电容器、包括其的电子器件、和制造其的方法技术

提供电容器、包括其的电子器件、和制造其的方法，所述电容器包括：第一薄膜电极层；第二薄膜电极层；在所述第一薄膜电极层和所述第二薄膜电极层之间的介电层；以及在所述第一薄膜电极层或所述第二薄膜电极层的至少一个和所述介电层之间的中间层，所述中间层包括与所述第一薄膜电极层、所述第二薄膜电极层、或所述介电层的至少一个相同的晶体结构类型以及与其不同的组成，所述中间层包括第一阴离子化的层、第二阴离子化的层、或第一中性层的至少一个，所述第一阴离子化的层包括单价阳离子、二价阳离子、或20或更大的原子量的三价阳离子的至少一种，所述第二阴离子化的层包括单价阳离子，和所述第一中性层包括多种三价阳离子。和所述第一中性层包括多种三价阳离子。和所述第一中性层包括多种三价阳离子。

【技术实现步骤摘要】
电容器、包括其的电子器件、和制造其的方法
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于在韩国知识产权局于2021年7月23日提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0097212并且要求其优先权，将其公开内容全部通过引用引入本文中。


[0003]本公开内容涉及电容器、包括其的电子器件(设备)、和制造其的方法。

技术介绍

[0004]包括介电层的电子器件例如存储器、电容器和晶体管被用在多种家用和工业设备中。根据家用和工业设备的高性能，这些电子器件的高度集成和小型化正在发展。
[0005]随着这些电子器件的高度集成和小型化，这些电子器件的尺寸也在减小。例如，由于随着电容器的尺寸减小，电容器的电容降低且漏电流增加，因此已提出多种方法来解决这些问题。
[0006]例如，通过增加电容器的电极面积和/或减小电介质的厚度以改变电容器的结构、和/或通过改善电容器制造工艺，即使当电容器的尺寸也减小时，电容器的电容也可保持。

