JP2002110936A - Dielectric gate transistor - Google Patents

Dielectric gate transistor

Info

Publication number
JP2002110936A
JP2002110936A JP2000304550A JP2000304550A JP2002110936A JP 2002110936 A JP2002110936 A JP 2002110936A JP 2000304550 A JP2000304550 A JP 2000304550A JP 2000304550 A JP2000304550 A JP 2000304550A JP 2002110936 A JP2002110936 A JP 2002110936A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ferroelectric
electrode
gate transistor
gate
transistor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000304550A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihito Ueda
路人 上田
Takashi Otsuka
隆 大塚
Kiyoyuki Morita
清之 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000304550A priority Critical patent/JP2002110936A/en
Publication of JP2002110936A publication Critical patent/JP2002110936A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a structure of improving the holding time of written information at a low cost, in a ferrodielectric gate transistor. SOLUTION: In an MFMIS ferrodielectric gate transistor, a structure is realized in which at least two ferrodielectric capacitors are connected in series. Further, these two ferrodielectric capacitors connected in series are formed to be flush with each other, to suppress the cost.

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、強誘電体薄膜の分
極状態によりトランジスターのOn/Offを切りかえ
る、強誘電体ゲートトランジスタ及びその製造方法に関
するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a ferroelectric gate transistor which switches on / off of a transistor depending on the polarization state of a ferroelectric thin film, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルチメディアの進展に伴い、大容量の
デジタル情報を高速に扱える半導体メモリの大容量化は
さらに加速されつつある。同時に、携帯商品の需要増に
伴い、電源切断後も記憶が保持される「不揮発性」が以
前にも増して重要視されている。
2. Description of the Related Art With the advance of multimedia, the increase in capacity of semiconductor memories capable of handling large-capacity digital information at high speed is being accelerated. At the same time, with the increase in demand for portable products, “non-volatility” in which the memory is retained even after the power is turned off is regarded as more important than ever.

【0003】このような背景の下、強誘電体ゲートトラ
ンジスタは、1ビット当たりの面積が極めて小さく、且
つ書込速度もフラッシュメモリーとは比較にならないほ
ど高速な不揮発メモリーとして期待されるデバイスであ
る。
Under such a background, a ferroelectric gate transistor is a device expected to be a non-volatile memory having an extremely small area per bit and a high writing speed which is incomparably higher than that of a flash memory. .

【0004】中でも電界効果型トランジスタ(以下MI
S部と表記)上に強誘電体キャパシタ(以下MFM部と
表記)を直接形成したMFMIS型の強誘電体ゲートト
ランジスタは、従来の電界効果型トランジスタをそのま
ま使用できるという意味でメリットが大きい。
In particular, a field effect transistor (hereinafter referred to as MI)
An MFMIS type ferroelectric gate transistor in which a ferroelectric capacitor (hereinafter referred to as an MFM part) is directly formed on the S part) has a great merit in that a conventional field-effect transistor can be used as it is.

【0005】しかし、このMFMIS型強誘電体ゲート
メモリ(以下MFMISと略記)を実現する上での課題
の1つとして、MFM部とMIS部の静電容量差による
電圧分配の課題がある。すなわち、一般に強誘電体は実
効の比誘電率が大きいためMFM部は容量が大きくな
り、MFM部の上部電極とMIS部の半導体基板の間に
電圧を印加してもMFM部への電圧分配が小さくなり、
情報書込みのための十分な分極反転が得られない。
However, as one of the problems in realizing this MFMIS ferroelectric gate memory (hereinafter abbreviated as MFMIS), there is a problem of voltage distribution due to a capacitance difference between the MFM section and the MIS section. That is, in general, the ferroelectric substance has a large effective relative dielectric constant, so that the capacitance of the MFM section is large. Even if a voltage is applied between the upper electrode of the MFM section and the semiconductor substrate of the MIS section, the voltage distribution to the MFM section is not increased. Smaller,
Sufficient polarization inversion for writing information cannot be obtained.

【0006】このような課題に対して、例えば特開平1
0−284624号公報(「強誘電体トランジスタおよ
びその製造方法」)に記載されているように、MFM部
のキャパシタの面積をMIS部に対して小さくすること
で電圧分配を改善する手法が一つの解決策として提案さ
れている。
To solve such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-284624 (“Ferroelectric transistor and method of manufacturing the same”), one method for improving the voltage distribution by reducing the area of the capacitor in the MFM section relative to the MIS section is one. It has been proposed as a solution.

【0007】図20は、従来技術例のメモリセル構成を
示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a memory cell configuration of a prior art example.

【0008】図20において、MIS部は基板112と
拡散領域134、ゲート酸化膜118とゲート電極12
0から構成されている。一方MFM部はゲート電極12
0と、強誘電体層122、上部電極124から構成され
ている。この図20に示す構成例の強誘電体トランジス
タは、いわゆるMOSトランジスターのゲート電極の上
に強誘電体キャパシタを順次積層した基本的な構造のM
FMIS強誘電体ゲートトランジスタの構成を有する。
In FIG. 20, a MIS portion includes a substrate 112 and a diffusion region 134, a gate oxide film 118 and a gate electrode 12
0. On the other hand, the MFM part is the gate electrode 12.
0, a ferroelectric layer 122, and an upper electrode 124. The ferroelectric transistor of the configuration example shown in FIG. 20 has a basic structure in which a ferroelectric capacitor is sequentially stacked on a gate electrode of a so-called MOS transistor.
It has the configuration of an FMIS ferroelectric gate transistor.

【0009】この従来技術の強誘電体ゲートトランジス
タは、強誘電体膜122のゲート電極120との接合部
分144における面積を、強誘電体膜122の上部電極
124との接合部分146における面積に比べて小さく
してある。このように強誘電体膜122が形成されてい
るため、強誘電体膜122のキャパシタ容量を小さくす
ることができ、結果として、MFM部への分配電圧を向
上できるものである。
In the prior art ferroelectric gate transistor, the area of the ferroelectric film 122 at the junction 144 with the gate electrode 120 is compared with the area of the ferroelectric film 122 at the junction 146 with the upper electrode 124. It is small. Since the ferroelectric film 122 is formed as described above, the capacitance of the ferroelectric film 122 can be reduced, and as a result, the distribution voltage to the MFM section can be improved.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の強誘電体ゲートトランジスタは、MIS部容量とMF
M部容量の比を変化させることについて、MIS部/M
FM部面積比を変更することについてしか考慮されてお
らず、実際的なデバイス作製において、製造が困難な
上、コストも高くなってしまうという課題を有してい
た。
However, the above-mentioned prior art ferroelectric gate transistor has a MIS portion capacitance and MF.
Regarding changing the ratio of the capacitance of the M part, the MIS part / M
Only changing the area ratio of the FM section is considered, and in actual device fabrication, there is a problem that the fabrication is difficult and the cost increases.

【0011】また、従来技術においては、強誘電体ゲー
トトランジスタの動作として、電圧配分にのみ着目して
おり、例えば、長期記憶保持に必要な条件などの総合的
な観点からのデバイス構造については検討されていなか
った。
In the prior art, attention is paid only to voltage distribution as an operation of a ferroelectric gate transistor. For example, a device structure from a comprehensive viewpoint such as conditions necessary for long-term memory retention is examined. Had not been.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本願第1の発明の強誘電体ゲートトランジスタは、
電界効果型トランジスタのゲート電極に強誘電体キャパ
シタを接続した強誘電体ゲートトランジスタにおいて、
強誘電体キャパシタが少なくとも2つ以上の強誘電体キ
ャパシタを直列接続した構造を有することを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a ferroelectric gate transistor according to the first invention of the present application comprises:
In a ferroelectric gate transistor in which a ferroelectric capacitor is connected to a gate electrode of a field effect transistor,
The ferroelectric capacitor has a structure in which at least two or more ferroelectric capacitors are connected in series.

【0013】また、本願第2の発明の強誘電体ゲートト
ランジスタは、強誘電体キャパシタが2つの強誘電体キ
ャパシタを直列接続した構造を有し、且つ一方の強誘電
体キャパシタは第1の電極と第2の電極で前記強誘電体
層を挟んだ構造であり、他方の強誘電体キャパシタは第
2の電極と第3の電極で前記強誘電体層を挟んだ構造を
有し、且つ前記第1の電極と前記第3の電極が、同一の
層間絶縁膜上に形成されていることを特徴とする。
A ferroelectric gate transistor according to a second aspect of the present invention has a structure in which a ferroelectric capacitor has two ferroelectric capacitors connected in series, and one of the ferroelectric capacitors has a first electrode. And the second electrode sandwiches the ferroelectric layer. The other ferroelectric capacitor has a structure sandwiching the ferroelectric layer between a second electrode and a third electrode. The first electrode and the third electrode are formed on the same interlayer insulating film.

【0014】また、本願第3の発明の強誘電体ゲートト
ランジスタは、ゲート電極に不揮発情報として記憶され
る電位をVFG[V]、直列接続した強誘電体キャパシタ
の数をn、前記強誘電体層の材料の抗電界をEc[V/
m]とするとき、強誘電体層の膜厚tF[m]が、tF≧
VFG/(0.5・n・Ec)を満たす膜厚であることを
特徴とする。
Further, in the ferroelectric gate transistor according to the third invention of the present application, the potential stored as nonvolatile information in the gate electrode is VFG [V], the number of ferroelectric capacitors connected in series is n, The coercive electric field of the layer material is expressed as Ec [V /
m], the thickness tF [m] of the ferroelectric layer is tF ≧
It is characterized in that the film thickness satisfies VFG / (0.5 · n · Ec).

