电容器和包括该电容器的半导体器件制造技术

一种电容器和包括该电容器的半导体器件，该电容器包括：第一电极，包括具有钙钛矿晶体结构的第一增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第一金属性材料；在第一电极上的第二电极；和在第一电极和第二电极之间的电介质层，其中第一金属性材料具有大于第一增强材料的电负性的电负性。的电负性。的电负性。

【技术实现步骤摘要】
电容器和包括该电容器的半导体器件


[0001]本公开涉及电容器和包括该电容器的半导体器件。

技术介绍

[0002]具有钙钛矿晶体结构的氧化物具有高电容率(permittivity)，因此作为用于下一代电容器的电介质层的材料而受到关注。为了使具有钙钛矿晶体结构的电介质层保持高电容率，钙钛矿晶体结构需要保持稳定。电介质层的结晶度受电容器的电极的影响。
[0003]作为电容器的电极材料，正在研究诸如Ru、Ir、Pt和Au的贵金属以及具有钙钛矿晶体结构和金属性质的材料。当由贵金属或具有钙钛矿晶体结构和金属性质的材料形成的电极用作电容器的电极时，电介质层的钙钛矿晶体结构可能没有保持稳定。

技术实现思路

[0004]提供了保持稳定的钙钛矿晶体结构的电极。
[0005]提供了保持稳定的钙钛矿晶体结构的电介质层。
[0006]提供了具有高电容率的电介质层。
[0007]提供了具有改善的电容特性的电容器。
[0008]提供了包括具有改善的电容特性的电容器的半导体器件。
[0009]然而，要解决的对象不限于上述公开。
[0010]另外的方面将在下面的描述中部分阐述，并且部分地将从描述中变得明显，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施方式来习之。
[0011]根据实施方式的一方面，电容器包括：第一电极；在第一电极上的第二电极，包括具有钙钛矿晶体结构的第一增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第一金属性材料；和在第一电极和第二电极之间的电介质层，其中第一金属性材料具有大于第一增强材料的电负性的电负性。
[0012]第一金属性材料的电负性可以比第一增强材料的电负性大至少约0.6。
[0013]第一增强材料可以具有介电性质。
[0014]第一增强材料可以包括ABO3的成分，和/或第一金属性材料可以包括A'B'O3的成分，其中A和A'各自独立地包括K、Sr、Ba、Ca、Pb和La中的至少一种，B包括Ti、Hf、Zr、Sn和Al中的至少一种，B'包括Ru、Mo、Ir、V、Hf、Zr、Sn和Al中的至少一种，并且O代表氧。
[0015]第一电极可以具有包括交替堆叠的第一单元层和第二单元层的超晶格结构，其中第一单元层可以包括第一增强材料，第二单元层可以包括第一金属性材料。
[0016]第一电极的最下层和最上层中的至少一个可以是第一单元层。
[0017]第一电极可以包括第一增强材料和第一金属性材料的合金，并且该合金可以具有钙钛矿晶体结构。
[0018]电介质层可以包括具有钙钛矿晶体结构的第一电介质材料。
[0019]电介质层可以进一步包括具有钙钛矿晶体结构的第二电介质材料，其中第二电介
质材料和第一电介质材料可以具有不同的介电特性。
[0020]电介质层可以具有超晶格结构，该超晶格结构包括交替堆叠的第一电介质层和第二电介质层，其中第二电介质层可以包括第二电介质材料，第一电介质层可以包括第一电介质材料。
[0021]第一电介质材料可以具有铁电性或顺电性。
[0022]第二电极可以包括具有钙钛矿晶体结构的第二增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第二金属性材料，其中第二金属性材料可以具有比第二增强材料的电负性大的电负性。
[0023]第二增强材料可以具有介电性质。
[0024]第二金属性材料的电负性可以比第二增强材料的电负性大至少0.6。
[0025]第二电极可以具有包括交替堆叠的第三单元层和第四单元层的超晶格结构，其中第三单元层可以包括第二增强材料，第四单元层可以包括第二金属性材料。
[0026]第二电极的最下层或最上层中的至少一个可以是第三单元层。
[0027]第二电极可以包括第二增强材料和第二金属性材料的合金，并且该合金可以具有钙钛矿晶体结构。
[0028]第二增强材料可以与第一增强材料相同。
[0029]第二金属性材料可以与第一金属性材料相同。
[0030]电容器可以进一步包括相对于第一电极在电介质层的相反侧上的籽晶层。
[0031]根据另一实施方式的一方面，一种半导体器件包括：电容器，该电容器包括第一电极、在第一电极上的第二电极以及在第一电极和第二电极之间的电介质层，该第一电极包括具有钙钛矿晶体结构的第一增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第一金属性材料；以及晶体管，包括电连接到第一电极的第一源极/漏极区、第二源极/漏极区以及在第一源极/漏极区和第二源极/漏极区之间的栅极结构，其中第一金属性材料可以具有比第一增强材料的电负性大的电负性。
[0032]第一金属性材料的电负性可以比第一增强材料的电负性大至少0.6。
[0033]第一电极可以具有包括交替堆叠的第一单元层和第二单元层的超晶格结构，其中第一单元层可以包括第一增强材料，第二单元层可以包括第一金属性材料。
[0034]第一电极可以包括第一增强材料和第一金属性材料的合金。
[0035]第二电极可以包括具有钙钛矿晶体结构的第二增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第二金属性材料，其中第二金属性材料可以具有比第二增强材料的电负性大的电负性。
[0036]第二金属性材料的电负性可以比第二增强材料的电负性大至少0.6。
