JP2001156269A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置及びその製造方法Info
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Abstract
防止する。 【解決手段】半導体基板11上に形成されたトランジス
タと、このトランジスタを覆う層間絶縁膜18に形成さ
れ、前記トランジスタのソース又はドレイン16の一方
に接続するビット線コンタクト19と、層間絶縁膜18
に形成され前記トランジスタのソース又はドレインの他
方に接続する蓄積電極コンタクト20と、ビット線コン
タクト19上に形成されたビット線コンタクトプラグ2
1と、蓄積電極コンタクト20上に形成された蓄積電極
コンタクトプラグ22と、ビット線コンタクトプラグ2
1に接続するビット線27と、蓄積電極コンタクトプラ
グ22に接続するキャパシタの蓄積電極29とを具備
し、ビット線コンタクトプラグ21及び蓄積電極コンタ
クトプラグ22は、コンタクト上に形成されたバリアメ
タル23と、バリアメタル23上に形成された金属電極
材24とを具備する
Description
ャパシタとからなる半導体記憶装置及びその製造方法に
関する。
い、最小加工寸法の微細化と共にメモリセル面積の微細
化は進む一方である。それにつれて、メモリセルにおけ
るキャパシタ面積は非常に小さくなってきている。メモ
リセル面積が小さくなるとキャパシタ容量(蓄積容量C
s)も小さくなってしまうが、キャパシタ容量はセンス
感度、ソフトエラー、回路ノイズ等の点から一定値以上
の値が必要である。これを解決する方法として、キャパ
シタを3次元的に形成して小さなセル面積でキャパシタ
表面積をできるだけ大きくしてキャパシタ容量を稼ぐ方
法と、キャパシタ絶縁膜に誘電率が高い絶縁膜(いわゆ
る高誘電体膜)を用いる方法との二つの方法が検討され
ている。
(512MビットDRAM世代相当以降)になってくる
と、複雑な3次元形状をした蓄積(SN:Storage Nod
e)電極の加工は、微細な加工を必要するのでだんだん
と難しくなってきている。そこで、キャパシタ容量を稼
ぐ方法として、キャパシタの3次元化を図ると共に、キ
ャパシタ絶縁膜に誘電率の高い絶縁膜を用いることが非
常に重要になってきている。
(Ba,Sr)TiO3 (以下BST膜)がある。BS
T膜を用いる場合、蓄積電極にはBST膜の成膜途中で
酸素雰囲気を用いるので工程途中で酸化されても導電性
を示すRu膜(RuO2 膜は導電性)、又はRuO2 膜
/Ru膜の積層膜を用いる検討が行われている(199
5年IDEM Technical Digest, S.Yamamichi等、p.119-p.
122)。
したスタック型DRAMのキャパシタ構造の構成につい
て図15を用いて説明する。先ず、p型Si基板11上
に素子分離層12を形成した後、トランジスタのゲート
酸化膜13、メモリセル部ではワード線となるゲート電
極14、ゲートキャップ層15,ソース/ドレイン拡散
層16,シリコン窒化膜17を形成し、第1の層間絶縁
膜151を堆積して平坦化した後、蓄積電極コンタクト
とビット線コンタクトの領域にポリシリコンからなるプ
ラグ19,20を埋め込み形成する。その後、第2の層
間絶縁膜152を形成した後、第2の層間絶縁膜152
上にビット線(BL)コンタクトプラグ153を介して
プラグ19に接続するビット線154を形成する。その
後さらに第3の層間絶縁膜155を堆積した後、表面の
平坦化、蓄積電極(SN)コンタクトホールの開口を行
い、n- 型ポリシリコンの蓄積電極コンタクトプラグ1
56を埋込形成する。そして、蓄積電極材を成膜した
後、レジスト膜を用いた通常のリソグラフィ法とRIE
法を用いて電極材のパターニングを行い、蓄積電極29
を形成する。レジスト膜を除去した後にBST膜などの
高誘電率体からなるキャパシタ絶縁膜31を成膜し、さ
らにプレート電極32を形成する。
LコンタクトプラグとSNコンタクトプラグは別々に形
成されている、このような場合、最小デザインルールで
