电容器结构、半导体存储器装置和用于制造该结构的方法制造方法及图纸

提供了电容器结构、半导体存储器装置和制造该结构的方法。所述电容器结构包括下电极和上电极、以及置于下电极与上电极之间的电容器介电膜。下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；第一掺杂氧化物膜，包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素；以及第一金属氧化物膜。第一金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物并且不含第二金属元素。上电极包括：上电极膜，包括第一金属元素；第二掺杂氧化物膜，包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素；以及第二金属氧化物膜，包括第一金属元素的氧化物并且不含第二金属元素。不含第二金属元素。不含第二金属元素。

【技术实现步骤摘要】
电容器结构、半导体存储器装置和用于制造该结构的方法


[0001]本公开涉及电容器结构、包括该结构的半导体存储器装置和用于制造该结构的方法。

技术介绍

[0002]最近，随着半导体装置具有大容量并且变得高度集成，设计规则也在不断降低。这种趋势被应用于作为存储器半导体装置之一的动态随机存取存储器(DRAM)装置。为了使DRAM装置进行操作，在每个单元中期望具有特定电容或更大电容的电容器。
[0003]为了增大电容，正在研究在电容器中使用具有高介电常数的介电膜或者用金属材料掺杂电容器的电极的方案。

技术实现思路

[0004]将由本公开实现的技术目的是提供具有提高的电容和减小的应力的电容器结构。
[0005]将由本公开实现的技术目的是提供具有提高的电容和减小的应力的半导体存储器装置。
[0006]将由本公开实现的技术目的是提供用于制造具有提高的电容和减小的应力的电容器结构的方法。
[0007]根据本专利技术构思的一些方面，提供一种电容器结构，包括：下电极；上电极；以及电容器介电膜，置于下电极与上电极之间，其中，下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；第一掺杂氧化物膜，设置在下电极膜与电容器介电膜之间，其中，第一掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素，其中，第二金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者；以及第一金属氧化物膜，设置在下电极膜与第一掺杂氧化物膜之间，其中，第一金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物并且不含第二金属元素，其中，上电极包括：上电极膜，包括第一金属元素；第二掺杂氧化物膜，设置在上电极膜与电容器介电膜之间，其中，第二掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素；以及第二金属氧化物膜，设置在电容器介电膜与第二掺杂氧化物膜之间，其中，第二金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物，并且不含第二金属元。
[0008]根据本专利技术构思的一些方面，提供一种电容器结构，包括：下电极；上电极；以及电容器介电膜，置于下电极与上电极之间，其中，下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；以及第一掺杂氧化物膜，设置在下电极膜与电容器介电膜之间，其中，第一掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素，其中，第二金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者，其中，上电极包括：上电极膜，包括第一金属元素；以及第二掺杂氧化物膜，设置在上电极膜与电容器介电膜之间，其中，第二掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第三金属元素，其中，第三金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者，其中，电容器介电膜包括第一氧化锆膜、第二氧化锆膜和设置在第一氧化锆膜与第二氧化锆膜之间的第一氧化铪膜。
[0009]根据本专利技术构思的一些方面，提供一种半导体存储器装置，包括：基底，包括有源区域；位线，设置在基底上，并且在第一方向上延伸，其中，位线连接到有源区域；电容器接触件，设置在基底上，其中，电容器接触件与位线间隔开并且连接到有源区域；字线，设置在有源区域上并且在位线与电容器接触件之间，其中，字线在与第一方向相交的第二方向上延伸；以及电容器结构，包括顺序地堆叠在基底上的下电极、电容器介电膜和上电极，其中，下电极连接到电容器接触件，其中，下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；第一掺杂氧化物膜，设置在下电极膜与电容器介电膜之间，其中，第一掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素，其中，第二金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者；以及第一金属氧化物膜，设置在下电极膜与第一掺杂氧化物膜之间，其中，第一金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物并且不含第二金属元素，其中，上电极包括：上电极膜，包含第一金属元素；第二掺杂氧化物膜，设置在上电极膜与电容器介电膜之间，其中，第二掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第三金属元素，其中，第三金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者；以及第二金属氧化物膜，设置在电容器介电膜与第二掺杂氧化物膜之间，其中，第二金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物并且不含第三金属元素，其中，电容器介电膜包括第一氧化锆膜、第二氧化锆膜和设置在第一氧化锆膜与第二氧化锆膜之间的氧化铪膜。
