一种与高介电常数材料兼容的增强表面面积的导电层，它通过形成具有至少两个相的一个薄膜或层来生成，其至少一个相是导电的。薄膜可以以任何简便的方式形成，比如通过化学汽相沉淀技术，可以跟着一个退火以便更好的定义和／或晶体化至少两个相。在一个下导电层的上方可以形成薄膜。至少两个相中的至少一个被选择从薄膜中移去，比如通过蚀刻处理，择优的蚀刻至少两个相的至少其中之一以至于留下至少一部分导电相。导电的钌和钌氧化物可以被用于两个或多个相。铱和它的氧化物，铑和它的氧化物，铂和铂铑可以被使用。一个湿蚀刻剂包括可以被使用的铈的硝酸铵和醋酸。在该蚀刻剂和一种钌／钌氧化物薄膜的情况下，蚀刻剂择优的移去钌相，留下一种凹坑的或“岛屿的”钌氧化物的表面，并通过下导电层物理的和电性连接。剩余的凹坑的或岛的层，如果任意的，连同下导电层构成一个增强的表面面积导电层。增强表面面积的导电层可以用于形成集成电路中的一个板极或存储电容器，比如在一个ＤＲＡＭ的存储器单元中的等等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体设备和它的制造，尤其涉及包含钌和钨的电性导电层以及它的形成和使用。集成电路的制造包括形成用作各种电路元件的电导电层，包括用作的电容器板极。存储器电路，比如DRAM等等，使用电导电层来形成存储单元电容器的相对板极。高性能，低成本集成电路的驱动要求总是减小各个电路特性的面积，包括存储电容。由于一个电容器的电容(电荷量能被存储作为供电电压的一个函数)通常随电容器板极的面积而改变，当通过存储电容器占有的电路面积减小时，期望采取步骤以保持或增加电容而不管较小的占用面积，以不损害电路功能。可以采取各种步骤来增加或保持电容而不用增加占用面积。例如，在电容器板极之间可以使用具有较高电介质常数的材料。此外，将板极表面可以变得粗糙以增加板极的有效表面积而不增加电容器占有的面积。对于一个存储单元电容器的一个板极的用于提供一个粗糙表面的一种方法是形成半球状的晶粒多晶硅(HSG)的板极，可能带有一个覆盖的金属层。HSG的半球状的晶粒增强了板极的表面而不增加它的占有面积。然而，HSG制造困难，因为要在HSG上和附近形成二氧化硅。在HSG上可以形成一种二氧化硅层，特别是在电容器层的介质层的沉淀过程中。即使使用一种插入的现存的金属层，来自电介质层沉淀的氧能扩散到金属层中，在多晶硅表面上形成二氧化硅。硅扩散通过金属层还可以在金属和电介质层之间产生一个二氧化硅层。在金属层和HSG之间的二氧化硅能降低到金属电容器板极表面的电接触。在金属层和电介质层之间的二氧化硅能减少所导致的电容器的电容。为了试图避免由二氧化硅所引起的这些负面效应，在HSG和金属层之间可以使用一个扩散阻挡层。但在典型的电容器几何结构中，层的总数越多，所需要的电容器占有的最小面积越大。而且，在HSG上沉淀的每个附加层的上表面趋于比下表面更为平滑，减少了由HSG提供的所增加的表面面积。通过首先形成具有两个或多个相的一个薄膜可以形成增强表面面积的导电层，比如铱和铱氧化相，钌和钌氧化相，铑和铑氧化相，铂和铂-铑相等等。在导电层的一个下面上方可以形成薄膜。接着在至少的一个相选择移去薄膜，在形成一个增强表面面积导电层之后留下至少一个相。在一个示例的实施例中，一个层的相被移去以留下一个不可移去相的一个凹痕的表面。凹痕的表面可以包括不可移去的相形成的岛屿。通过各种移去也可以形成一个“岛屿的”表面，它的表面可以包括一些凹痕。可以使用任何适当的选择的移去处理，比如一个蚀刻处理或蚀刻剂，湿刻或干刻的，在比其他相大很多的比率上蚀刻一个相。此外，也可以使用热的和化学选择的移去技术。选择的移去处理择优的除去一个相，留下其他相的凹痕或“岛屿的”表面。在具有独立的或孤立的岛屿的岛屿表面的情况下，一个下导电层可以物理的和电的连接这些岛屿。剩余凹痕的或岛屿的材料的层，如果是任意的，连同下导电层，构成一个增强表面面积的导电层。增强表面面积的导电层可以用于形成集成电路中存储电容器的一个板极，比如在DRAM存储器单元中的极板等等。