使用六甲基乙硅氮烷的液體源薄膜的形成制造技術(shù)

一種制作含有固體金屬化合物薄膜（５０６，８６０）的集成電路（６００，８５０）的方法，上述這種類型的方法包括提供集成電路基底（５，８５８）、在上述基底上形成上述固體薄膜、和把上述固體薄膜的至少一部分包含到上述集成電路的一個電元件（６０４，８７２）中以完成（Ｐ１４）上述集成電路的制作等步驟，上述方法的特征在于上述形成步驟，該步驟包括以下步驟： 提供（Ｐ８）一種原液，該原液含有：至少一種金屬，其分量能有效地形成含有上述金屬的所希望的材料；以及六甲基乙硅氮烷； 把上述含有上述六甲基乙硅氮烷的原液施加（Ｐ１０）到上述基底上，以在上述基底上形成一個含有上述金屬的液體層；以及 處理（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３）上述基底上的上述液體層，以在上述基底上形成上述固體薄膜（５０６，８６０）。（*該技術(shù)在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)的背景1、本專利技術(shù)的領(lǐng)域本專利技術(shù)涉及一種用液體原形成薄膜的方法，較具體地涉及制作具有適當(dāng)薄度(thinness)和適用于集成電路的品質(zhì)的金屬氧化物薄膜。2、存在問題的說明已經(jīng)知道，如發(fā)布于1995年10月10日的美國專利No.5,456,945所說明的液體源霧化淀積處理和發(fā)布于1995年6月13日的美國專利No.5,423,285所說明的旋鍍(spin on)處理等液體淀積處理在制作集成電路品質(zhì)的薄膜中是有用的。還知道霧化淀積處理于集成電路的常規(guī)制造具有重要優(yōu)點。雖然霧化淀積處理可以用來制作良好的具有集成電路品質(zhì)的鈦酸鋇鍶或其他較簡單的金屬氧化物薄膜，但當(dāng)把這種處理用于較復(fù)雜的材料，例如分層超晶格材料(layered superlattice material)時，則只有當(dāng)薄膜層的形狀僅涉及到平直的結(jié)構(gòu)，例如電容器中的平坦而均勻的電介質(zhì)層時才能制作出高質(zhì)量的薄膜。當(dāng)薄膜結(jié)構(gòu)涉及到尖銳拐角，例如呈現(xiàn)階梯狀時，分層超晶格材料將趨于充填這些拐角，而不再跟隨下面各層的形狀。在集成電路技術(shù)中，這叫做使用分層超晶格材料時不具有良好的階梯覆蓋性。如果通過調(diào)節(jié)液體源的粘滯度來得到較好的階梯覆蓋性，則薄膜質(zhì)量將明顯下降，得到縮短的膜層和較差的電子學(xué)特性。然而，最新的集成電路卻涉及到了十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括階梯和其他尖銳拐角。所以，對分層超晶格材料使用霧化淀積處理至今還是有限的。由于分層超晶格材料在集成電路中具有如此特異的性質(zhì)，十分希望有一種霧化淀積處理能使這種材料可應(yīng)用于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的集成電路中。本專利技術(shù)的概述本專利技術(shù)通過在用于淀積金屬化合物的液休原料(原液)中添加六甲基乙硅氮烷(HMDS)作為溶劑來解決上述問題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)HMDS可以大為改善分層超晶格材料在霧化淀積時的階梯覆蓋性。還發(fā)現(xiàn)了，HMDS也能改進用霧化淀積處理或旋鍍處理淀積的其他金屬氧化物的階梯覆蓋性，雖然這一改進不像對霧化淀積處理中的分層超晶格材料的改進那么大。