JP2002246563A - 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 - Google Patents
強誘電体メモリ装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2002246563A JP2002246563A JP2001043806A JP2001043806A JP2002246563A JP 2002246563 A JP2002246563 A JP 2002246563A JP 2001043806 A JP2001043806 A JP 2001043806A JP 2001043806 A JP2001043806 A JP 2001043806A JP 2002246563 A JP2002246563 A JP 2002246563A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lower electrode
- film
- insulating film
- memory device
- forming
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 30
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 30
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 27
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 31
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 arsenic ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910020684 PbZr Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100244894 Sus scrofa PR39 gene Proteins 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/105—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/65—Electrodes comprising a noble metal or a noble metal oxide, e.g. platinum (Pt), ruthenium (Ru), ruthenium dioxide (RuO2), iridium (Ir), iridium dioxide (IrO2)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
- H01L28/57—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material comprising a barrier layer to prevent diffusion of hydrogen or oxygen
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
- H10B53/30—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors characterised by the memory core region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
の形成時であって、特にCMP法により下部電極を形成
する際に所定形状の下部電極を確実に得られるようにす
る。 【解決手段】 半導体基板11上に形成され、それぞれ
が、下部電極15と、該下部電極15の上に形成された
強誘電体からなる容量絶縁膜17と、該容量絶縁膜17
の上に形成された上部電極18とにより構成された複数
の容量素子30を備えている。各下部電極15は、それ
ぞれの上面が埋込絶縁膜16によって該埋込絶縁膜16
の上面と平坦化されるように埋め込まれ、且つ、各上面
における任意の位置からそれぞれ最も近い端部までの距
離が0.6μm以下となる平面形状を有している。
Description
電体を用いた容量素子を有する強誘電体メモリ装置及び
その製造方法に関する。
が上部電極よりも大きいプレーナ型構造を用いた1kb
it〜64kbit程度の小容量のものから量産され始
め、最近では、下部電極が上部電極よりも小さいか同等
の大きさであるスタック型構造を用いた256kbit
〜4Mbit程度の大容量の装置が開発の中心となって
きている。このスタック型構造の強誘電体メモリ装置を
実現することにより、集積度が大幅に向上すると共に不
揮発性メモリ装置の信頼性が大きく向上することが期待
されている。
置は、例えば特開2000−138849号公報に開示
