清除铋基金属氧化物制造技术

将包含氟化物和硝酸的蚀刻化学物质物质用于印刷图案或除去铋基氧化物陶瓷。可以将蚀刻化学物质物质与水混合调节蚀刻速度。另外，可以包括无机组份增加或减小蚀刻速度。可以包括有机组份调整蚀刻化学物质的润湿／粘合特性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如在制造集成电路(ICs)中使用的铋基氧化物陶瓷材料。本专利技术特别涉及从晶片基质或从工具中使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去。人们已经对成为或能够转变成铁电材料的铋基氧化物陶瓷由于其残余的极化强度(2Pr)特性和长期存储的可靠性而在集成电路中的用途进行了调研。各种技术，例如溶胶-凝胶法、化学气相沉积(CVD)、溅射、脉冲激光沉积(PLD)和蒸发已经用于基质上的沉积膜。所沉积的铋基氧化物陶瓷材料通常不具有铁电体特性。所述的沉积膜常常需要后处理，称之为“铁退火”，为了将它们转化为铁电膜。在集成电路的制造中，希望能够使铋基铁电层形成图案，以便形成适当结构的特性。然而，常规的蚀刻化学物质，例如在US4759823中描述的那样，不能使铋基铁电材料形成图案。这限制了有效地制备掺有铋基铁电材料的集成电路。另外，氧化铋的陶瓷材料常常沉积在晶片的背面上和沉积在处理这些材料中使用的工具中。在晶片的背面和工具上不想要的氧化铋陶瓷材料的沉积导致交叉污染和颗粒形成，其相反地影响产量。鉴于前述讨论，希望提供一种有效地使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去的蚀刻化学物质。本专利技术涉及一种蚀刻化学物质，包括氟化物和硝酸，其用于使铋基氧化物陶瓷形成图案或除去。在一个实施方案中，蚀刻化学物质包括小于大约7的pH。蚀刻化学物质包括将NH4F、NH4HF2或其它F源与30-100％HNO3的水溶液混合而制得。蚀刻化学物质可以用H2O稀释来调节酸度，由此调节蚀刻速度。在某些实施方案中，可以加入无机或有机组份到稀释的或未稀释的蚀刻溶液中控制其酸度或润润湿/粘合特性。附图说明图1是本专利技术的一个实施方案的铁电存储单元；和图2a-e表示了形成本专利技术一个实施方案的铁电存储单元的方法；和图3表示了形成铁电存储单元的另一个方法。本专利技术涉及用于使铋基氧化物陶瓷材料形成图案或除去的蚀刻化学物质。例如该蚀刻化学物质用于掺入铋基氧化物陶瓷材料的集成电路的制造中或清洗在加工双碱陶瓷材料中使用的工具。图1表示与本专利技术一个实施方案一致的示意铁电存储单元100。如图所示，存储单元包括在基质101如半导体晶片上形成的晶体管110。晶体管包括由在其上设有一个栅(gate)114的通道(channel)113分开的扩散区111和112。栅氧化物(未示出)将栅与通道分开。扩散区包括是p型或是n型的掺杂物。选择的掺杂物的类型取决于希望的晶体管的类型。例如n型掺杂物如砷(As)或磷(P)用于n通道装置，而p型掺杂物如硼(B)用于p通道装置。根据扩散区之间的电流方向，一个被称之为“排出”，而另一个称之为“源”。“排出”和“源”在这里可交替地用来指扩散区。一般地，电流从源到排出。栅表示字线(wordline)，而扩散区之一通过接触插头120连接到位线125。电容器150通过接触插头140与扩散区相连。该电容器包括底部电极153和顶部电极157，由铁电体层155分开。铁电体层包括铋基氧化物陶瓷。在一个实施方案中，铋基氧化物陶瓷包括钽酸锶铋(SBT)或SBT的衍生物。一般地，电极是由贵金属如铂(Pt)形成。在底部电极和接触插头之间可以有一导电阻挡层151。阻挡层抑制了氧扩散到接触插头140。阻挡层也抑制了1)插头的原子扩散到铁电体层，和2)来自底部电极或铁电体层的原子迁移到插头。提供一种层间的绝缘(ILD)层160使不同组份的存储单元隔离。ILD层包括硅酸盐玻璃如二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。掺杂的硅酸盐玻璃如磷硅酸硼玻璃(BPSG)，硼硅酸盐玻璃(BSG)或磷硅酸盐玻璃(PSG)也是有用的。