專利名稱：：用于制備取向的pzt電容器的晶體構(gòu)造電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鐵電體電容器和集成電路存儲器裝置，并且更具體地涉及用于鐵電體電容器的取向的電極。
背景技術(shù)：
：術(shù)語"構(gòu)造"或者"取向"泛指所述物質(zhì)的結(jié)晶取向，不要與物質(zhì)的表面平滑度相混淆。特別地，所討論的電極和電介質(zhì)物質(zhì)的取向指的是在"Z軸"上的物質(zhì)結(jié)晶取向，并且通常不會描述在X軸或者Y軸(平行于集成電路表面)上的物質(zhì)取向。因為事實上，在X或者Y軸上物質(zhì)的晶粒結(jié)構(gòu)通常是隨機(jī)排布的，然而這些晶粒在優(yōu)勢取向的Z軸方向卻是規(guī)則排列的，這將使得材料具備最優(yōu)化的電性能，在本發(fā)明的說明書部分將對此作詳細(xì)公開。改善鐵電體存儲器的電性能的一種可能性是構(gòu)造取向的鐵電體電介質(zhì)物質(zhì)。現(xiàn)在參見圖l，圖中所示為一個典型的現(xiàn)有鐵電體電容器IO，其包括一個基底12、一個底電極14、一個鈣鈦礦鐵電體介質(zhì)層16，比如Pb(Zr卜xTix)03("PZT")和頂電極層18。底電極層14和頂電極層18典型地是鉑或者銥。理想的鐵電體介質(zhì)層16應(yīng)該具有使得電性能達(dá)到最佳的晶體取向，而不應(yīng)是一個隨機(jī)排布的晶粒結(jié)構(gòu)。由于層中的所有晶粒的極化矢量都沿相同方向取向，所以使用高度取向的介質(zhì)層會促進(jìn)信號強度達(dá)到最大化，并且有助于工作電壓分配的最小化。由于在集成電路存儲器中的需要，電容器區(qū)域是否非常小(〈1平方微米)以及顆粒數(shù)目是否很小(〈50顆粒)是尤其重要的。在電介質(zhì)薄膜的Z軸上隨機(jī)分布的晶粒取向?qū)?yán)重影響信號強度和電存儲性能。目前可利用的底電極結(jié)構(gòu)和加工方法不支持取向的PZT鐵電體介質(zhì)層，因此高密度存儲器不能夠?qū)崿F(xiàn)過程控制和有限的單比特信號分配。對于隨機(jī)取向的物質(zhì)，由于可換向的極化是與特定的結(jié)晶方向相聯(lián)系的矢量特性，所以比特信號的分配對于接近PZT層的晶粒大小(一般O.1-0.3微米)的電容器尺寸來說是很大的。特別地，還發(fā)現(xiàn)在銥金屬底電極上維持好的PZT晶體結(jié)構(gòu)是很難的。當(dāng)暴露于空氣或者含氧環(huán)境中時，銥金屬會被氧化。目前，在銥沉積之后，銥典型地被暴露在空氣中，導(dǎo)致IrOx表層不能為取向的PZT的生長提供適當(dāng)?shù)哪０?。盡管通過在銥沉積之后直接地沉積PZT并且避免破壞真空來阻止銥氧化是可能的，然而存在于PZT中的氧和用于沉積PZT的大氣也能夠以無法控制的方式引起銥氧化。所以把銥底電極暴露于大氣會引起銥的表面氧化。此表面氧化會引起形成不合要求的無取向PZT介質(zhì)層。當(dāng)前的鉬技術(shù)不能夠防止氧擴(kuò)散到底電極。那么，這也無法進(jìn)行capacitor-on-plugFRAM(D存儲器體系結(jié)構(gòu)中的位于底電極下面的接觸保護(hù)。所以理想的情況是用于鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)能夠支持具有適當(dāng)晶體取向的鐵電體電介質(zhì)薄膜的生長。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，描述了一種用于產(chǎn)生可以增強鐵電體存儲器性能的、PZT電容器有著理想晶體取向的晶體構(gòu)造電極的方法。使用具有{0001}晶面取向的六方晶體結(jié)構(gòu)的晶種層來提供一種具有光滑表面的模板，用于生長{111}晶面取向的銥，所生長的銥呈現(xiàn)面心立方晶格("FCC")結(jié)構(gòu)。這種晶種技術(shù)導(dǎo)致相對于薄膜厚度具有很小的表面糙度的{111}取向的銥。高度取向的銥被用作生長Ulll取向的PZT的模板。取向的PZT呈現(xiàn)出增強的換向極化、減小的工作電壓，并且改善了用于FRAM⑧存儲器和其它微電子設(shè)備的PZT電容器的可靠性。使用銥的一個好處是銥提供了一個防止氧擴(kuò)散的屏障。