五氧化二钽取向膜的制造方法技术

本发明专利技术揭示形成氧化物的方法，所述方法包括使含钌材料（１３０）与含钽前驱物接触，和使所述含钌材料与包括水且任选地包括分子氢（Ｈ２）的蒸汽接触。还揭示包括第一结晶五氧化二钽（１４０）和在所述第一结晶五氧化二钽的至少一部分上的第二结晶五氧化二钽（１５０）的物品，其中所述第一五氧化二钽所具有的结晶取向不同于所述第二结晶五氧化二钽的结晶取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请案主张2008年6月4日申请的美国专利申请案第12/132，758号的优先权， 该案全文以引用的方式并入本文。
技术介绍
集成电路装置的按比例缩小已产生将高介电常数(即，高介电系数)材料并入至 电容器和栅极的需要。对新的高介电常数材料和工艺的探求正变得越加重要，因为当前技 术的最小尺寸实际上受到标准电介质材料的使用的约束。五氧化二钽(例如，Ta2O5)由于其高介电常数(例如，30)和低泄漏电流而作为用 于例如DRAM电容器等应用的高介电系数材料已引起注意。更进一步的注意已指向用于这 些应用的结晶五氧化二钽，因为结晶五氧化二钽的薄膜具有为60的介电常数，其约为无定 形五氧化二钽的薄膜的介电常数的两倍。然而，一些高介电常数材料具有可加以改良的其 它特性，这可导致材料和并入有这些材料的物品的改良的性能。正在寻求制备用于当前和新一代装置(例如，集成电路装置)的高介电常数材料 和具有高介电常数材料的新物品的新方法。
技术实现思路
多晶材料一般含有多个由晶界分隔的个别晶体或晶粒。这些晶粒保留晶体的特征 性结构，但可通过其主轴的相对旋转而相对于相邻晶体(例如，晶粒)不同地取向。多晶材 料中的晶界可负面地影响(例如)材料的物理和电特性。当晶界对准时，一些特性可能更 进一步受到负面影响。虽然一些结晶(例如，多晶)电介质材料展现出高介电常数，但在这 些材料中的晶界对准可负面地影响电介质材料和并入有此材料的装置的性能。举例来说， 电介质材料中的晶界对准可导致增加的晶界诱发的泄漏，其中电流可漏过经受所施加电场 的绝缘电介质材料。因此，晶界对准的减少和随之结晶高介电常数材料中的晶界诱发的泄 漏的减少可提供新的物品、构造和装置。举例来说，这些物品、构造和装置可用于消费者产 品应用、电子产品应用、半导体装置应用、电容器应用和其它应用中。本文中提供形成氧化物(例如，Ta2O5)的方法。本文中还提供包括具有不同结晶 取向的五氧化二钽的物品和装置。本案的一方面为形成氧化物的方法。所述方法包括使含钌材料与包括含钽前驱物 的第一蒸汽接触。所述方法进一步包括提供包括一个或多个入口流和一出口流的水蒸汽发 生器。所述出口流包括(例如)水和任选使用的分子氢(H2)。所述方法进一步包括使所述 含钌材料与所述出口流在对于在其上形成结晶五氧化二钽有效的条件下接触。在本文中使 用时，“一”、“所述”与“至少一”可互换使用，且意思是一个或一个以上。在一些实施例中，水蒸汽发生器(WVG)将催化剂用于使包括分子氢(H2)和分子氧 (O2)的一个或多个入口流反应以产生包括水蒸汽的出口流。所述一个或多个入口流可包括 (例如)含氢入口流和含氧入口流。在一些实施例中，含氢入口流可包括(例如)分子氢(H2)、氢原子(H)、合成气体(N2/H2)、氨(NH3)、烃(例如，CH4)、醇(例如，CH3OH)，或其组合。 在一些实施例中，含氧入口流可包括(例如)分子氧(O2)、氧原子(0)、臭氧(O3)、氧化亚氮 (N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、五氧化二氮(N2O5)、过氧化氢(H2O2)，或其组合。在一 个或多个实施例中，含氢入口流和含氧入口流分别包括分子氢(H2)和分子氧(O2)。用于水 蒸汽发生器系统的催化剂可包括金属，例如，钯、钼、镍、铁、铬、钌、铑；其合金；或其组合。 水蒸汽发生器描述于(例如)国际申请公开案第WO 2005/113852号(莫(Myo)等人)和 第TO 2005/117087号(纳瓦卡尔(Narwankar)等人)中。