されている。
ように、上部に不純物拡散層101aが形成され、上面
が層間絶縁膜102により覆われた半導体基板101上
に形成されており、該層間絶縁膜102には、不純物拡
散層101aと電気的に接続される複数のコンタクトプ
ラグ103が形成されている。層間絶縁膜102上に
は、コンタクトプラグ103と電気的に接続された複数
の下部電極104が埋込絶縁膜105によって埋め込ま
れている。下部電極104は、強誘電体からなる容量絶
縁膜形成膜106及び上部電極形成膜107により覆わ
れている。容量絶縁膜形成膜106及び上部電極形成膜
107は、この後、下部電極104と対向するようにパ
ターニングされる。
ある層間絶縁膜102及び下部電極104の上面の凹凸
形状に影響されることなく容量絶縁膜形成膜106を形
成するために、化学機械的研磨(CMP)法により下部
電極104を埋込絶縁膜105に埋め込んで両者の上面
の平坦化を図っている。これにより、下部電極104の
上面と埋込絶縁膜105との間に段差がある場合に、容
量絶縁膜形成膜106をスピンコート法により塗布する
際に生じる膜厚のばらつきを防ぐことができ、信頼性が
高い強誘電体メモリ装置の実現を図っている。
来の強誘電体メモリ装置は以下に示すような種々の問題
を有している。
堆積された埋込絶縁膜105をCMP法により研磨する
際に、メモリセル形成領域の全面にわたって下部電極1
04を一様に露出させることは困難であり、下部電極1
04の一部又はメモリセル形成領域の一部に研磨残りが
発生するという第1の問題がある。
込絶縁膜105をさらに研磨するオーバ研磨を行なう
と、図11(a)に示すように、研磨時の圧力によっ
て、隣接する部材同士の組成が、ここでは埋込絶縁膜1
05と下部電極104との組成が互いに異なることによ
り生じるエロージョン(erosion)現象によって、研磨対
象でない下部電極104の上面の周縁部も物理的に削ら
れてしまう。このように、一度平坦化された下部電極1
04の周縁部が下部電極104を埋め込む埋込絶縁膜1
05と共に研磨されることにより、下部電極104の上
面に傾斜が発生し、その結果、下部電極の上面の中央部
と周縁部との間に高低差dを持つ、いわゆるリセスが生
じるため、複数の下部電極104同士の上面には凹凸が
発生してしまうという第2の問題が生じる。
凹凸が発生したままオーバ研磨を行なうと、下部電極1
04自体が埋込絶縁膜105から剥がれてしまうという
第3の問題も生じる。
導体基板上に行列状に配置されるが、その周辺部はプロ
セス上、歩留まりが低下しやすいため、その外周部にダ
ミー電極104aが設けられる。図11(b)に示すよ
うに、下部電極104の前工程においては、コンタクト
プラグ103の製造工程においてもCMP法が用いられ
る。このとき、コンタクトプラグ103及び層間絶縁膜
102に対してCMP処理を行なうと、これらコンタク
トプラグ103及び層間絶縁膜102の部材は互いに組
成が異なるため、オーバ研磨時には、前述したようにエ
ロージョン現象が発生し、コンタクトプラグ103が形
成されるメモリセル本体領域Aにおいては、層間絶縁膜
102の膜厚が小さくなる。すなわち、コンタクトプラ
グ103の有無により下部電極104及びダミー電極1
04aにおける半導体基板からの高さが異なり、下部電
極104及びダミー電極104aを平坦化する際に下部
電極104の一部が剥がれたり、研磨残りが生じたりす
るという第4の問題がある。このような、下部電極10
4の膜剥がれ又は研磨残りは、強誘電体メモリ装置にお
けるビット不良の原因となる。また、強誘電体メモリ装
置は、データを所定期間保持し、必要に応じて読み出さ
れる不揮発性メモリ装置であることから、すべてのビッ
トにおいて容量素子が均一に形成されている必要があ
る。
セス、及びコンタクトプラグ103のエロージョン現象
による層間絶縁膜102の膜厚のばらつきは、必然的に
容量絶縁膜106の膜厚のばらつきを誘発するため、メ
モリセルごとのデータの保持能力が一様でなくなるの
で、メモリ装置としての信頼性の低下を引き起こす。
目的は、強誘電体からなる容量絶縁膜を持つ容量素子の
形成時であって、特にCMP法により下部電極を形成す
る際に所定形状の下部電極を確実に得られるようにする
ことにある。
め、本発明は、強誘電体メモリ装置を、コンタクトプラ
グ又は下部電極の形成工程においてCMP処理を行なう
際に生じるエロージョン現象を積極的に利用できる構成
とする。
モリ装置は、半導体基板の上に形成され、それぞれが、
下部電極と、該下部電極の上に形成された強誘電体から
なる容量絶縁膜と、該容量絶縁膜の上に形成された上部
電極とにより構成された複数の容量素子を備え、各下部
電極は、それぞれの上面が埋込絶縁膜によって該埋込絶
縁膜の上面と平坦化されるように埋め込まれ且つ各上面
における任意の位置からそれぞれ最も近い端部までの距
離が0.6μm以下となる平面形状を有している。
部電極は、それぞれの上面が埋込絶縁膜によってその上
面と平坦化されるように埋め込まれ且つ各上面における
任意の位置からそれぞれ最も近い端部までの距離が0.