當(dāng)PZT電容器形成在鉤、硅、或者其他的插入物質(zhì)的頂部時，理論上防止(或者至少是限制)了插入物質(zhì)的氧化，以便防止在插入物質(zhì)和電容器之間的過高的接觸電阻。Capacitor-on-plug結(jié)構(gòu)通常被用于包含小的電容器(<1平方微米)的高密度存儲器。所以維持一個具有最大轉(zhuǎn)換信號、低工作電壓和在比特到比特響應(yīng)中分布窄的取向的PZT層是所希望的。由于所有的PZT晶粒呈現(xiàn)出相同的晶體取向，所以對于所有取向材料，所有的電容器實質(zhì)上都呈現(xiàn)出相同的可換向的極化。在氣相沉積過程中，具有六方晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有自然生長習(xí)慣，以致于基面，也就是{0001}平面的優(yōu)勢生長方向是與平面化基底表面平行的方向。這樣的生長習(xí)慣導(dǎo)致形成具有以{0001}為終止面的光滑表面的沿{0001}取向的薄膜。而這個平滑的{0001}晶格面又為光滑的后續(xù)層的生長提供了一種理想的生長面。另外，六方晶體結(jié)構(gòu)材料的基面是密堆積面，這樣的晶面為沿Ull)晶面取向的呈FCC結(jié)晶結(jié)構(gòu)的薄膜的生長提供了一個優(yōu)良的模板。FCC結(jié)構(gòu)中的U川晶面也是密堆積面。事實上，六方晶體密堆積結(jié)構(gòu)和面心立方晶體結(jié)構(gòu)之間的唯一區(qū)別就是密堆積面的疊放順序。在FCC結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出ABC疊放，而在HCP(六方晶體)結(jié)構(gòu)中則呈現(xiàn)出AB疊放。FCC(lll)晶面能夠與HCP(0001)晶面之間建立良好的晶格匹配。即便在FCC(lll)和HCP(0001)晶格之間的失配高達(dá)25%的情況下，仍然可以使用HCP(0001)晶格作為FCC(lll)晶格生長的晶種。失配定義為其中aH是用于晶種層的六方晶體基面的單位晶胞參數(shù)，而aF是FCC電極層的單位晶胞參數(shù)。由于HCP晶種層是有取向的，所以FCC和HCP結(jié)構(gòu)的晶格匹配引入了一種FCC取向的材料。FCC(lll)和HCP(0001)平面之間的晶格匹配被限制在單一晶粒內(nèi)；所以FCC層呈現(xiàn)出垂直于基底平面的Ul1)取向，但是根據(jù)基底平面內(nèi)部的相對的旋轉(zhuǎn)，晶粒是被隨機(jī)取向的。形成扭曲的六方晶體亞晶格的四方晶體晶種層也能夠被用于實現(xiàn)獲得取向的銥薄膜。此薄膜能夠通過將新制備的六方晶體金屬薄膜的平滑{0001}晶面加熱氧化或者氮化，從而得到具有光滑表面的氧化物和氮化物晶種層。這些氧化物和氮化物晶種層還可以用于實現(xiàn)與FCC電極較好的晶格匹配，并從而改善FCC電極薄膜的晶體取向。通過沉積過程例如濺射和MOCVD也能夠進(jìn)行化合物六方晶體和四方晶體晶種層的制備。通過加熱氧化形成的四方晶體晶種層的一個實例是TiO,，它呈現(xiàn)出金紅石結(jié)構(gòu)和一個扭曲的六方晶體氧化亞晶格。具有{0001}取向的六方晶體Ti變換成為具有{100}取向的四方晶體Ti02。只要晶格失配小于25%，F(xiàn)CC(lll)晶格與四方晶體金紅石(200)晶格之間就可以具有好的匹配。在這種情況下的晶格失配定義為其中CT和dT是四方晶體晶種層的單位晶胞參數(shù)，并且CIF是FCC電極層的單位晶胞參數(shù)。由于鈦的六方密堆晶體("HCP")結(jié)構(gòu)的自然生長習(xí)慣，所以沿{0001}方向生長的鈦為{111}取向的FCC銥的生長提供了極好的晶種層。由于鈦有著很強的生長習(xí)慣，所以該晶種層可以在各種非晶的和結(jié)晶的基底上生長，并仍然保持一個高質(zhì)量的{0001}取向。因為鈦在各種基底上都可以保持{0001}的晶面取向，所以它提供了一種通用的晶種層，此晶種層可被使用在層間電解質(zhì)、插入物質(zhì)和其它被放置在插入結(jié)構(gòu)頂端的絕緣物質(zhì)的頂部。而{0001}取向的鈦能夠通過加熱氧化形成一個穩(wěn)定氧化物，此穩(wěn)定氧化物能夠為{111}取向的銥的生長提供一個熱穩(wěn)定的平滑晶種層，而這個{111}取向的銥又能夠被用作PZT取向生長的底電極。加熱氧化以后的鈦呈現(xiàn)出理想的UOO)取向的金紅石結(jié)構(gòu)，以致呈現(xiàn)出一個半峰寬(〃FWHM")小于5。