JP2000012791A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JP2000012791A
JP2000012791A JP10172987A JP17298798A JP2000012791A JP 2000012791 A JP2000012791 A JP 2000012791A JP 10172987 A JP10172987 A JP 10172987A JP 17298798 A JP17298798 A JP 17298798A JP 2000012791 A JP2000012791 A JP 2000012791A
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Japan
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film
insulating film
gate electrode
gate insulating
ferroelectric
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JP10172987A
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Japanese (ja)
Inventor
Keitarou Imai
馨太郎 今井
Soichi Yamazaki
壮一 山崎
Mitsuaki Dewa
光明 出羽
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an MFS-type field effect transistor which is superior in characteristics. SOLUTION: A method of manufacturing an MFS-type field effect transistor comprises a first process, in which a buffer insulating film 102 is formed on a semiconductor board 101, a second process where insulating films 103 and 104 provided with an opening 105 are provided on the buffer insulating film 102, a third process where a conductor film is epitaxially grown in the opening 105 for the formation of a gate electrode 106 inside the opening 105. a fourth process where a ferroelectric film is epitaxially grown as a gate insulating film 107 on the gate electrode 106, and a fifth process where a semiconductor film 108 is formed on the gate insulating film 107.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法、特に強誘電性膜をゲート絶縁膜に用いた半
導体装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device using a ferroelectric film as a gate insulating film and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近注目を浴びている半導体記憶素子と
して、トランジスタ、キャパシタ及び強誘電体キャパシ
タを組み合わせて情報の記憶動作を行うFeRAM(Fe
rroelectric Random Access read write Memory )があ
り、RF−IDカード等への応用が考えられている。こ
のようなFeRAM用キャパシタ誘電体膜としては、P
bZrx Ti1-x3 (PZT)膜やSrBi2 Ta2
9 (SBT)膜などが盛んに検討されている。強誘電
体膜の分極反転をメモリ効果として利用するFeRAM
は、強誘電体膜の材料の工夫や膜厚の薄膜化により比較
的低電圧で分極反転することが可能でかつ反転速度も速
いため、従来の酸化膜を通して電子の注入によって情報
の書換えを行うE2 PROM(Electrically Erasable
Random Access Memory)に比べると、低電圧、高速動作
が可能になるという利点がある。
2. Description of the Related Art As a semiconductor memory element that has recently attracted attention, an FeRAM (FeRAM) that performs an information storage operation by combining a transistor, a capacitor, and a ferroelectric capacitor is known.
rroelectric random access read / write memory), and application to an RF-ID card or the like is considered. As such a capacitor dielectric film for FeRAM, P
bZr x Ti 1-x O 3 (PZT) film or SrBi 2 Ta 2
O 9 (SBT) films and the like are being actively studied. FeRAM using polarization reversal of ferroelectric film as memory effect
Can rewrite information by injecting electrons through a conventional oxide film because polarization inversion can be performed at a relatively low voltage and the reversal speed is high by devising the material of the ferroelectric film and reducing the film thickness. E 2 PROM (Electrically Erasable
As compared with Random Access Memory, there is an advantage that low-voltage and high-speed operation can be performed.

【0003】しかしながら、FeRAMでは、トランジ
スタと強誘電体キャパシタとを組み合わせてメモリセル
を構成するため、一つのトランジスタによりメモリセル
が構成されるE2 PROMに比べて、高集積化に対して
は不利である。また、高誘電体膜の特性のばらつき等の
問題に対して動作の安定を図るため、1セルを2つずつ
のトランジスタとキャパシタを用いて構成する方法もあ
るが、高集積化の観点からはさらに不利となる。
However, in the FeRAM, since a memory cell is formed by combining a transistor and a ferroelectric capacitor, it is disadvantageous for high integration as compared with an E 2 PROM in which a memory cell is formed by one transistor. It is. Also, in order to stabilize operation against problems such as variations in characteristics of the high dielectric film, there is a method of configuring one cell using two transistors and capacitors, but from the viewpoint of high integration. Further disadvantages.

【0004】また、このような強誘電体キャパシタにお
いては、膜の分極反転に伴って分極量が低下してしまう
といった膜疲労の問題のあることが知られている。通常
のFeRAMにおいては、書換えだけでなく読み出しに
おいても強誘電体膜の分極反転を伴うため、膜疲労は大
きな問題となっている。PZT膜では1012回以下の分
極反転で膜疲労が起こることが報告されている。将来D
RAMと同じ用途にFeRAMを用いようとすると、1
15回以上の分極反転に対しても疲労現象が生じないこ
とが要求されることになるが、この要求を満たすことは
容易ではない。
Further, it is known that such a ferroelectric capacitor has a problem of film fatigue such that the amount of polarization is reduced due to the polarization reversal of the film. In a normal FeRAM, not only rewriting but also reading involves polarization reversal of the ferroelectric film, so that film fatigue is a serious problem. It has been reported that in the case of a PZT film, film fatigue occurs when the polarization is inverted less than 10 12 times. Future D
If FeRAM is used for the same purpose as RAM, 1
It is required that the fatigue phenomenon does not occur even when the polarization is inverted more than 15 times, but it is not easy to satisfy this requirement.

【0005】一方、強誘電体を用いるメモリ素子には、
強誘電体膜をゲート誘電体膜に適用したMFS(Metal
Ferroelectric Semiconductor )型の電界効果トランジ
スタを利用する素子が早くから提案され、その検討も基
礎的な段階から現実的な段階へと進められてきている。
On the other hand, memory devices using a ferroelectric material include:
MFS (Metal) using a ferroelectric film as a gate dielectric film
An element using a field effect transistor of the (ferroelectric semiconductor) type has been proposed from an early stage, and the study thereof has been advanced from a basic stage to a practical stage.