6μm以下となる平面形状を有している。一例として、
各下部電極の平面形状が単純な円形状である場合には、
その半径が0.6μm以下に設定されている。このよう
に、下部電極がその上面における任意の位置から最も近
い端部までの距離が0.6μm以下となる平面形状を有
していると、後述するエロージョン現象によって、該下
部電極はその上面にリセスを生じることなく平坦化され
る。これにより、各下部電極に所定の形状を得ることが
できるため、埋込絶縁膜の研磨残りの発生が防止され、
さらに、下部電極の膜剥がれや容量絶縁膜の膜厚のばら
つきが防止されるので、各メモリセルにおけるデータの
保持特性を向上させることができる。
部電極の側面上には、下部電極をそれぞれ保護する保護
膜が形成されていることが好ましい。このようにする
と、下部電極がより剥がれにくくなる。
量素子が、下部電極の下側に形成され、下部電極と電気
的に接続されたコンタクトプラグをそれぞれ有している
ことが好ましい。このようにすると、容量素子を下部電
極が上部電極よりも小さいか同等の大きさを持つスタッ
ク型構造を実現することができる。
なるメモリセル配置領域における周辺部には、電気的に
動作をしない下部電極を含むダミー容量素子を有するダ
ミーメモリセルが配置されており、ダミー容量素子の下
部電極の下側には、該下部電極と接続し、且つ、その形
状及び材料が容量素子のコンタクトプラグとほぼ同等の
コンタクトプラグが形成されていることが好ましい。こ
のようにすると、コンタクトプラグが例えばCMP法に
より形成された際に、ダミーセルを設ける領域もメモリ
セル本体領域と同様にエロージョン現象によって膜厚が
一様に減るため、下部電極及び埋込絶縁膜の平坦化を確
実に行なえるようになる。
の面積に対するコンタクトプラグの総面積の比の値が約
0.3以下であることが好ましい。このようにすると、
コンタクトプラグにおけるエロージョンの発生量をメモ
リ装置の性能に影響を与えない程度の値に抑制すること
ができる。
電極が、白金、イリジウム、ルテニウム、これらのうち
の少なくとも1つを含む合金、又はイリジウム若しくは
ルテニウムの酸化物からなることが好ましい。容量絶縁
膜を構成する強誘電体は一般に金属酸化物であるため、
下部電極材料には、白金のように耐酸化性を有する材
料、又は酸素バリア性を有するイリジウム若しくはルテ
ニウムが適しており、また、イリジウム又はルテニウム
の酸化物も導電性を有するため適している。
法は、半導体基板の上に下部電極形成膜を形成した後、
形成した下部電極形成膜に対して、それぞれエロージョ
ン現象によりリセスを生じない程度の外形寸法にパター
ニングを行なうことにより、下部電極形成膜から複数の
下部電極を形成する第1の工程と、半導体基板の上に複
数の下部電極を覆うように全面にわたって埋込絶縁膜を
堆積する第2の工程と、化学機械研磨法により、埋込絶
縁膜に対して下部電極が露出するまで研磨を行なう第3
の工程と、露出した複数の下部電極及び埋込絶縁膜に対
してオーバ研磨を行なうことにより、複数の下部電極及
び埋込絶縁膜の上面を平坦化する第4の工程と、平坦化
した複数の下部電極及び埋込絶縁膜の上に、強誘電体か
らなる容量絶縁膜形成膜を形成する第5の工程と、容量
絶縁膜の上に上部電極形成膜を形成する第6の工程と、
容量絶縁膜に対して複数の下部電極とそれぞれ対向する
ようにパターニングを行なうことにより、容量絶縁膜形
成膜から複数の容量絶縁膜を形成る第7の工程と、上部
電極形成膜に対して複数の容量絶縁膜とそれぞれ対向す
るようにパターニングを行なうことにより、上部電極形
成膜から複数の上部電極を形成する第8の工程とを備え
ている。
よると、複数の下部電極を、それぞれエロージョン現象
によりリセスを生じない程度の外形寸法にパターニング
を行ない、その後、露出した複数の下部電極及び埋込絶
縁膜に対してオーバ研磨を行なうため、各下部電極の上