如果形成增强表面面积导电层的选择的材料对引发的氧化是相对的抵抗而降低了导电性，比如用钌氧化物或其他的例如包含氧的导体，则二氧化硅的形成趋势可以被减少或被消除，提供改进的用于与高电介质常数电介质材料的兼容性。诸如在HSG方法中使用的一个插入金属层和/或阻挡层也可以被使用，但其期望从电容器结构中被省略，允许带有相同的甚至更大电容量的电容器具有较小的尺寸。这就要求设计和制造较高速度，较高密度，和较低成本的存储器电路。图2是在分离或晶体化一个层内单独的相之后的附图说明图1的层的截面图。图3是在择优的移去一个相之后图2的层的一个截面图。图4是在结构上形成一个电介质层之后图3的层的一个截面图。图5是在结构上沉积一个导电层之后图4的层的一个截面图。图6通过本专利技术的一个处理产生的和包括在一个集成电路中的一个存储器电容器结构的一个截面图。图7是包含钌的薄膜在择优的移去钌之前和之后的一个计算机产生的X射线衍射研究的曲线图。详细描述本专利技术允许生成表面面积增强的导电层，它具有改进的与高电介质常数(“高-K”)电介质材料的兼容性。这是通过形成具有至少两个相的材料层而实现的，在它的至少一个相上是导电材料。在下导电层的上方可以形成该层。在一种和沉积相同的状态中该层可以具有两个或多个相。此外，该层也可以在物理的和/或化学的环境中被处理，在沉积过程中或之后，环境增强，控制，以影响层内不同相的区域范围的开发。在具有至少两个相的层被形成之后，至少一个相被选择移去，留下导电材料之后的至少一个相。保留的导电相或相，如果是任意的，连同下导电层，形成增强的表面面积导电层，其可以被用于形成集成电路中的存储电容器的板极，比如一个DRAM的存储器单元等等。如果选择用于形成增强表面面积导电层的的材料对引发的氧化是相对的抵抗而降低了导电性，如同包含氧的导体一样，比如钌氧化物，则二氧化硅的形成趋势可以被减少或被去除，提供改进的用于与高电介质常数电介质材料的兼容性。在一个支持结构10上可以形成表面面积增强的导电层，如图1的部分截面图所示。支持结构可以是整个制造过程中出现在集成电路中或上的任意结构，但一般的一个导电材料将与由表面面积增强的导电层形成的电容器板极电接触。在结构10上可以形成或首先沉积一个下导电层12，比如通过化学汽相沉积(CVD)，溅射，或其他适当的处理。典型的层12的厚度是至少足以维持层12的连续性，比如至少大约100埃。可以由任何合适的导电材料形成层12，但期望由钌氧化物形成。然后沉积或形成一个缺乏氧的非化学计量的钌氧化物(RuOx)层14，也通过CVD，溅射，或任何其他适当的处理。在代表的例子中，产生的RuOx层14的厚度是在大约1埃和500埃之间。然后退火RuOx层14以便易于层14内的一个钌相，和一个钌氧化物(RuO2)相和/或一个非化学计量的钌氧化物(RuOx)相的晶体化。可以这样完成退火，例如，通过在非氧化环境中(比如氮，氨，氦，氩)的快速热退火(RTA)，或通过其他适当的退火处理，以便在层14内产生钌(Ru)的区域18和钌氧化物(RuO2和/或RuOx)的区域16，如图2所示。整个层14的沉积过程中钌和氧源气体的气体比率可以被选择以便在出现在层14中的各个相的量之间产生一个需要的比率。可以选择沉积条件和RTA时间，温度，和压力，以提供需要的钌区域的平均尺寸。例如，钌区域18期望完全延伸到通过层14的厚度，如图所示，并期望具有大约一到三倍层14厚度的一个平均直径，最好期望是大约两倍层14的厚度，或者对于一个200埃的层14来说是大约400埃。具有钌区域18和钌氧化物区域16的层14接着可以被处理以便相对于钌氧化物相有差别的移去钌相，并且希望是相对于导电层12的下面。在示例的实施例中，相对于钌氧化物择优的移去钌。湿蚀刻处理是最适合于有差别地移去钌氧化物的方法。作为一个具体的例子，湿蚀刻剂包括可以使用铈的硝酸铵和醋酸。此外，还可以使用在钌氧化物上择优的移去钌的其它的处理。