【0006】しかし、MFSトランジスタの場合、キャ
パシタに強誘電体膜を用いる場合に比べて、より一層の
特性の安定性が求められる。すなわち、強誘電体膜中の
欠陥等に起因する電荷トラップや荷電欠陥の移動による
電気的な不安定性、或いは強誘電体膜とSiとの界面に
おける反応がもたらす様々な特性の劣化が問題となり、
実用化を阻んでいる原因となっている。従来より、Si
と強誘電体膜の界面にSiO2 膜が生成されることや、
強誘電体膜を構成する元素とSiとの間に相互拡散が生
じることが知られており、これらを十分に抑制すること
は困難である。特に、上述のようなPZT膜やSBT膜
の場合、PbやBiがSi中に拡散してしまう問題や、
Si表面にSiO2 膜が形成されることによる分極反転
特性の劣化等の問題がある。このため、従来提案されて
いるMFSトランジスタは特性としては不十分なもので
あった。
However, in the case of an MFS transistor, more stable characteristics are required as compared with a case where a ferroelectric film is used for a capacitor. That is, electrical instability due to the movement of charge traps and charged defects caused by defects in the ferroelectric film, or deterioration of various characteristics caused by reactions at the interface between the ferroelectric film and Si becomes a problem.
It is a factor that hinders practical application. Conventionally, Si
That a SiO 2 film is generated at the interface between the ferroelectric film and
It is known that interdiffusion occurs between an element constituting the ferroelectric film and Si, and it is difficult to sufficiently suppress these. In particular, in the case of a PZT film or an SBT film as described above, Pb or Bi diffuses into Si,
There is a problem such as deterioration of polarization reversal characteristics due to the formation of the SiO 2 film on the Si surface. For this reason, conventionally proposed MFS transistors have insufficient characteristics.

【0007】一方、自己整合的にソース・ドレイン領域
を形成することが、集積化の観点からも微細なトランジ
スタの特性のばらつきを小さくするといった観点からも
重要であるが、通常用いられているトランジスタ製造工
程では、ゲート絶縁膜形成後にソース・ドレイン領域の
形成のために800℃以上の熱工程を行っており、強誘
電体膜形成後の熱工程が避けられない。このため、上述
のような強誘電体膜の特性劣化がより一層加速されてし
まうことになる。したがって、良好な強誘電体特性を確
保したまま微細なトランジスタを形成することが困難で
あった。
On the other hand, it is important to form source / drain regions in a self-aligned manner from the viewpoint of integration and minimizing variations in the characteristics of fine transistors. In the manufacturing process, a thermal process at 800 ° C. or higher is performed after the gate insulating film is formed to form source / drain regions, and a thermal process after the formation of the ferroelectric film is inevitable. Therefore, the characteristic deterioration of the ferroelectric film described above is further accelerated. Therefore, it has been difficult to form a fine transistor while maintaining good ferroelectric characteristics.

【0008】さらに、一般に強誘電体膜自体、薄膜化に
伴って強誘電性が消失するという問題があり、このため
必然的に薄膜化が要求される微細なMFSの実現は困難
であった。
Further, there is a problem that the ferroelectric film itself generally loses ferroelectricity as the film is made thinner, and therefore, it has been difficult to realize a fine MFS which necessarily requires a thinner film.

【0009】これに対して、エピタキシャルBax Sr
1-x TiO3 (BST)膜の場合、膜厚が20nm以下
まで良好な強誘電性を示すことが知られている。この場
合にエピタキシャルBST膜が強誘電性を発現するの
は、格子定数がC軸(膜厚方向)に伸びるためと考えら
れているが、通常Si表面上にエピタキシャルBST膜
を形成させた報告例はこれまでに無い。このように、エ
ピタキシャルBST膜は微細化・薄膜化に適しているも
のの、実際にMFSトランジスタに適用することに対し
ては大きな困難が予想される。
On the other hand, epitaxial Ba x Sr
It is known that 1-x TiO 3 (BST) films exhibit good ferroelectricity up to a thickness of 20 nm or less. In this case, the ferroelectricity of the epitaxial BST film is considered to be due to the lattice constant extending in the C-axis (the film thickness direction). However, a report example in which an epitaxial BST film is usually formed on a Si surface. Never before. As described above, although the epitaxial BST film is suitable for miniaturization and thinning, it is expected that it will be very difficult to actually apply it to an MFS transistor.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、強
誘電体膜をゲート絶縁膜に適用したMFS型の電界効果
トランジスタでは、シリコンと強誘電体膜との界面にお
けるシリコン酸化膜の生成や、強誘電体膜を構成する元
素とシリコンとの相互拡散等を十分に抑制することが困
難であり、満足のいく特性を得ることができないという
問題があった。また、一般に強誘電体膜は薄膜化によっ
て強誘電性が消失するという問題もある。エピタキシャ
ルBST膜は薄膜化しても強誘電性を示すことが知られ
ているが、シリコン表面にエピタキシャルBST膜を形
成することは困難であり、やはり良好なMFS型の電界
効果トランジスタを作製することは難しい。このよう
に、MFS型の電界効果トランジスタは有望な記憶素子
ではあるが、現実には多くの問題を抱えている。
As described above, in an MFS type field effect transistor in which a ferroelectric film is applied to a gate insulating film, formation of a silicon oxide film at an interface between silicon and the ferroelectric film is prevented. In addition, it is difficult to sufficiently suppress the interdiffusion between the element constituting the ferroelectric film and silicon, and there is a problem that satisfactory characteristics cannot be obtained. Further, there is also a problem that the ferroelectric film generally loses ferroelectricity due to thinning. Although it is known that an epitaxial BST film shows ferroelectricity even when it is made thin, it is difficult to form an epitaxial BST film on a silicon surface, and it is difficult to manufacture a good MFS type field effect transistor. difficult. As described above, the MFS type field effect transistor is a promising storage element, but has many problems in reality.

【0011】本発明は上記従来の課題に対してなされた
ものであり、特性に優れたMFS型電界効果トランジス
タ等の半導体装置及びその製造方法を提供することを目
的としている。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device such as an MFS type field effect transistor having excellent characteristics and a method of manufacturing the same, which has been made to solve the above-mentioned conventional problems.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、結晶性を有する下地上に形成されたエピタキシャル
膜からなるゲート電極と、このゲート電極上に形成され
たエピタキシャル膜からなるゲート絶縁膜と、このゲー
ト絶縁膜上に形成された半導体膜とを有することを特徴
とする(請求項1)。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a gate electrode formed of an epitaxial film formed on a crystalline base; and a gate insulating film formed of an epitaxial film formed on the gate electrode. And a semiconductor film formed on the gate insulating film (claim 1).