【0015】また、本願第4の発明の強誘電体ゲートト
ランジスタは、電界効果型トランジスタのゲート電極の
少なくとも一部が、第2の発明の強誘電体ゲートトラン
ジスタの第1の電極として機能させるものである。
The ferroelectric gate transistor according to a fourth aspect of the present invention is such that at least a part of the gate electrode of the field effect transistor functions as the first electrode of the ferroelectric gate transistor according to the second aspect. It is.

【0016】また、本願第5の発明の強誘電体ゲートト
ランジスタは、第1の電極と第3の電極は少なくとも一
部が面内に平行に配置された平行部を有し、且つ第2の
電極がこれら平行部に重なるよう配置され、且つ平行部
の長手方向に直行していることを特徴とするものであ
る。
Further, in the ferroelectric gate transistor according to the fifth aspect of the present invention, the first electrode and the third electrode have a parallel portion at least a part of which is arranged in parallel in a plane, and Electrodes are arranged so as to overlap these parallel portions, and are perpendicular to the longitudinal direction of the parallel portions.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
実施の形態について以下、図面を参照しながら説明す
る。
(Embodiment 1) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0018】図1は本発明の実施の形態の強誘電体ゲー
トトランジスタの上面図である。また、図2、図3はそ
れぞれ図1のA−A’断面、B−B’断面を示した断面
図である。図1、図2、図3については、同一物には同
一番号を附記している。
FIG. 1 is a top view of a ferroelectric gate transistor according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views respectively showing the AA 'section and the BB' section of FIG. 1, 2 and 3, the same items are denoted by the same reference numerals.

【0019】図1では図を見やすくするため、ハッチン
グを省略して示している。また、最上面の構成物のみ実
線で示している。さらに、図2、図3と同一である部分
についても、図を見やすくするため、番号を一部省略し
て示している。また、図2、図3においても、紙面より
奥にある構成物について、図を見やすくするためにその
一部を省略して示している。
In FIG. 1, hatching is omitted for easy viewing. In addition, only the uppermost component is shown by a solid line. 2 and FIG. 3 are also partially omitted for easy viewing. Also, in FIGS. 2 and 3, some components that are deeper than the plane of the paper are omitted for easy viewing.

【0020】図1、図2、図3において1は基板であ
り、例えばP型Si基板である。3a,3bは拡散領域
であり、本実施形態では3aがドレイン領域、3bがソ
ース領域としている。5は素子分離酸化膜である。7は
ゲート絶縁層であり、本実施形態では厚さ5nmのSi
2からなる。9はゲート電極であり、本実施形態では
リンをドープした多結晶シリコンからなる。11は第1
の層間絶縁膜であり、例えばLPCVD法で形成したS
iO2からなる。13a,13b,13cはプラグ配線で
ある。14は第1の電極である。15a,15bはパッ
ド部である。第1の電極14はプラグ13aによりゲー
ト電極9へ接続されている。またパッド部15a,bは
それぞれプラグ13b,cによりドレイン領域3a、ソ
ース領域3bへ接続されている。16は第3の電極であ
る。後で説明するが、第1の電極と14と第3の電極1
6は同時に形成される。17は強誘電体層であり、本実
施形態では厚さ400nmのチタン酸ビスマス(以下B
ITと表記)からなる。19は第2の電極であり、本実
施形態ではPtからなる。21は第2の層間絶縁膜であ
り、例えばTEOSにより低温で形成した酸化シリコン
からなる。25a,b,c,は配線である。
1, 2 and 3, reference numeral 1 denotes a substrate, for example, a P-type Si substrate. 3a and 3b are diffusion regions, and in this embodiment, 3a is a drain region and 3b is a source region. 5 is an element isolation oxide film. Reference numeral 7 denotes a gate insulating layer, which is 5 nm thick in this embodiment.
Consists of O 2 . Reference numeral 9 denotes a gate electrode, which is made of polycrystalline silicon doped with phosphorus in this embodiment. 11 is the first
Is an interlayer insulating film of, for example, S formed by LPCVD.
consisting of iO 2. 13a, 13b and 13c are plug wirings. 14 is a first electrode. 15a and 15b are pad portions. The first electrode 14 is connected to the gate electrode 9 by a plug 13a. The pad portions 15a and 15b are connected to the drain region 3a and the source region 3b by plugs 13b and 13c, respectively. 16 is a third electrode. As will be described later, the first electrode 14 and the third electrode 1
6 are formed simultaneously. Reference numeral 17 denotes a ferroelectric layer. In this embodiment, a bismuth titanate (hereinafter referred to as B) having a thickness of 400 nm is used.
IT). Reference numeral 19 denotes a second electrode, which is Pt in this embodiment. Reference numeral 21 denotes a second interlayer insulating film made of, for example, silicon oxide formed at a low temperature by TEOS. 25a, b and c are wirings.

【0021】次に、以上の構造を有する本実施形態の強
誘電体ゲートトランジスタを製造する方法について、以
下、図4、図5により説明する。なお、図4は図1に対
応する製造工程の上面図であり、図5は図3に対応する
B-B'断面における製造工程を示した図である。また図
4、5において図1、2、3と同一物には同一番号を附
記し、説明を省略するものとする。また、図4と図5に
おいて、プロセスの各段階を示す(a)〜(f)はそれぞれ
同じ状態を示している。
Next, a method of manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the present embodiment having the above-described structure will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 is a top view of a manufacturing process corresponding to FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process in a BB ′ section corresponding to FIG. 4 and 5, the same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIGS. 4 and 5, (a) to (f) showing each stage of the process show the same state.

【0022】(a)例えばP型のSi基板からなる基板1
に、LOCOS法により図示しない窒化シリコンをマス
クとして酸化処理を施し、素子分離膜5を形成する。そ
の後図示しない窒化シリコンを例えば昇温した燐酸など
で溶解する。その後、例えば900℃5minのパイロ
酸化により厚さ5nmの酸化シリコンを形成しゲート絶
縁膜7を形成する。その後、例えばLPCVD法により
リンドープをした多結晶シリコンを堆積してゲート電極
9を形成する。ゲート電極9とゲート絶縁膜7を例えば
ドライエッチングによりパターニングし、その後、ゲー
ト電極9をマスクとして例えばボロンを注入し、その
後、例えば900℃、30分の熱処理に供することによ
って、ドレイン領域3a,ソース領域3bを形成する。
次に、例えばLPCVD法により、SiO2を堆積して
第1の層間絶縁膜11を形成する。層間絶縁膜11にレ
ジストマスクパターンを形成してドライエッチングする
ことでコンタクト窓を形成し、その後、例えばLPCV
D法で、多結晶シリコンを堆積し、例えばCMP法によ
り平坦化することで第1のプラグ配線13a,b,cを形
成する。次に、例えばスパッタ法により、窒化チタンを
20nm堆積した後、例えばスパッタ法により、Ptを
50nm堆積し、例えばスパッタで形成したSiO2
パターニングしたハードマスクにより、Pt/TiNを
例えばArミリングしパターニングして第1の電極14
とパッド部15a,15b、さらに第3の電極16を同
時に形成する。
(A) Substrate 1 made of, for example, a P-type Si substrate
Then, an oxidation process is performed by LOCOS using silicon nitride (not shown) as a mask to form an element isolation film 5. Thereafter, silicon nitride (not shown) is dissolved by, for example, heated phosphoric acid. Thereafter, for example, silicon oxide having a thickness of 5 nm is formed by pyro-oxidation at 900 ° C. for 5 minutes to form the gate insulating film 7. Thereafter, for example, phosphorus-doped polycrystalline silicon is deposited by LPCVD to form the gate electrode 9. The gate electrode 9 and the gate insulating film 7 are patterned by, for example, dry etching, and thereafter, for example, boron is implanted by using the gate electrode 9 as a mask, and then subjected to a heat treatment at, for example, 900 ° C. for 30 minutes, so that the drain region 3 a The region 3b is formed.
Next, a first interlayer insulating film 11 is formed by depositing SiO 2 by, for example, the LPCVD method. A contact window is formed by forming a resist mask pattern on the interlayer insulating film 11 and performing dry etching.
The first plug wirings 13a, 13b and 13c are formed by depositing polycrystalline silicon by the D method and flattening the same by, for example, the CMP method. Next, after depositing 20 nm of titanium nitride by, for example, a sputtering method, depositing 50 nm of Pt by, for example, a sputtering method, and patterning, for example, Ar milling of Pt / TiN with, for example, a hard mask obtained by patterning SiO 2 formed by sputtering. And the first electrode 14
And the pad portions 15a and 15b and the third electrode 16 are simultaneously formed.

【0023】(b)例えばスパッタ法により、基板温度5
50℃、酸素分圧20%、RFパワー100Wの条件で
BITを400nm堆積し、強誘電体薄膜17を形成す
る。
(B) A substrate temperature of 5
BIT is deposited to a thickness of 400 nm under the conditions of 50 ° C., an oxygen partial pressure of 20%, and an RF power of 100 W to form a ferroelectric thin film 17.

【0024】(c)例えばスパッタ法により、Ptを堆積
して、SiO2などのハードマスクを用いArミリング
することでパターニングし、第2の電極19を形成す
る。
(C) Pt is deposited by, for example, a sputtering method and patterned by Ar milling using a hard mask such as SiO 2 to form a second electrode 19.