本專利技術(shù)提供一種制作含有金屬氧化物薄膜的集成電路的方法，該方法包括以下步驟提供一個集成電路基底；提供一種至少含有一種金屬和六甲基乙硅氮烷的原液，其中該金屬的份量能有效地形成含有該金屬的所希望化合物；把原液施加到基底上；對淀積在基底上的液體層進行處理以形成所希望金屬化合物的固體薄膜；以及，通過使至少一部分的金屬化合物被含到集成電路的電元件中而完成集成電路的制作。金屬化合物最好包括一種分層超晶格材料。分層超晶格材料最好包括從鉭酸鍶鉍、鈮酸鍶鉍和鈮酸鍶鉍鉭這組材料中選出的一種材料。施加步驟最好包括；把基底放置到一個封閉的淀積室中；產(chǎn)生原液的云霧；使云霧流過淀積室以在基底上形成一層原液。流過步驟最好在保持淀積室為環(huán)境溫度的情況下進行。提供原液的步驟最好包括這樣的步驟在產(chǎn)生云霧步驟之前，向原液添加一種其沸點在50℃至100℃之間的引發(fā)劑。引發(fā)劑最好包括一種從甲基乙基酮、異丙醇(isopropanol)、甲醇和四氫呋喃這組溶劑中選出的一種溶劑。或者，施加步驟也可以包括利用旋鍍處理把原液施加到基底上。原液最好包括一種溶劑和一種從烷氧基金屬和羧酸金屬這組金屬化合物中選出的金屬化合物。處理步驟最好包括對淀積在基底上的液體層進行干燥、焙烤和退火這組步驟中的一個或幾個步驟。原液最好包含一種溶于一種溶劑中的金屬化合物，這溶劑最好從二甲苯、n-醋酸丁酯和二甲氧基乙醇這組溶劑中選出的。金屬最好包括從鍶、鈣、鋇、鉍、鎘、鋁、鈦、鉭、鉿、鎢、鈮、鋯、鈧、釔、鑭、銻、鉻和鉈這組金屬中選出的金屬。另一方面，本專利技術(shù)提供一種用來形成金屬氧化物的原液，該原液包含多種成份的金屬，當(dāng)把該原液施加到基底上并予以加熱時，這些金屬的量能有效地形成一種分層超晶格材料；原液中還包含一種包括六甲基乙硅氮烷的熔劑。溶劑最好還包括從甲基乙基酮、異丙醇、甲醇、四氫呋喃、二甲苯、n-醋酸丁酯、正辛烷和二甲氧基乙醇這組液體中選出的一種溶劑。又一方面，本專利技術(shù)提供一種制作分層超晶格材料薄膜的方法，該方法包括以下步驟提供一種原液，該原液含有多種其分量能有效形成分層超晶格材料的金屬成份和六甲基乙硅氮烷；把基底放置在一個封閉淀積室中；產(chǎn)生原液的云霧；使云霧流過淀積室以在基底上形成一層原液；以及，對淀積在基底上的液體層進行處理以形成分層超晶格材料固體薄膜。流過步驟最好在保持淀積室為環(huán)境溫度的情況下進行。分層超晶格材料最好形成集成電路中電元件的一部分。該方法還包括通過使分層超晶格材料薄膜至少一部分被含在集成電路電元件中以完成集成電路制作的步驟。分層超晶格材料最好包括從鉭酸鍶鉍、鈮酸鍶鉍和鈮酸鍶鉍鉭這組材料中選出的材料。金屬最好包括從鍶、鈣、鋇、鉍、鎘、鋁、鈦、鉭、鉿、鎢、鈮、鋯、鈧、釔、鑭、銻、鉻和鉈這組金屬中選出的金屬。在分層超晶格材料原液中添加六甲基乙硅氮烷首次使得能提供極佳階梯覆蓋性和極佳電子特性的霧化淀積處理可以用來制作帶有分層超晶格材料部分的集成電路。與以往技術(shù)的差別是，當(dāng)分層超晶格材料在階梯上通過時其厚度幾乎沒有變化。對分層超晶格材料所得到的重大改進已導(dǎo)致HMDS使用于其他材料和其他液體淀積處理的研究。對于各種情況，已得到了有某些的結(jié)果。在參考附圖閱讀了下面的說明之后，本專利技術(shù)的許多其他特點、目的和優(yōu)點將變得明顯。附圖的簡單說明附圖說明圖1是本專利技術(shù)優(yōu)選實施例中所用的霧化淀積設(shè)備的淀積室的側(cè)視剖面圖；圖2是圖1設(shè)備的進氣和排氣噴嘴組件的放大平面圖；圖3是圖1設(shè)備中所用的多管組件的放大頂視示意圖；圖4是說明制備根據(jù)本專利技術(shù)優(yōu)選實施例的分層超晶格材料的流程圖；圖5是用本專利技術(shù)處理制作的集成電路器件的電鏡顯微圖的示意圖，其中表明了施加在基底上的鉭酸鍶鉍薄膜的階梯覆蓋性；圖6是用本專利技術(shù)方法制作的集成電路電容器的部分截面圖；圖7是用分層超晶格材料做成的DRAM(動態(tài)隨機訪問存儲器)存儲單元的截面圖；圖8是對根據(jù)本專利技術(shù)處理制作的鉭酸鍶鉍電容器測得的極化強度與電場的關(guān)系曲線圖；圖9是對圖8鉭酸鍶鉍電容器測得的剩余極化強度與開關(guān)循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線圖，即疲勞曲線圖；以及圖10是圖8鉭酸鍶鉍電容器的泄漏電流與施加電壓的關(guān)系曲線圖。