【0013】本発明に係る半導体装置の製造方法は、結
晶性を有する下地上にゲート電極となる導電体膜をエピ
タキシャル成長させる工程と、この導電体膜上にゲート
絶縁膜をエピタキシャル成長させる工程と、このゲート
絶縁膜上に半導体膜を形成する工程とを有することを特
徴とする(請求項5)。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of epitaxially growing a conductive film to be a gate electrode on a crystalline base, a step of epitaxially growing a gate insulating film on the conductive film, Forming a semiconductor film on the gate insulating film (claim 5).

【0014】前記結晶性を有する下地としては、単結晶
半導体基板上にエピタキシャル膜からなるバッファ絶縁
膜が形成されたものを用いることができる(請求項
2)。また、ゲート絶縁膜上に形成される半導体膜はエ
ピタキシャル成長したものであることが好ましい。
As the underlayer having the crystallinity, a substrate in which a buffer insulating film made of an epitaxial film is formed on a single crystal semiconductor substrate can be used. Further, the semiconductor film formed on the gate insulating film is preferably formed by epitaxial growth.

【0015】前記エピタキシャル膜からなるゲート絶縁
膜としては強誘電体膜をあげることができ(請求項
3)、この強誘電体膜としては特にペロブスカイト結晶
構造を有するものをあげることができる(請求項4)。
また、前記ゲート電極となる導電体膜としてもペロブス
カイト結晶構造を有するものをあげることができる。
The gate insulating film composed of the epitaxial film may be a ferroelectric film (claim 3), and the ferroelectric film may be a film having a perovskite crystal structure. 4).
Further, as the conductor film serving as the gate electrode, a film having a perovskite crystal structure can be given.

【0016】本発明では、エピタキシャル成長による導
電体膜(ゲート電極)上にエピタキシャル成長によるゲ
ート絶縁膜が形成され、さらにその上にチャネルを構成
する半導体膜が形成されている。したがって、単結晶若
しくは極めて結晶性のよい優れた強誘電特性を有するゲ
ート絶縁膜を用いることができるとともに、ゲート絶縁
膜と半導体膜の界面の安定性も大幅に向上させることが
でき、特性に優れたMFS型の電界効果トランジスタを
得ることができる。また、エピタキシャル成長によるゲ
ート絶縁膜を用いることにより、結晶粒界に起因するリ
ーク電流(ゲート電極と半導体膜との間のリーク電流)
を抑えることができるため、MFS型の電界効果トラン
ジスタに限らず、ゲート電極に強誘電体膜を用いない通
常のMIS型電界効果トランジスタに対しても有効であ
る。
In the present invention, a gate insulating film formed by epitaxial growth is formed on a conductor film (gate electrode) formed by epitaxial growth, and a semiconductor film forming a channel is formed thereon. Accordingly, a single crystal or a gate insulating film having excellent ferroelectric characteristics with excellent crystallinity can be used, and the stability of the interface between the gate insulating film and the semiconductor film can be significantly improved, and the characteristics are excellent. Thus, an MFS type field effect transistor can be obtained. In addition, by using a gate insulating film formed by epitaxial growth, a leak current caused by a crystal grain boundary (a leak current between a gate electrode and a semiconductor film)
Therefore, the present invention is effective not only for the MFS type field effect transistor but also for a normal MIS type field effect transistor not using a ferroelectric film for the gate electrode.

【0017】本発明では下層側から順次エピタキシャル
成長を行うため、このような観点から基板材料或いはそ
の上に成長させる材料を選択する必要がある。一般的に
は同等の結晶形態と格子定数を有しているほどエピタキ
シャル成長はしやすいと想定される(ただし、これ以外
の場合においてもエピタキシャル成長が可能な例は多く
存在する)。例えば、SrTiO3 基板を用いて順次電
極となるSrRuO3膜、強誘電体膜となるBax Sr
1-x TiO3 膜を形成すれば、結晶形態や格子定数の点
でエピタキシャル成長は容易に起こる。その他に、Mg
O基板に対しても同様の効果が得られる。
In the present invention, since epitaxial growth is performed sequentially from the lower layer side, it is necessary to select a substrate material or a material to be grown thereon from such a viewpoint. In general, it is assumed that the epitaxial growth becomes easier as the crystal form and the lattice constant are equivalent (however, there are many examples in which epitaxial growth is possible in other cases). For example, using a SrTiO 3 substrate, a SrRuO 3 film that becomes an electrode in sequence and a Ba x Sr film that becomes a ferroelectric film are used.
If a 1-x TiO 3 film is formed, epitaxial growth easily occurs in terms of crystal form and lattice constant. In addition, Mg
Similar effects can be obtained for an O substrate.

【0018】半導体集積回路に適用することを考慮すれ
ば、基板材料としてはシリコンを用いることが望まし
い。シリコン基板に対しては(GaAs基板に対しても
同様)、例えばCaF2 膜やCeO2 膜等がエピタキシ
ャル成長することが知られており、これらの膜上にはS
rTiO3 膜がエピタキシャル成長することが報告され
ている(L.S.Hung,et al.,J.Appl.Phys.74(2),(1993) p
p1366-1375, Q.X.Jia et al.,Thin Solid Films 299,p
p115-118(1997))。このように、バッファとなるエピタ
キシャル膜を介して所望の材料をシリコン基板上にエピ
タキシャル成長させることが可能である。また、SrT
iO3 膜を直接シリコン上にエピタキシャル成長できる
ことも報告されており(Bum Ki Moon et al.,JPN.J.App
l.Phys.,33,(1994) pp1472-1477 )、これをバッファと
して順次所望の材料をエピタキシャル成長させることが
可能である。
Considering application to a semiconductor integrated circuit, it is desirable to use silicon as a substrate material. It is known that, for example, a CaF 2 film, a CeO 2 film, or the like is epitaxially grown on a silicon substrate (the same applies to a GaAs substrate).
It has been reported that an rTiO 3 film grows epitaxially (LSHung, et al., J. Appl. Phys. 74 (2), (1993) p
p1366-1375, QXJia et al., Thin Solid Films 299, p
p115-118 (1997)). Thus, a desired material can be epitaxially grown on the silicon substrate via the epitaxial film serving as a buffer. Also, SrT
It has also been reported that an iO 3 film can be epitaxially grown directly on silicon (Bum Ki Moon et al., JPN.J. App.
l. Phys., 33, (1994) pp1472-1477), and using this as a buffer, it is possible to sequentially epitaxially grow a desired material.

