公开(公告)号：US06475813B1

公开(公告)日：2002-11-05

申请号：US09929711

申请日：2001-08-13

申请人： Tingkai Li ,  Wei Pan ,  Sheng Teng Hsu

发明人： Tingkai Li ,  Wei Pan ,  Sheng Teng Hsu

IPC分类号： A01L2100

CPC分类号： H01L21/31691 ,  C23C16/40 ,  C30B25/02 ,  C30B29/30 ,  C30B29/32 ,  H01L21/31604

摘要： A method of fabricating a c-axis ferroelectric thin film includes preparing a substrate; depositing a layer of ferroelectric material by metal organic chemical vapor deposition, including using a precursor solution having a ferroelectric material concentration of about 0.1 M/L at a vaporizer temperature of between about 140° C. to 200° C.; and annealing the substrate and the ferroelectric material at a temperature between about 500° C. to 560° C. for between about 30 minutes to 120 minutes.

摘要翻译： 制造c轴铁电薄膜的方法包括：制备基板; 通过金属有机化学气相沉积沉积铁电材料层，包括在蒸发器温度为约140℃至200℃之间使用铁电材料浓度为约0.1M / L的前体溶液; 以及在大约500℃至560℃之间的温度下将所述衬底和所述铁电材料退火约30分钟至120分钟。

公开(公告)号：US06440752B1

公开(公告)日：2002-08-27

申请号：US09817712

申请日：2001-03-26

申请人： Fengyan Zhang ,  Tingkai Li ,  Hong Ying ,  Yoshi Ono ,  Sheng Teng Hsu

发明人： Fengyan Zhang ,  Tingkai Li ,  Hong Ying ,  Yoshi Ono ,  Sheng Teng Hsu

IPC分类号： H01G706

CPC分类号： H01L28/75 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/31683 ,  H01L28/55

摘要： An electrode for use in a ferroelectric device includes a bottom electrode; a ferroelectric layer; and a top electrode formed on the ferroelectric layer and formed of a combination of metals, including a first metal take from the group of metals consisting of platinum and iridium, and a second metal taken from the group of metals consisting of aluminum and titanium; wherein the top electrode acts as a passivation layer and wherein the top electrode remains conductive following high temperature annealing in a hydrogen atmosphere. A method of forming a hydrogen-resistant electrode in a ferroelectric device includes forming a bottom electrode; forming a ferroelectric layer on the bottom electrode; depositing a top electrode on the ferroelectric layer; including depositing, simultaneously, a first metal taken from the group of metals consisting of platinum and iridium; and a second metal taken from the group of metals consisting of aluminum and titanium; and forming a passivation layer by annealing the structure in an oxygen atmosphere to form an oxide passivation layer on the top electrode.

摘要翻译： 用于铁电体器件的电极包括底部电极; 铁电层; 以及形成在强电介质层上并由金属组合形成的顶部电极，其包括从由铂和铱组成的金属组中的第一金属取得的金属和从由铝和钛组成的金属组中的第二金属; 其中所述顶部电极用作钝化层，并且其中所述顶部电极在氢气氛中的高温退火之后保持导电。 在铁电体器件中形成耐氢电极的方法包括形成底电极; 在底部电极上形成铁电层; 在铁电层上沉积顶部电极; 包括同时从由铂和铱组成的金属组中取出的第一金属; 和从由铝和钛组成的金属组中获取的第二金属; 以及通过在氧气氛中对所述结构退火以在所述顶部电极上形成氧化物钝化层来形成钝化层。