的200X射線衍射("XRD")擺動曲線峰。基于這樣的晶種層所生長的銥將具有一個半峰寬(〃FWHM〃)小于5。的lll擺動曲線，理論上這是制備具有一個半峰寬(〃FWHM〃)小于5。的lll擺動曲線的高質(zhì)量lll取向的PZT結(jié)構(gòu)所要求的。理論上要實現(xiàn)取向的PZT結(jié)構(gòu)的全部性能優(yōu)點，這種PZT取向是必需的。為了實現(xiàn)銥的高度取向，理論上銥應(yīng)在30CTC到70(rC的溫度范圍內(nèi)沉積。太發(fā)明的方法包括一個密堆積六方晶體晶種層，此晶種層為通過熱處理形成的成熟的氧化或者氮化層，與FCC底電極一起使用，并且能夠延伸到其他的物質(zhì)。下面將更加詳細(xì)地解釋可能的六方晶體金屬晶種層包括鈦、鈷、鋯和釕以及其他物質(zhì)。使用釕的優(yōu)點是釕的氧化還形成一個導(dǎo)電層。能夠作為晶種層的其他的六方晶體物質(zhì)包括BN、A1N、GaN、InN、ZnO及其他纖鋅礦(或者六方晶體)結(jié)構(gòu)物質(zhì)，和固態(tài)溶液或者這些物質(zhì)的摻雜衍生物。對于這些物質(zhì)，陰離子亞晶格所提供密堆積基面具有與FCC密堆積(111)晶面相匹配的晶格。這些能夠通過包括濺射和MOCVD在內(nèi)的各種薄膜沉積方法來制得。由于眾所周知的某些氮化物能夠抵抗氧化，所以使用纖鋅礦結(jié)構(gòu)氮化物的優(yōu)點是晶種層還可以提供額外保護(hù)以防插入物質(zhì)的氧化。其他具有包含六方晶體或者扭曲的六方晶體亞晶格的六方晶體或者四方晶體結(jié)構(gòu)的晶種層化合物如果能夠提供一個與銥{111}晶面的失配小于25%的晶格，那么就能夠使用這種晶種層化合物。另外，其他的FCC電極物質(zhì)可被用來代替銥，它們包括Pt、Pd、Ag、Au、Cu和Ni等，下面將對它們作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明還提供一種防止銥氧化的方法，并且還提供了一種用于生長具有窄半峰寬的擺動曲線的取向PZT的方法。銥層提供了一個防止氧擴(kuò)散的阻擋層，此阻擋層可用于防止在插入物質(zhì)之上的FRAM⑧電容器鐵電體存儲器結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電插入物的氧化。首先沉積厚度為1到100nm的、具有半峰寬小于5°的111擺動曲線的取向銥。在不破壞真空的情況下，鉑層(厚度為1到50nm)被沉積在銥的頂端。因為鉑和銥的接近的晶格匹配和都具有同樣的FCC結(jié)構(gòu)，所以所生長的鉑也具有{111}取向，具有類似于銥的111擺動曲線。由于當(dāng)鉑被暴露在空氣和氧化環(huán)境中時并不會被氧化，所以Pt/銥電極具有氧化穩(wěn)定性。當(dāng)所制備的鉑層具有一個半峰寬小于5°的lll擺動曲線時，取向的PZT就能夠輕易地生長在鈾層之上。PZT的高度取向可以確保在FRAM⑧存儲器應(yīng)用中的高質(zhì)量的鐵電特性。還有一個優(yōu)點是這樣的PZT提供了窄分布的、從包括FRAM存儲器的比特中探測到的信號。下面結(jié)合參考附圖對一個本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明，這樣本發(fā)明的上述內(nèi)容及其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚。圖1是現(xiàn)有鐵電體電容器的橫截面圖2-10是根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方式制備的鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)的橫截面圖11-16是根據(jù)本發(fā)明第二個實施方式構(gòu)造的鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)的橫截面圖17是帶有Ti02金紅石晶種層和不帶有晶種層的銥lll的擺動曲線圖譜，其中Ti02晶種層允許形成具有半峰寬小于4。的擺動曲線的高度取向的Ull)銥；圖18是根據(jù)本發(fā)明第一個實施方式構(gòu)造的鐵電體電容器的橫截面圖19是根據(jù)本發(fā)明第二個實施方式構(gòu)造的鐵電體電容器的橫截面圖20是表示{111}FCC電極和(0001)HCP晶種層的平面晶格匹配情況的原子層面示意圖；和圖21是表示{111}FCC電極和{100}四方晶體金紅石型晶種層的平面晶格匹配情況的原子層面示意圖。