【0019】また、Bax Sr1-x TiO3 膜では、格
子定数がわずかに小さい結晶膜上にエピタキシャル成長
した際にc軸方向(膜厚方向)に格子定数が伸びるた
め、より強い強誘電性が発現し、薄膜化にもかかわらず
高誘電性が保たれることが報告されている(K.Abe et a
l.,JPN.J.Appl.Phys.,36(1997) pp5575-5579)。この場
合、下地のゲート電極として例えばSrRuO3 膜を用
いることにより良好な特性が得られる。このような観点
から、ゲート絶縁膜となる強誘電体膜及びゲート電極と
なる導電体膜にペロブスカイト結晶構造を有するものを
用い、強誘電体膜の格子定数をゲート電極となる導電体
膜の格子定数よりもわずかに大きくすることが望ましい
態様としてあげられる。
In the Ba x Sr 1 -x TiO 3 film, the lattice constant extends in the c-axis direction (thickness direction) when epitaxially grown on a crystal film having a slightly smaller lattice constant. Has been reported, and high dielectric properties are maintained despite thinning (K. Abe et a
l., JPN. J. Appl. Phys., 36 (1997) pp5575-5579). In this case, good characteristics can be obtained by using, for example, an SrRuO 3 film as the underlying gate electrode. From such a viewpoint, a ferroelectric film serving as a gate insulating film and a conductive film serving as a gate electrode having a perovskite crystal structure are used, and the lattice constant of the ferroelectric film is reduced by the lattice of the conductive film serving as the gate electrode. It is preferable to set the value slightly larger than the constant.

【0020】また、MFS型電界効果トランジスタにお
いては、強誘電体膜と半導体(特にシリコン)との界面
の制御が大きな課題であった。すなわち、従来はシリコ
ン表面に成長してしまう自然酸化膜、或いはその後の熱
工程によって生じる界面での相互拡散等により、強誘電
体膜の膜質の低下や電気的特性の劣化が生じるおそれが
あった。本発明によれば、半導体膜を強誘電体膜よりも
後から形成するため、このような問題を回避することが
可能となる。通常シリコン膜の形成には、例えばシラン
ガスを用いたLP−CVD法が広く用いられているが、
Bax Sr1-xTiO3 膜は通常のCVD成膜温度では
シラン雰囲気下においても還元されないため、Bax
1-x TiO3 膜上のシリコン膜の形成にはLP−CV
D法を用いることも可能である。
In the MFS type field effect transistor, controlling the interface between the ferroelectric film and the semiconductor (particularly, silicon) has been a major problem. That is, conventionally, there is a possibility that the film quality of the ferroelectric film is deteriorated and the electrical characteristics are deteriorated due to a natural oxide film that grows on the silicon surface or interdiffusion at an interface caused by a subsequent thermal process. . According to the present invention, such a problem can be avoided since the semiconductor film is formed after the ferroelectric film. Normally, for example, LP-CVD using silane gas is widely used for forming a silicon film.
Since Ba x Sr 1-x TiO 3 film is in a normal CVD film formation temperature is not reduced even under silane atmosphere, Ba x S
LP-CV is used for forming a silicon film on the r 1-x TiO 3 film.
It is also possible to use the D method.

【0021】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、結晶性を有する下地上に開口部を有する絶縁膜を形
成する工程と、この開口部に露出した結晶性を有する下
地上に導電体膜をエピタキシャル成長させ開口部内に該
導電体膜からなるゲート電極を形成する工程と、このゲ
ート電極上にゲート絶縁膜をエピタキシャル成長させる
工程と、このゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程
とを有することを特徴とする(請求項6)。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an insulating film having an opening on a base having crystallinity, and a step of forming a conductor on the base having crystallinity exposed in the opening are provided. A step of forming a gate electrode made of the conductive film in the opening by epitaxially growing the film, a step of epitaxially growing a gate insulating film on the gate electrode, and a step of forming a semiconductor film on the gate insulating film (Chart 6).

【0022】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、結晶性を有する下地上に導電体膜をエピタキシャル
成長させこれを加工してゲート電極を形成する工程と、
このゲート電極が形成された下地上に開口部を有する絶
縁膜を形成する工程と、この開口部に露出したゲート電
極上にゲート絶縁膜をエピタキシャル成長させる工程
と、このゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程とを
有することを特徴とする(請求項7)。
Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of epitaxially growing a conductive film on a base having crystallinity and processing the same to form a gate electrode;
A step of forming an insulating film having an opening on the base on which the gate electrode is formed, a step of epitaxially growing a gate insulating film on the gate electrode exposed in the opening, and a step of forming a semiconductor film on the gate insulating film. And a step of forming (claim 7).

【0023】前記製造方法を用いた場合、前記開口部を
有する絶縁膜の少なくとも表面領域にあらかじめ不純物
となるドーパントを含有させておき、ここからドーパン
トを拡散させることにより、ゲート電極に対して自己整
合的にソース・ドレイン領域を形成することも可能であ
り、トランジスタの特性のばらつきを低減するとともに
トランジスタの微細化も容易となる。
In the case where the above-mentioned manufacturing method is used, at least a surface region of the insulating film having the opening is made to contain a dopant which is an impurity in advance, and the dopant is diffused from the dopant, thereby being self-aligned with the gate electrode. It is also possible to form source / drain regions in a specific manner, which reduces variations in transistor characteristics and facilitates miniaturization of the transistor.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 (実施形態1)本発明の第1の実施形態は、(100)
Si基板上にエピタキシャル膜を介してゲート電極とな
るエピタキシャルSrRuO3 膜を形成した後、ゲート
絶縁膜となるエピタキシャルBST膜を形成し、さらに
その上にSi膜を形成することにより強誘電体トランジ
スタを作製したものである。以下、図1(a)〜図1
(d)を参照してその製造工程を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) The first embodiment of the present invention relates to (100)
After forming an epitaxial SrRuO 3 film serving as a gate electrode on a Si substrate via an epitaxial film, an epitaxial BST film serving as a gate insulating film is formed, and a Si film is further formed thereon to form a ferroelectric transistor. It was made. Hereinafter, FIGS. 1A to 1
The manufacturing process will be described with reference to FIG.