配置されているビット線の間にSNコンタクトプラグを
配置するために、SNコンタクトプラグの大きさが小さ
くなってしまい、抵抗が極端に大きくなり、書き込み、
読み出し速度が不安定になってメモリセル動作に影響を
与える事が懸念されている。
コンタクトプラグの抵抗が増大し、書き込み、読み出し
速度が不安定になってメモリセル動作に影響を与える事
が懸念されてという問題があった。
高抵抗化を防止し、書き込み、読み出し速度が不安化を
図り得る半導体記憶装置及びその製造方法を提供するこ
とにある。
目的を達成するために以下のように構成されている。
置は、半導体基板上に形成されたトランジスタと、この
トランジスタを覆う層間絶縁膜と、この層間絶縁膜に形
成され、前記トランジスタのソース又はドレインの一方
に接続するビット線コンタクトと、前記層間絶縁膜に形
成され前記トランジスタのソース又はドレインの他方に
接続する蓄積電極コンタクトと、前記ビット線コンタク
ト上に形成されたビット線コンタクトプラグと、前記蓄
積電極コンタクト上に形成された蓄積電極コンタクトプ
ラグと、前記ビット線コンタクトプラグに接続するビッ
ト線と、前記蓄積電極コンタクトプラグに接続するキャ
パシタの蓄積電極とを具備し、前記ビット線コンタクト
プラグ及び蓄積電極コンタクトプラグは、それぞれのコ
ンタクト上に形成されたバリアメタルと、このバリアメ
タル上に形成された金属電極材とを具備し、前記バリア
メタルは前記金属材料の底面のみに形成されていること
を特徴とする。
置の製造方法は、半導体基板上にトランジスタと、この
トランジスタを覆う層間絶縁膜上に形成され前記トラン
ジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続する
ビット線コンタクトプラグと、このビット線コンタクト
プラグに接続するビット線と、前記層間絶縁膜上に形成
され前記トランジスタのソース又はドレインの他方に電
気的に接続する蓄積電極コンタクトプラグと、この蓄積
電極コンタクトプラグに接続するキャパシタの蓄積電極
とを具備する半導体記憶装置の製造方法において、前記
ビット線コンタクトプラグと前記蓄積電極コンタクトプ
ラグとを同時に形成することを特徴とする。
置の製造方法は、半導体基板上にトランジスタを形成す
る工程と、前記トランジスタを覆う層間絶縁膜を形成す
る工程と、前記層間絶縁膜に前記トランジスタのソース
及びドレインに接続するコンタクトを形成する工程と、
前記層間絶縁膜上にバリアメタル及び金属電極材を順次
堆積する工程と、前記バリアメタル及び金属電極材をパ
ターニングし、前記トランジスタのソース又はドレイン
の一方に前記コンタクトを介して電気的接続するビット
線コンタクトプラグと、前記トランジスタのソース又は
ドレインの他方に前記コンタクトを介して電気的接続す
る蓄積電極コンタクトプラグとを形成する工程と、前記
ビット線コンタクトプラグ及び前記蓄積電極コンタクト
プラグのそれぞれの側面に側壁絶縁膜を形成する工程
と、第1の層間絶縁膜上に、前記ビット線コンタクトプ
ラグ及び前記蓄積電極コンタクトプラグとを絶縁分離す
る第2の層間絶縁膜を形成する工程と、第2の層間絶縁
膜に前記ビット線コンタクトプラグに接続する溝を形成
する工程と、前記溝内にビット線を埋込形成する工程
と、前記ビット線の表面に絶縁材を形成する工程と、第
2の層間絶縁膜上に前記蓄積電極コンタクトプラグに接
続する蓄積電極を形成する工程と、前記蓄積電極の表面
を覆う誘電体膜を形成する工程と、前記誘電体膜の表面
を覆う上部電極を形成することを特徴とする。
の作用・効果を有する。
置の製造方法によれば、高抵抗であるSNコンタクトプ
ラグのバリアメタル材をメタルプラグ材の底面のみに自
己整合的に形成されるので工程の簡略化、プラグ抵抗の
低減が実現できる。
によれば、ビット線コンタクトとSN電極コンタクトの
メタルプラグを同時に形成する事により製造工程の簡略
化が実現できる。
ット線より先に形成するため、SNコンタクトの形状を
ビット線の加工バラツキに影響されずに形成できるた
め、SNコンタクトのプラグを低抵抗で安定して形成で
きる。
