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公開番号2025010536
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-21
出願番号2024155390
出願日2024-09-09
発明の名称配向性金属電極ユニット及びその製造方法並びに応用
出願人ロマレチップテクノロジーチャンジョウカンパニーリミテッド,ロマレテクノロジーズリミテッド
代理人個人,個人,個人
主分類H10D 64/60 20250101AFI20250110BHJP()
要約【課題】配向性金属電極ユニット及びその製造方法並びに応用を提供する。
【解決手段】アモルファスSiO₂層上に覆われたSi基板と、SiO₂層上に覆われ、Ta、Cr、TiN、TaN又はMgOを含む緩衝層と、緩衝層を覆い、A₃BNを含み、A=Cu又はFe、B=Pd又はPt、或いはMn_xN_1-xであり、0<x<1であるシード層と、シード層を基礎として製造され、(00l)結晶配向を備える金属電極層と、を含み、緩衝層、シード層及び金属電極層は一致した格子定数を備え、従来の半導体デバイスがアモルファスSiO₂層上で得られる結晶金属電極の性能が良くないという問題を解決する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
配向性金属電極ユニットにおいて、
アモルファスＳｉＯ
２
層に覆われたＳｉ基板と、
前記ＳｉＯ
２
層に覆われ、Ｔａ、Ｃｒ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｇＯ又はＣｒＮを含む緩衝層と、
前記緩衝層を覆い、Ａ
３
ＢＮであって、Ａ＝Ｃｕ又はＦｅ、Ｂ＝Ｐｄ又はＰｔであるものを含むか、或いはＭｎ
ｘ
Ｎ
１－ｘ
であって、０＜ｘ＜１を含む、シード層と、
前記シード層を基礎として製造され、（００ｌ）結晶配向を備える金属電極層と、を含み、
前記シード層と前記金属電極層は一致した格子定数を備える、ことを特徴とする配向性金属電極ユニット。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記Ｓｉ基板上にＣＭＯＳ回路が配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の配向性金属電極ユニット。
【請求項３】
前記金属電極はＰｄ、Ｐｔを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の配向性金属電極ユニット。
【請求項４】
前記Ｓｉ基板とアモルファスＳｉＯ
２
層の厚さは１～５０００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の配向性金属電極ユニット。
【請求項５】
前記アモルファスＳｉＯ
２
層の粗さは５ｎｍより小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の配向性金属電極ユニット。
【請求項６】
前記緩衝層の厚さは２～１００ｎｍであり、
前記シード層の厚さは２～２００ｎｍであり、
前記金属電極層の厚さは１０～５００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載の配向性金属電極ユニット。
【請求項７】
配向性金属電極ユニットの製造方法において、上記請求項１－６のいずれか一項に記載の配向性金属電極を製造するのに用いられ、
Ｓｉ基板上にアモルファスＳｉＯ
２
層を製造するステップと、
前記アモルファスＳｉＯ
２
層上に緩衝層を製造し、前記緩衝層はＴａ、Ｃｒ、ＴｉＮ、ＴａＮ又はＭｇＯを含み、前記緩衝層上にシード層が製造され、前記シード層はＡ
３
ＢＮ又はＭｎ
ｘ
Ｎ
１－ｘ
を含み、Ａ＝Ｃｕ又はＦｅ、Ｂ＝Ｐｄ又はＰｔ、０＜ｘ＜１であるステップと、
前記シード層上に（００ｌ）結晶配向を備える金属電極層を製造するステップと、を含む、ことを特徴とする配向性金属電極ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記緩衝層と前記シード層の成長温度はいずれも４５０℃より低い、
ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項９】
マグネトロンスパッタリング、原子層エピタキシャル成長法、パルスレーザ堆積法又は分子線エピタキシャル法を用いて緩衝層、シード層を製造する、
ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記配向性金属電極ユニットは結晶電極として電子デバイスで応用され、前記電子デバイスはスピン電子デバイス、メモリ、磁気メモリ素子及び強誘電体トンネルデバイスを含む、
ことを特徴とする配向性金属電極ユニットの応用。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイス技術分野に関し、特に配向性金属電極ユニット及びその製造方法並びに応用に関する。
続きを表示（約 900 文字）【背景技術】
【０００２】
大多数の半導体デバイスにおいて、金属を電極としての導電性及び安定性のみ考慮するため、金属は通常無定形である。しかし、アモルファス材料には大量の欠陥が存在するため、ＭＲＡＭ、及びシングルチップエピタキシャルスピン電子デバイスのような特定のデバイスにおいて、高結晶度の金属電極を必要とする。
【０００３】
より広く応用されるために、半導体デバイスをＣＭＯＳのようなシリコン回路に集積する必要がある。しかしＣＭＯＳの最上層は通常アモルファスＳｉＯ
２
パッシベーション層であり、このためより良い性能を得るためにアモルファスＳｉＯ
２
パッシベーション層上に結晶金属電極を得ることはやはり１つの課題である。
【発明の概要】
【０００４】
上記技術的欠陥を克服するために、本発明の目的は配向性金属電極ユニット及びその製造方法並びに応用を提供することであり、従来の半導体デバイスがアモルファスＳｉＯ
２
層上で得られる結晶金属電極の性能が良くないという問題を解決する。
【０００５】
本発明は配向性金属電極ユニットを開示し、
【０００６】
アモルファスＳｉＯ
２
層に覆われたＳｉ基板と、
【０００７】
前記ＳｉＯ
２
層に覆われ、Ｔａ、Ｃｒ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｇＯ又はＣｒＮを含む緩衝層と、
【０００８】
前記緩衝層を覆い、Ａ
３
ＢＮを含み、Ａ＝Ｃｕ又はＦｅ、Ｂ＝Ｐｄ又はＰｔ、或いはＭｎ
ｘ
Ｎ
１－ｘ
であり、０＜ｘ＜１であるシード層と、
【０００９】
前記シード層を基礎として製造され、（００ｌ）結晶配向を備える金属電極層と、を含み、
【００１０】
前記シード層と前記金属電極層は一致した格子定数を備える、ことを特徴とする配向性金属電極ユニット。
（【００１１】以降は省略されています）

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