【0025】まず、図1(a)に示すように、比抵抗1
0Ωcmの(100)p型の単結晶シリコン基板101
上に、バッファ絶縁膜となる膜厚50nm程度のSrT
iO3 膜102をエピタキシャル成長させる。その後、
膜厚100nm程度のCVD−SiO2 膜103、厚さ
50nm程度のPSG膜若しくはBSG膜104を堆積
する。n−chトランジスタに対してはPSG膜を、p
−chトランジスタに対してはBSG膜をそれぞれ別け
て堆積することにより、CMOS構造を形成することが
できる。その後、通常のフォトリソグラフィ法と反応性
イオンエッチング法により開口部105を形成してSr
TiO3 膜102表面を露出させる。
First, as shown in FIG.
0Ωcm (100) p-type single crystal silicon substrate 101
An SrT film having a thickness of about 50 nm serving as a buffer insulating film
The iO 3 film 102 is grown epitaxially. afterwards,
A CVD-SiO 2 film 103 having a thickness of about 100 nm and a PSG film or BSG film 104 having a thickness of about 50 nm are deposited. PSG film for n-ch transistor, p
A CMOS structure can be formed by separately depositing BSG films for the -ch transistors. Thereafter, an opening 105 is formed by ordinary photolithography and reactive ion etching to form Sr.
The surface of the TiO 3 film 102 is exposed.

【0026】次に、図1(b)に示すように、SrRu
3 膜106を開口部105の底部に露出しているSr
TiO3 膜102上にエピタキシャル成長するように膜
厚200nmで堆積し、開口部105内にエピタキシャ
ルSrRuO3 膜106を埋め込む。その後、化学機械
研磨法(CMP法)によってエピタキシャルSrRuO
3 膜106を開口部105の内部のみに残るようにして
平坦化を行い、次いでエピタキシャルSrRuO3 膜1
06を50nm程度後退させ、ゲート電極とする。
Next, as shown in FIG. 1B, SrRu
Sr exposing O 3 film 106 at the bottom of opening 105
A 200 nm-thick film is deposited on the TiO 3 film 102 so as to grow epitaxially, and the epitaxial SrRuO 3 film 106 is buried in the opening 105. Thereafter, the epitaxial SrRuO is formed by a chemical mechanical polishing method (CMP method).
The flattening is performed so that the 3 film 106 remains only inside the opening 105, and then the epitaxial SrRuO 3 film 1
06 receded by about 50 nm to form a gate electrode.

【0027】さらに、図1(c)に示すように、ゲート
絶縁膜となる膜厚15nmのBa0.75Sr0.25TiO3
膜107を600℃でスパッタ法により全面に堆積し、
SrRuO3 膜106上においてエピタキシャル成長さ
せる。Ba0.75Sr0.25TiO3 膜107は、SrRu
3 膜106上にエピタキシャル成長させることによっ
て、その格子定数が膜厚方向に伸びるため、膜厚が薄い
にもかかわらず強誘電性を発現する。その後、Ba0.75
Sr0.25TiO3 膜107上全面に厚さ100nmのS
i膜108を、例えばシランガスを用いたLP−CVD
法により堆積する。その後、CMP法によって平坦化を
行うが、この際に開口部105の領域内のみにBa0.75
Sr0.25TiO3 膜107及びSi膜108を残す。
Further, as shown in FIG. 1C, a 15-nm-thick Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film serving as a gate insulating film is formed.
A film 107 is deposited on the entire surface by sputtering at 600 ° C.
Epitaxial growth is performed on the SrRuO 3 film 106. The Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film 107 is made of SrRu
By epitaxial growth on the O 3 film 106, its lattice constant extends in the film thickness direction, so that ferroelectricity is exhibited even though the film thickness is small. After that, Ba 0.75
100 nm thick S is deposited on the entire surface of the Sr 0.25 TiO 3 film 107.
LP-CVD using silane gas, for example,
It is deposited by the method. After that, planarization is performed by the CMP method. At this time, Ba 0.75
The Sr 0.25 TiO 3 film 107 and the Si film 108 are left.

【0028】次に、図1(d)に示すように、厚さ10
0nmのSi膜109を堆積し、これを通常のフォトリ
ソグラフィ法と反応性イオンエッチング法によりパター
ニングする。続いて、800℃のN2 雰囲気中でRTP
により熱処理を行い、PSG膜或いはBSG膜104か
らリン或いはボロンをSi膜109の所定の領域に拡散
させ、ソース・ドレイン領域110を形成する。その
後、層間膜となるCVD−SiO2 膜111を堆積した
後、通常のフォトリソグラフィ法と反応性イオンエッチ
ング法によりコンタクト孔を形成する。次いで、コンタ
クト孔にWプラグ112を埋め込み、さらにAl配線1
13を形成する。さらにこの後、幾つかのAl配線を形
成して強誘電体メモリ装置が完成する。
Next, as shown in FIG.
A Si film 109 having a thickness of 0 nm is deposited, and is patterned by ordinary photolithography and reactive ion etching. Subsequently, the RTP is performed in an N 2 atmosphere at 800 ° C.
To diffuse phosphorus or boron from the PSG film or the BSG film 104 into a predetermined region of the Si film 109 to form a source / drain region 110. After that, a CVD-SiO 2 film 111 serving as an interlayer film is deposited, and then a contact hole is formed by ordinary photolithography and reactive ion etching. Next, the W plug 112 is embedded in the contact hole, and
13 is formed. Thereafter, several Al wirings are formed to complete the ferroelectric memory device.