[0010]根据本专利技术构思的一些方面，提供一种用于制造电容器结构的方法，所述方法包括：提供基底；在基底上形成下电极膜，其中，下电极膜包括第一金属元素；在下电极膜上形成第一金属氧化物膜，其中，第一金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物；在第一金属氧化物膜上形成阻挡膜，其中，阻挡膜包括氧化硅；在阻挡膜上形成第一掺杂剂膜，其中，第一掺杂剂膜包括第二金属元素，第二金属元素包括第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者；对第一掺杂剂膜执行热处理工艺，使得第二金属元素扩散通过阻挡膜进入第一金属氧化物膜，从而形成第一掺杂氧化物膜，第一掺杂氧化物膜包括掺杂有第二金属元素的第一金属元素的氧化物；去除阻挡膜；在第一掺杂氧化物膜上形成电容器介电膜，其中，电容器介电膜包括顺序地堆叠在第一掺杂氧化物膜上的第一氧化锆膜、氧化铪膜和第二氧化锆膜；在电容器介电膜上形成第二金属氧化物膜，其中，第二金属氧化物膜包括第一金属元素；在第二金属氧化物膜上形成第二掺杂剂膜，其中，第二掺杂剂膜包括第二金属元素；对第二掺杂剂膜执行热处理工艺，使得第二金属元素扩散到第二金属氧化物膜中，从而形成第二掺杂氧化物膜，第二掺杂氧化物膜包括掺杂有第二金属元素的第一金属元素的氧化物；以及在第二掺杂氧化物膜上形成上电极膜，其中，上电极膜包括第一金属元素。
[0011]根据本公开的目的不限于以上提及的目的。未被提及的根据本公开的其他目的和优点可基于下面的描述而被理解，并且可基于根据本公开的实施例而被更清楚地理解。此外，将容易理解，可使用权利要求中示出的装置及其组合来实现根据本公开的目的和优点。
附图说明
[0012]通过参照附图详细描述本公开的说明性实施例，本公开的以上和其他方面和特征将变得更加清楚，其中：
[0013]图1是用于示出根据一些实施例的电容器结构的说明性剖视图。
[0014]图2至图7是用于示出根据一些实施例的电容器结构的电容器介电膜的说明性剖
视图。
[0015]图8是用于示出根据一些实施例的电容器结构的说明性剖视图。
[0016]图9是用于示出根据一些实施例的半导体存储器装置的说明性布局图。
[0017]图10是沿图9的A
‑
A截取的剖视图。
[0018]图11是示出图10的R1区域的放大视图。
[0019]图12是沿图9的B
‑
B截取的剖视图。
[0020]图13是用于示出根据一些实施例的半导体存储器装置的示图。
[0021]图14是用于示出根据一些实施例的半导体存储器装置的说明性布局图。
[0022]图15是示出图14的半导体存储器装置的立体图。
[0023]图16是沿图14的C
‑
C和D
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容器结构，包括：下电极；上电极；以及电容器介电膜，置于下电极与上电极之间，其中，下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；第一掺杂氧化物膜，设置在下电极膜与电容器介电膜之间，其中，第一掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素，并且其中，第二金属元素包括从第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者选择的金属元素；以及第一金属氧化物膜，设置在下电极膜与第一掺杂氧化物膜之间，其中，第一金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物并且不含第二金属元素，并且其中，上电极包括：上电极膜，包括第一金属元素；第二掺杂氧化物膜，设置在上电极膜与电容器介电膜之间，其中，第二掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素；以及第二金属氧化物膜，设置在电容器介电膜与第二掺杂氧化物膜之间，其中，第二金属氧化物膜包括第一金属元素的氧化物，并且不含第二金属元素。2.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，电容器介电膜包括第一氧化锆膜、第二氧化锆膜和设置在第一氧化锆膜与第二氧化锆膜之间的氧化铪膜。3.根据权利要求2所述的电容器结构，其中，电容器介电膜还包括氧化铝膜。4.根据权利要求3所述的电容器结构，其中，第二氧化锆膜设置在氧化铪膜与上电极之间，其中，氧化铝膜设置在第二氧化锆膜与上电极之间。5.根据权利要求2所述的电容器结构，其中，电容器介电膜的厚度从至的范围被选择，并且氧化铪膜的厚度小于或等于6.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，下电极膜包括第一金属元素的氮化物。7.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，第一金属元素和第二金属元素在种类上相同。8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的电容器结构，其中，第一金属元素包括钛、钽、钨和钌中的至少一者，并且其中，第二金属元素包括锑、钼、钴、铌、铜、镍、钽、钒和钨中的至少一者。9.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，第一掺杂氧化物膜还包含硅。10.根据权利要求9所述的电容器结构，
其中，第二掺杂氧化物膜不含硅。11.根据权利要求1所述的电容器结构，其中，第一掺杂氧化物膜包括铪、锆或铝。12.一种电容器结构，包括：下电极；上电极；以及电容器介电膜，置于下电极与上电极之间，其中，下电极包括：下电极膜，包括第一金属元素；以及第一掺杂氧化物膜，设置在下电极膜与电容器介电膜之间，其中，第一掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第二金属元素，并且其中，第二金属元素包括从第5族至第11族和第15族金属元素中的至少一者选择的金属元素，其中，上电极包括：上电极膜，包括第一金属元素；以及第二掺杂氧化物膜，设置在上电极膜与电容器介电膜之间，其中，第二掺杂氧化物膜包括第一金属元素的氧化物和第三金属元素，并且其中，第三金属元素包括从第5族至第11族和第15族金属元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵哲珍，朴瑛琳，郑圭镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：