優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明1、總述根據(jù)本專利技術(shù)的一個基本方面，最初先制備一種例如鉭酸鍶鉍這樣的分層超晶格材料的液體原料(原液)，然后產(chǎn)生該溶液的云霧，使它流入淀積室，并在設(shè)置于淀積室內(nèi)的一個基底上淀積成一層或多層薄膜層。按照本
的習(xí)慣，本公開中“基底”一詞可按其廣義的含義使用，即它含有一層或多層材料5(圖6)，其上可以淀積分層超晶格材料；也可按其狹義含義使用，這時它指一個硅片622，其上形成有其他材料層。除非另加說明，基底是指其上可用本專利技術(shù)處理和設(shè)備淀積分層超晶格材料的任何物體。原液包括溶膠凝膠原料配方、金屬有機物原料配方、兩種配方的結(jié)合、和其他原料配方；前者通常由溶于乙醇溶劑中的烷氧基金屬組成，金屬有機物原料配方有時也叫做MOD配方，通常由羧酸金屬組成，這羧酸金屬是通過使例如n-癸酸或2-乙基己酸這樣的羧酸與溶劑中的金屬或金屬化合物起化學(xué)反應(yīng)而形成的。不論是哪種原料，本專利技術(shù)都包括把六甲基乙硅氮烷作為原料溶劑或合作溶劑。這里所使用的“云霧”一詞被定義為由氣體所運載的一些液體細(xì)滴。“云霧”一詞包含氣溶膠(aerosol)，后者通常定義為氣體中的膠質(zhì)懸浮固體本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種制作含有固體金屬化合物薄膜(506,860)的集成電路(600,850)的方法，上述這種類型的方法包括提供集成電路基底(5,858)、在上述基底上形成上述固體薄膜、和把上述固體薄膜的至少一部分包含到上述集成電路的一個電元件(604,872)中以完成(P14)上述集成電路的制作等步驟，上述方法的特征在于上述形成步驟，該步驟包括以下步驟提供(P8)一種原液，該原液含有至少一種金屬，其分量能有效地形成含有上述金屬的所希望的材料；以及六甲基乙硅氮烷；把上述含有上述六甲基乙硅氮烷的原液施加(P10)到上述基底上，以在上述基底上形成一個含有上述金屬的液體層；以及處理(P11、P12、P13)上述基底上的上述液體層，以在上述基底上形成上述固體薄膜(506,860)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的制作集成電路的方法，其中上述材料包括分層超晶格材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1的制作集成電路的方法，其中上述施加步驟包括(b)把上述基底(5)放入一個封閉的淀積室(2)內(nèi)；(c)產(chǎn)生上述原液的云霧；以及(d)使上述云霧流經(jīng)上述淀積室以在上述基底上形成一層原液。4.根據(jù)權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：加里·F·德本威克，拉里·D·麥克米倫，納拉嚴(yán)·索拉亞攀，邁克爾·C·斯科特，卡洛特·A·帕茲德阿羅，林慎一郎，
申請(專利權(quán))人：塞姆特里克斯公司，松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：