具體實施例方式現(xiàn)在參見圖2-10和18，用于鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)包括一個密堆積六方晶體晶種層和一個銥底電極層22。晶種層被沉積在基底12上，形成一個厚約200埃的層。銥底電極層22被沉積在晶種層的表面上，以便形成一個厚約500-IOOO埃的層。晶種層可以由各種不同物質(zhì)組成，下面還將對此做進(jìn)一步描述。理想的晶種層具有小于五度的半峰寬("FWHM")(002用于六方晶體或者200用于四方晶體的晶種層)的擺動曲線。"擺動曲線"指的是對隨樣品旋轉(zhuǎn)而變化的衍射強度的測量，并保持在使用X射線和電子衍射技術(shù)時的衍射晶面的布拉格條件，以便確定所沉積薄膜的方向。半峰寬(FWHM)指的是擺動曲線峰值在最大值強度一半處的寬度。測量到小于五度的半峰寬意味著在衍射平面內(nèi)部的樣品轉(zhuǎn)角相對于具有相等的入射角和反射角的O。角具有±2.5°的偏差，也就是正態(tài)布拉格條件。由于銥層22是根據(jù)位于其下面的晶種層來取向的，所以銥底電極層22也具有半峰寬小于五度的lll擺動曲線。因此銥層22獲得了一個理想的{111}晶面取向。參照圖2-10和18，根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方式，形成用于鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)的方法包括沉積一個六方晶體密堆積晶種層，并且在晶種層的表面上沉積一個銥底電極層22。對于Ti晶種層的情況，Ti能夠通過磁控管濺射沉積，使用lkW的功率(應(yīng)用于一個12英寸直徑目標(biāo))來沉積而成。Ti是在0.3-l.OPa的壓力下沉積而成。沉積速率大約為3nm/s或者更小。沉積速率越慢所制得的{0001}晶面結(jié)構(gòu)取向就越好。關(guān)鍵是要確保如此制得的Ti晶種層的002擺動曲線的半峰寬小于5。。其他的沉積方法比如蒸發(fā)或者CVD也可以使用。Ti02晶種層是通過在500-75(TC的溫度下在空氣中或者在氧氣流中對一個(0001)取向的Ti晶種層燒結(jié)l-60分鐘而形成的。這就形成了具有取向的金紅石晶體結(jié)構(gòu)的Ti02晶種層，其200擺動曲線的半峰寬小于5。。只要能夠達(dá)到{200}取向，Ti02晶種層也能夠通過其他的方法來生長。理論上，所有的六方晶體晶種層必須沿{0001}取向，其X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5。的002擺動曲線。四方晶體晶種層必須沿UOO)取向，其X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5。的200擺動曲線。銥底電極層22是在300-700攝氏度下，經(jīng)DC磁控濺射沉積而成，沉積功率在500-IOOO瓦之間，沉積目標(biāo)直徑12英寸，在氬氣或者其他惰性氣氛中，沉積壓力在0.3和3.0Pa之間。沉積速率大約是lnm/s。沉積條件得到理想的控制，從而所得薄膜應(yīng)力小于lGPa拉力或者壓力，并且所得銥薄膜隨著來自晶種層的Ull)取向而形成晶核。在此參數(shù)范圍內(nèi)的沉積條件的最優(yōu)化導(dǎo)致一個{111}取向的結(jié)構(gòu)，其X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5°的lll擺動曲線。通常，圖2-IO所示的由各種密堆積六方晶格材料制成的單層或者雙層晶種層導(dǎo)致首選的沿{111}方向生長的銥底電極層22。現(xiàn)在參考圖2和4，所示為基底12和底電極結(jié)構(gòu)，其中底電極結(jié)構(gòu)包括一個晶種層和一個Ul1)銥層22。在圖2中晶種層20是一個{0001}鈦層，并且在圖4中晶種層28是一個{100}二氧化鈦層?，F(xiàn)在參考圖3和5，所示為基底12和底電極結(jié)構(gòu)，其中底電極結(jié)構(gòu)包括一個晶種層和一個{111}銥層22。在圖3中晶種層24是一個{0001}釕層，并且在圖5中晶種層30是一個{100}二氧化釕層?