenbarung beschreibt die Herstellung und Prüfung der Kondensatoren 12, 14, 16, die aus Strontiumbismuttantalat hergestellte Schichten 30 aufweisen. Man sollte jedoch verstehen, daß die beschriebenen spezifischen Prozesse und elektronischen Bauelemente exemplarisch sind; das heißt, daß die Erfindung in Betracht zieht, daß die Schichten 30, 60 in 3 und 4 aus einem beliebigen beschichteten Supergittermaterial hergestellt sein können. Es gibt auch viele andere Abwandlungen des Verfahrens der Erfindung, die in einem Dokument wie diesem beinhaltet sein können, und das Verfahren und die Materialien können in vielen anderen elektronischen Bauelementen als den Kondensatoren, z.B. 12, 14, 16 usw., und in der integrierten Schaltung 70, wie oben beschrieben, verwendet werden. Beispielsweise kann das Verfahren der Erfindung bei der Herstellung eines ferroelektrischen Feldeffekttransistors (FET), z.B. des Transistors 71 bei 4, verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Material 76 ferroelektrisch, und die Speicherzelle 50 umfaßt keinen Kondensator 72. Das heißt, wie in der Technik bekannt ist, daß das aktive Element, das seinen Zustand ändert, um Informationen zu speichern, der ferroelektrische FET 71 ist. Ferner sollte erwähnt werden, daß das Wort „Substrat" in dieser Offenbarung sowohl in einem speziellen als auch in einem allgemeinen Sinn verwendet wird. Im speziellen Sinn bezieht es sich auf die spezifische Schicht 22, die herkömmerlicherweise als Substrat bezeichnet wird, auf der die beschriebenen exemplarischen elektronischen Bauelemente hergestellt sind. In einem allgemeinen Sinn bezieht es sich auf jegliches Material, Objekt oder auf jegliche Schicht, auf dem bzw. der eine weitere Schicht oder weitere Schichten gebildet sind. In diesem Sinn umfassen die Schichten 22, 24, 26 und 28 beispielsweise ein Substrat 18 für die Schicht 30 aus einem geschichteten Supergittermaterial.
  • Ein Begriff, der in dieser Offenbarung häufig verwendet wird, ist „Stöchiometrie" bzw. „stöchiometrisch". Gemäß seiner Verwendung hierin drückt der Begriff „stöchiometrisch" allgemein eine Beziehung zwischen der Vorläuferlösung und dem endgültigen geschichteten Supergitterfilm 30 aus. Ein „stöchiometrischer Vorläufer" ist einer, bei dem die relativen Anteile der verschiedenen Metalle in dem Vorläufer dieselben sind wie der Anteil bei einem homogenen Exemplar des beabsichtigten endgültigen geschichteten Supergitterdünnfilms 30. Dieses Verhältnis ist das durch die Formel für den endgültigen Dünnfilm 30 festgelegte.
  • 2. Ausführliche Beschreibung des Herstellungsprozesses
  • Wenn wir uns nun einer ausführlicheren Beschreibung der Erfindung zuwenden, ist in 1 ein Flußdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Prozesses gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Dünnfilms aus einem geschichteten Supergittermaterial, z.B. 30 und 60, und eines Bauelements, z.B. 10 und 70, das das Material 30 und 60 beinhaltet, gezeigt. Wir werden zunächst jeden Schritt des bevorzugten Prozesses erneut betrachten und anschließend Beispiele des Prozesses bereitstellen. Der erste Schritt 80 des Prozesses ist die Herstellung des Vorläufers bzw. der Vorläufer P1, P2, P3 usw. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Vorläufer Flüssigkeiten, in denen eine Verbindung oder Verbindungen der Metalle, die das Metalloxid 30 enthalten sollen, aufgelöst werden. Die Vorläufer werden anschließend bei Schritt 81 gemischt, und die gemischten Vorläufer werden bei Schritt 82 destilliert. Darauf folgt ein Lösungsmittelkontroll- und/oder Konzentrationskontrollschritt 83. Im allgemeinen wird dieser Schritt über zwei Stufen durchgeführt, die zeitlich stark auseinanderliegen können. In der ersten Stufe wird der gemischte Vorläufer in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und konzentriert, um eine lange Lagerfähigkeit zu liefern. Direkt vor der Verwendung können das Lösungsmittel und die Konzentration eingestellt werden, um das elektronische Bauelement, das sich aus dem Prozeß ergibt, zu optimieren. Der endgültige Vorläufer enthält Metallanteile in effektiven Mengen, um nach einem Trocknen und Ausheilen des Vorläufers spontan das gewünschte geschichtete Supergittermaterial zu bilden.
  • Parallel zu dem Lösungsmittel- und Konzentrationskontrollschritt 83 wird das Substrat 18 hergestellt. Falls das Substrat ein metallisiertes Substrat ist, beispielsweise das Substrat 18, so wird das Substrat bei Schritt 85A bereitgestellt, indem die Schichten 22, 24, 26 und 28 gebildet werden, und wird anschließend bei Schritt 86A vorgehärtet. Falls das Substrat ein nicht-metallisiertes Substrat ist, z.B. ein Einkristall aus Silizium oder Galliumarsenid, wird das Substrat bei Schritt 85B bereitgestellt und bei Schritt 86B dehydriert. Bei Schritt 87 wird das Substrat mit dem Vorläufer beschichtet. In den nachstehend erörterten Beispielen erfolgte die Beschichtung durch einen Aufschleuderprozeß, obwohl auch ein Prozeß wie z.B. einen Nebelabscheidungsprozeß, wie er in der am 10. Oktober 1995 erteilten US-Patentschrift Nr. 5,456,945 beschrieben ist oder ein Eintauchen oder ein anderer geeigneter Beschichtungsprozeß verwendet werden kann. Das beschichtete Substrat wird anschließend in den Schritten 88 und 89 getrocknet und anschließend in den Schritten 90 und 91 in einer RTP-Einheit (RTP = rapid thermal processor, schneller thermischer Prozessor) gehärtet. Falls die gewünschte Dicke der Schicht 30 nicht erhalten wird, wird die Reihe der Beschichtungs-, Trocknungs- und RTP-Aushärtschritte 87, 88, 89, 90 und 91 so oft wiederholt, wie es nötig ist, um die gewünschte Dicke aufzubauen, wie bei 92 angegeben ist. Der Wafer 10 wird anschließend bei Schritt 93 ausgeheilt, und die obere bzw. zweite Elektrode 32 wird bei Schritt 94 durch Zerstäuben bzw. Sputtern oder einen anderen geeigneten Prozeß aufgebracht. Anschließend wird der Kondensator 16 bei Schritt 95 durch Ionenstrahlätzen, chemisches Ätzen oder einen anderen geeigneten Prozeß strukturiert. Bei Schritt 96 folgt dann ein zweiter bzw. abschließender Ausheilschritt. Dieser schließt den Prozeß ab, falls das gewünschte Endergebnis ein Kondensatorbauelement wie in 2 ist, in dem Fall einer integrierten Schaltung wie bei 4 folgt jedoch ein Abschlußschritt 97 wie z.B. Kontaktmetallisation, Verkappung usw. Wie nachstehend näher erörtert wird, sind nicht alle der oben angegebenen Schritte für jedes Bauelement notwendig: manche Schritte sind optional und andere werden lediglich für bestimmte geschichtete Supergittermaterialien verwendet. Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Erhitzungsschritte nach der Aufbringung des Metalloxids 30, 60, d.h. die Trocknungsschritte 88 und 89, die RTA-Härtungsschritte 90 und 91, der erste Ausheilschritt 93 und der abschließende Ausheilschritt 96, allesamt entweder Temperaturen von etwa 600°C oder weniger, und vorzugsweise von 400°C und weniger in einer Sauerstoffatmosphäre beinhalten, oder das Erhitzen wird bei einer Temperatur von mehr als 600°C in einer sauerstofffreien Atmosphäre, vorzugsweise Stickstoff, durchgeführt. Die Verwendung eines Prozesses, der bei Temperaturen von 600°C und darüber sauerstofffrei ist, zum Herstellen einer geschichteten Supergitterverbindung ist ebenfalls ein Merkmal der Erfindung.