【0025】(d)例えばTEOSを用いたプラズマCV
Dにより、酸化シリコン膜を堆積した後、例えばCMP
法により、平坦化することで第2の層間絶縁膜21を形
成する。
(D) Plasma CV using TEOS, for example
D, after depositing a silicon oxide film, for example, CMP
The second interlayer insulating film 21 is formed by flattening by a method.

【0026】(e)第2の層間絶縁膜21をドライエッチ
ングしてコンタクト窓22a,b,cを形成する。
(E) The second interlayer insulating film 21 is dry-etched to form contact windows 22a, b, c.

【0027】(f)例えばスパッタ法により、AlSiC
u合金を堆積し、レジストマスクを用いてドライエッチ
ングすることで配線25a,b,cを形成する。
(F) AlSiC, for example, by sputtering
The wirings 25a, 25b and 25c are formed by depositing a u alloy and performing dry etching using a resist mask.

【0028】図6は本発明の実施例である強誘電体ゲー
トトランジスタのMIS部(a)とMFM部(b)の上面図
である。図6(a)において51はゲート領域である。図
6(a)のL,Wはそれぞれゲート長、ゲート幅を示して
いる。また図6(b)のa,bは第1の電極の幅と長さ、
cは第2の電極19と第3の電極16の重なり長さ、d
は第3の電極16の幅を示している。なお、図6(b)
では、強誘電体層17は省略して示しているが、本実施
形態では強誘電体層17の厚さは 400nmとしてい
る。MIS部の容量を決定するのは主にLとWの積で求
まる面積である。本実施形態では、L=0.2μm、W=
1μmとしている。一方、MFM部についてはaとbの
積で計算される面積を有する強誘電体キャパシタとcと
dの積で計算される面積を有する強誘電体キャパシタを
直列接続したものである。本実施形態においては「a×
b=c×d」、すなわち各強誘電体キャパシタの面積が
等しくなるようにしている。
FIG. 6 is a top view of the MIS part (a) and the MFM part (b) of the ferroelectric gate transistor according to the embodiment of the present invention. In FIG. 6A, reference numeral 51 denotes a gate region. L and W in FIG. 6A indicate a gate length and a gate width, respectively. A and b in FIG. 6B are the width and length of the first electrode;
c is the overlap length of the second electrode 19 and the third electrode 16, d
Indicates the width of the third electrode 16. FIG. 6 (b)
In FIG. 1, the ferroelectric layer 17 is omitted, but in the present embodiment, the thickness of the ferroelectric layer 17 is 400 nm. What determines the capacitance of the MIS section is mainly the area determined by the product of L and W. In this embodiment, L = 0.2 μm, W =
It is 1 μm. On the other hand, in the MFM section, a ferroelectric capacitor having an area calculated by the product of a and b and a ferroelectric capacitor having an area calculated by the product of c and d are connected in series. In the present embodiment, “a ×
b = c × d ”, that is, the area of each ferroelectric capacitor is made equal.

【0029】この結果、本実施例の強誘電体キャパシタ
は、面積a×bのキャパシタで膜厚が2倍の800nm
の強誘電体キャパシタと等価の特性を有するキャパシタ
を得ている。
As a result, the ferroelectric capacitor of this embodiment is a capacitor having an area of a × b and a film thickness of 800 nm which is twice as large.
And a capacitor having characteristics equivalent to those of the ferroelectric capacitor.

【0030】なお、以下の文章においては「MIS面積
/MFM面積=(L×W)/(a×b))を単純に「面積
比」もしくは「AR(Area Ratio)」と表記す
るものとする。
In the following text, "MIS area"
/ MFM area = (L × W) / (a × b)) is simply described as “area ratio” or “AR (Area Ratio)”.

【0031】以上の製造方法で製造された構成の強誘電
体ゲートトランジスタの動作について、以下、説明す
る。
The operation of the ferroelectric gate transistor having the structure manufactured by the above manufacturing method will be described below.

【0032】図7は本実施例の強誘電体ゲートトランジ
スタのMFM部の強誘電特性を示すものである。第1の
電極と第3の電極の間に印加する電圧の履歴によって、
分極値はヒステリシスを示す。
FIG. 7 shows the ferroelectric characteristics of the MFM portion of the ferroelectric gate transistor of this embodiment. According to the history of the voltage applied between the first electrode and the third electrode,
The polarization value indicates hysteresis.

【0033】図8はMFMIS型強誘電体ゲートトラン
ジスタの動作原理を示す図である。なお、図8では直列
接続した強誘電体キャパシタは電気的に等価なものとし
て一つの強誘電体キャパシタで示している。図8におい
て61は基板である。62a,bはそれぞれソース領
域、ドレイン領域である。63はゲート絶縁膜である。
64はゲート電極である。65は強誘電体層である。
FIG. 8 is a diagram showing the operation principle of the MFMIS type ferroelectric gate transistor. In FIG. 8, the ferroelectric capacitors connected in series are shown as one ferroelectric capacitor as being electrically equivalent. In FIG. 8, reference numeral 61 denotes a substrate. 62a and 62b are a source region and a drain region, respectively. 63 is a gate insulating film.
64 is a gate electrode. 65 is a ferroelectric layer.

【0034】66は上部電極である。なお、図8のゲー
ト電極64は図1、図2、図3のゲート電極9及び第1
の電極14に対応し、図8の上部電極66は図1、図
2、図3の第3の電極16に対応する。
Reference numeral 66 denotes an upper electrode. It should be noted that the gate electrode 64 in FIG. 8 is the same as the gate electrode 9 in FIGS.
The upper electrode 66 in FIG. 8 corresponds to the third electrode 16 in FIG. 1, FIG. 2, and FIG.

【0035】図8(a)の状態は、上部電極66に正の電
圧を印加して除荷した状態を示している。このとき、ゲ
ート電極64には強誘電体の残留分極により+VFGな
る電位が残留する。この残留電位により電界が生じ、上
部電極を0[V]へ戻しても電界効果型トランジスターは
低抵抗の状態となり、ソース62aとドレイン62b間
に電圧を印加するとドレイン電流Idが検出される(こ
の状態を以下、On状態と表記する)。
FIG. 8A shows a state where a positive voltage is applied to the upper electrode 66 and the upper electrode 66 is unloaded. At this time, the potential + VFG remains in the gate electrode 64 due to the residual polarization of the ferroelectric. An electric field is generated by this residual potential, and the field effect transistor is in a low resistance state even when the upper electrode is returned to 0 [V]. When a voltage is applied between the source 62a and the drain 62b, the drain current Id is detected. The state is hereinafter referred to as an On state).

【0036】一方で、図8(b)の状態は上部電極に負
の電圧を印加して除荷した状態を示しているが、この場
合、ゲート電極64には−VFGの負電位が残留する。
この残留電位により、上部電極を0[V]へ戻しても電界
効果型トランジスターは高抵抗の状態となり、ソース・
ドレイン間に電圧を印加してもドレイン電流Idは極め
て微小な値となる(この状態を以下、Off状態と表記
する)。
On the other hand, FIG. 8B shows a state in which a negative voltage is applied to the upper electrode and the load is unloaded. In this case, the negative potential of -VFG remains on the gate electrode 64. .
Due to this residual potential, even if the upper electrode is returned to 0 [V], the field-effect transistor becomes in a high resistance state,
Even if a voltage is applied between the drains, the drain current Id becomes an extremely small value (this state is hereinafter referred to as an Off state).

【0037】このような原理に基づき、上部電極66に
印加する電圧をスイープすると、ドレイン電流Idは図
9に示すような左回りのヒステリシスを描く。例えば上
部電極66の電位を0[V]としてIdを検出すること
で、書きこまれた"1","0"の情報を読み出すことが可
能である。
When the voltage applied to the upper electrode 66 is swept based on such a principle, the drain current Id draws a counterclockwise hysteresis as shown in FIG. For example, by detecting Id with the potential of the upper electrode 66 being 0 [V], it is possible to read the written information of “1” and “0”.

【0038】しかしながら、このような動作を安定化す
るためにはMFM部への電圧分配を大きくする必要があ
る。これは、強誘電体の実効的な比誘電率が非常に大き
いことに起因して、MIS部に対してMFM部のキャパ
シタンスの方が大きくなるため、電圧がMIS部に多く
分配されるためである。
However, in order to stabilize such an operation, it is necessary to increase the voltage distribution to the MFM unit. This is because the capacitance of the MFM section is larger than that of the MIS section due to the fact that the effective relative permittivity of the ferroelectric substance is very large, so that a large amount of voltage is distributed to the MIS section. is there.

【0039】図10にAR=2、4の場合について強誘
電体の膜厚を変化させたMFMIS型強誘電体ゲートト
ランジスタについて、上部電極に10[V]を印加した際
に、ゲート絶縁層7に印加される電界強度を示してい
る。図10から、ARを大きくすることでゲート絶縁層
電界強度は大きく低減されることが理解される。本実施
形態ではゲート絶縁層にSiO2を用いており、SiO2
の絶縁破壊強度が約8MV/cmであるため、本実施形
態の構成ではAR=1ではゲート絶縁膜に過大な電界が
印加してしまい、適正な動作が得られないことが理解さ
れる。
FIG. 10 shows the MFMIS type ferroelectric gate transistor in which the thickness of the ferroelectric material is changed in the case of AR = 2, 4 when the gate insulating layer 7 is applied when 10 [V] is applied to the upper electrode. 5 shows the electric field intensity applied to. From FIG. 10, it is understood that the electric field strength of the gate insulating layer is greatly reduced by increasing the AR. It uses a SiO 2 gate insulating layer in this embodiment, SiO 2
Is about 8 MV / cm, an excessive electric field is applied to the gate insulating film when AR = 1 in the configuration of the present embodiment, so that proper operation cannot be obtained.