公开(公告)号：US06410343B1

公开(公告)日：2002-06-25

申请号：US09301420

申请日：1999-04-28

申请人： Tingkai Li ,  Fengyan Zhang ,  Yoshi Ono ,  Sheng Teng Hsu

发明人： Tingkai Li ,  Fengyan Zhang ,  Yoshi Ono ,  Sheng Teng Hsu

IPC分类号： H01L2100

CPC分类号： H01L21/31691 ,  C23C16/40 ,  H01L21/31604 ,  Y10S438/933 ,  Y10T428/12674 ,  Y10T428/12701 ,  Y10T428/12875

摘要： A ferroelectric Pb5Ge3O11 (PGO) thin film is provided with a metal organic vapor deposition (MOCVD) process and RTP (Rapid Thermal Process) annealing techniques. The PGO film is substantially crystallization with c-axis orientation at temperature between 450 and 650° C. The PGO film has an average grain size of about 0.5 microns, with a deviation in grain size uniformity of less than 10%. Good ferroelectric properties are obtained for a 150 nm thick film with Ir electrodes. The films also show fatigue-free characteristics: no fatigue was observed up to 1×109 switching cycles. The leakage currents increase with increasing applied voltage, and are about 3.6×10−7A/cm2 at 100 kV/cm. The dielectric constant shows a behavior similar to most ferroelectric materials, with a maximum dielectric constant of about 45. These high quality MOCVD Pb5Ge3O11 films can be used for high density single transistor ferroelectric memory applications because of the homogeneity of the PGO film grain size.

摘要翻译： 铁电Pb5Ge3O11（PGO）薄膜提供金属有机气相沉积（MOCVD）工艺和RTP（快速热处理）退火技术。 PGO膜在450-650℃的温度下基本上以c轴取向结晶.PGO膜的平均粒径为约0.5微米，晶粒尺寸均匀度的偏差小于10％。 对于具有Ir电极的150nm厚的膜，获得良好的铁电性能。 这些胶片还显示出无疲劳特性：在1x109个开关周期内没有观察到疲劳。 泄漏电流随着施加电压的增加而增加，在100kV / cm时为约3.6×10 -7 A / cm 2。 介电常数表现出类似于大多数铁电材料的行为，其最大介电常数为约45.这些高质量的MOCVD Pb5Ge3O11膜可用于高密度单晶硅铁氧体存储器应用，因为PGO膜晶粒尺寸的均匀性。

公开(公告)号：US6048740A

公开(公告)日：2000-04-11

申请号：US187238

申请日：1998-11-05

申请人： Sheng Teng Hsu ,  Jer-shen Maa ,  Fengyang Zhang ,  Tingkai Li

发明人： Sheng Teng Hsu ,  Jer-shen Maa ,  Fengyang Zhang ,  Tingkai Li

IPC分类号： H01L21/8247 ,  H01L21/336 ,  H01L21/8246 ,  H01L27/10 ,  H01L27/105 ,  H01L29/78 ,  H01L29/788 ,  H01L29/792 ,  H01L29/76

CPC分类号： H01L29/6684 ,  H01L29/78391

摘要： A method of fabricating a ferroelectric memory transistor using a lithographic process having an alignment tolerance of .delta., includes preparing a silicon substrate for construction of a ferroelectric gate unit; implanting boron ions to form a p- well in the substrate; isolating plural device areas on the substrate; forming a FE gate stack surround structure; etching the FE gate stack surround structure to form an opening having a width of L1 to expose the substrate in a gate region; depositing oxide to a thickness of between about 10 nm to 40 nm over the exposed substrate; forming a FE gate stack over the gate region, wherein the FE gate stack has a width of L2, wherein L2.gtoreq.L1+2.delta.; depositing a first insulating layer over the structure; implanting arsenic or phosphorous ions to form a source region and a drain region; annealing the structure; depositing a second insulating layer; and metallizing the structure. A ferroelectric memory transistor includes a silicon substrate having a p- well formed therein; a gate region, a source region and a drain region disposed along the upper surface of said substrate; a FE gate stack surround structure having an opening having a width of L1 located about said gate region; a FE gate stack formed in said FE gate stack surround structure, wherein said FE gate stack has a width of L2, wherein L2.gtoreq.L1+2.delta., wherein .delta. is the alignment tolerance of the lithographic process.