面に埋込絶縁膜の研磨残りが生じることがない。その
上、各下部電極はエロージョン現象によりリセスを生じ
ない程度の外形寸法を有しているため、下部電極の上面
を確実に平坦化することができる。
おいて、第5の工程における容量絶縁膜形成膜はスピン
コート法により成膜することが好ましい。このようにす
ると、強誘電体からなる容量絶縁膜形成膜を、平坦化さ
れた下部電極及び埋込絶縁膜の上に均一に塗布すること
ができる。
は、第1の工程よりも前に、化学機械的研磨法により、
複数の下部電極の下側に該下部電極とそれぞれ電気的に
接続される複数のコンタクトプラグを形成する工程をさ
らに備え、複数のコンタクトプラグが配置されたメモリ
セル配置領域における周辺部に配置されたコンタクトプ
ラグは電気的に動作をしないダミーセルであることが好
ましい。このようにすると、コンタクトプラグをCMP
法により形成する際に、ダミーセルを設ける領域もメモ
リセル本体領域と同様にエロージョン現象によって膜厚
が一様に減るため、下部電極及び埋込絶縁膜の平坦化を
確実に行なえるようになる。
は、第1の工程と第2の工程との間に、複数の下部電極
の側面上に下部電極を保護する保護膜を形成する工程を
さらに備えていることが好ましい。このようにすると、
下部電極の膜剥がれをより確実に防止することができ
る。
の下部電極を含む全面に保護膜形成膜を堆積した後、堆
積した保護膜形成膜に対してエッチバックを行なうこと
により形成することが好ましい。このようにすると、保
護膜を下部電極の側面上に確実に形成することができ
る。
パターニングを行なう際に生じる生成物により形成する
ことが好ましい。このようにすると、保護膜の形成工程
をわざわざ設ける必要がなくなるため、製造プロセスを
簡略化することができる。
は、第4の工程と第5の工程との間に、形成された複数
の下部電極の上面に対して埋込絶縁膜用のエッチャント
によるエッチングを行なう工程をさらに備えていること
が好ましい。このようにすると、下部電極の上面が断面
凹部(ディッシュ)状となって、該凹部に埋込絶縁膜の
残滓があっても、確実に除去することができる。
おいて、第1の工程における下部電極形成膜が、白金、
イリジウム、ルテニウム、これらのうちの少なくとも1
つを含む合金、又はイリジウム若しくはルテニウムの酸
化物からなることが好ましい。
の実施形態について図面を参照しながら説明する。
電体メモリ装置であって、そのメモリセル部の断面構成
を模式的に示している。
i)からなる半導体基板11の上部には、例えばSTI
構造を持つ複数の素子分離絶縁膜12が互いに間隔をお
いて形成されており、各素子分離絶縁膜12の間の領域
にはMOSFETからなるメモリセルトランジスタのソ
ース領域又はドレイン領域となる高濃度不純物拡散層1
1aが形成されている。
(SiO2 )等からなる層間絶縁膜13により覆われて
おり、該層間絶縁膜13には、各高濃度不純物拡散層1
1aとそれぞれ電気的に接続され、ポリシリコン(S
i)又はタングステン(W)からなる複数のコンタクト
プラグ14が形成されている。
グ14と電気的に接続され、1辺が1.0μm程度の方
形状を有する複数の下部電極15が、例えば酸化シリコ
ン(SiO2 )、窒化シリコン(Si3N4)又は酸化窒
化シリコン(SiON)からなる埋込絶縁膜16によっ
て埋め込まれるように形成されている。
量絶縁膜17がそれぞれ形成され、該容量絶縁膜17の
上には上部電極18がそれぞれ形成されている。これら
下部電極15、容量絶縁膜17及び上部電極18により
1つの容量素子30が形成される。
は、耐酸化性が大きい白金(Pt)又は酸素バリア性を
有するイリジウム(Ir)若しくはルテニウム(Ru)
を用いることが好ましく、さらには、導電性を有する酸
化物である酸化イリジウム(IrO2 )又は酸化ルテニ
ウム(RuO2 )を用いてもよい。また、白金、イリジ