【0040】図11は同様にして図8(a)に示したON
状態、すなわち上部電極に10[V]印加後に0[V]へ戻
した場合において、ソース・ドレイン間に1Vを印加し
たときのドレイン電流Idを示している。この図からも
ARを大きくするほど、Idが飛躍的に大きくなり、M
FMISとしての動作特性が向上することが理解され
る。
FIG. 11 shows the ON state shown in FIG.
In the state, that is, when the voltage is returned to 0 [V] after applying 10 [V] to the upper electrode, the drain current Id when 1 V is applied between the source and the drain is shown. As can be seen from this figure, as the AR is increased, Id is significantly increased.
It is understood that the operation characteristics of the FMIS are improved.

【0041】しかしながら、本発明者らは、面積比AR
を変化させるだけでは強誘電体ゲートトランジスタの動
作特性向上には限界があることを発見した。
However, the present inventors have determined that the area ratio AR
It has been found that there is a limit to improving the operating characteristics of a ferroelectric gate transistor by simply changing the value of.

【0042】図12は図8(a)の状態に相当する強誘電
体ゲートトランジスタがOnの状態を示したものであ
る。書きこまれた情報を保持する際、上部電極をある電
位で規定しておく必要がある。例えば本実施形態では接
地して情報を保持している。このとき、フローティング
電極には+VFGの電位があるため、強誘電体層には図
12に示す強誘電体の分極を打ち消す方向の電界(以
下、減分極電界と表記)が生じることとなる。この減分
極電界は、強誘電体層の分極を劣化させる(反転させ
る)方向に発生するため、この減分極電界が大きいと、
保持した記憶情報が長期記憶できない、すなわちリテン
ション特性が悪くなってしまうという致命的な課題を有
している。
FIG. 12 shows a state where the ferroelectric gate transistor corresponding to the state of FIG. When holding written information, the upper electrode needs to be defined at a certain potential. For example, in the present embodiment, information is held by grounding. At this time, since the floating electrode has a potential of + VFG, an electric field (hereinafter, referred to as a depolarization electric field) in the direction of canceling the polarization of the ferroelectric shown in FIG. 12 is generated in the ferroelectric layer. Since this depolarizing electric field is generated in a direction in which the polarization of the ferroelectric layer is deteriorated (reversed), if the depolarizing electric field is large,
There is a fatal problem that the stored information cannot be stored for a long time, that is, the retention characteristics deteriorate.

【0043】図13には、AR=2、4の場合について
強誘電体の膜厚を変化させたMFMIS型強誘電体ゲー
トトランジスタに対する各減分極電界強度を示してい
る。本実施の形態の強誘電体層材料はBITを用いてい
るが、この材料の抗電界は50[kV/cm]程度であ
る。一般に、強誘電体材料は抗電界以上の電界が印加さ
れると積極的に分極が反転する。このため減分極電界は
抗電界に対して十分小さいことが望ましい。
FIG. 13 shows the respective depolarization electric field intensities for the MFMIS type ferroelectric gate transistor in which the thickness of the ferroelectric is changed when AR = 2 and 4. Although the BIT is used as the ferroelectric layer material of the present embodiment, the coercive electric field of this material is about 50 [kV / cm]. Generally, the polarization of a ferroelectric material is positively inverted when an electric field higher than the coercive electric field is applied. Therefore, it is desirable that the depolarizing electric field is sufficiently small with respect to the coercive electric field.

【0044】本発明者らによるリテンション特性の解析
の結果、少なくとも減分極電界が抗電界の50%を超え
ると、保持特性の著しい劣化が見られた。また、数日間
の記憶保持のためには、少なくとも減分極電界は抗電界
の30%以下が望ましかった。
As a result of the analysis of the retention characteristics by the present inventors, remarkable deterioration of the retention characteristics was observed when at least the depolarizing electric field exceeded 50% of the coercive electric field. In order to maintain the memory for several days, it is desirable that the depolarizing electric field is at least 30% or less of the coercive electric field.

【0045】しかしながら、図13から、ARを大きく
するとむしろ減分極電界は大きくなる傾向を示してい
る。ところが、強誘電体膜厚を厚くすると、減分極電界
は著しく改善されることを本発明者らは発見した。ま
た、このような減分極電界の抑制は、特に強誘電体膜厚
が400nm以上の場合に有効であった。
However, FIG. 13 shows that increasing AR increases the depolarizing electric field. However, the present inventors have found that increasing the ferroelectric film thickness significantly improves the depolarization electric field. Such suppression of the depolarizing electric field was particularly effective when the ferroelectric film thickness was 400 nm or more.

【0046】特に強誘電体膜厚が800nmでは、極め
て良好な記憶保持特性を有する強誘電体ゲートトランジ
スタを実現できることも同時に発見した。
It has also been found that a ferroelectric gate transistor having extremely good memory retention characteristics can be realized particularly when the ferroelectric film thickness is 800 nm.

【0047】しかしながら、現状の半導体プロセスを鑑
みるとき、強誘電体膜厚が厚くなると膜形成のためのプ
ロセスコストは非常に高いものとなる。また、膜厚が厚
いほど微細加工には不向きであり、例えば、図4(e)に
示したコンタクト窓22a,b,cの形成はアスペクト比
が大きくなり、微細化が難しくなる。さらに将来の半導
体製造プロセスの流れを考えると、例えば、層間絶縁膜
などは低誘電率材料などの導入により薄膜化を目指して
いるという方向性に逆行することとなる。更には、厚い
強誘電体層をパターニングした際に生じる段差により、
その上方に形成する配線の導通に支障を来す恐れがあ
る。このような段差については、現在でも厚い層間絶縁
膜を形成し、CMPなどにより平坦化することで回避さ
れているが、強誘電体層が極端に厚い場合、それを上回
る厚さの層間絶縁膜が必要となり、コンタクト窓のアス
ペクト比は一層大きなものとなり、製造は非常に困難な
ものとなる。例えば、強誘電体の膜厚が800nmの場
合、層間絶縁膜の厚さはそれ以上となるため、強誘電体
膜と層間絶縁膜の2層の膜厚は2μm近くになり、これ
らを貫通するコンタクト窓のサイズが例えば0.2μm
程度の場合でも、アスペクト比は10以上となり極めて
製造が困難となる。
However, in view of the current semiconductor process, as the ferroelectric film thickness increases, the process cost for forming the film becomes extremely high. The thicker the film thickness, the more unsuitable for fine processing. For example, the formation of the contact windows 22a, b, and c shown in FIG. Further, considering the flow of the semiconductor manufacturing process in the future, for example, the direction in which an interlayer insulating film or the like is aimed at thinning by introducing a low dielectric constant material or the like will go against the direction of aiming at thinning. Furthermore, due to the steps that occur when patterning a thick ferroelectric layer,
There is a fear that the conduction of the wiring formed thereabove is hindered. Such a step is still avoided by forming a thick interlayer insulating film and flattening it by CMP or the like. However, when the ferroelectric layer is extremely thick, an interlayer insulating film having a thickness larger than that is used. Is required, and the aspect ratio of the contact window becomes larger, which makes the fabrication very difficult. For example, when the thickness of the ferroelectric film is 800 nm, the thickness of the interlayer insulating film becomes greater than that of the ferroelectric film. The size of the contact window is, for example, 0.2 μm
Even in this case, the aspect ratio becomes 10 or more, which makes the production extremely difficult.

【0048】そこで、本実施例の強誘電体ゲートトラン
ジスタは、MFM部を直列接続する構造となっているた
め、プロセス上の強誘電体形成膜厚を薄く設定すること
を目的としている。すなわち、目的とする強誘電体の膜
厚をtとするとき、実際的な強誘電体の膜厚tFは、直
列接続した強誘電体キャパシタの数をnとする場合、次
式で計算される膜厚で、等価の動作を得られるものであ
る。
Therefore, since the ferroelectric gate transistor of this embodiment has a structure in which the MFM portions are connected in series, the object is to set the ferroelectric formed film thickness in the process to be small. That is, when the target ferroelectric film thickness is t, the actual ferroelectric film thickness tF is calculated by the following equation when the number of ferroelectric capacitors connected in series is n. An equivalent operation can be obtained with the film thickness.

【0049】tF=t/n このため、例えばn=2の場合、膜厚は半分の400m
nで同等の効果が得られることとなる。このため、膜形
成のためのプロセスコストを抑制できる。コンタクト窓
などの加工にも有利である。
TF = t / n Therefore, for example, when n = 2, the film thickness is reduced by half to 400 m.
The same effect can be obtained with n. For this reason, the process cost for film formation can be suppressed. It is also advantageous for processing contact windows.

