公开(公告)号：US06479173B1

公开(公告)日：2002-11-12

申请号：US09465623

申请日：1999-12-17

申请人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Alexander Demkov ,  Jerald Allan Hallmark ,  Jamal Ramdani

发明人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Alexander Demkov ,  Jerald Allan Hallmark ,  Jamal Ramdani

IPC分类号： B32B900

CPC分类号： H01L21/3144 ,  H01L21/31691 ,  H01L21/318 ,  H01L28/56

摘要： A semiconductor structure comprises a silicon substrate (10), one or more layers of single crystal oxides or nitrides (26), and an interface (14) between the silicon substrate and the one or more layers of single crystal oxides or nitrides, the interface manufactured with a crystalline material which matches the lattice constant of silicon. The interface comprises an atomic layer of silicon, nitrogen, and a metal in the form MSiN2, where M is a metal. In a second embodiment, the interface comprises an atomic layer of silicon, a metal, and a mixture of nitrogen and oxygen in the form MSi[N1−xOx]2, where M is a metal and X is 0≦X

摘要翻译： 半导体结构包括硅衬底（10），一层或多层单晶氧化物或氮化物（26），以及在硅衬底和一层或多层单晶氧化物或氮化物之间的界面（14），界面 用与硅的晶格常数匹配的结晶材料制成。 该界面包括硅，氮和MSiN 2形式的金属的原子层，其中M是金属。 在第二个实施方案中，界面包括形式为MSi [N1-xOx] 2的硅原子层，金属和氮和氧的混合物，其中M是金属，X是0 <= X <1。

公开(公告)号：US06291319B1

公开(公告)日：2001-09-18

申请号：US09465622

申请日：1999-12-17

申请人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Jamal Ramdani

发明人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Jamal Ramdani

IPC分类号： H01L2120

CPC分类号： H01L21/318 ,  C30B23/02 ,  C30B29/16 ,  C30B29/32 ,  H01L21/3144 ,  H01L21/31691 ,  H01L28/56

摘要： A method for fabricating a semiconductor structure comprises the steps of providing a silicon substrate (10) having a surface (12); forming on the surface of the silicon substrate an interface (14) comprising a single atomic layer of silicon, nitrogen, and a metal; and forming one or more layers of a single crystal oxide (26) on the interface. The interface comprises an atomic layer of silicon, nitrogen, and a metal in the form MSiN2, where M is a metal. In a second embodiment, the interface comprises an atomic layer of silicon, a metal, and a mixture of nitrogen and oxygen in the form MSi[N1−Ox]2, where M is a metal and X is 0≦X

摘要翻译： 一种制造半导体结构的方法包括以下步骤：提供具有表面（12）的硅衬底（10）; 在所述硅衬底的表面上形成包含硅，氮和金属的单原子层的界面（14）; 以及在界面上形成一层或多层单晶氧化物（26）。 该界面包括硅，氮和MSiN 2形式的金属的原子层，其中M是金属。 在第二个实施方案中，界面包括形式为MSi [N1-Ox] 2的硅，金属以及氮和氧的混合物的原子层，其中M是金属，X是0 <= X <1。

公开(公告)号：US06241821B1

公开(公告)日：2001-06-05

申请号：US09273929

申请日：1999-03-22

申请人： Zhiyi Yu ,  Ravindranath Droopad ,  Corey Daniel Overgaard ,  Jamal Ramdani ,  Jay A. Curless ,  Jerald A. Hallmark ,  William J. Ooms ,  Jun Wang

发明人： Zhiyi Yu ,  Ravindranath Droopad ,  Corey Daniel Overgaard ,  Jamal Ramdani ,  Jay A. Curless ,  Jerald A. Hallmark ,  William J. Ooms ,  Jun Wang

IPC分类号： C30B2514

CPC分类号： C30B23/02 ,  C30B25/02 ,  C30B29/16 ,  C30B29/30

摘要： A method for fabricating a semiconductor structure comprises the steps of providing a silicon substrate (10) having a surface (12); forming on the surface of the silicon substrate an interface (14) comprising a single atomic layer of silicon, oxygen, and a metal; and forming one or more layers of a single crystal oxide (26) on the interface. The interface comprises an atomic layer of silicon, oxygen, and a metal in the form XSiO2, where X is a metal.

公开(公告)号：US06709989B2

公开(公告)日：2004-03-23

申请号：US09885409

申请日：2001-06-21

申请人： Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu

发明人： Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu

IPC分类号： H01L2100

CPC分类号： H01L21/3141 ,  H01L21/02172 ,  H01L21/0228 ,  H01L21/02304 ,  H01L21/316 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/31616 ,  H01L21/31645 ,  H01L21/31691

摘要： A method of fabricating a semiconductor structure including the steps of: providing a silicon substrate having a surface; forming by atomic layer deposition a monocrystalline seed layer on the surface of the silicon substrate; and forming by atomic layer deposition one or more layers of a monocrystalline high dielectric constant oxide on the seed layer, where providing a substrate includes providing a substrate having formed thereon a silicon oxide, and wherein forming by atomic layer deposition a seed layer further includes depositing a layer of a metal oxide onto a surface of the silicon oxide, flushing the layer of metal oxide with an inert gas, and reacting the metal oxide and the silicon oxide to form a monocrystalline silicate.