【0029】なお、本実施形態ではSi基板上にエピタ
キシャルSrTiO3 膜を形成しているが、これに以外
に例えばCeO2 膜、CaF2 膜、YSZ膜、YBCO
膜等のエピタキシャル膜を用いることも可能である。ま
た、電極材料としてSrRuO3 膜以外に、同等の格子
定数を有する材料を用いることも可能である。また、強
誘電体膜にはBa0.75Sr0.25TiO3 膜を用いている
が、BaとSrの組成比は適宜変更することが可能であ
る。さらに、Si膜はLP−CVD法以外に例えばスパ
ッタ法等によっても形成することができる。
In this embodiment, an epitaxial SrTiO 3 film is formed on a Si substrate, but other than this, for example, a CeO 2 film, a CaF 2 film, a YSZ film, a YBCO film, etc.
It is also possible to use an epitaxial film such as a film. It is also possible to use a material having an equivalent lattice constant other than the SrRuO 3 film as an electrode material. Further, a Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film is used as the ferroelectric film, but the composition ratio of Ba and Sr can be changed as appropriate. Further, the Si film can be formed by, for example, a sputtering method or the like other than the LP-CVD method.

【0030】(実施形態2)本発明の第2の実施形態
は、(100)Si基板上にエピタキシャル膜を介して
ゲート電極となるエピタキシャルSrRuO3 膜を形成
した後、エピタキシャルBST膜を形成し、さらにその
上にSi膜を形成することにより強誘電体トランジスタ
を作製したものである。以下、図2(a)〜図2(d)
を参照してその製造工程を説明する。
(Embodiment 2) In a second embodiment of the present invention, an epitaxial SrRuO 3 film serving as a gate electrode is formed on a (100) Si substrate via an epitaxial film, and then an epitaxial BST film is formed. Further, a ferroelectric transistor was produced by forming a Si film thereon. Hereinafter, FIGS. 2A to 2D
The manufacturing process will be described with reference to FIG.

【0031】まず、図2(a)に示すように、比抵抗1
0Ωcmの(100)p型の単結晶シリコン基板201
上に膜厚50nm程度のCeO2 膜202をエピタキシ
ャル成長させる。その後、膜厚200nmのSrRuO
3 膜203をCeO2 膜202上にエピタキシャル成長
させ、通常のフォトリソグラフィ法と反応性イオンエッ
チング法によりSrRuO3 膜203をパターニングし
てゲート電極とする。
First, as shown in FIG.
0Ωcm (100) p-type single crystal silicon substrate 201
A CeO 2 film 202 having a thickness of about 50 nm is epitaxially grown thereon. After that, a 200 nm thick SrRuO
The 3 film 203 is epitaxially grown on the CeO 2 film 202, and the SrRuO 3 film 203 is patterned by a normal photolithography method and a reactive ion etching method to form a gate electrode.

【0032】次に、図2(b)に示すように、全面に厚
さ250nmのPSG膜若しくはBSG膜204を堆積
し、続いて通常のフォトリソグラフィ法と反応性イオン
エッチング法により開口部205を形成する。引き続
き、ゲート絶縁膜として膜厚15nmのBa0.75Sr
0.25TiO3 膜206を600℃でスパッタ法により全
面に堆積し、パターニングされたSrRuO3 膜203
上の露出した部分においてエピタキシャル成長させる。
第1の実施形態の場合と同様、Ba0.75Sr0.25TiO
3 膜206は、SrRuO3 膜203上にエピタキシャ
ル成長させることによって、その格子定数が膜厚方向に
伸びるため、膜厚が薄いにもかかわらず強誘電性を発現
する。
Next, as shown in FIG. 2B, a PSG film or BSG film 204 having a thickness of 250 nm is deposited on the entire surface, and then the opening 205 is formed by ordinary photolithography and reactive ion etching. Form. Subsequently, Ba 0.75 Sr with a thickness of 15 nm is used as a gate insulating film.
A 0.25 TiO 3 film 206 is deposited on the entire surface by a sputtering method at 600 ° C., and a patterned SrRuO 3 film 203
Epitaxial growth is performed on the upper exposed portion.
As in the case of the first embodiment, Ba 0.75 Sr 0.25 TiO
Since the lattice constant of the 3 film 206 is extended in the thickness direction by epitaxial growth on the SrRuO 3 film 203, the 3 film 206 exhibits ferroelectricity despite its small thickness.

【0033】次に、図2(c)に示すように、全面に厚
さ100nmのSi膜207を堆積し、その後CMP法
によって平坦化を行うが、この際に開口部205の領域
内のみにBa0.75Sr0.25TiO3 膜206及びSi膜
207を残す。
Next, as shown in FIG. 2C, a Si film 207 having a thickness of 100 nm is deposited on the entire surface and flattened by the CMP method. At this time, only the region of the opening 205 is formed. The Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film 206 and the Si film 207 are left.

【0034】その後、図2(d)に示すように、さらに
厚さ100nmのSi膜208を堆積し、これを通常の
フォトリソグラフィ法と反応性イオンエッチング法によ
りパターニングする。続いて、800℃のN2 雰囲気中
でRTPにより熱処理を行い、PSG膜或いはBSG膜
204からリン或いはボロンをSi膜208の所定の領
域に拡散させ、ソース・ドレイン領域209を形成す
る。その後、全面に層間膜となるCVD−SiO2 膜2
10を堆積した後、通常のフォトリソグラフィ法と反応
性イオンエッチング法によりコンタクト孔を形成する。
次いで、コンタクト孔にWプラグ211を埋め込み、さ
らにAl配線212を形成する。さらにこの後、幾つか
のAl配線を形成して強誘電体メモリ装置が完成する。
After that, as shown in FIG. 2D, a Si film 208 having a thickness of 100 nm is further deposited, and is patterned by ordinary photolithography and reactive ion etching. Subsequently, heat treatment is performed by RTP in an N 2 atmosphere at 800 ° C. to diffuse phosphorus or boron from the PSG film or the BSG film 204 into a predetermined region of the Si film 208 to form a source / drain region 209. Thereafter, a CVD-SiO 2 film 2 serving as an interlayer film is formed on the entire surface.
After depositing 10, a contact hole is formed by ordinary photolithography and reactive ion etching.
Next, a W plug 211 is embedded in the contact hole, and an Al wiring 212 is formed. Thereafter, several Al wirings are formed to complete the ferroelectric memory device.