【0050】以上をまとめると、ゲート電極に不揮発情
報として記憶される電位をVFG[V]、直列接続した強
誘電体キャパシタの数をn、強誘電体層の材料の抗電界
をEc[V/m]とするとき、強誘電体層の膜厚tF[m]
が、 tF≧(VFG)/(0.5・n・Ec) を満たす膜厚とすることで、強誘電体ゲートトランジス
タの記憶保持が実現可能であった。さらに tF≧(VFG)/(0.3・n・Ec) とすることで、数日間の記憶保持が実現された。
In summary, the potential stored as nonvolatile information in the gate electrode is VFG [V], the number of ferroelectric capacitors connected in series is n, and the coercive electric field of the material of the ferroelectric layer is Ec [V / m], the thickness tF [m] of the ferroelectric layer
However, by setting the film thickness to satisfy tF ≧ (VFG) / (0.5 · n · Ec), it was possible to realize the memory retention of the ferroelectric gate transistor. Further, by setting tF ≧ (VFG) / (0.3 · n · Ec), memory retention for several days was realized.

【0051】また、情報の検出対象であるドレイン電流
Idについては、実際のセンシングの感度の観点から、
ある程度の値が必要となる。図14にはOn時にゲート
電極に不揮発情報として記憶される正の電位VFGの時
のIdと、Off時に記憶される負の電位−VFGの際
のIdの比を示している。この検討の結果、このような
Idの変化を情報として検出しうる変化量として、On
/Off比でIdが100倍変化すると、Idの変化と
して安定して検出が可能であった。すなわち、VFGが
0.12[V]以上となるようにMIS部とMFM部の容
量のバランスを設定する必要があった。本実施形態にお
いては、VFGの値は約1V程度になるようにしてい
る。このため、図9に示すように高いOn/Off比が
得られている。これは本実施の形態の強誘電体ゲートト
ランジスタについては高速動作を実現するためにOn時
の抵抗を小さくしているためである。
The drain current Id from which information is to be detected is determined from the viewpoint of actual sensing sensitivity.
Some value is needed. FIG. 14 shows the ratio of Id at the time of the positive potential VFG stored in the gate electrode as nonvolatile information at the time of On to Id at the time of the negative potential −VFG stored at the time of Off. As a result of this examination, such a change in Id is defined as On
When Id changed by a factor of 100 at the / Off ratio, stable detection was possible as a change in Id. That is, it is necessary to set the balance between the capacities of the MIS section and the MFM section so that VFG becomes 0.12 [V] or more. In the present embodiment, the value of VFG is set to about 1V. Therefore, a high On / Off ratio is obtained as shown in FIG. This is because the on-state resistance of the ferroelectric gate transistor of the present embodiment is reduced in order to realize a high-speed operation.

【0052】なお、強誘電体キャパシタを直列接続する
場合、1つの強誘電体ゲートトランジスタの占有面積が
大きくなることが懸念されるが、先の有効な面積比のデ
ータからも理解されるように、MFM部の面積はMIS
部の面積の数分の1となるので、直列接続しても電界効
果型トランジスタの占有面積より小さくなる。すなわ
ち、本実施例の強誘電体ゲートトランジスタは従来の強
誘電体ゲートトランジスタに対して、面積的にも不利な
ものではない。特に電界効果型トランジスタのゲート幅
方向(図1のx方向)にキャパシタを並列することで、
セル占有面積において面積ペナルティは全く発生しなか
った。
When the ferroelectric capacitors are connected in series, there is a concern that the area occupied by one ferroelectric gate transistor will increase. However, as can be understood from the effective area ratio data described above. , MFM area is MIS
Since the area is a fraction of the area of the part, the area occupied by the field-effect transistor becomes smaller even when connected in series. That is, the ferroelectric gate transistor of this embodiment is not disadvantageous in area as compared with the conventional ferroelectric gate transistor. In particular, by arranging capacitors in the gate width direction (x direction in FIG. 1) of the field effect transistor,
No area penalty occurred in the cell occupied area.

【0053】以上、本実施例の強誘電体ゲートトランジ
スタは、MFMIS型強誘電体ゲートトランジスタにお
いて、MFM部を直列接続した構造とし、且つ直列接続
した強誘電体キャパシタの強誘電体層を同一層としてこ
れらを同一面内に形成することで、製造プロセスの工程
数をほとんど増やすことなく、厚い強誘電体層を有する
MFMIS型強誘電体ゲートトランジスタと等価の特性
を得ることができるものである。このような強誘電体ゲ
ートトランジスタは、減分極電界を小さく抑制できるこ
とから、書きこまれた情報を長期間保持することが可能
であり、不揮発半導体メモリーや、また不揮発スイッチ
としての応用からFPGA(FieldProgram
mable Gate Aray)素子への応用、さらに
は再構築可能な論理素子など、その用途は幅広く、半導
体産業に寄与すること大なるものである。
As described above, the ferroelectric gate transistor of this embodiment has a structure in which the MFM portions are connected in series in the MFMIS type ferroelectric gate transistor, and the ferroelectric layers of the ferroelectric capacitors connected in series are the same layer. By forming these in the same plane, it is possible to obtain characteristics equivalent to an MFMIS type ferroelectric gate transistor having a thick ferroelectric layer without increasing the number of steps in the manufacturing process. Since such a ferroelectric gate transistor can suppress the depolarization electric field to a small level, it can hold written information for a long period of time, and can be used as a non-volatile semiconductor memory or a non-volatile switch for an FPGA (Field Program).
The application to a wide range of applications, such as application to a movable gate array (MAT) device and a reconfigurable logic device, is wide and greatly contributes to the semiconductor industry.

【0054】なお、本実施形態においては、強誘電体材
料としてチタン酸ビスマスについて説明したが、強誘電
体材料によって本発明は制限されるものではなく、例え
ば、タンタル酸ストロンチウム・ビスマスやチタン酸ジ
ルコン酸鉛、チタン酸鉛・ランタンといった強誘電体材
料でも同様の効果が得られるものである。
In this embodiment, bismuth titanate has been described as a ferroelectric material. However, the present invention is not limited by ferroelectric materials. For example, strontium bismuth tantalate or zircon titanate may be used. Similar effects can be obtained with ferroelectric materials such as lead oxide, lead titanate and lanthanum.

【0055】同様に、電界効果型トランジスタについて
は、ゲート絶縁膜がSiO2のMOSトランジスタとし
て説明を行ったが、ゲート絶縁膜は他の誘電体材料であ
ってもよい。
Similarly, the field effect transistor has been described as a MOS transistor having a gate insulating film of SiO 2 , but the gate insulating film may be made of another dielectric material.

【0056】また、本実施形態においては、いわゆるN
チャンネル型のトランジスタの場合について説明した
が、Pチャンネル型トランジスタの場合であっても、本
発明が同様に有効であることは言うまでもない。
In this embodiment, the so-called N
Although the case of the channel type transistor has been described, it goes without saying that the present invention is similarly effective in the case of a P-channel type transistor.

【0057】なお、本実施形態1では、2つの等しい面
積の強誘電体キャパシタを有する強誘電体ゲートトラン
ジスタについて説明を行ったが、これらの面積が等しく
ない場合でもほぼ同様の効果が得られることは自明であ
る。しかしながら、容量の異なる強誘電体キャパシタを
直列接続するとそれぞれに配分される電圧が変化するた
め、例えば耐圧や分極状態にバラツキが生じてしまうた
め、素子の寿命や動作安定性の観点から、強誘電体キャ
パシタの面積は等しい方が望ましかった。
In the first embodiment, a ferroelectric gate transistor having two ferroelectric capacitors having the same area has been described. However, almost the same effect can be obtained even when these areas are not equal. Is self-evident. However, if ferroelectric capacitors having different capacities are connected in series, the voltage distributed to each of them changes, and for example, variations occur in the breakdown voltage and polarization state. It was desirable that the area of the body capacitors be equal.

【0058】また、本実施形態1では、特に強誘電体キ
ャパシタを2つ接続した構造について説明したが、これ
が3つ以上の場合でも同様の効果が得られることは言う
までもない。
In the first embodiment, the structure in which two ferroelectric capacitors are particularly connected has been described. However, it goes without saying that the same effect can be obtained when three or more ferroelectric capacitors are used.

【0059】(実施の形態2)以下、本発明の第2の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。
Embodiment 2 Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0060】図15は実施形態2の強誘電体ゲートトラ
ンジスタの上面図(a)及びC-C'断面図(b)である。な
お、図15において図1、図2、図3と同一物には同一
番号を附記し説明を省略する。
FIG. 15 is a top view (a) of the ferroelectric gate transistor according to the second embodiment and a sectional view (b) taken along the line CC ′. 15, the same elements as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0061】図15において71はゲート電極である。
本実施形態2においてゲート電極71は、実施形態1の
図3におけるゲート電極9とプラグ配線13aと第1の
電極14を合わせた機能を有する。72は配線である。
配線72は同じく実施形態1の図3における第3の電極
16と配線25aの機能を合わせた機能を有する。な
お、配線72は例えば図示しないワードラインに接続さ
れている。73は強誘電体層である。74は中間電極で
ある。中間電極74は実施の形態1の図3の第2の電極
19と同等の機能を備える。
In FIG. 15, reference numeral 71 denotes a gate electrode.
In the second embodiment, the gate electrode 71 has the function of combining the gate electrode 9, the plug wiring 13a, and the first electrode 14 in FIG. 3 of the first embodiment. 72 is a wiring.
The wiring 72 has the same function as the third electrode 16 and the wiring 25a in FIG. 3 of the first embodiment. The wiring 72 is connected to, for example, a word line (not shown). 73 is a ferroelectric layer. 74 is an intermediate electrode. The intermediate electrode 74 has a function equivalent to that of the second electrode 19 in FIG.