  • Die bevorzugten Vorläuferlösungen und ihre Herstellung bei Schritt 80 werden in der am 13. Juni 1995 erteilten US-Patentschrift Nr. 5,423,285 ausführlich erläutert. Vorläufer für bestimmte geschichtete Supergittermaterialien, z.B. Strontiumbismuttantalat, sind derzeit von Kojundo Chemical Laboratory Co. Ltd., Nr. 1-28 5 Chome, Chiyoda, Sakado-shi, Saitama Pref. Japan, im Handel erhältlich. Allgemein wird ein Metall oder eine Metallverbindung mit einer Carbonsäure, z.B. 2-Ethylhexansäure, zur Reaktion gebracht, um ein Metallkaprinat zu erzeugen, das in einem oder mehreren geeigneten Lösungsmitteln, z.B. Xylenen, aufgelöst wird. Weitere metallorganische Säureester zusätzlich zu den 2-Hexansäureethylestern, die geeignete Vorläufer sein können, wenn sie mit einem Metall gemischt werden, sind die Acetate und Acetylacetonate. Bei manchen Metallen, z.B. Titan, kann die Vorläufermetallverbindung ein Metallalkoxid, z.B. Ti tan-2-methoxyethoxid, umfassen. Andere Alkoxide, die mit einem Metall gemischt und als Vorläuferverbindungen verwendet werden können, umfassen die Methoxide, Ethoxide, n-Propoxide, iso-Propoxide, n-Butoxide, iso-Butoxide, tert-Butoxide, 2-Methoxyethoxide und 2-Ethoxyethoxide. Die Vorläufermetallverbindung wird vorzugsweise in einem Lösungsmittel aufgelöst, dessen Siedepunkt höher ist als der von Wasser, d.h. 100°C. In Verbindung mit den Erhitzungsschritten beim Herstellen des Vorläufers, die vorzugsweise bei Temperaturen von 115°C und darüber durchgeführt werden, führt dies zu einem Vorläufer, der im wesentlichen wasserfrei ist. Ein Xylenlösungsmittel eignet sich für die meisten Metalle. Für stark elektropositive Elemente umfaßt das Lösungsmittel vorzugsweise 2-Methoxyethanol oder n-Butylacetat. Manche Lösungsmittel, die verwendet werden können, umfassen folgende (einschließlich ihrer Siedepunkte): Alkohole, z.B. 1-Butanol (117°C), 1-Pentanol (117°C), 2-Pentanol (119°C), 1-Hexanol (157°C), 2-Hexanol (136°C), 3-Hexanol (135°C), 2-Ethyl-1-butanol (146°C), 2-Methoxyethanol (124°C), 2-Ethoxyethanol (135°C) und 2-Methyl-1-pentanol (148°C); Ketone wie z.B. 2-Hexanon(methylbutylketon) (127°C), 4-Methyl-2-pentanon(methylisobutylketon) (118°C), 3-Heptanon(butylethylketon) (123°C) und Cyclohexanon (156°C); Ester wie z.B. Butylacetat (127°C), 2-Methoxyethlacetat (145°C) und 2-Ethoxyethylacetat (156°C); Ether wie z.B. 2-Methoxyethylether (162°C) und 2-Ethoxyethylether (190°C) und aromatische Kohlenwasserstoffe wie z.B. Xylene (138°C-143°C), Toluen (111°C) und Ethylbenzen (136°C).
  • Die Vorläufer der einzelnen Metalle können separat hergestellt und anschließend gemischt werden, im allgemeinen werden sie jedoch alle in demselben Behälter hergestellt und bei ihrer Herstellung gemischt. Nach dem Mischen kann die Vorläuferlösung destilliert werden, um Wasser und andere unerwünschte Verunreinigungen und Nebenprodukte des Herstellungsprozesses zu beseitigen, allerdings kann der Destillatiansschritt 81 auch übersprungen werden, falls die Vorläufer und Lösungsmittel in einem ausreichend reinen Zustand zur Verfügung stehen. Die Art und Konzentration des Lösungsmittels kann anschließend bei Schritt 83 eingestellt werden, entweder, um es auf ein Beschichten vorzubereiten, falls die Beschichtung unmittelbar erfolgen soll, oder um einem Vorläufer eine hohe Lagerfähigkeit zu verleihen. Falls die Lösungsmittelkontrollschritte darauf abzielen, eine Lösung mit einer hohen Lagerfähigkeit herzustellen, so wird direkt vor dem Beschichten üblicherweise eine weitere Einstellung unternommen, um den Dünnfilm zu optimieren. Manche Einstellungen in bezug darauf, eine hohe Lagerfähigkeit zu erzeugen und qualitativ hochwertige Filme zu erzeugen, sind in der US-Patentschrift Nr. 5,423,285 ausführlich erläutert. Diese können einen Lösungsmittelaustauschschritt oder die Hinzufügung eines Hilfslösungsmittels umfassen, um ein Lösungsmittel zu liefern, das einen Film einer besseren Qualität liefert als das Lösungsmittel, in dem der Vorläufer aufbewahrt war.