技术实现思路

[0007]然而，对于通过结构改善(例如增加电容器的电极面积或减小电介质的厚度)、和/或通过制造工艺的改善来保持电容器的电容存在限制。
[0008]相反地，为了电容器的较高电容，可使用三元氧化物电介质材料。作为包括二价阳离子和四价阳离子的三元氧化物的代表性的三元氧化物电介质为具有拥有二价阳离子、四价阳离子和氧的1:1:3的组成比的钙钛矿晶体结构的材料。所述三元氧化物电介质可为，例如，诸如SrTiO3、CaTiO3、BaTiO3、SrHfO3、SrZrO3、PbTiO3、和/或类似者的材料。例如，所述三元氧化物电介质不限于这些材料，并且包括其它阳离子的三元氧化物可用作所述电介质。然而，所述三元氧化物电介质的带隙可小至3eV到4eV，且因此，在电极和电介质之间的漏电流可为大的。因此，抑制在电极和电介质之间的漏电流是重要的。
[0009]作为用于改善在电极和电介质之间的漏电流特性的方法，可考虑控制肖特基(Schottky)势垒的方法。
[0010]肖特基势垒是在电极的功函(Φ)与介电膜的(例如，电介质的)电子亲和势(χ)之间的差。例如，当电极和电介质接触时，其费米能级变得相等，且因此，在电极和电介质之间的界面处形成称作肖特基势垒的能垒，抑制电荷的移动，且因此改善漏电流。在一些实例中，例如当电介质为N型半导体和/或包括N型半导体时，相对于电介质的电子亲和势，电极的功函越大，肖特基势垒的高度可越大。
[0011]为了实现高的在电介质和电极之间的肖特基势垒高度(SBH)，应满足如下条件：电极和电介质的晶体结构和晶格常数是类似的，在电极和电介质之间的界面的稳定性是高的，以及电极功函大于电介质的电子亲和势。然而，实现具有高的在电介质和电极之间的
SBH的电容器是不容易的。
[0012]因此，提供新的电容器，与相关领域的电容器相比，其具有提高的在电介质和电极之间的SBH，且因此，抑制漏电流。
[0013]一种或多种实施方式包括电容器，其中，通过包括具有新颖的结构的中间层，漏电流被抑制。
[0014]一种或多种实施方式包括电子器件，其包括所述电容器。
[0015]一种或多种实施方式包括制造所述电容器的方法。
[0016]另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地，将由所述描述明晰，和/或可通过本公开内容的所呈现的实施方式的实践获悉。
[0017]根据一种或多种实施方式，提供电容器，其包括：第一薄膜电极层；第二薄膜电极层；在所述第一薄膜电极层和所述第二薄膜电极层之间的介电层；以及在所述第一薄膜电极层或所述第二薄膜电极层的至少一个和所述介电层之间的中间层，所述中间层包括与所述第一薄膜电极层、所述第二薄膜电极层、或所述介电层的至少一个相同的晶体结构类型以及与其不同的组成，其中所述中间层包括第一阴离子化的层、第二阴离子化的层、或第一中性层的至少一个，所述第一阴离子化的层包括单价阳离子、二价阳离子、或具有20或更大的原子量的三价阳离子的至少一种，所述第二阴离子化的层包括单价阳离子，且所述第一中性层包括多种三价阳离子。
[0018]根据一种或多种实施方式，提供包括所述电容器的电子器件。
[0019]根据一种或多种实施方式，提供制造所述电容器的方法，所述方法包括：提供一个薄膜电极层；在所述薄膜电极层的表面上外延生长中间层；在所述中间层上设置介电层；和在所述介电层上设置另一薄膜电极层，其中所述中间层具有与接触所述中间层的所述薄膜电极层或所述介电层的至少一个相同类型的晶体结构以及与其不同的组成，所述中间层包括第一阴离子化的层、第二阴离子化的层、或第一中性层的至少一个，所述第一阴离子化的层包括单价阳离子、二价阳离子、或具有20或更大的原子量的三价阳离子的至少一种，所述第二阴离子化的层包括单价阳离子，且所述第一中性层包括多种三价阳离子。
附图说明
[0020]由结合附图考虑的以下描述，本公开内容的一些实例实施方式的以上和其它方面、特征和优点将更加明晰，其中：
[0021]图1A显示根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的示意图；
[0022]图1B显示示出了根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的中间层部分的放大结构的示意图；
[0023]图2A显示根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的示意图；
[0024]图2B显示示出了根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的中间层部分的放大结构的示意图；
[0025]图3A显示根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的示意图；
[0026]图3B显示示出了根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的中间层部分的放大结构的示意图；
[0027]图4A显示示出了根据一些实例实施方式的包括中间层的电容器的中间层部分的
放大结构的示意图；
[0028]图4B显示示出了根据实施方式的包括中间层的电容器的中间层部分的放大结构的示意图；
[0029]图5A
‑
5D显示根据一些实例实施方式的电容器的示意图；
[0030]图6为显示根据一些实例实施方式的金属
‑
绝缘体
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金属电容器(MIM电容器)的结构的横截面图；
[0031]图7显示根据一些实例实施方式的沟槽(沟道)电容器型动态随机存取存储器(DRAM)的结构；和
[0032]图8为说明根据一些实例实施方式的具有包括介电层的层结构体的电子器件并且显示存储器件的横截面图；