【0062】本実施形態2の強誘電体ゲートトランジス
タは電界効果型トランジスタのゲート電極を素子分離膜
5上へ延長した構造を有する。延長したゲート電極と中
間電極74の上面から見た場合の重なり部が第1の強誘
電体キャパシタとして機能し、同じく中間電極74と配
線72の重なり部が第2の強誘電体キャパシタとして機
能する。
The ferroelectric gate transistor according to the second embodiment has a structure in which the gate electrode of the field effect transistor is extended on the element isolation film 5. The overlapping portion of the extended gate electrode and the intermediate electrode 74 as viewed from the upper surface functions as a first ferroelectric capacitor, and the overlapping portion of the intermediate electrode 74 and the wiring 72 also functions as a second ferroelectric capacitor. .

【0063】実施形態2は、ゲート電極71へ接続する
配線及びそのためのコンタクト窓がないことが特徴であ
る。一般に、LSIにおいてはコンタクト窓の占有面積
は比較的大きなものとなる。これは最小加工寸法にマス
ク合わせのズレ・マージンを足すためである。しかしな
がら、本実施形態2の強誘電体ゲートトランジスタにお
いては、ゲート電極9へのコンタクト窓がない構造とし
ているため、結果としてトランジスタのセルの占有面積
をさらに小さくすることが可能であり、高集積の強誘電
体ゲートトランジスタメモリーデバイスを実現できるも
のである。
The second embodiment is characterized in that there is no wiring connected to the gate electrode 71 and no contact window therefor. In general, the area occupied by the contact window in an LSI is relatively large. This is to add a deviation margin for mask alignment to the minimum processing size. However, the ferroelectric gate transistor according to the second embodiment has a structure in which there is no contact window to the gate electrode 9, so that the area occupied by the cell of the transistor can be further reduced. A ferroelectric gate transistor memory device can be realized.

【0064】次に図16を用いて実施形態2の強誘電体
ゲートトランジスタの製造工程について説明する。なお
図16において図15と同一物には同一番号を附記し説
明を省略する。
Next, a manufacturing process of the ferroelectric gate transistor according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 16, the same components as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0065】(a)実施形態1と同様の製造方法で、素子
分離膜5及びゲート絶縁膜7を形成する。
(A) The device isolation film 5 and the gate insulating film 7 are formed by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0066】(b)例えばLPCVD法により、リンドー
プをした多結晶シリコンを堆積し、次に、例えばスパッ
タ法により、窒化チタンを20nm堆積した後、例えば
スパッタ法により、Ptを50nm堆積し、さらに例え
ばスパッタで形成した、SiO2をパターニングしたハ
ードマスクにより、Pt/TiN/多結晶シリコンを例え
ばArミリング法により、パターニングしてゲート電極
71及び配線72を形成する。その後、図示しないSi
2ハードマスクをさらに注入用マスクとして例えばボ
ロンを注入し、その後、例えば900℃、30分の熱処
理に供することによって、図示しないソース・ドレイン
領域を活性化する。最後に例えばバッファードフッ酸に
より、図示しないSiO2ハードマスクを除去する。
(B) Phosphorus-doped polycrystalline silicon is deposited, for example, by LPCVD, then titanium nitride is deposited to a thickness of 20 nm, for example, by sputtering, and then Pt is deposited to a thickness of 50 nm, for example, by sputtering. The gate electrode 71 and the wiring 72 are formed by patterning Pt / TiN / polycrystalline silicon by, for example, an Ar milling method using a hard mask formed by patterning SiO 2 by sputtering. Thereafter, a Si (not shown)
Using an O 2 hard mask as an implantation mask, for example, boron is implanted, and then a heat treatment is performed at, for example, 900 ° C. for 30 minutes to activate a source / drain region (not shown). Finally, the SiO 2 hard mask (not shown) is removed by, for example, buffered hydrofluoric acid.

【0067】(c)例えばスパッタ法により、基板温度5
50℃、酸素分圧20%、RFパワー100Wの条件で
BITを400nm堆積し、強誘電体薄膜73を形成す
る。
(C) The substrate temperature 5
BIT is deposited to a thickness of 400 nm under the conditions of 50 ° C., an oxygen partial pressure of 20%, and an RF power of 100 W to form a ferroelectric thin film 73.

【0068】(d)例えばスパッタ法により、Ptを堆積
して、SiO2などのハードマスクを用いArミリング
することでパターニングし、中間電極74を形成する。
なお、このとき、図示しないソース領域、ドレイン領域
への配線も同時に形成されている。
(D) Pt is deposited by, for example, a sputtering method, and is patterned by Ar milling using a hard mask such as SiO 2 to form an intermediate electrode 74.
At this time, wiring to a source region and a drain region (not shown) is also formed at the same time.

【0069】なお、この後、保護層の形成などがある
が、以下は割愛する。
After this, there is a formation of a protective layer and the like, but the following is omitted.

【0070】このように製造した強誘電体ゲートトラン
ジスタは、先に説明したセル面積の縮小というメリット
以外にも、製造方法の説明で理解されるように、配線の
レイヤー数を実施形態1よりも少ない「2層」にするこ
とが可能である。このため、プロセスコストの抑制が実
現される。
In the ferroelectric gate transistor manufactured in this manner, in addition to the advantage of the reduction of the cell area described above, as understood from the description of the manufacturing method, the number of wiring layers is made smaller than in the first embodiment. It is possible to reduce the number of “two layers”. For this reason, suppression of the process cost is realized.

【0071】以上、実施形態2の強誘電体ゲートトラン
ジスタは、極めて高集積で、且つさらにプロセスコスト
を抑制した、実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタ
と同等の機能を有する強誘電体ゲートトランジスタを提
供するものである。
As described above, the ferroelectric gate transistor of the second embodiment has a very high integration and further reduces the process cost, and has the same function as the ferroelectric gate transistor of the first embodiment. To provide.

【0072】(実施の形態3)実施形態1及び実施形態
2においては、図3の第2の電極19や図15の中間電
極74はいずれも強誘電体膜より上方に配置していた
が、本実施形態3の強誘電体ゲートトランジスタは、こ
れらが逆転した構造を有する。
(Embodiment 3) In Embodiments 1 and 2, both the second electrode 19 in FIG. 3 and the intermediate electrode 74 in FIG. 15 are arranged above the ferroelectric film. The ferroelectric gate transistor according to the third embodiment has a structure in which these are reversed.

【0073】実施形態3は実施形態2の強誘電体ゲート
トランジスタと同等の機能を有する強誘電体ゲートトラ
ンジスタで、異なる構造を提供するものである。
Embodiment 3 is a ferroelectric gate transistor having the same function as the ferroelectric gate transistor of Embodiment 2, and provides a different structure.

【0074】図17には実施形態3の強誘電体ゲートト
ランジスタの上面図(a)及びD-D'断面図(b)である。
なお、図17において図15と同一物には同一番号を附
記し説明を省略する。
FIG. 17 is a top view (a) and a DD ′ cross-sectional view (b) of the ferroelectric gate transistor according to the third embodiment.
In FIG. 17, the same components as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0075】図17において81はゲート電極である。
82は配線であり、例えば図示しないワードラインに接
続されている。83は強誘電体層である。84は中間電
極である。88は第1の電極である。
In FIG. 17, reference numeral 81 denotes a gate electrode.
A wiring 82 is connected to, for example, a word line (not shown). 83 is a ferroelectric layer. 84 is an intermediate electrode. 88 is a first electrode.

【0076】図17(b)から理解されるように、本実
施形態3の強誘電体ゲートトランジスタは、電界効果型
トランジスタのゲート電極に強誘電体キャパシタを2つ
直列接続している点について、実施形態1、実施形態2
の強誘電体ゲートトランジスタと同様の機能を有する
が、構造が異なる。すなわち、素子分離膜5上に中間電
極84が形成され、その上に、強誘電体層83が形成さ
れ、配線82及び第1の電極88は、さらにその上に形
成されている。
As can be understood from FIG. 17B, the ferroelectric gate transistor according to the third embodiment differs from the ferroelectric gate transistor in that two ferroelectric capacitors are connected in series to the gate electrode of the field effect transistor. Embodiment 1, Embodiment 2
Has the same function as the ferroelectric gate transistor, but has a different structure. That is, the intermediate electrode 84 is formed on the element isolation film 5, the ferroelectric layer 83 is formed thereon, and the wiring 82 and the first electrode 88 are further formed thereon.

【0077】以下、図18を用いて、本実施形態3の強
誘電体ゲートトランジスタの製造方法について説明す
る。なお、図18において図17と同一物には同一番号
を附記し説明を省略する。
Hereinafter, a method of manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 18, the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0078】(a)実施形態2と同様の製造方法で、素子
分離膜5及びゲート絶縁膜7を形成する。
(A) The device isolation film 5 and the gate insulating film 7 are formed by the same manufacturing method as in the second embodiment.