也可以使用其它类型的绝缘处理。给栅(gate)加上适当的电压使晶体管接通，使电流流过扩散区之间的通道，以便在电容器和位线之间形成连接。关掉晶体管中断连接，由此阻止电流通过通道。在一些实施方案中，使用非半导体基质如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)或MTiO3(其中M＝Sr、Ba、Pb)。例如这种基质用作电装置的支撑物。图2a-e表示形成与本专利技术的一个实施方案一致的存储单元的示意方法程序。参考图2a，提供部分形成的存储单元200。如图所示，部分形成的存储单元包括在基质201上形成的晶体管210。例如基质是由硅组成的半导体晶片。其它类型的基质如锗(Ge)、砷化镓(GaAs)或其它半导体化合物也是有用的。一般地，用p型掺杂物如硼微量掺杂在基质中。比较大量掺杂的基质也是有用的。也可以使用带有微量掺杂的表层(epi)的大量掺杂基质如p-/p+基质。由砷(As)或磷(P)组成的N型掺杂基质，包括微量掺杂的、大量掺杂的或带有微量掺杂表层的大量掺杂基质，也是有用的。将由具有第一电子类型的掺杂物组成的掺杂井270提供给晶体管210。掺杂井是通过选择地将掺杂物掺入基质中而形成的，在此基质的区域中形成晶体管。在另一个实施方案中，将p型掺杂物如硼掺入基质中形成掺杂井。该p型掺杂井(p井)用作n通道装置的掺杂井。例如由As或P掺杂物组成的n型掺杂井也用作p通道装置。晶体管包括由栅213隔开的扩散区211和212。扩散区由具有第二电子类型的掺杂物组成。在另一个实施方案中，扩散区由p型掺杂物如硼组成。在通道的上面是栅213，包括栅氧化物216和掺杂的多晶硅(复合)层217。在一些情况下，在多晶硅上形成金属硅化物层(未示出)，产生多晶硅-硅化物(polycide)堆积减少电阻。各种金属硅化物，包括硅化钼(MoSix)、硅化钽(TaSix)、硅化钨(WSix)、硅化钛(TiSix)或硅化钴(CoSix)，也是有用的。铝或耐火的金属如钨和钼可以单独使用或与硅化物或多晶硅结合使用。例如由氧化物或氮化物组成的帽子绝缘体(未示出)可以在多晶硅或硅化物之上形成。例如帽子绝缘体层可以用作后续处理步骤的中止刻蚀或掺入物掩膜。接触插头220使位线225与扩散区211结合。在晶体管上面是由二氧化硅或氮化硅组成的层间绝缘体层260。各种类型的掺杂硅酸盐玻璃如BPSG、BSG和PSG，未掺杂的硅酸盐玻璃或其它绝缘材料也是有用的。连接到扩散区212的是接触插头240，其在ILD中形成。接触插头由导体材料如掺杂多晶硅或钨(W)组成。也可以使用其它导电材料。一般地，使ILD平面化提供一种平顶表面。在ILD层260和插头的表面上形成阻挡层251防止氧扩散进入插头240中。阻挡层由氮化钛(TiN)组成。也可以使用其它材料如IrSixOy、CeO2/TiSi2或TaSiNx。在阻挡层上面形成导电层253。导电层一般由贵金属如Pt、Pd、Au、Ir或Rh组成。也可以使用其它材料如导电金属氧化物、导电金属氮化物或不与铁电体层反应的超导氧化物。导电金属氧化物包括IrOx、RhOx、RuOx、OsOx、ReOx或WOx(其中X为大于0而小于大约2)。导电金属氮化物包括TiNx、ZrNx(其中x为大于0而小于大约1.1)、WNx或TaNx(其中X为大于0而小于大约1.7)。超导氧化物可以包括YBa2Cu2O7-x或Bi2Sr2Ca2Cu2O10。阻挡层和导电层被印刷图案，形成底部电极。在底部电极和ILD层上沉积铋基氧化物陶瓷层255。通过各种已知的技术如溶胶-凝胶法或化学汽相沉积法(CVD)沉积铋基氧化物陶瓷层。各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于除去铋基氧化物陶瓷的蚀刻溶液，该蚀刻溶液包含氟化物和硝酸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F欣特迈尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]