在来自超科林科技公司(Ultra Clean Technology)(加州门罗-帕克市(Menlo Park, CA))的商标名称 CATALYTIC STEAM GENERATION SYSTEM 和来自美国 Fujikin 公司(Fujikin of America, Inc.)(加州圣塔克 拉拉市(Santa Clara,CA))的商标名称WATER VAPOR GENERATOR下，可获得水蒸汽发生器。含氢入口流和含氧入口流可各自通过(例如)质量流量控制器来相互独立地控 制。因此，当按2 1的氢对氧原子比将氢和氧引入水蒸汽发生器时，水蒸汽发生器出口蒸 汽为水蒸汽，相对于热解蒸气系统，其一般具有超高纯度和减少的污染。蒸气的所不希望的 污染可导致对衬底表面的污染。如果氢对氧比率不同于2 1比率，那么在水蒸汽发生器 出口蒸汽中可能存在过剩的氧或过剩的氢。在本文中使用时，一般在包括“和/或”的意义 上使用术语“或”，除非使用的上下文另有清楚指示。控制至水蒸汽发生器的一个或多个入口流中的氢对氧比率的能力可用于本案的 一些实施例中。在一些实施例中，修改水蒸汽发生器的一个或多个入口流的氢对氧比率可 允许具有特定结晶取向的材料的选择性形成(例如，沉积)。在一些实施例中，在沉积期间 修改氢对氧比率可允许以特定结晶取向沉积给定材料(例如，五氧化二钽)，接着以不同结 晶取向沉积相同材料。以此方式，影响组合材料(例如，电介质材料或层)的晶界对准并借 此减少材料的晶界诱发的泄漏成为可能。可以许多方式来实现控制水蒸汽发生器的一个或多个入口流的氢对氧比率。举例 来说，可通过在氢和氧源中的每一者上使用独立的流速控制器来控制氢对氧比率。取决于 可用的氢和氧源和所使用的设备，控制氢对氧比率的其它方法对所属领域普通技术人员来 说将显而易见。如与在一些实施例中的水安瓿的使用相比，水蒸汽发生器的使用可提供在气相沉 积工艺中的额外的操作自由度。水安瓿按氢对氧的恒定且不可变的原子比使水汽化。控制 至水蒸汽发生器的氢与氧的流速允许在水蒸汽发生器出口蒸汽中的氢对氧的可变原子比， 除了水之外，水蒸汽发生器出口蒸汽可任选地含有过剩的氢或过剩的氧。水蒸汽发生器可准许一个或多个入口流的氢与氧的非化学计量比(例如，氢对氧 原子比不等于二)，但归因于操作安全考虑，还可具有对氢对氧比率的限制。在本案中的一 个或多个实施例中，水蒸汽发生器的一个或多个入口流的氢对氧原子比可为至少6 3。另 外，水蒸汽发生器的一个或多个入口流的氢对氧原子比可为至多8 3。可使用至少6 3 且至多8 3的任何氢对氧原子比(例如，基于原子，每3份氧，6. 1、6.2、6.4、6.67、6.8、 6. 9,7. 0,7. 1,7. 2,7. 33,7. 4,7. 6,7. 8或7. 9份氢)。在本文中使用时，通过端点的数字范 围的列举包括在那一范围内包含的所有数(例如，1至5包括1、1.5、2、2. 75,3,3. 80、4、5 等)。通常，水蒸汽发生器的一个或多个入口流和出口流的氢对氧原子比基本上相同。根据本案的形成氧化物的方法可包括使含钌材料与包括含钽前驱物的蒸汽接触。所述方法可进一步包括提供包括一个或多个入口流和一出口流的水蒸汽发生器，其中所述 一个或多个入口流包括氢和氧，且其中所述一个或多个入口流中的氢对氧比率可控制。所 述方法可更进一步包括使所述含钌材料与所述出口流在对于在其上形成结晶五氧化二钽 有效的条件下接触。如本文中进一步论述，可控制送入水蒸汽发生器的一个或多个入口流的氢对氧比 率。因此，除了水之外，出口流还可能包括氢。当入口流的氢对氧原子比超过6 3时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成氧化物的方法，其包含：　　使含钌材料与包含含钽前驱物的第一蒸汽接触；　　提供包含一个或多个入口流和一个出口流的水蒸汽发生器，其中所述出口流包含水；和　　使所述含钌材料与所述出口流在有效在其上形成结晶五氧化二钽的条件下接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：维什瓦纳特巴特，瓦西尔安东诺夫，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]