使用六甲基乙硅氮烷的液体源薄膜的形成制造技术

一种制作含有固体金属化合物薄膜（５０６，８６０）的集成电路（６００，８５０）的方法，上述这种类型的方法包括提供集成电路基底（５，８５８）、在上述基底上形成上述固体薄膜、和把上述固体薄膜的至少一部分包含到上述集成电路的一个电元件（６０４，８７２）中以完成（Ｐ１４）上述集成电路的制作等步骤，上述方法的特征在于上述形成步骤，该步骤包括以下步骤： 提供（Ｐ８）一种原液，该原液含有：至少一种金属，其分量能有效地形成含有上述金属的所希望的材料；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个含有上述金属的液体层；以及 处理（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３）上述基底上的上述液体层，以在上述基底上形成上述固体薄膜（５０６，８６０）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景1、本专利技术的领域本专利技术涉及一种用液体原形成薄膜的方法，较具体地涉及制作具有适当薄度(thinness)和适用于集成电路的品质的金属氧化物薄膜。2、存在问题的说明已经知道，如发布于1995年10月10日的美国专利No.5,456,945所说明的液体源雾化淀积处理和发布于1995年6月13日的美国专利No.5,423,285所说明的旋镀(spin on)处理等液体淀积处理在制作集成电路品质的薄膜中是有用的。还知道雾化淀积处理于集成电路的常规制造具有重要优点。虽然雾化淀积处理可以用来制作良好的具有集成电路品质的钛酸钡锶或其他较简单的金属氧化物薄膜，但当把这种处理用于较复杂的材料，例如分层超晶格材料(layered superlattice material)时，则只有当薄膜层的形状仅涉及到平直的结构，例如电容器中的平坦而均匀的电介质层时才能制作出高质量的薄膜。当薄膜结构涉及到尖锐拐角，例如呈现阶梯状时，分层超晶格材料将趋于充填这些拐角，而不再跟随下面各层的形状。在集成电路技术中，这叫做使用分层超晶格材料时不具有良好的阶梯覆盖性。如果通过调节液体源的粘滞度来得到较好的阶梯覆盖性，则薄膜质量将明显下降，得到缩短的膜层和较差的电子学特性。然而，最新的集成电路却涉及到了十分复杂的结构，包括阶梯和其他尖锐拐角。所以，对分层超晶格材料使用雾化淀积处理至今还是有限的。由于分层超晶格材料在集成电路中具有如此特异的性质，十分希望有一种雾化淀积处理能使这种材料可应用于具有复杂结构的集成电路中。本专利技术的概述本专利技术通过在用于淀积金属化合物的液休原料(原液)中添加六甲基乙硅氮烷(HMDS)作为溶剂来解决上述问题。已经发现HMDS可以大为改善分层超晶格材料在雾化淀积时的阶梯覆盖性。还发现了，HMDS也能改进用雾化淀积处理或旋镀处理淀积的其他金属氧化物的阶梯覆盖性，虽然这一改进不像对雾化淀积处理中的分层超晶格材料的改进那么大。本专利技术提供一种制作含有金属氧化物薄膜的集成电路的方法，该方法包括以下步骤提供一个集成电路基底；提供一种至少含有一种金属和六甲基乙硅氮烷的原液，其中该金属的份量能有效地形成含有该金属的所希望化合物；把原液施加到基底上；对淀积在基底上的液体层进行处理以形成所希望金属化合物的固体薄膜；以及，通过使至少一部分的金属化合物被含到集成电路的电元件中而完成集成电路的制作。金属化合物最好包括一种分层超晶格材料。分层超晶格材料最好包括从钽酸锶铋、铌酸锶铋和铌酸锶铋钽这组材料中选出的一种材料。施加步骤最好包括；把基底放置到一个封闭的淀积室中；产生原液的云雾；使云雾流过淀积室以在基底上形成一层原液。流过步骤最好在保持淀积室为环境温度的情况下进行。提供原液的步骤最好包括这样的步骤在产生云雾步骤之前，向原液添加一种其沸点在50℃至100℃之间的引发剂。引发剂最好包括一种从甲基乙基酮、异丙醇(isopropanol)、甲醇和四氢呋喃这组溶剂中选出的一种溶剂。或者，施加步骤也可以包括利用旋镀处理把原液施加到基底上。原液最好包括一种溶剂和一种从烷氧基金属和羧酸金属这组金属化合物中选出的金属化合物。处理步骤最好包括对淀积在基底上的液体层进行干燥、焙烤和退火这组步骤中的一个或几个步骤。原液最好包含一种溶于一种溶剂中的金属化合物，这溶剂最好从二甲苯、n-醋酸丁酯和二甲氧基乙醇这组溶剂中选出的。金属最好包括从锶、钙、钡、铋、镉、铝、钛、钽、铪、钨、铌、锆、钪、钇、镧、锑、铬和铊这组金属中选出的金属。另一方面，本专利技术提供一种用来形成金属氧化物的原液，该原液包含多种成份的金属，当把该原液施加到基底上并予以加热时，这些金属的量能有效地形成一种分层超晶格材料；原液中还包含一种包括六甲基乙硅氮烷的熔剂。溶剂最好还包括从甲基乙基酮、异丙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲苯、n-醋酸丁酯、正辛烷和二甲氧基乙醇这组液体中选出的一种溶剂。