形成貴金屬氧化物的方法及其形成的結構

　　本發明公開了一種通過將貴金屬襯底的外表暴露到含氧能源在貴金屬襯底上形成貴金屬氧化物的方法。本發明還公開了一種貴金屬氧化膜層,通過將貴金屬襯底的外表暴露到含氧等離子體形成。本發明還公開了一種將高介電常數材料澱積在貴金屬襯底上的新穎方法,通過將貴金屬襯底的上外表暴露到含氧源足夠長的時間直到形成界面增強層,此後將高介電常數材料澱積在貴金屬襯底頂上,界面增強層夾在其間。

本发明一般涉及形成貴金屬氧化物的方法及其形成的結構，特别涉及一种形成贵金属氧化物的方法，通过将贵金属外表暴露到含等离子体能源或离子束的氧气由此形成贵金属氧化物的外表层，以便与随后淀积的层获得提高的粘接和界面特征。

隨著ULSI存儲元件的發展，特別是由亞半微米(sub-half-micron)技術制備的那些存儲元件，器件尺寸持續減少以便使芯片使用的面積最小化。要在動態隨機存取存儲(DRAM)器件中達到這種目標，最近開發的制備方法中的一個是制造具有疊層電容器幾何圖形的電容器。在制備用于DRAM器件的疊層電容器中，由于它所需要的高介電常數經常用高介電常數(或高ε)材料做電容結構的介質絕緣體。引入鐵電材料的類似結構也可以用于形成非易失性存儲元件例如NVRAM。

例如，在近來開發的DRAM電容器的制備工藝中，高ε材料例如钛酸锶鋇(BST)、镧钛酸鉛(PLT)、锆钛酸鉛(PZT)、钛酸铋和其它類型的鈣钛礦絕緣材料已使用于這種結構中。

使用高ε材料通常需要基極電極由貴金屬制成，以便使降低結構的整個電容的低介電常數電容的界面效應最小。如Pt、Ir、Ag、Au、Ru、Pd、Os和Rh等的貴金屬通常爲存儲元件的候選電極材料，存儲元件根據在用于介質絕緣體的隨後的澱積工藝期間它們需要的高電導率和抗氧化性引入高ε材料。在不同的貴金屬材料中，Pt和Ir爲用做貴金屬電極的良好例子。然而，在這些和其它襯底頂部上澱積鈣钛礦型絕緣材料中觀察到的問題是很難在鈣钛礦材料中維持正確的氧的化學計量。從高介電常數材料的本體或從介質/電極界面的界面外表層失去氧會導致很多問題。例如，這些高介電常數材料的缺氧狀態往往具有較低介電常數。另外，通過使介質更導電、或通過降低在電極/介質界面處來自電極的載流子注入的勢壘高度，介質中的氧空位會導致不希望的較高漏電流。由于氧空位的缺陷也會響應于施加電場發生振蕩，導致交流損耗。

雖然大多數貴金屬材料的優良抗氧化性通常認爲是電極中的需要特征，但當貴金屬氧化物的存在有利于促進外表粘接時，它變爲缺點。當制備含高介電常數材料的電子器件中需要的富氧貴金屬/介質界面時，貴金屬氧化物的外表層有利于促進粘接。