[0037]第二电极可以具有包括交替堆叠的第三单元层和第四单元层的超晶格结构，其中第三单元层可以包括第二增强材料，第四单元层可以包括第二金属性材料。
[0038]第二电极可以包括第二增强材料和第二金属性材料的合金。
[0039]第二增强材料可以与第一增强材料相同。
[0040]第二金属性材料可以与第一金属性材料相同。
附图说明
[0041]从以下结合附图的描述中，本公开的某些实施方式的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
[0042]图1是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0043]图2是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0044]图3是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0045]图4是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0046]图5是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0047]图6是根据一些示例实施方式的电容器的截面图；
[0048]图7是根据一些示例实施方式的半导体器件的截面图；
[0049]图8是根据一些示例实施方式的存储元件的截面图；
[0050]图9A
‑
9H是示出根据一些实施方式的制造电容器的方法的视图；
[0051]图10是根据一些实施方式的包括电容器的电子设备的示意图；
[0052]图11是示出存储系统的示意框图；
[0053]图12是根据一些实施方式的多层陶瓷电容器(MLCC)的示意图。
具体实施方式
[0054]现在将详细参考实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这点上，本实施方式可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器，包括：第一电极，包括具有钙钛矿晶体结构的第一增强材料和具有钙钛矿晶体结构的第一金属性材料；在所述第一电极上的第二电极；以及在所述第一电极和所述第二电极之间的电介质层，其中所述第一金属性材料具有大于所述第一增强材料的电负性的电负性。2.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一金属性材料的所述电负性比所述第一增强材料的所述电负性大至少0.6。3.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一增强材料具有介电性质。4.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一增强材料包括ABO3的成分，所述第一金属性材料包括A'B'O3的成分，A和A'各自独立地包括K、Sr、Ba、Ca、Pb和La中的至少一种，B包括Ti、Hf、Zr、Sn和Al中的至少一种，B'包括Ru、Mo、Ir、V、Hf、Zr、Sn和Al中的至少一种，以及O代表氧。5.根据权利要求4所述的电容器，其中所述第一金属性材料包括BaRuO3、BaMoO3、BaIrO3、BaVO3、SrRuO3、SrMoO3、SrIrO3和SrVO3中的至少一种。6.根据权利要求4所述的电容器，其中所述第一增强材料是BaTiO3和SrTiO3中的至少一种。7.根据权利要求4所述的电容器，其中所述电介质层包括BaTiO3、KNbO3、KTaO3、PbTiO3、PbZrO、SrTiO3、CaTiO3、SrHfO3和SrZrO3中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一电极具有包括交替堆叠的第一单元层和第二单元层的超晶格结构，其中所述第一单元层包括所述第一增强材料，以及所述第二单元层包括所述第一金属性材料。9.根据权利要求8所述的电容器，其中所述第一电极的最下层和最上层中的至少一个是所述第一单元层中的一个。10.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第一电极包括所述第一增强材料和所述第一金属性材料的合金，以及所述合金具有钙钛矿晶体结构。11.根据权利要求10所述的电容器，其中所述合金由A
x
A'
(1
‑
x)
BO3、AB
y
B'
(1
‑
y)
O3和A
x
A'
(1
‑
x)
B
y
B'
(1
‑
y)
O3中的至少一个表示，其中x和y各自为0.5或更小。12.根据权利要求1所述的电容器，其中所述电介质层包括具有钙钛矿晶体结构的第一电介质材料。13.根据权利要求12所述的电容器，其中所述电介质层还包括具有钙钛矿晶体结构的第二电介质材料，其中所述第一电介质材料和所述第二电介质材料具有不同的介电特性。14.根据权利要求13所述的电容器，其中
所述电介质层具有超晶格结构，所述超晶格结构包括交替堆叠的第一电介质层和第二电介质层，其中所述第二电介质层包括所述第二电介质材料，以及所述第一电介质层包括所述第一电介质材料。15.根据权利要求12所述的电容器，其中所述第一电介质材料具有铁电性或顺电性。16.根据权利要求1所述的电容器，其中所述第二电极包括：具有钙钛矿晶体结构的第二增强材料；以及具有钙钛矿晶体结构的第二金属性材料，其中所述第二金属性材料具有大于所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗炳勋，李基荣，李周浩，郑明镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：