，F(xiàn)在參考圖6，晶種層32是由任一HCP{0001}取向的晶種層構(gòu)造而成。現(xiàn)在參考圖7，晶種層34是由一個{0001}取向的纖鋅礦結(jié)構(gòu)物質(zhì)構(gòu)造而成，纖鋅礦是一種特殊的六方晶體結(jié)構(gòu)。在這些物質(zhì)中，只有陰離子亞晶格具有六方密堆積結(jié)構(gòu)。然而此陰離子亞晶格仍然能夠提供足夠的晶格匹配，以便用作沉積銥的晶種層。這些物質(zhì)的特殊沉積條件會因為沉積成分的不同而有很大的不同。需要指出的是只要具有此六方晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)沿{0001}晶面取向生長，其X射線衍射圖譜呈現(xiàn)半峰寬小于5。的002擺動曲線，那么它們就能夠被用作晶種層。在圖8和9中，晶種層通過先沉積厚約5-40nm的{0001}鈦層20或者{100}二氧化鈦層28，然后沉積厚約5-100nm的UllH白層而形成。柏是在與上述鈦和二氧化鈦的沉積條件類似的條件下沉積而成的。鉬層是在O.3-2.0Pa的壓力下，在大約1千瓦的功率以及大約50(TC的溫度下沉積而成。在圖10中，晶種層是通過先沉積厚約5-40nm的(0001)取向的HCP晶種層32或者{0001}取向的纖鋅礦物質(zhì)層34，隨后再沉積厚約5-100nm的Ull)鉑層26而形成?，F(xiàn)在參見圖18，圖中所示為根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方式的上述方法構(gòu)造而成的一個完整的鐵電體電容器46。在真空條件下將鐵電體介質(zhì)層16沉積在銥底電極層20、22的頂面上，以便阻止銥層22的氧化。鐵電體介質(zhì)層16可以是PZT鐵電體層，由于下面的銥層22的取向結(jié)構(gòu)，它將具有適當(dāng)?shù)娜∠颉，F(xiàn)在參見圖11-16和19，圖示為用于本發(fā)明第二個實施方式的鐵電體電容器的底電極結(jié)構(gòu)，它包括一個密堆積六方晶體晶種層、一個銥底電極層22、和一個鉑覆蓋層36。如圖11-16和20所示包括鉑覆蓋層36，以便阻止銥底電極層22的氧化，并且方便了在沒有真空的條件下進(jìn)行底電極結(jié)構(gòu)以外的后續(xù)加工。然而在沉積銥層22之后，鈾覆蓋層36理論上應(yīng)在不破壞真空的情況下沉積。理想的鉑覆蓋層的沉積厚度為1-50nm。鉑覆蓋層36具有沿{111}晶面取向的晶體結(jié)構(gòu)，其X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5。的lll擺動曲線。鉑覆蓋層36的沉積溫度為300-700攝氏度，沉積功率為500和1000瓦特之間，沉積氣壓為O.5-2.OPa。使用氬氣或者其他的惰性氣體作為保護(hù)氣體。在圖11和13中，鉑覆蓋層36被沉積在包括鈦晶種層20或者二氧化鈦晶種層28的底電極結(jié)構(gòu)的上方。在圖12和14中，鉑覆蓋層36被沉積在包括釘晶種層24或者二氧化釕晶種層30的底電極結(jié)構(gòu)的上方。在圖15和16中，鉑覆蓋層36被沉積在包括具有HCP晶體結(jié)構(gòu)的晶種層或者具有纖鋅礦層的晶種層的底電極結(jié)構(gòu)的上方?，F(xiàn)在參見圖19，表示根據(jù)本發(fā)明第二個實施方式而構(gòu)造的完整的鐵電體電容器50。鐵電體介質(zhì)層18被沉積在鉑覆蓋層36的頂面上，由于鉑覆蓋層36可以保護(hù)下面的銥底電極層22，使之免于進(jìn)一步的氧化，因此在真空破壞之后仍能夠完成此沉積。如前所述，鐵電體介質(zhì)層16可以是一個厚約20-200nm或者用于特定用途的所需厚度的PZT鐵電體層。圖17是表示具有Ti02金紅石晶種層和不具有晶種層的銥lll擺動曲線的對照圖譜。Ti02晶種層允許形成在X射線圖譜中具有半峰寬小于4°的擺動曲線的高度取向的{111}取向銥。表1給出了FCC銥和Pt失配的例子以及幾種六方晶體晶種層的例子。圖20表示FCC(111)晶面的原子位置是如何堆積在HCP(0001)晶面的頂部的。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>根據(jù)此優(yōu)選實施方案中已經(jīng)描述和闡明的本發(fā)明的原理，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過在布置和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明進(jìn)行改變，而并不違背此原理。