を参照して説明する。
実施形態に係わるスタック型DRAMのメモリセルの概
略構成を示す図である。図1(a)はDRAMの構成を
示す平面図、図1(b)は同図(a)のA−A’部の断
面図、図1(c)は同図(a)のB−B’部の断面図、
図1(d)は同図(a)のC−C’部の断面図である。
ト線(BL)コンタクトプラグ及び蓄積電極(SN)コ
ンタクトプラグ構造を除いて、基本的には従来のスタッ
ク型DRAMと同じ構造である。
11の表面に、溝に絶縁膜が埋め込み形成された素子分
離層12が設けられている。素子分離層12上、又はS
i基板11上のゲート酸化膜13を介して、ゲート電極
(ワード線)14が形成されている。なお、ゲート電極
14としては、単純なポリシリコン層のみや、抵抗を小
さくするために、ポリシリコン層とWSi2 層とが積層
されたいわゆるポリサイド構造、ポリシリコン層とW膜
との積層構造を用いることが可能である。
るゲートキャップ層15が形成されている。素子領域の
Si基板11の表面に、ゲート電極14を挟むように、
ソース/ドレイン拡散層16が形成されている。ゲート
電極14及びゲートキャップ層15の積層構造の表面を
覆うシリコン窒化膜17が形成されている。全面を覆う
ように、表面が平坦化された第1のBPSG膜18が形
成されている。
8とから側壁が構成されたコンタクトホールに、ポリシ
リコンからなるビット線(BL)コンタクト19,及び
蓄積電極(SN)コンタクト20が埋め込み形成されて
いる。なお、コンタクト19,20及び第1のBPSG
膜の表面は平坦化され、高さが同一である。
プラグ21が形成されている。SNコンタクト20上
に、SNコンタクトプラグ22が形成されている。BL
コンタクトプラグ21及びSNコンタクトプラグ22
は、バリアメタルとしてのTiN層23上にTi層24
が積層された構造である。なお、Ti層の変わりにW層
を用いることも可能である。BLコンタクトプラグ21
及びSNコンタクトプラグ22の側面にシリコン窒化膜
(Si3N4)25が形成されている。
れている。第2のBPSG膜26に形成されたBLコン
タクトプラグ21に接続する溝にビット線27及びシリ
コン窒化膜28が積層されている。
グ22に接続する蓄積電極29が形成されている。第2
のBPSG膜26上の蓄積電極29が形成されていない
領域にシリコン窒化膜30が形成されている。蓄積電極
29の表面を覆う(Ba,Sr)TiO3 膜31が形成
されている。そして、全面にプレート電極32が形成さ
れている。
あるSNコンタクトプラグのバリアメタル材をメタルプ
ラグ材の底面のみに自己整合的に形成できるので工程の
簡略化、プラグ抵抗の低減が実現できる。
製造方法について説明する。図2〜図14は、本発明の
第1の実施形態に係わるスタック型DRAMのメモリセ
ルの製造工程を示す工程図である。なお、図2〜図13
において、各図の(a),(b),(c),(d)は、
図1の(a),(b),(c),(d)に対応した部位
を示す図である。ここでは、メモリセルにNチャネルM
OSトランジスタを用いた場合について説明するが、P
チャネルMOSトランジスタを用いた場合も同様であ
る。
度5×1015cm-3程度の(100)面のp型シリコン
基板11又はN型シリコン基板の表面に、nチャネルト
ランジスタ形成領域にはpウェル、またpチャネルトラ
ンジスタ形成領域にはnウェルを形成する(不図示)。
次いで、例えば反応性イオンエッチング(RIE)を用
いて、素子領域以外の領域のSi基板11に深さ0.2
μm程度の溝を掘りこんだ後に、溝に絶縁膜を埋め込
み、いわゆるSTI(Shallow Trench Isolation)技術
を用いた素子分離層12を形成する。
て厚さ60nm程度のゲート酸化膜13を形成する。メ
モリセル部ではワード線となるゲート電極材14を堆積
する。なお、本実施形態では説明を省いたが、抵抗を小
さくするためにいわゆるポリサイド構造(例えばポリS
i膜とWSi2 膜の多層膜。それぞれ50mm程度の膜
厚)を用いても良いし、他の構造、例えば、単純なポリ
Si層のみやポリSi層とW膜を用いた積層膜構造でも