  • Bei den Schritten 85A und 86A oder den Schritten 85B und 86B wird ein Substrat bereitgestellt und auf ein Beschichten vorbereitet. Es kann fast jegliches Substrat verwendet werden, das einen Dünnfilm tragen kann und mit den hierin beschriebenen Materialien und Prozessen vereinbar ist. Manche dieser Substrate umfassen oxidierte oder nichtoxidierte Silizium- oder Galliumarsenid-Halbleiterwafer, mit oder ohne hinzugefügte integrierte Schaltungen und/oder metallisierte Schichten, Platten aus Silizium oder Glas und anderen Elektronikbauelementchips. Für die exemplarischen Bauelemente dieser Offenbarung waren die Substrate metallisierte Substrate 18, wie sie in 3 gezeigt sind, die einen Siliziumwafer 22, eine Schicht aus Siliziumdioxid 24, die etwa 5.000 Å dick war, eine Haftschicht 26, vorzugsweise Titan oder Titandioxid einer Dicke von 200 bis 500 Å, sowie eine Platinelektrode 29, die etwa 2.000 Å dick war, umfaßten. Die Herstellung des Substrats 18 ist in der US-Patentschrift Nr. 5,423,285, auf die oben Bezug genommen wurde, ausführlich beschrieben und wird hierin nicht wie derholt. Obwohl die bei den erörterten Beispielen verwendeten Metallisierungen Platin, eine Platinelektrode 28 mit einer Titanhaftschicht 26, Platin mit einer Haftschicht aus Titanoxid (TiO2) oder Platin alleine sind, können zahlreiche andere Leiter verwendet werden, z.B. Ruthenium, LSCOX (Lanthanstrontiumkobaltoxid), Platin mit einer Haftschicht aus Tantal, Wolfram, Molybdän, Chrom, Nickel oder Legierungen dieser Metalle sowie Titannitrid. Aufstäuben bzw. Sputtern oder Aufdampfung sind die bevorzugten Aufbringungsprozesse, obwohl auch andere Metallisierungsprozesse verwendet werden können. Ein Erhitzen der Substrate während der Metallisierungsaufbringung ist wirksam in bezug darauf, die Haftung zu erhöhen. Man stellte fest, daß üblicherweise ein Vorhärten des metallisierten Substrats notwendig ist, um die elektronischen Eigenschaften des Dünnfilms 30 zu optimieren. Der Vorhärtschritt 8bA umfaßt ein Härten in einer Sauerstoffatmosphäre, vorzugsweise bei einer Konzentration zwischen 20 und 100 % und bei einer Temperatur zwischen 500°C und 1.000°C, und vorzugsweise 600°C, vor dem Beschichtungsschritt 87. Vorzugsweise wird der Wafer 10 in einem Diffusionsofen gehärtet. Der Substratvorhärtungsschritt 86A entfernt Wasser und organische Verunreinigungen von der Substratoberfläche. Wichtiger ist noch, daß das Vorhärten die Eigenspannung der Metallschicht 28 durch den Ausheileffekt des Vorhärtens und der Teiloxidation und Zwischendiffusion des Metalls der Haftschicht 26 verringert. All dies erhöht die Haftung zwischen dem Substrat 18 und dem geschichteten Supergitterfilm 30 und minimiert ein Abblättern. Falls die Haftschicht 26 ein Übergangsmetall ist, stabilisiert außerdem die Teiloxidation das Metall chemisch. Deshalb wird die Anzahl von beweglichen Atomen, die durch die Platinschicht 28 in die geschichtete Supergitterschicht 30 eindringen, drastisch verringert, und die geschichtete Supergitterschicht 30 kristallisiert auf reibungslose Weise, ohne Fehler, die auf die diffundierten Ionen zurückzuführen sind. Falls das Substrat nicht metallisiert ist, wird das Silizium oder ein anderer Wafer bei einer niedrigeren Temperatur dehydriert.
  • Die Schritte des Mischens des Vorläufers, der Destillation, der Lösungsmittelkontrolle und der Konzentrationskontrolle 81, 82 und 83 wurden der Deutlichkeit halber getrennt und hintereinander erörtert. Je nach den jeweiligen verwendeten Flüssigkeiten, je nachdem, ob man den Vorläufer aufbewahren oder sofort verwenden möchte, usw., können diese Schritte jedoch auch kombiniert und/oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. Beispielsweise ist die Destillation üblicherweise Bestandteil der Lösungsmittelkonzentrationskontrolle und ist auch nützlich beim Entfernen unerwünschter Nebenprodukte, und beide Funktionen werden oft zusammen erfüllt. Als weiteres Beispiel erfolgen das Mischen und die Lösungsmittelkontrolle oft während desselben physischen Vorgangs, z.B. während der Hinzufügung von bestimmten Reaktanten und Lösungsmitteln zu der Vorläuferlösung in einer vorbestimmten Reihenfolge. Als drittes Beispiel können jegliche dieser Schritte des Mischens, Destillierens und der Lösungsmittel- und Konzentrationskontrolle während des gesamten Vorgangs der Herstellung eines Vorläufers mehrere Male wiederholt werden.
  • Das Substrat 18 wird anschließend mit der gemischten, destillierten und eingestellten Vorläuferlösung beschichtet. Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung durch einen Aufschleudervorgang. Die bevorzugte Vorläuferlösungskonzentration beträgt 0,01 bis 0,50 M (Mol/Liter), und die bevorzugte Aufschleudergeschwindigkeit beträgt zwischen 500 UpM und 5.000 UpM.
  • Der Aufschleuderprozeß und der Nebelabscheidungsprozeß entfernen einen Teil des Lösungsmittels, jedoch verbleibt ein Teil des Lösungsmittels nach der Beschichtung. Dieses Lösungsmittel wird in Trocknungsschritten 88 und 89 von dem Naßfilm entfernt. Zur selben Zeit bewirkt das Erhitzen eine thermische Zersetzung der organischen Elemente in dem Dünnfilm, die auch verdampfen und aus dem Dünnfilm entfernt werden. Dies führt zu einem festen Dünnfilm des geschichte ten Supergittermaterials 30 in einem vorkristallisierten amorphen Zustand. Dieser getrocknete Film ist ausreichend hart, um die nächste Aufschleuderbeschichtung zu tragen. Die Trocknungstemperatur muß über dem Siedepunkt des Lösungsmittels und vorzugsweise über der Temperatur der thermischen Zersetzung der organischen Substanzen in der Vorläuferlösung liegen. Die bevorzugte Trocknungstemperatur liegt zwischen dem Siedepunkt des Lösungsmittels und 500°C und hängt von dem spezifischen verwendeten Vorläufer ab. Das Trocknen erfolgt vorzugsweise in zwei Schritten 88 und 89, obwohl es auch in einem oder in mehr als zwei Schritten erfolgen kann. Der Mehrschritt-Trocknungsprozeß ist nützlich, um ein Reißen und eine Blasenbildung des Dünnfilms zu verhindern, das bzw. die aufgrund eines übermäßigen Schrumpfens des Volumens durch einen zu raschen Temperaturanstieg auftreten kann. Vorzugsweise erfolgt der erste Trocknungsschritt 88 bei einer relativ niedrigen Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur von 140°C und 180°C über ein bis zwei Minuten, und am stärksten bevorzugt bei etwa 160°C über eine Minute. Vorzugsweise erfolgt der zweite Trocknungsschritt vier bis acht Minuten lang bei einer Temperatur von 200°C bis 320°C, und am stärksten bevorzugt vier Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 260°C. Vorzugsweise wird das Trocknen auf einer Heißplatte in Luft durchgeführt.