【0079】(b)例えばLPCVD法により、リンドー
プをした多結晶シリコンを堆積し、次に、例えばスパッ
タ法により、窒化チタンを20nm堆積した後、例えば
スパッタ法により、Ptを50nm堆積し、さらに例え
ばスパッタで形成した、SiO2をパターニングした図
示しないハードマスクにより、Pt/TiN/多結晶シリ
コンを、例えばArミリング法により、パターニングし
てゲート電極81及び中間電極84を形成する。その
後、図示しないSiO2ハードマスクを、さらに注入用
マスクとして例えばボロンを注入し、その後、例えば9
00℃、30分の熱処理に供することによって、図示し
ないソース・ドレイン領域を活性化する。最後に、例え
ばバッファードフッ酸により、図示しないSiO2ハー
ドマスクを除去する。
(B) Phosphorus-doped polycrystalline silicon is deposited by, eg, LPCVD, and then titanium nitride is deposited to a thickness of 20 nm by, eg, sputtering, and then Pt is deposited to a thickness of 50 nm, eg, by sputtering. The gate electrode 81 and the intermediate electrode 84 are formed by patterning Pt / TiN / polycrystalline silicon by, for example, an Ar milling method using a hard mask (not shown) formed by sputtering and patterning SiO 2 . Thereafter, a not-shown SiO 2 hard mask is further implanted as, for example, boron as an implantation mask.
By performing a heat treatment at 00 ° C. for 30 minutes, a source / drain region (not shown) is activated. Finally, the SiO 2 hard mask (not shown) is removed by, for example, buffered hydrofluoric acid.

【0080】(c)例えばスパッタ法により、基板温度5
50℃、酸素分圧20%、RFパワー100Wの条件で
BITを400nm堆積し、強誘電体薄膜73を形成
し、例えばArミリング法などにより、パターニングす
る。
(C) A substrate temperature of 5
BIT is deposited to a thickness of 400 nm under the conditions of 50 ° C., an oxygen partial pressure of 20%, and an RF power of 100 W to form a ferroelectric thin film 73, which is patterned by, for example, Ar milling.

【0081】(d)例えばスパッタ法により、AlSiC
u合金を堆積して、例えば塩素系のガスによりドライエ
ッチングして、パターニングし、第1の電極88を形成
するとともに、配線82を形成する。なお、このとき、
図示しないソース領域、ドレイン領域への配線も同時に
形成されている。
(D) AlSiC, for example, by sputtering
A u-alloy is deposited and dry-etched with, for example, a chlorine-based gas, and is patterned to form a first electrode 88 and a wiring 82. At this time,
Wirings to a source region and a drain region (not shown) are also formed at the same time.

【0082】さらに、この後、保護層の形成などの工程
が続くが、以下は割愛する。
Further, after this, steps such as formation of a protective layer continue, but the following is omitted.

【0083】このように製造した本実施形態3の強誘電
体ゲートトランジスタは、配線82が上層側にあるた
め、ワードラインなどとの接続がしやすいという利点を
有する。
The ferroelectric gate transistor according to the third embodiment manufactured as described above has an advantage that it is easy to connect to a word line or the like since the wiring 82 is on the upper layer side.

【0084】(実施の形態4)以下、本発明の第4の実
施形態について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 4) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0085】図19は実施形態4の強誘電体ゲートトラ
ンジスタの上面図である。なお、図19において図15
と同一物には同一番号を附記し説明を省略する。
FIG. 19 is a top view of the ferroelectric gate transistor according to the fourth embodiment. Note that FIG.
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0086】図19において91はゲート電極である。
例えば図示しないワードラインに接続されている。94
は中間電極である。また図に示すw1は配線72の幅
を、w2はゲート電極91の配線72との並行部の幅を
示している。またδは、ステッパーなどでアライメント
を行う際のズレ量を示している。
In FIG. 19, reference numeral 91 denotes a gate electrode.
For example, it is connected to a word line (not shown). 94
Is an intermediate electrode. In the drawing, w1 indicates the width of the wiring 72, and w2 indicates the width of a portion of the gate electrode 91 parallel to the wiring 72. Further, δ indicates a shift amount when performing alignment with a stepper or the like.

【0087】本実施形態4の強誘電体ゲートトランジス
タは実施形態2の強誘電体ゲートトランジスタと、直列
の強誘電体キャパシタの構成が異なるため、以下、主に
その特徴点について説明する。
The ferroelectric gate transistor of the fourth embodiment is different from the ferroelectric gate transistor of the second embodiment in the configuration of the series ferroelectric capacitor. Therefore, the features of the ferroelectric gate transistor will be mainly described below.

【0088】図19に示すように、本実施形態4の強誘
電体ゲートトランジスタのゲート電極91は、配線72
と並行な部分を設けている。このとき更に、w1とw2
の値を、本実施形態4では等しくなるように製造してい
る。このようなレイアウトとする効果について以下説明
する。
As shown in FIG. 19, the gate electrode 91 of the ferroelectric gate transistor according to the fourth embodiment is
Is provided in parallel with. At this time, w1 and w2
Are manufactured to be equal in the fourth embodiment. The effect of such a layout will be described below.

【0089】本実施形態においては、中間電極94のサ
イズ及び位置を図に示すようなアライメントズレ量δを
含む大きさとし、位置を決定している。このため、中間
電極94がずれても、ゲート電極91と中間電極94の
重なり部分の面積は変化しない。また、同様に中間電極
94と配線72の重なり部分の面積も変化しない。この
ため、マスク合わせの際にズレが生じても、安定して同
じ容量の2つの強誘電体キャパシタを形成できるもので
ある。
In the present embodiment, the size and position of the intermediate electrode 94 are determined to include the misalignment amount δ as shown in FIG. Therefore, even if the intermediate electrode 94 is displaced, the area of the overlapping portion between the gate electrode 91 and the intermediate electrode 94 does not change. Similarly, the area of the overlapping portion between the intermediate electrode 94 and the wiring 72 does not change. Therefore, even if a deviation occurs during mask alignment, two ferroelectric capacitors having the same capacitance can be formed stably.

【0090】なお、本実施形態4では、ゲート電極91
を途中で折り曲げるレイアウトとしているが、これが直
線になるように他の配線のレイアウトを変更してもよ
い。
In the fourth embodiment, the gate electrode 91
Is bent in the middle, but the layout of other wirings may be changed so that this becomes a straight line.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の強誘電体ゲートト
ランジスタの上面図
FIG. 1 is a top view of a ferroelectric gate transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
A−A’断面図
FIG. 2 is an AA ′ cross-sectional view of the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment.

【図3】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
B−B’断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment, taken along line BB ';

【図4】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
製造方法説明図(上面図)
FIG. 4 is an explanatory view (top view) of a method for manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment.

【図5】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
製造方法説明図(B−B’断面図)
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment (cross-sectional view taken along line BB ′).

【図6】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
上面図
FIG. 6 is a top view of the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment.

【図7】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
MFM部の強誘電特性説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of ferroelectric characteristics of an MFM portion of the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment.

【図8】同実施形態1の強誘電体ゲートトランジスタの
動作原理説明図
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation principle of the ferroelectric gate transistor according to the first embodiment.

【図9】同実施形態1における動作説明図FIG. 9 is an operation explanatory diagram in the first embodiment.

【図10】同実施形態1におけるゲート絶縁層印加電界
強度説明図
FIG. 10 is an explanatory view of an electric field intensity applied to a gate insulating layer in the first embodiment.

【図11】同実施形態1におけるドレイン電流説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of a drain current according to the first embodiment.

【図12】同実施形態1における減分極電界発生原理説
明図
FIG. 12 is a diagram illustrating the principle of generating a depolarized electric field in the first embodiment.

【図13】同実施の形態1における減分極電界説明図FIG. 13 is an explanatory view of a depolarization electric field in the first embodiment.

【図14】同実施の形態1におけるドレイン電流のOn
/Off比説明図
FIG. 14 shows the drain current On in the first embodiment.
/ Off ratio illustration

【図15】本発明の第2の実施の形態の強誘電体ゲート
トランジスタを示す図
FIG. 15 is a diagram showing a ferroelectric gate transistor according to a second embodiment of the present invention;

【図16】同実施形態2の強誘電体ゲートトランジスタ
の製造方法説明図
FIG. 16 is a view illustrating a method of manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the second embodiment.

【図17】本発明の第3の実施の形態の強誘電体ゲート
トランジスタを示す図
FIG. 17 is a diagram showing a ferroelectric gate transistor according to a third embodiment of the present invention.

【図18】同実施形態3の強誘電体ゲートトランジスタ
の製造方法説明図
FIG. 18 is a view illustrating a method of manufacturing the ferroelectric gate transistor according to the third embodiment.

