一种氧化铪基铁电电容器制造技术

本技术涉及一种氧化铪基铁电电容器，属于微电子技术领域，解决现有存储单元中的电容器在CMOS后段工艺过程中缺乏兼容性的问题。电容器包括：衬底层，位于衬底上方；下电极，位于衬底层上方，并且经由下电极下方的金属层与晶体管连接；界面层，均匀的界面层位于下电极的上方，界面层的材料为下电极的顶部部分的氧化物；铁电介质层，位于界面层上方；上电极，位于铁电介质层上方。通过减小铁电介质层的厚度，降低操作电压，且不引起薄膜内反铁电相组分的增多，保证电容器在初始时具有较大的存储窗口。通过氧化TiN下电极产生的TiO<subgt;2</subgt;界面层，可以在不引起电容器铁电性退化的前提下，显著降低电容器的退火温度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微电子，尤其涉及一种氧化铪基铁电电容器。

技术介绍

1、基于掺杂hfo2的新型铁电材料有望用于下一代存储设备，其展现出显著的优势包括高速、低功耗和完全cmos兼容性等。自掺si的hfo2薄膜的铁电性以来，一系列不同的掺杂材料已被证实在适当的掺杂浓度和退火温度下可在hfo2薄膜中诱导出铁电性。

2、电容器在快速热退火过程中，上下电极对铁电介质层的应力夹持作用，是诱导薄膜产生铁电性的关键因素。对于不同掺杂类型的hfo2材料，其所需的退火温度也存在一定差异，通常最佳的退火温度在500-1000℃左右。hfo2基铁电电容器在作为存储器应用时，通常采用cmos后段工艺，在前段工艺制备的逻辑器件的基础上，进行电容器的集成，最终组成诸如“一个晶体管一个电容器”(1t1c)等存储单元结构。而为了保证前段工艺制备的逻辑器件的可靠性和良率，后段工艺的热预算通常被限制在400℃以下，该热预算低于现有的所有掺杂类型的hfo2基铁电电容器所需要的最佳退火温度。因此，为了提高hfo2基铁电电容器在cmos后段工艺的兼容性，同时保证电容器本身的存储性能和可靠性，需本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氧化铪基铁电电容器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述界面层的材料为氧化钛TiO2，其中，所述界面层在后续的热退火过程中向所述铁电介质层提供足够强的拉伸应力。

4.根据权利要求3所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述界面层的热膨胀系数小于所述下电极的热膨胀系数。

5.根据权利要求4所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述氧化钛TiO2的热膨胀系数为5×10-6/℃；以及所述氮化钛TiN的热膨胀系数为9.4×10-6/℃。...

【技术特征摘要】

1.一种氧化铪基铁电电容器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述界面层的材料为氧化钛tio2，其中，所述界面层在后续的热退火过程中向所述铁电介质层提供足够强的拉伸应力。

4.根据权利要求3所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述界面层的热膨胀系数小于所述下电极的热膨胀系数。

5.根据权利要求4所述的氧化铪基铁电电容器，其特征在于，所述氧化钛tio2的热膨胀系数为5×10-6/℃；以及所述氮化钛tin的热膨胀系数为9.4×10-6/℃。

6.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电电容器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏飞，罗庆，刘明，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：新型
国别省市：