  • Auf den Trocknungsschritt 88 folgen vorzugsweise RTP-Härtungsschritte 90 und 91. Die schnelle thermische Verarbeitung ist ein Prozeß, der auf dem Gebiet der integrierten Schaltungen hinreichend bekannt ist und manchmal fälschlicherweise als schnelles thermisches Ausheilen (RTA – rapid thermal annealing) bezeichnet wird. Da dieser Prozeß nicht immer ein Ausheilen beinhaltet, ziehen wir es vor, ihn treffender als schnelle thermische Verarbeitung bzw. RTP zu bezeichnen. Eine Strahlung von einer Halogenlampe, einer Infrarotlampe oder einer Ultraviolettlampe liefert die Wärmequelle für den Schritt des RTP-Härtens. Bei den Beispielen wurde ein Wärmepulsator des Modells 410 von AG Associa tes, der eine Halogenquelle verwendet, eingesetzt. Vorzugsweise wird die erste RTP-Härtung 90 in einer Sauerstoffatmosphäre von zwischen 20 und 100 % Sauerstoff bei einer Temperatur zwischen 300°C und 500°C und am stärksten bevorzugt bei etwa 300°C und bei einer Anstiegs- bzw. Abfallrate zwischen 1°C pro Sekunde und 175°C pro Sekunde, und am stärksten bevorzugt 75°C pro Sekunde, und bei einer Haltezeit von 5 Sekunden bis 300 Sekunden, am stärksten bevorzugt 60 Sekunden, durchgeführt. Optional kann dieser erste RTP-Schritt durch ein zusätzliches Heißplatten-Härten bei einer Temperatur, die höher ist als bei den ersten beiden Heißplatten-Härtungen, ersetzt werden. Der zweite RTP-Härtungsschritt 91 wird in einer inerten Atmosphäre, vorzugsweise Stickstoff und/oder Edelgase, z.B. Argon, und am stärksten bevorzugt Stickstoff, bei einer Temperatur zwischen 500°C und 850°C, am stärksten bevorzugt etwa 650°C, bei einer Anstiegs- bzw. Abfallrate zwischen 1°C pro Sekunde und 175°C pro Sekunde, und am stärksten bevorzugt 75°C pro Sekunde, und bei einer Haltezeit von 5 Sekunden bis 300 Sekunden, am stärksten bevorzugt 30 Sekunden, durchgeführt. Etwaige verbleibende organische Stoffe werden während der RTP-Prozesse ausgebrannt und abgedampft. Zur selben Zeit fördert der rasche Temperaturanstieg der RTP-Härtung eine Keimbildung, d.h. die Erzeugung zahlreicher kleiner kristalliner Körner des geschichteten Supergittermaterials in dem festen Film 30, 60. Diese Körner fungieren als Keime, auf denen eine weitere Kristallisierung stattfinden kann.
  • Die Dicke einer einzelnen Beschichtung, die über das Aufschleuderverfahren oder auf andere Weise erfolgt, ist sehr wichtig bezüglich des Verhinderns eines Reißens aufgrund der Volumenschrumpfung während der folgenden Erhitzungsschritte 88 bis 91 und 93. Um einen rißfreien Film zu erhalten, sollte eine einzelne Schleuderschicht nach dem Härtungsschritt 89 vorzugsweise weniger als 1.500 Å (150 nm) betragen. Deshalb ist ein Mehrfachbeschichten notwendig, um Filmdicken von mehr als 2.000 Å zu erzielen. Der bevorzugte Filmherstellungsprozeß beinhaltet ein RTP-Härten für jede Schleuderbeschichtung. Das heißt, wie in 1 gezeigt ist, daß das Substrat 18 beschichtet, getrocknet und RTP-gehärtet wird und daß der Prozeß 92 anschließend so oft wiederholt wird, wie nötig ist, um die gewünschte Dicke zu erzielen. Jedoch ist der Schritt des RTP-Härtens nicht für jede Beschichtung unabdingbar. Eine Serie von RTP-Härtungsschritten 90, 91 für jegliche zwei Beschichtungen ist praktisch, und sogar lediglich eine Serie von RTP-Härtungsschritten am Ende einer Serie von Beschichtungen ist äußerst effektiv bezüglich des Verbesserns der elektronischen Eigenschaften der meisten geschichteten ferroelektrischen Supergittermaterialien. Bei manchen spezifischen Vorläufermaterialzusammensetzungen/Zusammensetzungen eines geschichteten Supergittermaterials sind die RTP-Härtungsschritte 90 und 91 nicht notwendig.
  • Nachdem die gewünschte Filmdicke erhalten wurde, wird der getrocknete und vorzugsweise gehärtete Film bei Schritt 93 ausgeheilt, wobei dies als erste Ausheilung bezeichnet wird, um sie von nachfolgenden Ausheilungen zu unterscheiden. Die erste Ausheilung wird vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, vorzugsweise Stickstoff und/oder einem Edelgas, z.B. Argon, und am stärksten bevorzugt Stickstoff, in einem Ofen durchgeführt. Die Temperatur liegt über der Kristallisierungstemperatur des jeweiligen geschichteten Supergittermaterials 30, 60. Um eine Verdampfung von Elementen aus dem geschichteten Supergittermaterial 30, 60 zu verhindern und um eine thermische Schädigung des Substrats zu verhindern, einschließlich einer Schädigung von integrierten Schaltungen, die sich bereits an Ort und Stelle befinden, wird die Ausheiltemperatur vorzugsweise unter 900°C gehalten. Vorzugsweise erfolgt die Ausheilung für Strontiumbismuttantalat zwischen 650°C und 900°C. Die Zeit für das Ausheilen kann zwischen Null (keine Ausheilung) und einer Ausheilung bei lediglich dem Push-/Pull-Zyklus und einer 13-stündigen Haltezeit plus dem Push-/Pull-Zyklus variieren. Am stärksten bevorzugt erfolgt die Ausheilung für Strontiumbismuttantalat 30 Minuten lang bei einer Tempera tur von etwa 800°C, mit einem zehnminütigen Push/Pull für eine geringe verfügbare Wärme, und erfolgt für die meisten anderen geschichteten Supergittermaterialien in einer ähnlichen Bandbreite.
  • Nach der ersten Ausheilung wird die zweite bzw. obere Elektrode 32 gebildet. Vorzugsweise wird die Elektrode durch HF-Sputtern einer einzelnen Platinschicht gebildet; sie kann jedoch auch durch ein Gleichstromsputtern, Ionenstrahlsputtern, Vakuumaufdampfung oder einen anderen geeigneten Abscheidungsprozeß gebildet werden. Falls dies für den Entwurf des elektronischen Bauelements wünschenswert ist, kann das geschichtete Supergittermaterial 30 vor der Metallabscheidung unter Verwendung herkömmlicher Photolithographie und herkömmlichen Ätzens strukturiert werden, und die obere Elektrode 32 wird dann in einem zweiten Prozeß nach der Abscheidung strukturiert. Bei den hierin beschriebenen Beispielen können die obere Elektrode 32 und das geschichtete Supergittermaterial 30 unter Verwendung herkömmlicher Photolithographietechniken und unter Verwendung von Ionenstrahlätzen zusammen strukturiert werden.