よい。
自己整合工程時のエッチングストッパ層となるシリコン
窒化膜(Si3N4)からなるゲートキャップ層15を形
成する。その後、ゲートキャップ層15上のゲート電極
の形成領域に、図示されないレジスト膜を形成し、続い
てこのレジスト膜をマスクに用いてゲートキャップ層1
5を加工してレジスト膜を除去する。そして、ゲートキ
ャップ層15をマスクとして、ゲート電極材14をパタ
ーニングすることによって、メモリセル部ではワード線
となるゲート電極14を形成する。
低濃度の不純物拡散層(ソース/ドレイン拡散層)との
耐圧を向上させるために、例えば酸素雰囲気中で105
0℃100秒程度のRTO(Rapid Thermal Oxidatio
n)法による急速熱酸化を行いSi基板11の表面にい
わゆる後酸化膜(不図示)を形成する。
のレジスト膜、ゲートキャップ層15,ゲート電極14
をマスクとして、ソース/ドレイン拡散層16となるn
- 型不純物拡散層をSi基板11の所望の領域の表面
に、例えばイオン注入法により形成する。
リコン窒化膜(シリコン窒化膜)17をLP−CVD法
により堆積する。その後、更に全面に第1のBPSG膜
18をCVD法で約500nm堆積した後、第1のBP
SG膜18の表面を例えば、CMP(Chemical Mechani
cal Polish;化学的機械研磨)法を用いてゲートキャッ
プ層15上での第1のBPSG膜18の膜厚が100n
m程度になるように全面を研磨して平坦化する。このC
MP法による第1のBPSG膜18の平坦化により、ウ
ェハ全面がほぼ全面に渡って平坦化される。
ン窒化膜17を形成する前に、全面に例えば膜厚20n
m程度のシリコン窒化膜(Si3N4)をLP−CVD法
により堆積した後、シリコン窒化膜に対してRIE法に
よるエッチングを行い、ゲート電極の側壁部に側壁絶縁
膜を形成した後、レジスト膜と側壁絶縁膜及びゲート電
極とをマスクにして所望の領域にイオン法入法でn
+ (又はp+ )不純物拡散層からなるソース/ドレイン
拡散層を形成する事ができる。この場合、全面に再度、
後にCMPを行う際のストッパ膜として、例えば20n
m程度のシリコン窒化膜(シリコン窒化膜)をLP−C
VD法により堆積する。
8上に形成したレジスト膜をマスクに、ソース/ドレイ
ン拡散層16とビット線又は蓄積電極とのコンタクトを
とるためのポリシリコンプラグ用のコンタクトホールを
形成する。このコンタクトホールの形成には、BPSG
膜のエッチングレートがシリコン窒化膜のエッチングレ
ートに対し10倍以上早い高選択比RIEを用いて、自
己整合的に行う。このようにすることによって、ゲート
電極14とこの後コンタクトホールに埋め込まれるn+
型ポリシリコンコンタクトとのショートを防ぐことがで
き、製品の歩留まりを向上させることができる。
+ )や砒素(As+ )等を不純物としてドーピングした
n+ 型のポリシリコン層をLP−CVD法により堆積し
た後、CMP法やRIEを用いたエッチバック法を用い
てコンタクトホールにn+ 型のポリシリコンからなるビ
ット線(BL)コンタクト19,蓄積電極(SN)コン
タクト20を完全に埋め込み形成する。この埋め込まれ
たn+ 型のポリシリコンからなるコンタクト19,20
は、ソース/ドレイン拡散層16と電気的に接続されて
いる。また、BLコンタクト19は、n+ 型のBL19
を素子分離層12の上に延長して、後工程のBLコンタ
クトプラグを形成し易いような構造とする。
層23を例えば5nm程度の膜厚、Ti層24(又はW
膜)を400nm程度の膜厚、その上にシリコン窒化膜
41を例えば50mm程度順次堆積する。
トプラグ形成領域とSNコンタクトプラグ形成領域を覆
うレジスト膜42を形成し、このレジスト膜42をマス
クにして例えばRIEにより、シリコン窒化膜41,T
i層24,TiN層23を順次エッチングし、BLコン
タクトプラグ21とSNコンタクトプラグ22を同時に
形成する、このようにして、コンタクト19,20と電
気的に接続するように形成されたBLコンタクトプラグ
21、SNコンタクトプラグ22を同時に形成する、こ