又一方面，本专利技术提供一种制作分层超晶格材料薄膜的方法，该方法包括以下步骤提供一种原液，该原液含有多种其分量能有效形成分层超晶格材料的金属成份和六甲基乙硅氮烷；把基底放置在一个封闭淀积室中；产生原液的云雾；使云雾流过淀积室以在基底上形成一层原液；以及，对淀积在基底上的液体层进行处理以形成分层超晶格材料固体薄膜。流过步骤最好在保持淀积室为环境温度的情况下进行。分层超晶格材料最好形成集成电路中电元件的一部分。该方法还包括通过使分层超晶格材料薄膜至少一部分被含在集成电路电元件中以完成集成电路制作的步骤。分层超晶格材料最好包括从钽酸锶铋、铌酸锶铋和铌酸锶铋钽这组材料中选出的材料。金属最好包括从锶、钙、钡、铋、镉、铝、钛、钽、铪、钨、铌、锆、钪、钇、镧、锑、铬和铊这组金属中选出的金属。在分层超晶格材料原液中添加六甲基乙硅氮烷首次使得能提供极佳阶梯覆盖性和极佳电子特性的雾化淀积处理可以用来制作带有分层超晶格材料部分的集成电路。与以往技术的差别是，当分层超晶格材料在阶梯上通过时其厚度几乎没有变化。对分层超晶格材料所得到的重大改进已导致HMDS使用于其他材料和其他液体淀积处理的研究。对于各种情况，已得到了有某些的结果。在参考附图阅读了下面的说明之后，本专利技术的许多其他特点、目的和优点将变得明显。附图的简单说明附图说明图1是本专利技术优选实施例中所用的雾化淀积设备的淀积室的侧视剖面图；图2是图1设备的进气和排气喷嘴组件的放大平面图；图3是图1设备中所用的多管组件的放大顶视示意图；图4是说明制备根据本专利技术优选实施例的分层超晶格材料的流程图；图5是用本专利技术处理制作的集成电路器件的电镜显微图的示意图，其中表明了施加在基底上的钽酸锶铋薄膜的阶梯覆盖性；图6是用本专利技术方法制作的集成电路电容器的部分截面图；图7是用分层超晶格材料做成的DRAM(动态随机访问存储器)存储单元的截面图；图8是对根据本专利技术处理制作的钽酸锶铋电容器测得的极化强度与电场的关系曲线图；图9是对图8钽酸锶铋电容器测得的剩余极化强度与开关循环次数的关系曲线图，即疲劳曲线图；以及图10是图8钽酸锶铋电容器的泄漏电流与施加电压的关系曲线图。优选实施例的详细说明1、总述根据本专利技术的一个基本方面，最初先制备一种例如钽酸锶铋这样的分层超晶格材料的液体原料(原液)，然后产生该溶液的云雾，使它流入淀积室，并在设置于淀积室内的一个基底上淀积成一层或多层薄膜层。按照本
的习惯，本公开中“基底”一词可按其广义的含义使用，即它含有一层或多层材料5(图6)，其上可以淀积分层超晶格材料；也可按其狭义含义使用，这时它指一个硅片622，其上形成有其他材料层。除非另加说明，基底是指其上可用本专利技术处理和设备淀积分层超晶格材料的任何物体。原液包括溶胶凝胶原料配方、金属有机物原料配方、两种配方的结合、和其他原料配方；前者通常由溶于乙醇溶剂中的烷氧基金属组成，金属有机物原料配方有时也叫做MOD配方，通常由羧酸金属组成，这羧酸金属是通过使例如n-癸酸或2-乙基己酸这样的羧酸与溶剂中的金属或金属化合物起化学反应而形成的。不论是哪种原料，本专利技术都包括把六甲基乙硅氮烷作为原料溶剂或合作溶剂。这里所使用的“云雾”一词被定义为由气体所运载的一些液体细滴。“云雾”一词包含气溶胶(aerosol)，后者通常定义为气体中的胶质悬浮固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制作含有固体金属化合物薄膜(506,860)的集成电路(600,850)的方法，上述这种类型的方法包括提供集成电路基底(5,858)、在上述基底上形成上述固体薄膜、和把上述固体薄膜的至少一部分包含到上述集成电路的一个电元件(604,872)中以完成(P14)上述集成电路的制作等步骤，上述方法的特征在于上述形成步骤，该步骤包括以下步骤提供(P8)一种原液，该原液含有至少一种金属，其分量能有效地形成含有上述金属的所希望的材料；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个含有上述金属的液体层；以及处理(P11、P12、P13)上述基底上的上述液体层，以在上述基底上形成上述固体薄膜(506,860)。2.根据权利要求1的制作集成电路的方法，其中上述材料包括分层超晶格材料。3.根据权利要求1的制作集成电路的方法，其中上述施加步骤包括(b)把上述基底(5)放入一个封闭的淀积室(2)内；(c)产生上述原液的云雾；以及(d)使上述云雾流经上述淀积室以在上述基底上形成一层原液。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·F·德本威克，拉里·D·麦克米伦，纳拉严·索拉亚攀，迈克尔·C·斯科特，卡洛特·A·帕兹德阿罗，林慎一郎，
申请(专利权)人：塞姆特里克斯公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：