  • Nach der Abscheidung ist die Haftung der oberen Elektrode 32 an dem geschichteten Supergittermaterial üblicherweise schwach. Vorzugsweise wird die Haftung durch eine Wärmebehandlung verbessert. Der Wafer 10, der den durch die obere Elektrode 32 bedeckten geschichteten Supergitterfilm 30 umfaßt, kann vor dem oben beschriebenen Strukturierungsschritt 95 ausgeheilt werden, wird jedoch vorzugsweise erst nach dem Strukturierungsschritt 95 bei Schritt 96 ausgeheilt. Der letzte Ausheilschritt 96 wird vorzugsweise in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur zwischen 300°C und 850°C, und am stärksten bevorzugt bei 800°C oder darunter durchgeführt. Die Ausheilung wird am stärksten bevorzugt mit einem zehnminütigen Push/Pull und mit einer Haltezeit von etwa 30 Minuten durchgeführt. Die Ausheilzeit kann zwischen dem zehnminütigen Push-/Pull-Zyklus ohne Haltezeit und einer 60-minütigen Haltezeit zusammen mit dem Push/Pull variieren. Der Ausheilschritt 96 wird wiederum vorzugsweise in einer Atmosphäre aus Stickstoff und/oder einem Edelgas, z.B. Argon, und am stärksten bevorzugt in Stickstoff durchgeführt. Man stellt fest, daß eine Sauerstoffausheilung bei niedriger Temperatur, d.h. eine Ausheilung in Sauerstoff bei einer Temperatur von 600°C oder weniger, zu einer geringeren Ermüdung führt. Die letzte Ausheilung löst die Eigenspannung in der oberen Elektrode 32 und in der Grenzfläche zwischen der Elektrode 32 und dem geschichteten Supergittermaterial 30. Zur selben Zeit rekonstruiert der zweite Ausheilschritt 96 eine Mikrostruktur in dem geschichteten Supergittermaterial 30, die sich aus dem Sputtern der oberen Elektrode ergibt, und verbessert infolgedessen die Eigenschaften des Materials.
  • 3. Beispiele des Herstellungsprozesses
  • Im folgenden werden Beispiele des Herstellungsprozesses gemäß der Erfindung geliefert, wie er auf einen in 2 und 3 gezeigten Wafer 10 angewendet wird. Im Anschluß an jedes der Beispiele erfolgt eine Erörterung der in den Figuren veranschaulichten elektrischen/elektronischen Eigenschaften. Die Figuren umfassen Hysteresekurven, z.B. 5, und Materialbeständigkeits- oder „Ermüdungs"-Kurven, z.B. 6. Die Hysteresekurven sind anhand des angelegten elektrischen Feldes in Kilovolt/Zentimeter (kV/cm) gegenüber der Polarisationsladung in Mikrocoulombs pro Quadratzentimeter angegeben. Allgemein ist die Hysterese für vier unterschiedliche Spannungen, 1 Volt, 3 Volt, 5 Volt und 8 Volt, gezeigt. Wie hinreichend bekannt ist, tendieren Hysteresekurven, die gute ferroelektrische Eigenschaften nahelegen, dazu, in der Polarisationsrichtung relativ kastenförmig und lang statt dünn und linear zu sein. Die Hysteresemessungen wurden allesamt an einer nicht kompensierten Sawyer-Tower-Schaltung durchgeführt, wenn nichts anderes angegeben ist. Die Beständigkeits- bzw. „Ermüdungs"-Kurven geben die Polarisationsladung, 2Pr, in Mikrocoulombs pro Quadratzentime ter und die Koerzitivspannung, 2Ec, in kV/cm gegenüber der Anzahl von Zyklen an. Die Polarisationsladung 2Pr ist die Ladung, die durch ein Schalten eines Kondensators, z.B. 16, von einem Zustand, in dem er in einer Richtung vollständig polarisiert ist, z.B. in der nach oben gerichteten vertikalen Richtung in 3, zu dem entgegengesetzten vollständig polarisierten Zustand, der die nach unten gerichtete vertikale Richtung in 3 ist, erzeugt wird. Hier bedeutet „vollständig polarisiert" den Zustand, in dem das ferroelektrische Material vollständig polarisiert und in dem das Feld entfernt wurde. Anhand einer Hysteresekurve, wie sie z.B. in 5 gezeigt ist, ist dies die Differenz zwischen Pr+, dem Punkt, an dem die Hysteresekurve die Positive-Polarisation-Achse (y-Achse) schneidet, und Pr–, dem Punkt, an dem die Hysteresekurve die Negative-Polarisation-Achse e schneidet. Wenn nichts anderes angegeben ist, ist der angegebene Wert von 2Pr aus der Hysteresemessung bei der höchsten Spannung genommen. Je höher der Wert von 2Pr ist, desto besser ist die Leistungsfähigkeit des Materials bei ferroelektrischen Speichern und anderen Anwendungen. Ein Zyklus ist so definiert, daß der Kondensator, z.B. 16, durch einen Rechteckpuls geschaltet wird. Diese Polarisation, 2Pr, ist ungefähr doppelt so groß wie die Restpolarisation, Pr. Der Parameter 2Ec ist gleich der Summe des Koerzitivfeldes auf der positiven Seite, Ec+, und des Koerzitivfeldes auf der negativen Seite, Ec–, auf eine Spannungsänderung hin, für die gezeigten Figuren allgemein als –8 bis +8 Volt genommen. Das Koerzitivfeld ist ein Maß der Größe des Feldes, das erforderlich ist, um das Material von einem Polarisationszustand zu einem anderen zu schalten. Für ein praktisches elektronisches Bauelement sollte es ausreichend hoch sein, so daß Streufelder keine Polarisationsumschaltung bewirken, wenn es jedoch zu groß ist, sind große Spannungen nötig, um das Bauelement zu betreiben. Weitere in den Figuren und der Erörterung verwendete Parameter und Begriffe sollten aus dem Zusammenhang hervorgehen.
