电容器、制备其的方法和包括其的电子器件与流程

本公开内容涉及电容器、制备其的方法和包括其的电子器件(电子设备)。

背景技术：

1、随着电子装置的尺寸缩小，电子装置内被电子器件占据的空间也在减小。因此，伴随电子器件(例如电容器)的尺寸减小，同时需要电容器的电介质层的厚度的减小。然而，在具有适合于期望的电容的电介质层的厚度的同时满足漏电流的参考值的结构难以实现，并且因此不断寻求解决方案。

技术实现思路

1、提供具有改善的电容率和漏电流特性的电容器、制备所述电容器的方法和包括所述电容器的电子器件。

2、另外的方面将部分地在随后的描述中阐述，并且将部分地从所述描述中明晰，或可通过本公开内容的呈现的实施方式的实践来获悉。

3、根据本公开内容的一个方面，电容器包括：下部电极；与所述下部电极间隔开的上部电极；在所述下部电极和所述上部电极之间的电介质，所述电介质包括具有金红石相的钛氧化物(tio2)和镁(mg)；包括具有比构成所述下部电极的材料的功函数高的功函数的材料的第一层；以及

4、在所述电介质和所述上部电极之间的第二层，所述第二层包括电介质保护材料。

5、所述上部电极和所述下部电极可包括钛氮化物。

6、所述电介质中的mg的量可大于约0.5原子％且小于或等于约50原子％，基于电介质的100原子％。

7、所述电介质可进一步包括添加剂材料，且所述添加剂材料可包括镓(ga)、铝(al)、镧(la)、硼(b)、铟(in)、钪(sc)、钇(y)、或其任意组合。

8、所述电介质可包括含tio2的层和在所述含tio2的层中的含mg氧化物的层。

9、所述第一层的功函数大于或等于约4.0ev且小于或等于约7.0ev。

10、所述第一层可包括第一材料、所述第一材料的氧化物、所述第一材料的氮化物、或其任意组合，并且所述第一材料可包括钼(mo)、钒(v)、锰(mn)、钽(ta)、镍(ni)、钨(w)、铂(pt)、钯(pd)、金(au)、铱(ir)、钌(ru)、铪(hf)、锆(zr)、或其任意组合。

11、所述第一层的厚度可小于或等于

12、所述第二层可包括第二材料的氧化物，并且所述第二材料可为mg和铝(al)的组合。

13、所述第二层的厚度可小于或等于

14、所述第二层的厚度和所述电介质的厚度之和可小于或等于

15、所述下部电极、所述第一层、所述电介质、所述第二层和所述上部电极的至少一个可具有至少10:1的纵横比。

16、根据本公开内容的另一方面，制备电容器的方法包括：形成下部电极；在所述下部电极上形成第一层，所述第一层包括具有比包括在所述下部电极中的材料的功函数高的功函数的材料；使用原子层沉积(ald)方法在所述第一层上形成电介质，所述ald方法包括含钛(ti)的前体和含镁(mg)的前体，使得所述电介质包括具有金红石相的tio2和mg；在所述电介质上形成第二层，所述第二层包括电介质保护材料；和在所述第二层上形成上部电极。

17、所述电介质的形成可包括顺序地使用所述含ti的前体、所述含mg的前体和所述含ti的前体。

18、所述含mg的前体可包括双(环戊二烯基)镁(ii)(mg(c5h5)2)或双(乙基环戊二烯基)镁(mg(c5h4c2h5)2)的至少一种。

19、根据本公开内容的另一方面，电子器件包括晶体管、和电连接到所述晶体管的所述电容器。

20、在至少一种实施方式中，所述晶体管可包括半导体基底和在所述半导体基底上的栅堆叠体，所述半导体基底包括源区域、漏区域以及在所述源区域和所述漏区域之间的沟道区域，所述栅堆叠体面向所述沟道区域并且包括栅极绝缘层和栅电极。

21、在一种或多种实施方式中，所述晶体管可包括半导体基底和在所述半导体基底中的沟槽中的栅堆叠体，所述半导体基底包括源区域、漏区域以及在所述源区域和所述漏区域之间的沟道区域，所述栅堆叠体面向所述沟道区域并且包括栅极绝缘层和栅电极。

22、所述电子器件可包括：存储单元，其包括所述电容器和所述晶体管；和控制单元，其电连接到所述存储单元并配置为控制所述存储单元。

23、在至少一种实施方式中，所述电子器件可为动态随机存取存储器(dram)器件。

技术特征：

1.电容器，包括：

2.如权利要求1所述的电容器，其中所述上部电极和所述下部电极包括钛氮化物。

3.如权利要求1所述的电容器，其中所述电介质中的mg的量为大于约0.5原子％且小于或等于约50原子％，基于电介质的100原子％。

4.如权利要求1所述的电容器，其中

5.如权利要求1所述的电容器，其中所述电介质包括：

6.如权利要求1所述的电容器，其中所述第一层的功函数大于或等于约4.0ev且小于或等于约7.0ev。

7.如权利要求1所述的电容器，其中

8.如权利要求1所述的电容器，其中所述第一层的厚度小于或等于

9.如权利要求1所述的电容器，其中

10.如权利要求1所述的电容器，其中所述第二层的厚度小于或等于

11.如权利要求1所述的电容器，其中所述第二层的厚度和所述电介质的厚度之和小于或等于

12.如权利要求1所述的电容器，其中所述下部电极、所述第一层、所述电介质、所述第二层和所述上部电极的至少一个具有至少10:1的纵横比。

13.制备如权利要求1-12任一项所述的电容器的方法，所述方法包括：

14.如权利要求13所述的方法，其中所述电介质的形成包括顺序地使用所述含ti的前体、所述含mg的前体和所述含ti的前体。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述含mg的前体包括双(环戊二烯基)镁(ii)(mg(c5h5)2)或双(乙基环戊二烯基)镁(mg(c5h4c2h5)2)的至少一种。

16.电子器件，包括：

17.如权利要求16所述的电子器件，其中所述晶体管包括

18.如权利要求16所述的电子器件，包括：

19.如权利要求16所述的电子器件，其中所述电子器件为动态随机存取存储器(dram)器件。

技术总结提供电容器、制备其的方法和包括其的电子器件，所述电容器包括下部电极、与所述下部电极间隔开的上部电极、在所述下部电极和所述上部电极之间的电介质、在所述下部电极和所述电介质之间的第一层、以及在所述电介质和所述上部电极之间的第二层，其中所述电介质包括具有金红石相的TiO<subgt;2</subgt;并且掺杂有镁，所述第一层包括具有比包括在所述下部电极中的材料的功函数高的功函数的材料，并且所述第二层包括电介质保护材料。技术研发人员：李周浩,赵龙僖,金真弘,李昌洙,许成受保护的技术使用者：三星电子株式会社技术研发日：技术公布日：2024/7/18