摘要翻译： 一种制造半导体结构的方法，包括以下步骤：提供具有表面的硅衬底;通过原子层沉积在硅衬底的表面上形成单晶种子层; 并且通过原子层沉积形成在种子层上的单晶高介电常数氧化物的一层或多层，其中提供衬底包括提供其上形成有氧化硅的衬底，并且其中通过原子层沉积形成晶种层还包括沉积 在氧化硅表面上的金属氧化物层，用惰性气体冲洗金属氧化物层，并使金属氧化物和氧化硅反应形成单晶硅酸盐。

公开(公告)号：US06270568B1

公开(公告)日：2001-08-07

申请号：US09354173

申请日：1999-07-15

申请人： Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu ,  Jamal Ramdani

发明人： Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu ,  Jamal Ramdani

IPC分类号： C30B100

CPC分类号： H01L28/56 ,  H01L21/31662 ,  H01L21/31683 ,  H01L21/31691

摘要： A method for fabricating a semiconductor structure including the steps of providing a silicon substrate (10) having a surface (12); forming an interface including a seed layer (18) adjacent to the surface (12) of the silicon substrate (10), forming a buffer layer (20) utilizing molecular oxygen; and forming one or more layers of a high dielectric constant oxide (22) on the buffer layer (20) utilizing activated oxygen.

摘要翻译： 一种制造半导体结构的方法，包括以下步骤：提供具有表面（12）的硅衬底（10）; 形成包括与所述硅衬底（10）的所述表面（12）相邻的晶种层（18）的界面，使用分子氧形成缓冲层（20）; 以及使用活性氧在缓冲层（20）上形成一层或多层高介电常数氧化物（22）。

公开(公告)号：US06319730B1

公开(公告)日：2001-11-20

申请号：US09354522

申请日：1999-07-15

申请人： Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu

发明人： Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad ,  Zhiyi Yu

IPC分类号： H01L2100

CPC分类号： H01L21/31691

摘要： A method for fabricating a semiconductor structure including the steps of providing a silicon substrate (10) having a surface (12); forming amorphous silicon dioxide (14) on the surface (12) of the silicon substrate (10); providing a metal oxide (18) on the amorphous silicon dioxide (14); heating the semiconductor structure to form an interface comprising a seed layer (20) adjacent the surface (12) of the silicon substrate (10); and forming one or more layers of a high dielectric constant oxide (22) on the seed layer (20).

摘要翻译： 一种制造半导体结构的方法，包括以下步骤：提供具有表面（12）的硅衬底（10）; 在所述硅衬底（10）的表面（12）上形成无定形二氧化硅（14）; 在所述无定形二氧化硅（14）上提供金属氧化物（18）; 加热半导体结构以形成包括邻近硅衬底（10）的表面（12）的晶种层（20）的界面; 以及在种子层（20）上形成一层或多层高介电常数氧化物（22）。

公开(公告)号：US06501121B1

公开(公告)日：2002-12-31

申请号：US09712875

申请日：2000-11-15

申请人： Zhiyi Yu ,  Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad

发明人： Zhiyi Yu ,  Jamal Ramdani ,  Ravindranath Droopad

IPC分类号： H01L2976

CPC分类号： H01L21/28194 ,  C30B25/18 ,  C30B25/20 ,  H01L21/31691 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517

摘要： A structure and method for forming a high dielectric constant device structure includes a monocrystalline semiconductor substrate and an insulating layer formed of an epitaxially grown oxide such as (A)y(TixM1-x)1-yO3, wherein A is an alkaline earth metal or a combination of alkaline earth metals and M is a metallic or semi-metallic element. Semiconductor devices formed in accordance with the present invention exhibit low leakage current density.

摘要翻译： 用于形成高介电常数器件结构的结构和方法包括单晶半导体衬底和由诸如（A）y（TixM1-x）1-yO3等外延生长氧化物形成的绝缘层，其中A是碱土金属或 碱土金属和M的组合是金属或半金属元素。 根据本发明形成的半导体器件表现出低的漏电流密度。

公开(公告)号：US06224669B1

公开(公告)日：2001-05-01

申请号：US09662390

申请日：2000-09-14

申请人： Zhiyi Yi ,  Ravindranath Droopad ,  Corey Daniel Overgaard ,  Jamal Ramdani ,  Jay A. Curless ,  Jerald A. Hallmark ,  William J. Ooms ,  Jun Wang