  • BEISPIEL 1
  • Es wurde ein Wafer 10 hergestellt, der eine Anzahl von Kondensatoren 12, 14, 16 usw. umfaßte und bei dem das geschichtete Supergittermaterial 30 Strontiumbismuttantalat war. Die Vorläuferlösung wurde von Kojundo Chemical Laboratorien; Co., Ltd. erworben und umfaßte Strontium-2-ethylhexanoat, Bismut-2-ethylhexanoat und Tantal-2-ethylhexanoat in einem Lösungsmittel aus Xylenen oder Octan. Es wird der Plural „Xylene" statt des Singulars „Xylen" verwendet, da im Handel erhältliches Xylen drei unterschiedliche Fraktionierungen von Xylen umfaßt. Die drei Metall-2-ethylhexanoate wurden in einem solchen Verhältnis gemischt, daß der endgültige Dünnfilm die Formel SrBi2Ta2O9 aufwies. Die Molarität der Lösung betrug etwa 0,2 Mol pro Liter. Direkt vor dem Beschichten wurde der Vorläufer durch die Hinzufügung von n-Butylacetat auf 0,13 Mol pro Liter verdünnt. Ein Substrat 18, das eine Einkristall-Siliziumschicht 22, eine 500 Nanometer (nm) dicke Schicht 24 aus Siliziumdioxid, eine 20 nm dicke Schicht 26 aus Titan und eine 200 nm dicke Schicht 28 aus Platin umfaßte, wurde bei 650°C 30 Minuten lang bei einem Sauerstofffluß von 6 Litern/Min. in einem Diffusionsofen vorgehärtet. Eine Ösentropfvorrichtung wurde verwendet, um 1 ml der SrBi2Ta2O9-Vorläuferlösung auf dem Substrat 18 zu plazieren. Der Wafer wurde 30 Sekunden lang bei 1.500 UpM geschleudert. Der Wafer 10 wurde anschließend auf eine Heißplatte plaziert und eine Minute lang bei etwa 160°C in Luft gehärtet und anschließend weitere vier Minuten lang bei 260°C gehärtet. Der Wafer 10 wurde anschließend bei 300°C mit einer Anstiegsrate von 75°C pro Sekunde und einer Haltezeit von 60 Sekunden sowie einem Umgebungssauerstofffluß von etwa 1.000 bis 2.000 cc/Minute RTP-gehärtet. Das Umgebungsgas wurde dann zu Stickstoff bei einer Flußrate von etwa 1.000 bis 2.000 cc/Minute geändert, das RTP-Härten wurde weitere 30 Sekunden lang bei einer Temperatur von 300°C fortgesetzt. Anschließend wurde die Temperatur bei einer Anstiegsrate von 75°C pro Sekunde auf 650°C erhöht, und es wurde weitere 30 Sekunden lang bei einem Umgebungsstickstofffluß von etwa 1.000 bis 2.000 cc/Minute eine RTP-Härtung durchgeführt. Die Schritte ab der Verwendung einer Ösentropfvorrichtung, um durch das RTP-Härten hindurch eine Lösung auf den Wafer aufzubringen, wurden für eine weitere Beschichtung wiederholt. Anschließend wurde der Wafer in einen Diffusionsofen gegeben und bei 800°C 30 Minuten lang in einem Stickstofffluß von 6 l/Min. ausgeheilt. Die obere Schicht 32 von 200 Nanometern (nm) Platin wurde gesputtert, es wurde eine Schutzschicht aufgebracht, worauf ein standardmäßiger Photomaskierungsprozeß, ein Ionenstrahlätzen, ein IPC-Strippen und eine 15-minütige zweite Ausheilung bei 800°C in einem Stickstofffluß von etwa 6 l/Min. folgten. Die endgültige Dicke des geschichteten Supergitterfilms 30 betrug etwa 1.700 Å, und die Fläche des Kondensators betrug etwa 7.854 Quadratmikrometer.
  • 5 zeigt anfängliche Hysteresekurven, die bei 1, 3, 5 und 8 Volt für die bei Beispiel 1 hergestellte Strontiumbismuttantalatprobe gemessen wurden. Die Hysteresekurven sind vertikal langgestreckt und kastenförmig und bedeuten eine hervorragende Leistungsfähigkeit in einem Integrierte-Schaltung-Speicher. Mit Ausnahme der 1-Volt-Kurve liegen die Kurven für unterschiedliche Spannungen nahezu aufeinander, was auf eine geringe Schwankung der Leistungsfähigkeit in bezug auf die Spannung hinweist, was wiederum eine hervorragende Prognose für die Speicherleistungsfähigkeit ist.
  • Die Polarisierbarkeit, 2Pr, wurde bei 22,08 Mikrocoulombs/cm2 gemessen, was etwa 30 % besser ist als die typischen Ergebnisse, die bei den bekannten bei hoher Temperatur erfolgenden Sauerstoffausheilungen für SrBi2Ta2O9 erhalten wurden.
  • 6 zeigt einen Graphen der Polarisierbarkeit, 2Pr, in Mikrocoulombs pro Quadratzentimeter gegenüber der Anzahl von Schaltzyklen sowie das Koerzitivfeld, 2Ec, in Kilovolt pro cm gegenüber der Anzahl von Schaltzyklen für den Kondensator des Beispiels 1. Diese Kurven veranschaulichen das, was man in der Technik als Ermüdungseigenschaften des Materials kennt. Die Polarisierbarkeit ermüdet um etwa 10 bis 1010 Zyklen und um etwa 20 % bis 5 × 1010 Zyklen. Es findet fast überhaupt keine Ermüdung des Koerzitivfeldes statt, wobei sich die Schwankungen innerhalb des Versuchsfehlers bewegen. Da eine Ermüdung von bis zu 30 % bei derart hohen Polarisierbarkeiten eine geringe Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit eines ferroelektrischen Speichers hätte, weisen diese Ergebnisse darauf hin, daß ein aus diesem Material hergestellter Speicher eine längere Lebensdauer aufweisen sollte als ein typisches elektronisches Bauelement.
  • 7 zeigt einen Graphen des Leckstroms in Ampere pro Quadratzentimeter gegenüber der angelegten Spannung in Volt für die Probe des Beispiels 1. Der Leckstrom steigt auf etwa 3 × 10–9 Amps pro cm2 bei etwa 0,5 Volt an, bleibt bis etwa 5,25 Volt gleichbleibend und steigt dann auf etwa 6 × 10–7 Volt an. Da die Betriebsspannung eines herkömmlichen Speichers etwa 3 bis 5 Volt beträgt und da jeglicher Leckstrom unter 10–6 Volt zu einer guten Speicherleistungsfähigkeit führt, zeigen diese Ergebnisse, daß Materialien, die anhand des Verfahrens des Beispiels 1 hergestellt werden, hervorragende Speicher liefern, ob die Speicher nun ferroelektrische Speicher oder „dielektrische" Speicher sind, die die hohe Dielektrizitätskonstante des geschichte ten Supergittermaterials für die Speicherleistungsfähigkeit nutzen.
  • Die oben Beispiele veranschaulichen die typische Leistungsfähigkeit vieler Kondensatoren, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden. Das folgende Beispiel veranschaulicht die bisher beste erhaltene Leistungsfähigkeit.
  • BEISPIEL 2
  • Es wurden eine Serie von Wafern 10, die eine Anzahl von Kondensatoren 12, 14, 16 usw. umfaßten, hergestellt, bei denen das geschichtete Supergittermaterial 30 Strontiumbismuttantalat war. Der Prozeß war derselbe wie der des Beispiels 1, mit der Ausnahme, daß die Haftschicht 26 eine etwa 40 nm dicke Schicht aus Titandioxid war, die durch ein 30-minütiges Härten einer 20 nm dicken Schicht aus Titan in Sauerstoff bei 800°C gebildet wurde, wobei die endgültige Dicke des Dünnfilms 30 etwa 180 Nanometer betrug und die Fläche des Kondensators etwa 1.980 Quadratmikrometer betrug.