摘要翻译： 使用具有三角形对准公差的光刻工艺制造铁电存储晶体管的方法包括制备用于构造铁电栅极单元的硅衬底; 注入硼离子以在衬底中形成p-阱; 隔离基板上的多个器件区域; 形成一个FE门堆栈环绕结构; 蚀刻FE栅堆叠环绕结构以形成宽度为L1的开口，以在栅极区域中露出基板; 在暴露的衬底上沉积氧化物至约10nm至40nm的厚度; 在所述栅极区域上形成FE栅极堆叠，其中所述FE栅极堆叠具有L2的宽度，其中L2> / = L1 +2δ; 在所述结构上沉积第一绝缘层; 注入砷或磷离子以形成源区和漏区; 退火结构; 沉积第二绝缘层; 并且对结构进行金属化。 铁电存储晶体管包括其中形成有p-阱的硅衬底; 栅极区域，源极区域和漏极区域，沿着所述衬底的上表面设置; 具有开口的FE栅叠层环绕结构，所述开口具有围绕所述栅区的L1的宽度; 形成在所述FE栅极堆叠环绕结构中的FE栅极堆叠，其中所述FE栅极堆叠具有L2的宽度，其中L2> / = L1 +2δ，其中Δ是光刻工艺的对准公差。

公开(公告)号：US20070048990A1

公开(公告)日：2007-03-01

申请号：US11215520

申请日：2005-08-30

申请人： Wei-Wei Zhuang ,  Sheng Hsu ,  David Evans ,  Tingkai Li ,  Lawrence Charneski

发明人： Wei-Wei Zhuang ,  Sheng Hsu ,  David Evans ,  Tingkai Li ,  Lawrence Charneski

IPC分类号： H01L21/3205

CPC分类号： H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/147 ,  H01L45/1608

摘要： A method of buffer layer formation for RRAM thin film deposition includes preparing a substrate; depositing a bottom electrode on the substrate; depositing a thin layer of a transition metal having a multiple valence on the bottom electrode; depositing a layer of metal oxide on the transition metal; depositing a top electrode on the metal oxide; annealing the substrate and the layers formed thereon; and completing the RRAM.

摘要翻译： 用于RRAM薄膜沉积的缓冲层形成方法包括制备衬底; 在底物上沉积底部电极; 在底部电极上沉​​积具有多价的过渡金属的薄层; 在过渡金属上沉积一层金属氧化物; 在金属氧化物上沉积顶部电极; 退火衬底及其上形成的层; 并完成RRAM。

公开(公告)号：US20050245039A1

公开(公告)日：2005-11-03

申请号：US10836689

申请日：2004-04-30

申请人： Tingkai Li ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

发明人： Tingkai Li ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

IPC分类号： C01G45/00 ,  C01F11/02 ,  C01F17/00 ,  C01G99/00 ,  G11C13/00 ,  H01L21/00 ,  H01L21/20 ,  H01L27/10 ,  H01L43/08 ,  H01L45/00

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/147

摘要： PrCaMnO (PCMO) thin films with predetermined memory-resistance characteristics and associated formation processes have been provided. In one aspect the method comprises: forming a Pr3+1−xCa2+xMnO thin film composition, where 0.1

摘要翻译： 已经提供了具有预定的记忆电阻特性和相关的形成过程的PrCaMnO（PCMO）薄膜。 在一个方面，所述方法包括：形成Pr 3+ 1-x 2 Ca 2 O 3 x MnO薄膜 组成，其中0.1 _0.78Mn^{4+<​​/SUP>_0.22O2-_{2.96 组合， Mn和O离子的比例变化如下：O 2 - （2.96）; Mn（3+）+（（1-x）+ 8％）; 和Mn 4+（x-8％）。 在另一方面，该方法响应于晶体取向在PCMO膜中产生密度。 例如，如果PCMO膜具有（110）取向，则在垂直于（110）取向的平面中产生在每平方英尺5至6.76个Mn原子的范围内的密度。}}