作为附加的例子，也可以使用利用臭氧水或选择的干蚀刻处理来进行蚀刻。在一个示例的实施例中，可以控制湿蚀刻处理以便基本上从层14去除钌相，或至少去除暴露到蚀刻的那些钌的区域。在钌区域完全扩展通过层14的情况下，实质上从层1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在集成电路的结构制造中用于形成一个增强表面面积的导电结构的方法，该方法包括： 形成包含至少两个相的层，所述相包括至少一个导电相；和 择优的移去至少两个相中的至少一个以便至少在后面留下至少一个导电相。
【技术特征摘要】
US 2000-6-8 09/590,7911.一种在集成电路的结构制造中用于形成一个增强表面面积的导电结构的方法，该方法包括形成包含至少两个相的层，所述相包括至少一个导电相；和择优的移去至少两个相中的至少一个以便至少在后面留下至少一个导电相。2.按照权利要求1的方法，其中移去的行动包括蚀刻所述层。3.按照权利要求1的方法，其中形成的行动包括沉积所述层和退火所述层。4.按照权利要求1的方法，其中形成的行动包括形成具有钌和钌氧化物相的所述层。5.按照权利要求1的方法，其中形成的行动包括沉积钌氧化物的层和退火钌氧化物的层，以至于在层内形成钌和钌氧化物相。6.一种在集成电路上形成结构的方法，该方法包括退火包括缺乏氧的非化学计量的导电金属氧化物的层；和以大于从所述层中移去金属氧化物的速率，从退火的层中移去金属。7.按照权利要求6的方法，其中退火的行动包括对包含氧缺乏的非化学计量的钌氧化物的层进行退火。8.一种在集成电路中形成结构的方法，该方法包括至少部分的把第一层分成各个相；和从第一层中有差别的移去各个相的第一相，在第一层内留下各个相的第二相，其中第二相是一个导电材料。9.按照权利要求8的方法，包括接近第一层提供一个电介质材料的第二层，和接近第二层提供第三导电层。10.按照权利要求9的方法，包括邻接的第一，第二，和第三层彼此相靠而没有中间层。11.按照权利要求8的方法，其中至少部分的把第一层分成各个相的行动包括至少部分把第一层分成相应的钌和钌氧化物相。12.一种形成导电结构的方法，包括形成导电材料的一个层；在导电材料的层上形成非化学计量的钌氧化物的层；退火非化学计量的钌氧化物的层以形成钌和钌氧化物相；和相对于钌氧化物相有差别的移去钌相。13.按照权利要求12的方法，其中非化学计量的钌氧化物层是缺乏氧的。14.一种形成导电结构的方法，该方法包括沉积缺乏氧的非化学计量的钌氧化物的层；在一个温度上退火沉积的层一定时间，以足够在层内引起钌和钌氧化物相的至少一些分离；和从层中在钌氧化物上择优的移去钌。15.按照权利要求14的方法，其中退火的行动包括在层内形成钌相材料的区域，该层带有至少一些延伸通过层的整个厚度的区域。16.按照权利要求14的方法，其中退火的行动包括在层内形成钌相材料的区域，其中该区域的平均直径是在大约一到三倍层厚度的范围中。17.一种形成导电结构的方法，该方法包括形成导电材料的一个层；在导电材料的层上形成缺乏氧的钌氧化物的层；退火缺乏氧的钌氧化物的层以形成钌和钌氧化物相；和相对于钌氧化物有差别的移去所述钌。18.按照权利要求17的方法，其中形成缺乏氧的钌氧化物的层的行动包括沉积钌氧化物的层。19.按照权利要求17的方法，其中有差别地移去的行动包括在缺乏氧的钌氧化物和钌的层中择优的蚀刻钌相。20.一种在集成电路中形成至少一个电容器的方法，该方法包括形成包括钌和钌氧化物相的第一导电层；从第一导电层中移去钌以便留下剩余的钌氧化物的区域；在接近剩余的钌氧化物的区域上或中形成电介质层；和在接...
【专利技术属性】
技术研发人员：塞姆巴斯卡里，马克维索凯，托马斯M格雷延格，史蒂文D卡明斯，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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