こでは、コンタクトの上に形成されたメタルプラグ層の
構造として、TiN/Tiの場合について述べたが、こ
のほかの場合、例えば、TiN/W/TiN/Ti構造
の場合でも良い。
2を除去した後、全面にシリコン窒化膜を例えば40n
m程度CVD法を用いて堆積した後、RIEを行う事に
より、BL,SNコンタクトプラグの側面にシリコン窒
化膜25を残置する。
して例えば第2のBPSG膜26を全面にCVD法によ
り例えば400nm程度堆積し、CMP法を用いてウェ
ハ全面の平坦化を行なう。この時のプラグ21,22表
面のシリコン窒化膜41をCMP時のストッパ層として
用いても良い。
G膜26上にビット線が形成される領域が開口するレジ
スト膜43を形成した後、第2のBPSG膜26に対し
てRIEを行って、第2のBPSG膜26に深さ300
nm程度のライン状の第1の溝44を形成する。
1,22の表面及び側面はシリコン窒化膜25,41に
より覆われているので、第1の溝44を形成する場合の
エッチングから保護されることになる。このように、B
PSG膜とエッチングストッパとなるシリコン窒化膜
(シリコン窒化膜)の間でエッチングレートが例えば1
0程度以上異なるような高選択比RIE法(BPSG膜
のエッチングレートがシリコン窒化膜に比べて10倍以
上速い)を用いる事がポイントである。
3を除去した後に、再度BLコンタクトプラグ領域に開
口を有するレジスト膜45を形成し、BLコンタクトプ
ラグ21上のシリコン窒化膜41とBLコンタクトプラ
グ21上部側面のシリコン窒化膜25をRIE法により
除去する。この時、BLコンタクトプラグ21のTi層
24の上部を多少エッチングしても良い。Ti層24の
上部をエッチングすると、後の工程で形成するビット線
とBLコンタクトプラグ21との接続領域におけるビッ
ト線の膜厚を厚く出来るため、ビット線の配線抵抗を低
減できる。
5を除去した後に、W膜/TiN層/Ti膜等の積層膜
(図中ではW膜のみを表示)を層間絶縁膜中に形成した
第1の溝44を含む全面に堆積し,CMP法などにより
第1の溝44にビット線となるW膜/TiN層/Ti膜
等の積層膜を埋め込み形成する、いわゆる、CMP法を
用いたダマシン工程(damascene工程)を用い
てビット線27を形成する。
め込み形成する前に、周辺回路部のコンタクト領域にも
通常のリソグラフィ法とRIE法を用いてコンタクトホ
ールとメモリセル部のビット線を形成する時に用いる溝
をあらかじめ形成しておく。この様にすると、ビット線
コンタクトとビット線部にW膜等をダマシン工程で埋め
込み形成する場合に、周辺回路部のコンタクトにもソー
ス/ドレイン拡散層と電気的に接続されたコンタクトプ
ラグ(図示せず)を同時に形成することができる。
7の表面を例えば70mm程度エッチング除去し、第2
の溝47を形成する。次いで、図11に示すように、全
面にシリコン窒化膜を200mm程度堆積し、CMP法
やCDE(Chemical Dry Etching)法等によりビット線
27上にのみシリコン窒化膜28を選択的に埋め込み形
成する。
に20mm程度の膜厚のシリコン窒化膜(Si3N4)3
0と例えば400nm程度の膜厚のTEOS酸化膜48
とを順次堆積する。次に、蓄積電極の形成領域が開口と
なっているレジスト膜49を形成し、RIE法を用い
て、TEOS酸化膜48とシリコン窒化膜30,SNコ
ンタクトプラグ22の表面のシリコン窒化膜41,25
とをエッチングしてホール50を形成し、第2のBPS
G膜26中に埋め込み形成されているSNコンタクトプ
ラグ22の上部表面及び上部側面の一部を露出させる。
化膜30のエッチング角度は、ほぼ90度になるように
注意する。このエッチングはTEOS酸化膜48のエッ
チングをシリコン窒化膜30をストッパ層としてRIE
法で行い、次にシリコン窒化膜30及びSNコンタクト
プラグ22の上面及び側面のシリコン窒化膜41,25
を選択的にエッチングするような条件に変更してエッチ
ングを行うと第2のBPSG膜26やシリコン窒化膜2
5を過度にオーバーエッチングすることなく蓄積電極パ
ターンのホールを形成し、SNコンタクトプラグ22の
