[发明专利]在氮化铌上包括氧化钽层的构造及装置及其产生方法

说明书

相关申请案交叉参考

此申请案请求对2007年5月2日提出申请的美国专利申请案第11/743,246号的优先权，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

背景技术

集成电路装置的按比例缩小已形成将高介电常数(即，高介电电容率)材料并入电容器及栅极中的需要。随着当前技术的最小大小实际上受到标准介电质材料的使用的限制，对新的高介电常数材料及工艺的寻找正变得更加重要。

氧化钽(例如，Ta₂O₅)由于其高介电常数(例如，30)及低漏电流而已找到作为用于例如DRAM电容器等应用的高介电电容率材料的兴趣。由于晶形氧化钽的薄膜具有60的介电常数，此约为无定形氧化钽的薄膜的介电常数的两倍，因此甚至已进一步将兴趣引导向晶形氧化钽。举例来说，已将氧化钽沉积在具有六边形密堆积结构的金属性钌上以形成经结晶学取向的氧化钽层。然而，由于钌表面可易于氧化，且被氧化的表面可阻碍晶形Ta₂O₅的形成，因此在沉积工艺之前及/或期间通常需要额外措施来控制所述钌表面的性质及组成。

正为当前及新一代集成电路装置寻求制备高介电常数膜的新方法。

发明内容

附图说明

图1是图解说明具有邻近于氮化铌的氧化钽层的构造的实施例的示意性侧视图，如本发明中所进一步描述。

图2是具有邻近于氮化铌电极的至少一部分的氧化钽介电层的实例性电容器构造，如本发明中所进一步描述。

对本文所述方法的各种实施例的以下描述并非既定描述所述方法的每一实施例或每个实施方案。而且，通过结合附图参照以下描述及权利要求书，将明了并了解对本文所述方法的更完全理解。此外，应理解，可利用其它实施例且可在不背离本发明的范围的前驱体下做出结构改变。

具体实施方式

邻近于氮化铌(例如，NbN)表面的氧化钽层可以是经结晶学取向的(例如，经c-轴取向)。在某些实施例中，氮化铌表面的至少一部分是晶形的(例如，多晶)且具有六边形密堆积结构。举例来说，可邻近于具有六边形密堆积结构的氮化铌表面沉积氧化钽层以在沉积时及/或在退火之后形成晶形氧化钽层。在某些实施例中，氧化钽层具有六边形结构(例如，正交晶-六边形相)。在某些实施例中，氧化钽层具有至少50的介电常数。此类氮化铌/氧化钽构造可用作电容器(例如，DRAM应用)的部分或用于制作所述电容器的中间体，其中电极包括氮化铌且所述氧化钽形成介电层。如本文所使用，术语“或”通常以包括“及/或”的含义使用，除非使用背景另外明确指示。任选地，第二电极可邻近于介电层。所述第二电极可包括已知用作电极的各种各样的材料。举例来说，此类材料可包括但不限于钌、氮化铌、氮化钽、氮化铪及其组合。

在一些实施例中，氮化铌表面的至少一部分的氧化可在沉积氧化钽之前、期间及/或之后发生，以邻近于所述表面的至少一部分形成氧化铌(例如，Nb₂O₅)。与钌表面的氧化(其可导致取向氧化钽层的困难)相比，(举例来说)通过降低使氧化钽层结晶所需要的温度，邻近于氮化铌表面的至少一部分任选地形成氧化铌(例如，无定形的、部分晶形的或晶形的)实际上可以是有利的。具体来说，氧化钽/氧化铌双层的结晶温度已被报告为100℃，其低于氧化钽单个层的结晶温度(参见(举例来说)超(Cho)等人的微电子工程(Microelectronic Engineering)，80(2005)317-320)。

提供以下实例以进一步图解说明本发明的各种特定实施例及技术。然而，应理解，可做出所属领域的技术人员所理解的许多改变及修改而同时仍保持在本发明的范围内。因此，本发明的范围并不既定受限于以下实例。