  • 8 zeigt anfängliche Hysteresekurven, die bei 1, 2, 3, 5 und 8 Volt für die bei Beispiel 2 hergestellte Strontiumbismuttantalatprobe gemessen wurden. Die Hysteresekurven sind vertikal sogar noch langgestreckter und kastenförmiger als die bei Beispiel 1, was eine hervorragende Leistungsfähigkeit in einem Integrierte-Schaltung-Speicher nahelegt. Die Kurven für verschiedene Spannungen liegen nahezu aufeinander, was auf eine geringe Schwankung der Leistungsfähigkeit bezüglich der Spannung hinweist; sogar die Ein-Volt-Kurve liegt innerhalb von 30 % der Kurve für die höchste Spannung. Die Polarisierbarkeit, 2Pr, wurde bei 29,24 Mikrocoulombs/cm2 gemessen, was besser ist als die besten Ergebnisse, die bei den bekannten bei hoher Temperatur er folgenden Sauerstoffausheilungen für SrBi2Ta2O9 erhalten wurden.
  • Es wurden Prozesse und Zusammensetzungen zum Herstellen von elektronischen Bauelementen unter Verwendung von geschichteten Supergittermaterialverbindungen beschrieben, wobei lediglich der Wafer mit dem geschichteten Supergittermaterial in einer inerten Atmosphäre, z.B. Stickstoff, für Prozeßtemperaturen von mehr als 600°C erhitzt wurde. Angesichts der Tatsache, daß im Stand der Technik bisher kein Beispiel einer Herstellung von Dünnfilmen aus einem geschichteten Supergittermaterial gezeigt wurde, die eine akzeptable elektronische Qualität zum Herstellen einer integrierten Schaltung aufweisen, ohne eine Sauerstoffausheilung bei hoher Temperatur zu verwenden, und da der Stand der Technik in der Tat lehrt, daß die Sauerstoffausheilung bei hoher Temperatur unabdingbar ist, um Dünnfilme dieser Materialien mit einer hohen elektronischen Qualität zu erhalten, ist es überraschend, daß solche Ergebnisse erhalten wurden. Diese Ergebnisse sind bezüglich der Integration von geschichteten Supergittermaterialien in einen andernfalls herkömmlichen CMOS- oder sonstigen Integrierte-Schaltung-Prozeß äußerst ermutigend, da die Möglichkeiten eines Oxidierens des Siliziums und der metallischen Materialien, die bei dem herkömmlichen Prozeß verwendet werden, durch den Prozeß der Erfindung drastisch verringert werden. Es ist offensichtlich, daß Fachleute das beschriebene spezifische Ausführungsbeispiel nun auf vielfältige Weise nutzen und modifizieren können, ohne von den erfindungsgemäßen Konzepten abzuweichen. Nun, da beispielsweise gezeigt wurde, daß ein Prozeß, bei dem keine Sauerstoffausheilung des geschichteten Supergittermaterials bei hoher Temperatur verwendet wird, zu Dünnfilmen einer überragenden elektronischen Qualität führen kann, können diese Prozesse unter Verwendung von verschiedenen bekannten Barriereschichten usw. mit herkömmlichen Prozessen kombiniert werden, um Variationen der beschriebenen Prozesse zu liefern.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung (70), die ein Material (30, 60) umfaßt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus geschichteten Supergitterverbindungen besteht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bereitstellen (85A, 85B, 80) eines Substrats (18, 58) und eines Vorläufers, der Metallanteile in effektiven Mengen zum spontanen Bilden des Materials auf ein Erhitzen des Vorläufers hin enthält; Aufbringen (87) des Vorläufers auf das Substrat, um einen Vorläuferfilm zu bilden; Erhitzen des Vorläuferfilms, um das Material zu bilden; und Fertigstellen der integrierten Schaltung, um das Material in einer elektrischen Komponente (50) der integrierten Schaltung zu umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Erhitzens ein Erhitzen (91, 93) des Vorläuferfilms in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 500°C und 900°C umfaßt, um einen festen Dünnfilm (30, 60) des Materials auf dem Substrat zu bilden.
  2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt des Trocknens (88, 89) des Vorläufers, um einen festen Dünnfilm zu bilden.
  3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzungsschritt ein schnelles thermisches Verarbeiten (91) des Vorläufers in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur von etwa 650°C umfaßt und daß das schnelle thermische Verarbeiten etwa 30 Sekunden lang durchgeführt wird.
  4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzungsschritt ein Ausheilen (93) in einer inerten Atmosphäre zwischen etwa 700°C und 900°C umfaßt.
  5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat eine erste Elektrode (18, 58) aufweist, und das ferner die Schritte des Bildens einer zweiten Elektrode (32, 77) auf dem Material nach dem Ausheilschritt umfaßt, um einen Kondensator (16) zu bilden, und das ferner durch den Schritt des anschließenden Durchführens einer zweiten Ausheilung (96) in einer sauerstofffreien Atmosphäre bei einer Temperatur zwischen 300°C und 900°C gekennzeichnet ist.
  6. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zweiten Ausheilung etwa 800°C beträgt und in einer Stickstoffatmosphäre vorliegt.
  7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat eine erste Elektrode (18, 58) aufweist und ferner die Schritte des Bildens einer zweiten Elektrode (32, 77) auf dem geschichteten Supergittermaterial (30, 60) nach dem Ausheilschritt umfaßt, um einen Kondensator (16) zu bilden, und das ferner durch den Schritt des anschließenden Durchführens einer zweiten Ausheilung (96) in Sauerstoff bei einer Temperatur von 600°C oder weniger gekennzeichnet ist.
  8. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner den Schritt des raschen thermischen Verarbeitens (90) des Vorläuferfilms in einer Atmosphäre, die Sauerstoff um faßt, bei einer Temperatur von 200°C bis zu 500°C umfaßt.
  9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Material einen Abschnitt (50) eines Integrierte-Schaltung-Speichers (70) bildet.
  10. Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Speicher ein Speicher ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus DRAMs und ferroelektrischen FETs besteht.