上部表面を露出できる。この時、周辺回路部等のエッチ
ングしたくない領域はレジスト膜(図示せず)で覆って
おけばエッチングされない。
49を除去した後、露出したSNコンタクトプラグ22
の上部表面及び側面上部を含む全面に蓄積電極材料とし
て例えばペロブスカイト結晶構造を持った金属酸化膜;
SrRuO3 (以下SROと記す)を例えば400nm
程度の膜厚、スパッタリング法或いはプラズマCVD法
により堆積した後、例えばCMP法やエッチバック法を
用いて表面を平坦化し、蓄積電極29を埋め込み形成す
る。ここでは蓄積電極材料としてSRO膜の例を述べだ
が、この他にもRu膜やRuO2 膜、Pt膜、Re膜、
Os膜、Pd膜、Rh膜、Au膜、Ir膜、IrO2 膜
やそれらの積層膜などでも良い。また、各金属膜のグレ
インを他の金属膜、例えばRhやIrでスタッフィング
したような膜でも良い。
面に埋め込み形成する例を述べたが、ホールの内壁に例
えば40nm程度の膜厚で薄く電極膜を形成するように
しても良い。
化膜48を、例えばNH4F液等のウエット・エッチン
グ溶液を用いて選択的に除去する。この時、ウエット・
エッチングは、TEOS酸化膜48の下層のシリコン窒
化膜30でエッチングをストップさせる事ができる。例
えば周辺回路部のようにTEOS酸化膜48を除去した
くない領域をレジスト(図示せず)で覆ってウエット・
エッチングを行っても良い。このようにすると、メモリ
セル部の蓄積電極表面の高さとメモリセル部以外のTE
OS酸化膜の表面の高さがそろい、蓄積電極の有無によ
るメモリセル領域とメモリセル領域以外の領域の段差を
ほぼなくす事ができる。スタック構造のDRAM製造工
程においては、段差を小さくする事が重要な工程であ
る。
VD法で全面に20nm程度の膜厚になるように堆積
し,さらに必要であれば(Ba,Sr)TiO3 膜の結
晶化アニールを行う。さらに,CVD法で全面に40m
m程度のSrRuO3 膜を堆積し、キャパシタのプレー
ト電極(上部電極)32を形成する。
(図示せず)として例えばTiN層等を50nm程度の
膜厚例えばスパッタ法等で形成する。その後、プレート
電極32とPLキャップ膜を通常のリソグラフィ法とR
IE法などを用いてパターニングする(図示せず)。こ
の時、周辺回路領域等のようにプレート電極が無い領域
とメモリセル領域の間に段差が発生することになる。
の代わりに、例えば、RuO2 膜、Ru膜、Pt膜、R
e膜、Ir膜、Os膜、Pd膜、Rh膜、Au膜等の貴
金属類導電膜またはそれらの金属酸化膜、SRO膜以外
のペロブスカイト型の導電性金属酸化膜等を用いる事も
可能である。さらに、全面に例えばプラズマTEOS酸
化膜などの層間絶縁膜(図示せず)を膜厚400mm程
度CVD法で堆積し、CMP法で再び全面が平坦になる
ように平坦化を行う。これにより、メモリセル部と周辺
回路部等の段差をなくす事ができる。
ンタクト孔を開孔し、メタル配線を形成する。もし、必
要ならば複数層のコンタクト、メタル配線層を形成し、
パッシベーション膜を形成して、パッドコンタクトを開
けてDRAMを完成させる。
2と蓄積電極29との間にバリアメタル層を省略した例
を述べたが、TiN膜やTiAlN膜,TaSiN膜,
WN膜などのバリアメタルを用いても良い。バリアメタ
ル材料に求められる性質は、メタルプラグ材料(例えば
W膜やTiN膜)と蓄積電極材料(SrRuO3 膜やR
u膜等)の反応バリア性と耐酸化性である。この様な性
質を満たす材料であればバリアメタルとして使用する事
ができる。 この様に、ビット線コンタクト用プラグと
SN電極用プラグを同じ材料/構造で同時に形成する事
により;1.ビット線コンタクトとSN電極コンタクトの
メタルプラグを同時に形成する事により製造工程の簡略
化が実現できる。
線より先に形成するため、SNコンタクトの形状をビッ
ト線の加工バラツキに影響されず形成できるため、SN
コンタクトのプラグを低抵抗で安定して形成できる。
るものではない。例えば、上記実施形態ではキャパシタ
絶縁膜として(Ba,Sr)TiO3 膜の例を述べた
が、高誘電率を持つ絶縁膜であれば良いので、他の膜、