所以在下面的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)我們對所有的修改和變化提出保護(hù)請求。權(quán)利要求1.一種鐵電體電容器，包括一個晶種層；一個底電極層，其中在底電極層和晶種層之間的晶格失配小于±25％；在底電極層上形成的鐵電體介質(zhì)層；和在鐵電體介質(zhì)層上形成的頂電極層。2.權(quán)利要求l所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括一個密堆積的六方晶體晶種層、一個纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)晶種層、或者一個四方晶體結(jié)構(gòu)晶種層。3.權(quán)利要求l所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括厚度大約為5-40nm的一個層。4.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中晶種層的X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5。的{002}擺動曲線。5.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括一個鈦、二氧化鈦、釕、二氧化釕、鈷或者鋯層。6.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括一個選自BN、A1N、GaN、InN或ZnO的物質(zhì)層。7.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括-鈦或者二氧化鈦第一層；和鉑第二層。8.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中晶種層包括具有纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的第一層；和鉑第二層。9.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中底電極層包括一個銥層。10.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中底電極層包括一個選自200710137162.X權(quán)利要求書第2/4頁Pt、Pd、Ag、An、Cu或Ni的物質(zhì)層。11.權(quán)利要求l所述的鐵電體電容器，其中底電極層包括厚度大約為50到100nm的一個層。12.權(quán)利要求l所述的鐵電體電容器，其中底電極層的X射線衍射圖譜具有半峰寬小于5。的{111}擺動曲線。13.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中底電極層包括具有{111}晶體結(jié)構(gòu)的一層。14.權(quán)利要求l所述的鐵電體電容器，進(jìn)一步包括一個覆蓋層。15.權(quán)利要求14所述的鐵電體電容器，其中覆蓋層包括一個鈾層。16.權(quán)利要求14所述的鐵電體電容器，其中覆蓋層包括厚度大約為1到50nm的一個層。17.—種用于制備鐵電體電容器的方法，包括沉積一個晶種層；沉積一個底電極層，其中在底電極層和晶種層之間的晶格失配小于±25%;在底電極層上沉積一個鐵電體介質(zhì)層；和在鐵電體介質(zhì)層上沉積一個頂電極層。18.權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括沉積一個密堆積的六方晶體晶種層、一個纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)晶種層、或者一個四方晶體結(jié)構(gòu)晶種層。19，權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括沉積厚度大約為5到40nm的一層。20.權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括沉積一個鈦、二氧化鈦、釕、二氧化釕、鈷或者鋯層。21.