公开(公告)号：US20070284575A1

公开(公告)日：2007-12-13

申请号：US11893402

申请日：2007-08-15

申请人： Tingkai Li ,  Sheng Hsu ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans

发明人： Tingkai Li ,  Sheng Hsu ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans

IPC分类号： H01L29/12

CPC分类号： H01L27/101 ,  G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  H01L27/2409 ,  H01L27/2463 ,  H01L29/66143 ,  H01L29/872 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/147

摘要： A method is provided for forming a metal/semiconductor/metal (MSM) current limiter and resistance memory cell with an MSM current limiter. The method comprises: providing a substrate; forming an MSM bottom electrode overlying the substrate; forming a ZnOx semiconductor layer overlying the MSM bottom electrode, where x is in the range between about 1 and about 2, inclusive; and, forming an MSM top electrode overlying the semiconductor layer. The ZnOx semiconductor can be formed through a number of different processes such as spin-coating, direct current (DC) sputtering, radio frequency (RF) sputtering, metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD), or atomic layer deposition (ALD).

摘要翻译： 提供了一种用于形成具有MSM限流器的金属/半导体/金属（MSM）限流器和电阻存储器单元的方法。 该方法包括：提供衬底; 形成覆盖所述衬底的MSM底部电极; 形成覆盖MSM底部电极的ZnO x半导体层，其中x在约1和约2之间的范围内; 并且形成覆盖半导体层的MSM顶部电极。 可以通过旋涂，直流（DC）溅射，射频（RF）溅射，金属有机化学气相沉积（MOCVD）或原子层沉积（ALD）等多种不同的工艺形成ZnO x半导体。

公开(公告)号：US20060194403A1

公开(公告)日：2006-08-31

申请号：US11378719

申请日：2006-03-17

申请人： Tingkai Li ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

发明人： Tingkai Li ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

IPC分类号： H01L21/20

CPC分类号： G11C13/0007 ,  G11C2213/31 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/147

摘要： PrCaMnO (PCMO) thin films with predetermined memory-resistance characteristics and associated formation processes have been provided. In one aspect the method comprises: forming a Pr3+1−xCa2+xMnO thin film composition, where 0.1

摘要翻译： 已经提供了具有预定的记忆电阻特性和相关的形成过程的PrCaMnO（PCMO）薄膜。 在一个方面，所述方法包括：形成Pr 3+ 1-x 2 Ca 2 O 3 x MnO薄膜 组成，其中0.1 _0.78Mn^{4+<​​/SUP>_0.22O2-_{2.96 组合， Mn和O离子的比例变化如下：O 2 - （2.96）; Mn（3+）+（（1-x）+ 8％）; 和Mn 4+（x-8％）。 在另一方面，该方法响应于晶体取向在PCMO膜中产生密度。 例如，如果PCMO膜具有（110）取向，则在垂直于（110）取向的平面中产生在每平方英尺5至6.76个Mn原子的范围内的密度。}}

公开(公告)号：US20060068099A1

公开(公告)日：2006-03-30

申请号：US10957304

申请日：2004-09-30

申请人： Tingkai Li ,  Lawrence Charneski ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

发明人： Tingkai Li ,  Lawrence Charneski ,  Wei-Wei Zhuang ,  David Evans ,  Sheng Hsu

IPC分类号： C23C16/00

CPC分类号： C23C16/40 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/147 ,  H01L45/1616

摘要： The present invention discloses a method to achieve grading PCMO thin film for use in RRAM memory devices since the contents of Ca, Mn and Pr in a PCMO film can have great influence on its switching property. By choosing precursors for Pr, Ca and Mn having different deposition rate behaviors with respect to deposition temperature or vaporizer temperature, PCMO thin film of grading Pr, Ca or Mn distribution can be achieved by varying that process condition during deposition. The present invention can also be broadly applied to the fabrication of any multicomponent grading thin film process by varying any of the deposition parameters after preparing multiple precursors to have different deposition rate behaviors with respect to that particular process parameter. The present invention starts with a proper selection of precursors in which the selected precursors have different deposition rates with respect to at least one deposition condition such as deposition temperature or vaporizer temperature. The precursors can then be arranged in different delivery systems, or can be pre-mixed in a proper ratio for use in a delivery system, or in any other combinations such as a mixture of two or three liquid precursors using a direct liquid injection and a separate gaseous precursor delivery system for gaseous process gas. Then by varying the appropriate deposition condition, a grading thin film can be achieved.