DE69826015T 1997-07-25 1998-07-17 Herstellung von layered - superlattice - materialien unter ausschluss von sauerstoff Expired - Lifetime DE69826015T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/900,270 US5962069A (en) 1997-07-25 1997-07-25 Process for fabricating layered superlattice materials and AB03 type metal oxides without exposure to oxygen at high temperatures
PCT/US1998/014398 WO1999005712A1 (en) 1997-07-25 1998-07-17 Process for fabricating layered superlattice materials and abo3, type metal oxides and making electronic devices including same without exposure to oxygen
US900270 2004-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69826015D1 DE69826015D1 (de) 2004-10-07
DE69826015T2 true DE69826015T2 (de) 2005-09-15

Family

ID=25412263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69826015T Expired - Lifetime DE69826015T2 (de) 1997-07-25 1998-07-17 Herstellung von layered - superlattice - materialien unter ausschluss von sauerstoff

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5962069A (de)
EP (1) EP1018151B1 (de)
JP (1) JP2001511600A (de)
KR (1) KR100516630B1 (de)
CN (1) CN1174473C (de)
DE (1) DE69826015T2 (de)
TW (1) TW396597B (de)
WO (1) WO1999005712A1 (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11220095A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Sony Corp 誘電体キャパシタの製造方法
US6312816B1 (en) * 1998-02-20 2001-11-06 Advanced Technology Materials, Inc. A-site- and/or B-site-modified PbZrTiO3 materials and (Pb, Sr, Ca, Ba, Mg) (Zr, Ti, Nb, Ta)O3 films having utility in ferroelectric random access memories and high performance thin film microactuators
KR100329733B1 (ko) * 1998-10-09 2002-05-09 박종섭 반도체소자의캐패시터형성방법
US6245580B1 (en) * 1999-01-11 2001-06-12 Symetrix Corporation Low temperature process for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
US6093661A (en) * 1999-08-30 2000-07-25 Micron Technology, Inc. Integrated circuitry and semiconductor processing method of forming field effect transistors
US6207584B1 (en) * 2000-01-05 2001-03-27 International Business Machines Corp. High dielectric constant material deposition to achieve high capacitance
US6372518B1 (en) 2000-01-26 2002-04-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method using unreactive gas anneal and low temperature pretreatment for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
US6693033B2 (en) 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
US6326315B1 (en) * 2000-03-09 2001-12-04 Symetrix Corporation Low temperature rapid ramping anneal method for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
US6590236B1 (en) 2000-07-24 2003-07-08 Motorola, Inc. Semiconductor structure for use with high-frequency signals
US6555946B1 (en) 2000-07-24 2003-04-29 Motorola, Inc. Acoustic wave device and process for forming the same
US6638838B1 (en) 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
US6607980B2 (en) * 2001-02-12 2003-08-19 Symetrix Corporation Rapid-temperature pulsing anneal method at low temperature for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
US6673646B2 (en) * 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US6949479B2 (en) * 2001-06-13 2005-09-27 Micron Technology, Inc. Methods of forming transistor devices
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
US7023036B2 (en) * 2001-10-02 2006-04-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ferroelectric element and actuator using the same, and ink jet head and ink jet recording device
US6815223B2 (en) * 2002-11-22 2004-11-09 Symetrix Corporation Low thermal budget fabrication of ferroelectric memory using RTP
US6743643B2 (en) * 2001-11-29 2004-06-01 Symetrix Corporation Stacked memory cell having diffusion barriers
US7384481B2 (en) * 2003-12-29 2008-06-10 Translucent Photonics, Inc. Method of forming a rare-earth dielectric layer
WO2005065357A2 (en) * 2003-12-29 2005-07-21 Translucent, Inc. Rare earth-oxides, rare-earth-nitrides, rare earth-phosphides and ternary alloys with silicon
US20060169592A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Periodic layered structures and methods therefor
JP5019020B2 (ja) * 2005-03-31 2012-09-05 セイコーエプソン株式会社 誘電体膜の製造方法及び圧電体素子の製造方法並びに液体噴射ヘッドの製造方法
KR100893287B1 (ko) 2007-08-07 2009-04-17 오스템임플란트 주식회사 다단구조를 이용한 치과용 임플란트 드릴
KR101093566B1 (ko) 2010-03-31 2011-12-13 성균관대학교산학협력단 초격자구조의 다성분계 산화물 박막제조방법
US8520219B2 (en) 2011-12-19 2013-08-27 Perceptron, Inc. Non-contact sensor having improved laser spot
JP6365294B2 (ja) * 2014-03-25 2018-08-01 三菱マテリアル株式会社 ＬａＮｉＯ３薄膜の形成方法
CN106058039B (zh) * 2016-07-15 2018-12-21 中国科学院金属研究所 一种锆钛酸铅/钌酸锶铁电超晶格材料及其制备方法
CN110002508B (zh) * 2019-04-02 2023-03-21 佛山市格瑞芬新能源有限公司 一种自支持少层无机纳米颗粒超晶格的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0489519A3 (en) * 1990-12-04 1993-05-12 Raytheon Company Sol-gel processing of piezoelectric and ferroelectric films
US5468684A (en) * 1991-12-13 1995-11-21 Symetrix Corporation Integrated circuit with layered superlattice material and method of fabricating same
US5508226A (en) * 1991-12-13 1996-04-16 Symetrix Corporation Low temperature process for fabricating layered superlattice materialsand making electronic devices including same
JPH09312381A (ja) * 1996-05-23 1997-12-02 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5962069A (en) 1999-10-05
KR100516630B1 (ko) 2005-09-22
CN1265224A (zh) 2000-08-30
KR20010022272A (ko) 2001-03-15
EP1018151A1 (de) 2000-07-12
JP2001511600A (ja) 2001-08-14
DE69826015D1 (de) 2004-10-07
TW396597B (en) 2000-07-01
WO1999005712A1 (en) 1999-02-04
EP1018151B1 (de) 2004-09-01
CN1174473C (zh) 2004-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69826015T2 (de) Herstellung von layered - superlattice - materialien unter ausschluss von sauerstoff
US5508226A (en) Low temperature process for fabricating layered superlattice materialsand making electronic devices including same
US5439845A (en) Process for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
DE69629361T2 (de) Integrierte schaltungen mit gemischten schichtigen supergittermaterialien und vorstufenlösungen zur verwendung für die herstellung von diesen materiealien
US6541279B2 (en) Method for forming an integrated circuit
DE69931276T2 (de) Ferroelektrisches material für verbesserte speicherung und sein herstellungsverfahren
DE69632769T2 (de) Verfahren zum Fertigen eines ferroelektrischen Schichtelements und das ferroelektrische Schichtelement sowie das ferroelektrische Speicherelement, die mit Hilfe dieses Verfahrens gefertigt werden
DE60302950T2 (de) Wismut-Titan-Silizium-Oxid, Wismut-Titan-Silizium-Oxiddünnfilm, und Verfahren zur Herstellung des Dünnfilms
EP0665981B1 (de) Herstellungsverfahren von geschichteten uebergittermaterialien und von diesen enthaltenden elektronischen vorrichtungen
DE60035311T2 (de) Ferroelektrische Struktur aus Bleigermanat mit mehrschichtiger Elektrode
US6072207A (en) Process for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
DE19928280A1 (de) Ferroelektrischer Kondensator und Verfahren zur Herstellung desselben
KR20020015048A (ko) 높은 유전상수 어플리케이션용 금속 옥사이드 박막
US6133092A (en) Low temperature process for fabricating layered superlattice materials and making electronic devices including same
EP1138065A1 (de) Verfahren zum herstellen einer strukturierten metalloxidhaltigen schicht
EP1307906A1 (de) Strukturierung ferroelektrischer schichten
DE102020210163B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer ferroelektrischen Schicht oder einer antiferroelektrischen Schicht und Bauelement
WO2000028584A1 (de) Verfahren zum herstellen einer strukturierten metalloxidhaltigen schicht
DE10328872A1 (de) Paraelektrisches Material für ein Halbleiterbauelement und Herstellungsverfahren desselben

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

Owner name: SYMETRIX CORP., COLORADO SPRINGS, COL., US