權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括沉積一個選自BN、A1N、GaN、InN或ZnO的物質(zhì)層。22.權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括3沉積鈦或者二氧化鈦第一層；和沉積鉑第二層。23.權(quán)利要求17所述的方法，其中晶種層的沉積包括沉積具有纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)的第一層；和沉積鉑第二層。24.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括沉積一個銥層。25.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括沉積一個選自Pt、Pd、Ag、An、Cu或Ni的物質(zhì)層。26.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括沉積厚度大約為50到100nm的一層。27.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括在基底溫度為300和700攝氏度之間的條件下沉積一個銥層。28.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括在沉積功率為500和1000瓦特之間的條件下沉積一個銥層。29.權(quán)利要求17所述的方法，其中底電極層的沉積包括在沉積壓力在0.5和3.0Pa之間的條件下沉積銥。30.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括在不破壞真空的情況下在底電極層的頂面沉積鐵電體介質(zhì)層。31.權(quán)利要求30所述的方法，其中鐵電體介質(zhì)層的沉積包括沉積PZT鐵電體層。32.權(quán)利要求30所述的方法，其中在底電極層的頂面上沉積鐵電體介質(zhì)層包括在銥底電極層的頂面沉積鐵電體層。33.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括沉積一個覆蓋層。34.權(quán)利要求33所述的方法，其中沉積覆蓋層包括沉積一個鉬層。35.權(quán)利要求33所述的方法，其中沉積覆蓋層包括沉積厚度大約為1到50nm的一層。36.權(quán)利要求17所述的方法，其中鐵電體介質(zhì)層的沉積包括沉積PZT鐵電體層。37.權(quán)利要求17所述的方法，其中鐵電體介質(zhì)層的沉積包括沉積厚度大約為20-200nm的一層。38.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括在不破壞真空的情況下在底電極層上沉積鐵電體層。39.權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包括在破壞真空之后在底電極上沉積鐵電體層。40.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中鐵電體介質(zhì)層包括PZT鐵電體層。41.權(quán)利要求1所述的鐵電體電容器，其中鐵電體介質(zhì)層包括厚度大約為20-200nm的一個層。全文摘要本發(fā)明描述了一種底電極結(jié)構(gòu)及其制造方法，該底電極結(jié)構(gòu)可以用于制備用來構(gòu)造能夠增強鐵電體存儲器性能的取向的PZT電容器的晶體結(jié)構(gòu)的銥電極。使用具有{0001}取向的六方晶體結(jié)構(gòu)的晶種層來提供一種用于生長{111}取向的銥的光滑表面，所生長的銥呈現(xiàn)出面心立方晶格(″FCC″)結(jié)構(gòu)。此晶種技術(shù)所制得的{111}取向的銥的表面糙度相對于薄膜厚度是很小的。高度取向的銥層又為{111}取向的PZT介質(zhì)層的生長提供了支持。取向PZT呈現(xiàn)出增強的換向極化、減小的工作電壓，并且可以改善用于FRAM^存儲器和其它微電子設(shè)備的PZT電容器的可靠性。文檔編號H01L27/00GK101110427SQ20071013716公開日2008年1月23日申請日期2003年5月29日優(yōu)先權(quán)日2002年7月3日發(fā)明者托馬斯·達(dá)文波特,格倫·R.·?？怂股暾埲?瑞創(chuàng)國際公司