例えばTa2O5膜、Pb(Zr,Ti)O3 膜、SrT
iO3 膜、NO膜(シリコン窒化膜とSiO2 膜)等で
も良い。
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
発明の半導体記憶装置及び半導体記憶装置の製造方法に
よれば、高抵抗であるSNコンタクトプラグのバリアメ
タル材をメタルプラグ材の底面のみに自己整合的に形成
されるので工程の簡略化、プラグ抵抗の低減が実現でき
る。
メモリセルの概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
の概略構成を示す図。
略構成を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】半導体基板上に形成されたトランジスタ
と、このトランジスタを覆う層間絶縁膜と、この層間絶
縁膜に形成され、前記トランジスタのソース又はドレイ
ンの一方に接続するビット線コンタクトと、前記層間絶
縁膜に形成され前記トランジスタのソース又はドレイン
の他方に接続する蓄積電極コンタクトと、前記ビット線
コンタクト上に形成されたビット線コンタクトプラグ
と、前記蓄積電極コンタクト上に形成された蓄積電極コ
ンタクトプラグと、前記ビット線コンタクトプラグに接
続するビット線と、前記蓄積電極コンタクトプラグに接
続するキャパシタの蓄積電極とを具備し、 前記ビット線コンタクトプラグ及び蓄積電極コンタクト
プラグは、それぞれのコンタクト上に形成されたバリア
メタルと、このバリアメタル上に形成された金属電極材
とを具備し、前記バリアメタルは前記金属材料の底面の
みに形成されていることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】半導体基板上にトランジスタと、このトラ
ンジスタを覆う層間絶縁膜上に形成され前記トランジス
タのソース又はドレインの一方に電気的に接続するビッ
ト線コンタクトプラグと、このビット線コンタクトプラ
グに接続するビット線と、前記層間絶縁膜上に形成され
前記トランジスタのソース又はドレインの他方に電気的
に接続する蓄積電極コンタクトプラグと、この蓄積電極
コンタクトプラグに接続するキャパシタの蓄積電極とを
具備する半導体記憶装置の製造方法において、 前記ビット線コンタクトプラグと前記蓄積電極コンタク
トプラグとを同時に形成することを特徴とする半導体記
憶装置の製造方法。 - 【請求項3】半導体基板上にトランジスタを形成する工
程と、 前記トランジスタを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜に前記トランジスタのソース及びドレイ
ンに接続するコンタクトを形成する工程と、 前記層間絶縁膜上にバリアメタル及び金属電極材を順次
堆積する工程と、 前記バリアメタル及び金属電極材をパターニングし、前
記トランジスタのソース又はドレインの一方に前記コン
タクトを介して電気的接続するビット線コンタクトプラ
グと、前記トランジスタのソース又はドレインの他方に
前記コンタクトを介して電気的接続する蓄積電極コンタ
クトプラグとを形成する工程と、 前記ビット線コンタクトプラグ及び前記蓄積電極コンタ
クトプラグのそれぞれの側面に側壁絶縁膜を形成する工
程と、 第1の層間絶縁膜上に、前記ビット線コンタクトプラグ
及び前記蓄積電極コンタクトプラグとを絶縁分離する第
2の層間絶縁膜を形成する工程と、 第2の層間絶縁膜に前記ビット線コンタクトプラグに接
続する溝を形成する工程と、 前記溝内にビット線を埋込形成する工程と、 前記ビット線の表面に絶縁材を形成する工程と、 第2の層間絶縁膜上に前記蓄積電極コンタクトプラグに
接続する蓄積電極を形成する工程と、 前記蓄積電極の表面を覆う誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜の表面を覆う上部電極を形成することを特
徴とする半導体記憶装置の製造方法。
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