【0035】なお、本実施形態ではSi上にエピタキシ
ャルCeO2 膜を形成しているが、第1の実施形態の場
合と同様エピタキシャルSrTiO3 膜を用いてもよい
し、CaF2 膜、YSZ膜、YBCO膜等のエピタキシ
ャル膜を用いることも可能である。電極材料としてもS
rRuO3 膜以外に、同等の格子定数を有する材料を用
いることも可能であり、強誘電体膜となるBa0.75Sr
0.25TiO3 膜についても、BaとSrの組成比は適宜
変更することが可能である。
Although an epitaxial CeO 2 film is formed on Si in this embodiment, an epitaxial SrTiO 3 film may be used as in the first embodiment, or a CaF 2 film, a YSZ film, It is also possible to use an epitaxial film such as a YBCO film. S as electrode material
In addition to the rRuO 3 film, it is also possible to use a material having the same lattice constant as that of Ba 0.75 Sr to be a ferroelectric film.
Also for the 0.25 TiO 3 film, the composition ratio of Ba and Sr can be appropriately changed.

【0036】(実施形態3)第3の実施形態は、第1の
実施形態と同様、エピタキシャルゲート電極上にエピタ
キシャルBST膜をゲート絶縁膜として形成し、さらに
その上にSi膜を形成したものであるが、第1の実施形
態より工程が簡略化されたものとなっている。以下、図
3(a)〜図3(d)を参照してその製造工程を説明す
る。
(Embodiment 3) In the third embodiment, as in the first embodiment, an epitaxial BST film is formed as a gate insulating film on an epitaxial gate electrode, and a Si film is further formed thereon. However, the process is more simplified than in the first embodiment. Hereinafter, the manufacturing process will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (d).

【0037】まず、図3(a)に示すように、比抵抗1
0Ωcmの(100)p型の単結晶シリコン基板301
上に膜厚50nm程度のSrTiO3 膜302をエピタ
キシャル成長させる。その後、膜厚100nm程度のC
VD−SiO2 膜303、厚さ50nm程度のPSG膜
若しくはBSG膜304を堆積する。その後、通常のフ
ォトリソグラフィ法と反応性イオンエッチング法により
開口部305を形成する。
First, as shown in FIG.
0Ωcm (100) p-type single crystal silicon substrate 301
An SrTiO 3 film 302 having a thickness of about 50 nm is epitaxially grown thereon. After that, C having a thickness of about 100 nm
A VD-SiO 2 film 303 and a PSG film or BSG film 304 having a thickness of about 50 nm are deposited. After that, an opening 305 is formed by ordinary photolithography and reactive ion etching.

【0038】次に、図3(b)に示すように、SrRu
3 膜306を開口部305の底部に露出しているSr
TiO3 膜302上にエピタキシャル成長するように膜
厚200nmで堆積し、開口部305内にエピタキシャ
ルSrRuO3 膜306を埋め込む。その後、CMP法
によってエピタキシャルSrRuO3 膜306を開口部
305の内部のみに残るようにして平坦化を行い、ゲー
ト電極を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, SrRu
Sr exposing O 3 film 306 at the bottom of opening 305
A 200 nm-thick film is deposited on the TiO 3 film 302 so as to grow epitaxially, and the epitaxial SrRuO 3 film 306 is embedded in the opening 305. After that, planarization is performed by a CMP method so that the epitaxial SrRuO 3 film 306 remains only inside the opening 305 to form a gate electrode.

【0039】さらに、図3(c)に示すように、膜厚1
5nmのBa0.75Sr0.25TiO3膜307をCVD法
により全面に堆積し、SrRuO3 膜306上において
エピタキシャル成長させる。Ba0.75Sr0.25TiO3
膜307はSrRuO3 膜306上にエピタキシャル成
長させることによって、その格子定数が膜厚方向に伸び
るため、膜厚が薄いにもかかわらず強誘電性を発現す
る。その後、Ba0.75Sr0.25TiO3 膜307上全面
に厚さ100nmのSi膜308を堆積し、通常のフォ
トリソグラフィ法と反応性イオンエッチング法によりパ
ターニングを行う。
Further, as shown in FIG.
A 5 nm Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film 307 is deposited on the entire surface by a CVD method, and is epitaxially grown on the SrRuO 3 film 306. Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3
The film 307 is epitaxially grown on the SrRuO 3 film 306, so that its lattice constant extends in the film thickness direction. After that, a Si film 308 having a thickness of 100 nm is deposited on the whole surface of the Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film 307, and is patterned by ordinary photolithography and reactive ion etching.

【0040】次に、図3(d)に示すように、層間膜と
なるCVD−SiO2 膜310を堆積後、通常のフォト
リソグラフィ法と反応性イオンエッチング法によりコン
タクト孔を形成し、さらにイオン注入法とRTPを用い
た熱処理によってソース・ドレイン領域309を形成す
る。次いで、Wプラグ311をコンタクト孔に埋め込
み、さらにAl配線312を形成する。さらにこの後、
幾つかのAl配線を形成して強誘電体メモリ装置が完成
する。
Next, as shown in FIG. 3D, after depositing a CVD-SiO 2 film 310 as an interlayer film, a contact hole is formed by a usual photolithography method and a reactive ion etching method. A source / drain region 309 is formed by an implantation method and a heat treatment using RTP. Next, a W plug 311 is embedded in the contact hole, and an Al wiring 312 is formed. After this,
Several Al wirings are formed to complete a ferroelectric memory device.