摘要翻译： 本发明公开了一种用于RRAM存储器件中的PCMO薄膜分级的方法，因为PCMO薄膜中Ca，Mn和Pr的含量对其开关性能有很大的影响。 通过选择相对于沉积温度或蒸发器温度具有不同沉积速率行为的Pr，Ca和Mn的前体，可以通过在沉积期间改变该工艺条件来实现分级Pr，Ca或Mn分布的PCMO薄膜。 本发明还可以广泛地应用于任何多组分分级薄膜工艺的制造，其通过在制备多种前体之后改变任何沉积参数以相对于该特定工艺参数具有不同的沉积速率行为。 本发明开始于适当选择前体，其中所选择的前体相对于至少一个沉积条件例如沉积温度或蒸发器温度具有不同的沉积速率。 然后可将前体布置在不同的递送系统中，或者可以以适当的比例预先混合以用于递送系统，或者以任何其它组合例如使用直接液体注射的两种或三种液体前体的混合物 用于气态工艺气体的单独的气态前体输送系统。 然后通过改变适当的沉积条件，可以实现分级薄膜。

公开(公告)号：US20050266686A1

公开(公告)日：2005-12-01

申请号：US10855088

申请日：2004-05-27

申请人： Wei-Wei Zhuang ,  Tingkai Li ,  Wei Pan ,  David Evans ,  Sheng Hsu

发明人： Wei-Wei Zhuang ,  Tingkai Li ,  Wei Pan ,  David Evans ,  Sheng Hsu

IPC分类号： C23C18/12 ,  C30B23/02 ,  C30B29/24 ,  H01L21/44 ,  H01L45/00

CPC分类号： C23C18/1216 ,  C23C18/1225 ,  C23C18/1241 ,  C23C18/1283 ,  C30B23/02 ,  C30B29/24 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/147 ,  H01L45/1608

摘要： A method of fabricating a CMR thin film for use in a semiconductor device includes preparing a CMR precursor in the form of a metal acetate based acetic acid solution; preparing a wafer; placing a wafer in a spin-coating chamber; spin-coating and heating the wafer according to the following: injecting the CMR precursor into a spin-coating chamber and onto the surface of the wafer in the spin-coating chamber; accelerating the wafer to a spin speed of between about 1500 RPM to 3000 RPM for about 30 seconds; baking the wafer at a temperature of about 180° C. for about one minute; ramping the temperature to about 230° C.; baking the wafer for about one minute at the ramped temperature; annealing the wafer at about 500° C. for about five minutes; repeating said spin-coating and heating steps at least three times; post-annealing the wafer at between about 500° C. to 600° C. for between about one to six hours in dry, clean air; and completing the semiconductor device.

摘要翻译： 制造用于半导体器件的CMR薄膜的方法包括制备基于金属乙酸酯的乙酸溶液形式的CMR前体; 准备晶圆; 将晶片放置在旋涂室中; 根据以下步骤旋涂和加热晶片：将CMR前体注入旋涂室并在旋涂室中的晶片表面上; 将晶片加速至约1500RPM至3000RPM之间的旋转速度约30秒; 在约180℃的温度下烘烤晶片约1分钟; 将温度升高至约230℃; 在升温下烘烤晶片约1分钟; 在约500℃退火晶片约5分钟; 重复所述旋涂和加热步骤至少三次; 在约500℃至600℃之间将晶片退火约1至6小时，在干燥，干净的空气中进行退火; 并完成半导体器件。