发明人： Zhiyi Yi ,  Ravindranath Droopad ,  Corey Daniel Overgaard ,  Jamal Ramdani ,  Jay A. Curless ,  Jerald A. Hallmark ,  William J. Ooms ,  Jun Wang

IPC分类号： C03B2514

CPC分类号： H01L21/31691 ,  C30B23/02 ,  C30B25/02 ,  C30B29/16 ,  H01L21/31604 ,  H01L28/56

摘要： A method for fabricating a semiconductor structure comprises the steps of providing a silicon substrate (10) having a surface (12); forming on the surface of the silicon substrate an interface (14) comprising a single atomic layer of silicon, oxygen, and a metal; and forming one or more layers of a single crystal oxide (26) on the interface. The interface comprises an atomic layer of silicon, oxygen, and a metal in the form XSiO2, where X is a metal.

摘要翻译： 一种制造半导体结构的方法包括以下步骤：提供具有表面（12）的硅衬底（10）; 在所述硅衬底的表面上形成包含硅，氧和金属的单原子层的界面（14）; 以及在界面上形成一层或多层单晶氧化物（26）。 该界面包括硅，氧和XSiO 2形式的金属的原子层，其中X是金属。

公开(公告)号：US06022410A

公开(公告)日：2000-02-08

申请号：US144921

申请日：1998-09-01

申请人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Daniel S. Marshall ,  Jerald A. Hallmark ,  Jonathan K. Abrokwah

发明人： Zhiyi Yu ,  Jun Wang ,  Ravindranath Droopad ,  Daniel S. Marshall ,  Jerald A. Hallmark ,  Jonathan K. Abrokwah

IPC分类号： H01L21/203 ,  C30B23/02 ,  C30B29/10 ,  C30B23/00

CPC分类号： C30B23/02 ,  C30B29/10

摘要： A method of forming a thin silicide layer on a silicon substrate 12 including heating the surface of the substrate to a temperature of approximately 500.degree. C. to 750.degree. C. and directing an atomic beam of silicon 18 and an atomic beam of an alkaline-earth metal 20 at the heated surface of the substrate in a molecular beam epitaxy chamber at a pressure in a range below 10.sup.-9 Torr. The silicon to alkaline-earth metal flux ratio is kept constant (e.g. Si/Ba flux ratio is kept at approximately 2:1) so as to form a thin alkaline-earth metal silicide layer (e.g. BaSi.sub.2) on the surface of the substrate. The thickness is determined by monitoring in situ the surface of the single crystal silicide layer with RHEED and terminating the atomic beam when the silicide layer is a selected submonolayer to one monolayer thick.

摘要翻译： 一种在硅衬底12上形成薄硅化物层的方法，包括将衬底的表面加热至约500℃至750℃的温度，并引导硅18的原子束和碱性电子束的原子束， 在分子束外延室中的衬底的加热表面处的压力在10-9乇以下的地球金属20。 将硅与碱土金属的通量比保持恒定（例如，Si / Ba通量比保持在约2:1），以在衬底的表面上形成薄的碱土金属硅化物层（例如BaSi 2）。 通过用RHEED原位监测单晶硅化物层的表面并且当硅化物层是选择的亚单层至一个单层厚度时终止原子束来确定厚度。

公开(公告)号：US07169619B2

公开(公告)日：2007-01-30

申请号：US10299246

申请日：2002-11-19

申请人： Yong Liang ,  Ravindranath Droopad ,  Xiaoming Hu ,  Jun Wang ,  Yi Wei ,  Zhiyi Yu

发明人： Yong Liang ,  Ravindranath Droopad ,  Xiaoming Hu ,  Jun Wang ,  Yi Wei ,  Zhiyi Yu

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L21/02197 ,  C30B23/02 ,  C30B29/24 ,  H01L21/02293 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/31691

摘要： High quality epitaxial layers of monocrystalline oxide materials (24) can be grown overlying monocrystalline substrates (22) such as large silicon wafers. The monocrystalline oxide layer (24) comprises a layer of monocrystalline oxide spaced apart from the silicon wafer by an amorphous interface layer (28) of silicon oxide. The amorphous interface layer serves as a decoupling layer between the substrate and the buffer layer so that the substrate and the buffer is crystal-graphically, chemically, and dielectrically decoupled. In addition, high quality epitaxial accommodating buffer layers may be formed overlying vicinal substrates using a low pressure, low temperature, alkaline-earth metal-rich process.

摘要翻译： 单晶氧化物材料（24）的高质量外延层可以生长在覆盖单晶衬底（22）如大硅晶片上。 单晶氧化物层（24）包括通过氧化硅的非晶界面层（28）与硅晶片间隔开的单晶氧化物层。 非晶界面层用作衬底和缓冲层之间的去耦层，使得衬底和缓冲器是晶体图，化学和介电解耦的。 此外，可以使用低压，低温，富碱土金属的工艺在邻近衬底上形成高质量的外延容纳缓冲层。