【0041】なお、本実施形態では、Si上にエピタキ
シャルSrTiO3 膜を形成しているが、第1の実施形
態の場合と同様、他の材料を用いることも可能である。
同様に、電極材料としてはSrRuO3 膜以外にも同等
の格子定数を有する材料を用いることが可能であり、強
誘電体膜の組成比も適宜変更することが可能である。
In this embodiment, an epitaxial SrTiO 3 film is formed on Si, but other materials can be used as in the first embodiment.
Similarly, as the electrode material, other than the SrRuO 3 film, a material having an equivalent lattice constant can be used, and the composition ratio of the ferroelectric film can be appropriately changed.

【0042】以上本発明の各実施形態について説明した
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
く、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して
実施することが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、エピタキシャル成長に
よる強誘電特性に優れたゲート絶縁膜を用いることがで
き、またゲート絶縁膜と半導体膜の界面の安定性を大幅
に向上させることができるため、特性に優れたMFS型
の電界効果トランジスタを得ることができる。また、エ
ピタキシャル成長によるゲート絶縁膜を用いることによ
り、結晶粒界によるリーク電流を抑えることができるた
め、MFS型の電界効果トランジスタに限らず、通常の
MIS型電界効果トランジスタにおいても優れた特性を
得ることができる。
According to the present invention, a gate insulating film having excellent ferroelectric characteristics by epitaxial growth can be used, and the stability of the interface between the gate insulating film and the semiconductor film can be greatly improved. An MFS type field effect transistor having excellent characteristics can be obtained. In addition, by using a gate insulating film formed by epitaxial growth, leakage current due to crystal grain boundaries can be suppressed, so that excellent characteristics can be obtained not only in an MFS type field effect transistor but also in a normal MIS type field effect transistor. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る製造工程を示し
た工程断面図。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態に係る製造工程を示し
た工程断面図。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態に係る製造工程を示し
た工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、301…シリコン基板 102、302…SrTiO3 膜 103、303…SiO2 膜 104、204、304…PSG又はBSG膜 105、205、305…開口部 106、203、306…SrRuO3 膜 107、206、307…Ba0.75Sr0.25TiO3 膜 108、109、207、208、308…シリコン膜 110、209、309…ソース・ドレイン領域 111、210、310…SiO2 膜 112、211、311…Wプラグ 113、212、312…Al配線 202…CeO2101, 201, 301 silicon substrate 102, 302 SrTiO 3 film 103, 303 SiO 2 film 104, 204, 304 PSG or BSG film 105, 205, 305 opening 106, 203, 306 SrRuO 3 film 107 , 206,307 ... Ba 0.75 Sr 0.25 TiO 3 film 108,109,207,208,308 ... silicon film 110,209,309 ... source and drain regions 111,210,310 ... SiO 2 film 112,211,311 ... W Plugs 113, 212, 312: Al wiring 202: CeO 2 film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/788 29/792 (72)発明者 出羽 光明 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F001 AA17 AG26 AG32 5F045 AA06 AC01 AE01 CA05 5F083 FR05 JA14 JA43 PR21 PR25 PR40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/788 29/792 (72) Inventor Mitsuaki Dewa 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. F-term in Toshiba Yokohama Office (reference) 5F001 AA17 AG26 AG32 5F045 AA06 AC01 AE01 CA05 5F083 FR05 JA14 JA43 PR21 PR25 PR40

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結晶性を有する下地上に形成されたエピタ
キシャル膜からなるゲート電極と、このゲート電極上に
形成されたエピタキシャル膜からなるゲート絶縁膜と、
このゲート絶縁膜上に形成された半導体膜とを有するこ
とを特徴とする半導体装置。
A gate electrode comprising an epitaxial film formed on a base having crystallinity; a gate insulating film comprising an epitaxial film formed on the gate electrode;
And a semiconductor film formed on the gate insulating film.
【請求項2】前記結晶性を有する下地は単結晶半導体基
板上にエピタキシャル膜からなるバッファ絶縁膜が形成
されたものであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the base having crystallinity is a single crystal semiconductor substrate on which a buffer insulating film made of an epitaxial film is formed.
【請求項3】前記エピタキシャル膜からなるゲート絶縁
膜は強誘電体膜であることを特徴とする請求項1又は2
に記載の半導体装置。
3. The gate insulating film comprising an epitaxial film is a ferroelectric film.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】前記強誘電体膜はペロブスカイト結晶構造
を有するものであることを特徴とする請求項3に記載の
半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein said ferroelectric film has a perovskite crystal structure.
【請求項5】結晶性を有する下地上にゲート電極となる
導電体膜をエピタキシャル成長させる工程と、この導電
体膜上にゲート絶縁膜をエピタキシャル成長させる工程
と、このゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of epitaxially growing a conductive film to be a gate electrode on a crystalline base, a step of epitaxially growing a gate insulating film on the conductive film, and forming a semiconductor film on the gate insulating film. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】結晶性を有する下地上に開口部を有する絶
縁膜を形成する工程と、この開口部に露出した結晶性を
有する下地上に導電体膜をエピタキシャル成長させ開口
部内に該導電体膜からなるゲート電極を形成する工程
と、このゲート電極上にゲート絶縁膜をエピタキシャル
成長させる工程と、このゲート絶縁膜上に半導体膜を形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
6. A step of forming an insulating film having an opening on a base having crystallinity, and epitaxially growing a conductive film on the base having crystallinity exposed in the opening, and forming the conductive film in the opening. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a gate electrode comprising: a step of epitaxially growing a gate insulating film on the gate electrode; and a step of forming a semiconductor film on the gate insulating film.
【請求項7】結晶性を有する下地上に導電体膜をエピタ
キシャル成長させこれを加工してゲート電極を形成する
工程と、このゲート電極が形成された下地上に開口部を
有する絶縁膜を形成する工程と、この開口部に露出した
ゲート電極上にゲート絶縁膜をエピタキシャル成長させ
る工程と、このゲート絶縁膜上に半導体膜を形成する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of epitaxially growing a conductive film on a base having crystallinity and processing it to form a gate electrode, and forming an insulating film having an opening on the base on which the gate electrode is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: epitaxially growing a gate insulating film on a gate electrode exposed in an opening; and forming a semiconductor film on the gate insulating film.
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