【図19】本発明の第4の実施の形態の強誘電体ゲート
トランジスタの上面図
FIG. 19 is a top view of a ferroelectric gate transistor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図20】従来技術例の強誘電体ゲートトランジスタ構
成を示す断面図
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of a ferroelectric gate transistor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 3a,3b 拡散領域 5 素子分離酸化膜 7 ゲート絶縁層 9 ゲート電極 11 第1の層間絶縁膜 13a,13b,13c プラグ配線 14 第1の電極 15a,15b パッド部 16 第3の電極 17 強誘電体層 19 第2の電極 21 第2の層間絶縁膜 25a,b,c 配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 3a, 3b Diffusion area 5 Element isolation oxide film 7 Gate insulating layer 9 Gate electrode 11 First interlayer insulating film 13a, 13b, 13c Plug wiring 14 First electrode 15a, 15b Pad portion 16 Third electrode 17 Strong Dielectric layer 19 Second electrode 21 Second interlayer insulating film 25a, b, c Wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 清之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5F001 AA17 AD12 5F083 FR07 JA14 JA15 JA17 JA36 JA38 JA40 MA06 MA19 NA08 PR22 PR33 PR40 5F101 BA62 BD02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyoyuki Morita 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5F001 AA17 AD12 5F083 FR07 JA14 JA15 JA17 JA36 JA38 JA40 MA06 MA19 NA08 PR22 PR33 PR40 5F101 BA62 BD02

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電界効果型トランジスタのゲート電極上
に強誘電体キャパシタを設けた強誘電体ゲートトランジ
スタであって、 前記強誘電体キャパシタが少なくとも2つ以上の強誘電
体キャパシタを直列接続した構造を有することを特徴と
する強誘電体ゲートトランジスタ。
1. A ferroelectric gate transistor in which a ferroelectric capacitor is provided on a gate electrode of a field effect transistor, wherein the ferroelectric capacitor has at least two or more ferroelectric capacitors connected in series. A ferroelectric gate transistor comprising:
【請求項2】 前記2つ以上の強誘電体キャパシタは、
電極面積と強誘電体の膜厚が等しいことを特徴する請求
項1に記載の強誘電体ゲートトランジスタ。
2. The two or more ferroelectric capacitors,
2. The ferroelectric gate transistor according to claim 1, wherein the electrode area is equal to the ferroelectric film thickness.
【請求項3】 前記直列接続した強誘電体キャパシタを
構成する強誘電体層が同一の層で形成されていることを
特徴とする請求項1に記載の強誘電体ゲートトランジス
タ。
3. The ferroelectric gate transistor according to claim 1, wherein the ferroelectric layers constituting the series-connected ferroelectric capacitors are formed of the same layer.
【請求項4】 前記強誘電体キャパシタが2つの強誘電
体キャパシタを直列接続した構造を有し、且つ一方の強
誘電体キャパシタは第1の電極と第2の電極で前記強誘
電体層を挟んだ構造であり、他方の強誘電体キャパシタ
は第2の電極と第3の電極で前記強誘電体層を挟んだ構
造であって、且つ前記第1の電極と前記第3の電極が、
同一の導電体層を加工して夫々形成されていることを特
徴とする請求項3に記載の強誘電体ゲートトランジス
タ。
4. The ferroelectric capacitor has a structure in which two ferroelectric capacitors are connected in series, and one of the ferroelectric capacitors includes a first electrode and a second electrode, each of which has the ferroelectric layer. The other ferroelectric capacitor has a structure in which the ferroelectric layer is sandwiched between a second electrode and a third electrode, and the first electrode and the third electrode are:
4. The ferroelectric gate transistor according to claim 3, wherein the same conductive layer is formed by processing.
【請求項5】 前記直列接続した複数のキャパシタが、
前記電界効果型トランジスタの幅方向に配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の強誘電体ゲートトラ
ンジスタ。
5. The plurality of capacitors connected in series,
The ferroelectric gate transistor according to claim 4, wherein the ferroelectric gate transistor is arranged in a width direction of the field effect transistor.
【請求項6】 前記ゲート電極に不揮発情報として記憶
される最大電位の絶対値をVFG[V]、直列接続した強
誘電体キャパシタの数である2以上の自然数n、前記強
誘電体層の材料の抗電界をEc[V/m]とするとき、前
記強誘電体層の膜厚tF[m]が、 tF≧VFG/(0.5・n・Ec) を満たす膜厚であることを特徴とする請求項1に記載の
強誘電体ゲートトランジスタ。
6. An absolute value of a maximum potential stored as nonvolatile information in the gate electrode, VFG [V], a natural number n of 2 or more which is the number of ferroelectric capacitors connected in series, and a material of the ferroelectric layer. When the coercive electric field of the ferroelectric layer is Ec [V / m], the thickness tF [m] of the ferroelectric layer is a thickness satisfying tF ≧ VFG / (0.5 · n · Ec). 2. The ferroelectric gate transistor according to claim 1, wherein
【請求項7】 前記ゲート電極に不揮発情報として記憶
される最大電位の絶対値をVFG[V]、直列接続した強
誘電体キャパシタの数である2以上の自然数n、前記強
誘電体層の材料の抗電界をEc[V/m]とするとき、前
記強誘電体層の膜厚tF[m]が、 tF≧VFG/(0.3・n・Ec) を満たす膜厚であることを特徴とする請求項1に記載の
強誘電体ゲートトランジスタ。
7. An absolute value of a maximum potential stored as nonvolatile information in the gate electrode, VFG [V], a natural number n of 2 or more which is the number of ferroelectric capacitors connected in series, and a material of the ferroelectric layer. When the coercive electric field of the ferroelectric layer is Ec [V / m], the thickness tF [m] of the ferroelectric layer is a thickness satisfying tF ≧ VFG / (0.3 · n · Ec). 2. The ferroelectric gate transistor according to claim 1, wherein
【請求項8】 前記ゲート電極に不揮発情報として記憶
される正の電位が0.12[V]以上であることを特徴と
する請求項1に記載の強誘電体ゲートトランジスタ。
8. The ferroelectric gate transistor according to claim 1, wherein a positive potential stored as nonvolatile information in said gate electrode is 0.12 [V] or more.
【請求項9】 電界効果型トランジスタのゲート電極の
少なくとも一部が、第1の電極として機能することを特
徴とする請求項4に記載の強誘電体ゲートトランジス
タ。
9. The ferroelectric gate transistor according to claim 4, wherein at least a part of a gate electrode of the field effect transistor functions as a first electrode.
【請求項10】 前記第1の電極として機能するゲート
電極の部分が、絶縁層の上に形成されていることを特徴
とする請求項9に記載の強誘電体ゲートトランジスタ。
10. The ferroelectric gate transistor according to claim 9, wherein a portion of the gate electrode functioning as the first electrode is formed on an insulating layer.
【請求項11】 前記絶縁層は、複数の強誘電体ゲート
トランジスタを分離する素子分離酸化膜である請求項1
0に記載の強誘電体ゲートトランジスタ。
11. The device according to claim 1, wherein the insulating layer is an element isolation oxide film for isolating a plurality of ferroelectric gate transistors.
0. The ferroelectric gate transistor according to 0.
【請求項12】 前記第1の電極と前記第3の電極は少
なくとも一部が面内に平行に配置された平行部を有し、
且つ前記第2の電極がこれら前記平行部に重なるよう配
置され、且つ平行部の長手方向に直行していることを特
徴とする請求項4に記載の強誘電体ゲートトランジス
タ。
12. The first electrode and the third electrode have a parallel portion at least partially arranged in parallel in a plane,
5. The ferroelectric gate transistor according to claim 4, wherein said second electrode is arranged so as to overlap with said parallel portions, and is orthogonal to a longitudinal direction of said parallel portions.
【請求項13】 前記平行部の第1の電極と第3の電極
が、平行部の長手方向に直行する方向に等しい幅を有し
ていることを特徴とする請求項12に記載の強誘電体ゲ
ートトランジスタ。
13. The ferroelectric device according to claim 12, wherein the first electrode and the third electrode of the parallel portion have a width equal to a direction perpendicular to a longitudinal direction of the parallel portion. Body gate transistor.
JP2000304550A 2000-10-04 2000-10-04 Dielectric gate transistor Pending JP2002110936A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000304550A JP2002110936A (en) 2000-10-04 2000-10-04 Dielectric gate transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000304550A JP2002110936A (en) 2000-10-04 2000-10-04 Dielectric gate transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002110936A true JP2002110936A (en) 2002-04-12

Family

ID=18785578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000304550A Pending JP2002110936A (en) 2000-10-04 2000-10-04 Dielectric gate transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002110936A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100896565B1 (en) An image display and a manufacturing method of the same
JP2817500B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JPH05243562A (en) Field-effect transistor and dielectric layered structure used for the same and manufacturing method of the same
US6541281B2 (en) Ferroelectric circuit element that can be fabricated at low temperatures and method for making the same
KR20220044121A (en) Semiconductor device
JP3098629B2 (en) Ferroelectric transistor, semiconductor storage device using the same, semiconductor applied equipment, and artificial intelligence system
JPH1056143A (en) Ferroelectric memory device and manufacturing method
JPH07183401A (en) Semiconductor memory device
US6573557B1 (en) EEPROM cell having reduced cell area
KR100289975B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
KR100410716B1 (en) FeRAM capable of connecting bottom electrode to storage node and method for forming the same
JP2002110936A (en) Dielectric gate transistor
JP3756422B2 (en) Semiconductor device
JPH07106528A (en) Field-effect transistor
JPH1056088A (en) Ferroelectric memory element and ferroelectric memory device equipped with it
JPH11307745A (en) Nonvolatile semiconductor device and fabrication thereof
JP2643892B2 (en) Ferroelectric memory
WO1992002049A1 (en) Semiconductor device
JPH0582793A (en) Semiconductor memory element
JPH11177038A (en) Mfmis ferroelectric storage element and its manufacture
JP2002329843A (en) Ferroelectric transistor type nonvolatile storage element and its manufacturing method
JP2918100B2 (en) Semiconductor device
JP4459335B2 (en) Ferroelectric transistor type nonvolatile memory element and manufacturing method thereof
JPH0582802A (en) Capacitor of semiconductor integrated circuit and nonvolatile memory using same
JPH0582803A (en) Capacitor of semiconductor integrated circuit and nonvolatile memory using same