[0033]图9为说明根据一些实例实施方式的半导体装置的布局图；和
[0034]图10和11为示意性地说明可应用于根据一些实例实施方式的电子器件的器件构造的概念图。
具体实施方式
[0035]现在将对实施方式详细地进行介绍，其实例说明于附图中，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件。在这点上，本实施方式可具有不同的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电容器，包括：第一薄膜电极层；第二薄膜电极层；在所述第一薄膜电极层和所述第二薄膜电极层之间的介电层；以及在所述第一薄膜电极层或所述第二薄膜电极层的至少一个和所述介电层之间的中间层，所述中间层包括与所述第一薄膜电极层、所述第二薄膜电极层或所述介电层的至少一个相同的晶体结构类型以及与其不同的组成，其中所述中间层包括第一阴离子化的层、第二阴离子化的层、或第一中性层的至少一个，所述第一阴离子化的层包括单价阳离子、二价阳离子、或20或更大的原子量的三价阳离子的至少一种，所述第二阴离子化的层包括单价阳离子，和所述第一中性层包括多种三价阳离子。2.如权利要求1所述的电容器，其中所述第一阴离子化的层包括由[B1O2]
‑
a
表示的组成，其中B1表示所述单价阳离子、二价阳离子、或三价阳离子的至少一种，和a为1、2或3。3.如权利要求2所述的电容器，其中B1为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Be、Ba、Ca、Ga或In的至少一种。4.如权利要求1所述的电容器，其中所述第一阴离子化的层包括由[GaO2]
‑
、[InO2]
‑
、[BeO2]
‑2、[MgO2]
‑2、[BaO2]
‑2、[CaO2]
‑2、[LiO2]
‑3、[NaO2]
‑3、[KO2]
‑3、或[RbO2]
‑3的至少一种表示的组成。5.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括所述第一阴离子化的层，且进一步包括：包括由[A1O]表示的组成的第二中性层，其中A1为二价阳离子。6.如权利要求5所述的电容器，其中A1为Sr、Ca、Ba、Mg或Be的至少一种。7.如权利要求5所述的电容器，其中所述第二中性层的组成由[SrO]、[CaO]、[BaO]、[MgO]、或[BeO]的至少一种表示。8.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括所述第一阴离子化的层和第二中性层，所述第一阴离子化的层和所述第二中性层交替地堆叠，和所述第一阴离子化的层和所述第二中性层包括彼此不同的金属。9.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括具有钙钛矿型晶体结构并且由式1表示的金属氧化物：<式1>[A1B1O
x
]其中，A1为二价阳离子，B1为所述单价阳离子、二价阳离子、或三价阳离子的至少一种，且2.5<x≤3.0。10.如权利要求1所述的电容器，其中
所述中间层包括由如下的至少一种表示的金属氧化物：[SrGaO
x
]、[CaGaO
x
]、[BaGaO
x
]、[PbGaO
x
]、[SrInO
x
]、[CaInO
x
]、[BaInO
x
]、[PbInO
x
]、[SrBeO
x
]、[CaBeO
x
]、[BaBeO
x
]、[PbBeO
x
]、[SrMgO
x
]、[CaMgO
x
]、[BaMgO
x
]、[PbMgO
x
]、[SrBaO
x
]、[CaBaO
x
]、[PBBaO
x
]、[SrCaO
x
]、[BaCaO
x
]、[PbCaO
x
]、[SrLiO
x
]、[CaLiO
x
]、[BaLiO
x
]、[PbLiO
x
]、[SrNaO
x
]、[CaNaO
x
]、[BaNaO
x
]、[PbNaO
x
]、[SrKO
x
]、[CaKO
x
]、[BaKO
x
]、[PbKO
x
]、[SrRbO
x
]、[CaRbO
x
]、[BaRbO
x
]、或[PbRbO
x
]，和其中2.5<x≤3.0。11.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括所述第二阴离子化的层，并且所述第二阴离子化的层包括由[A2O]
‑
表示的组成，其中A2为所述第二阴离子化的层的所述单价阳离子。12.如权利要求11所述的电容器，其中A2为Li、Na、K、Rb或Cs的至少一种。13.如权利要求11所述的电容器，其中所述第二阴离子化的层的组成由[LiO]
‑
、[NaO]
‑
、[KO]
‑
、或[RbO]
‑
的至少一种表示。14.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括所述第二阴离子化的层，并且进一步包括：包括由[B2O2]表示的组成的第三中性层，其中B2为四价阳离子。15.如权利要求14所述的电容器，其中B2为Ti、Hf或Zr的至少一种。16.如权利要求14所述的电容器，其中所述第三中性层的组成由[TiO2]、[ZrO2]、或[HfO2]的至少一种表示。17.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括具有钙钛矿型晶体结构并且由式2表示的金属氧化物：<式2>[A2B2O
x
]其中，在式2中，A2为所述第二阴离子化的层的所述单价阳离子，B2为四价阳离子，且2.5≤x≤3.0。18.如权利要求1所述的电容器，其中所述中间层包括由如下的至少一种表示的金属氧化物：[LiTiO
x
]、[NaTiO
x
]、[KT...

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