ウム及びルテニウムのうちの少なくとも1つを含む合金
を用いてもよい。
00nmとしているが、埋込絶縁膜16に対する平坦化
処理によって、約250nmの膜厚となっている。
ZT(PbZrxTi1-xO3 )(但し、xは0≦x≦1
とする。)、又はSBT(SrBi2Ta2O9 )を用い
ることが好ましく、これらの強誘電体を用いると、スピ
ンコート法により成膜しても、膜厚のばらつきをほとん
ど生じることがない。
リ装置におけるメモリセル部の本体領域の端部であっ
て、下部電極15のパターニング直後の断面構成を示し
ている。図2に示すように、第1の実施形態の特徴とし
て、半導体基板11上の、容量素子が行列状に配置され
てなるメモリセル本体領域Aの周辺部に設けられたダミ
ーセルBにもコンタクトプラグ14が形成されている。
このようにすると、層間絶縁膜13とコンタクトプラグ
14との間で生じるエロージョン現象によって、層間絶
縁膜13におけるメモリセル本体領域AとダミーセルB
との上面の高さがほぼ同等となるため、下部電極15の
膜剥がれを防止することができる。
2 をパラメータとする研磨時間とエロージョン発生量と
の関係を示している。図3から分かるように、パターン
密度γ2 の値を0.30以下とすれば、エロージョン発
生量を下部電極15の平坦化処理として影響が出ない程
度の50nm以下に抑えることができる。
ーセルBを含むコンタクトプラグ15のパターン密度γ
2 を0.25としており、このときのエロージョン発生
量は50nm以下となる。
モリ装置の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。
図5(c)は第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置
の製造方法の工程順の断面構成を示している。
板11上に、例えばSTI構造の素子分離絶縁膜12を
選択的に形成し、その後、n型不純物層の場合は砒素
(As)イオン又は燐(P)イオンを注入することによ
り、メモリセルトランジスタのソース領域又はドレイン
領域となる高濃度不純物拡散層11aを形成する。続い
て、例えばCVD法により、半導体基板11上に素子分
離絶縁膜12を含む全面にわたって層間絶縁膜13を堆
積する。その後、リソグラフィ法及びエッチング法によ
り、堆積した層間絶縁膜13に各高濃度不純物拡散層1
1aを露出するコンタクトホールをそれぞれ形成する。
続いて、形成したコンタクトホールに、例えばCVD法
によりポリシリコン又はタングステンを充填してコンタ
クトプラグ14を形成する。このとき、CMP法によ
り、コンタクトプラグ形成用の導体膜及び層間絶縁膜1
3に対して平坦化処理を行なう。その後、例えばスパッ
タ法を用いて、層間絶縁膜13上にコンタクトプラグ1
4を含む全面に膜厚が約300nmの白金を堆積して下
部電極形成膜15Aを形成する。ここで、下部電極形成
膜15Aの材料は、白金に代えて、イリジウム又はルテ
ニウムでもよく、また、これらと白金のうちの少なくと
も1つを含む合金又はイリジウム若しくはルテニウムの
酸化物であってもよい。
フィ法及びエッチング法を用いて、下部電極形成膜15
Aに対して各コンタクトプラグ14と接続されるように
パターニングを行なうことにより、下部電極形成膜15
Aから下部電極15を形成する。
VD法により、層間絶縁膜13上に下部電極15を含む
全面にわたって膜厚が400nm程度の酸化シリコン又
は窒化シリコン等からなる埋込絶縁膜形成膜16Aを堆
積する。
により、埋込絶縁膜形成膜16Aに対して下部電極15
が露出するまで平坦化処理を行なって、埋込絶縁膜形成
膜16Aから埋込絶縁膜16を形成する。さらに、図5
(b)に示すように、露出した下部電極15と埋込絶縁
膜16とに対してエロージョン現象を積極的に利用し
て、各下部電極15の膜厚が250nm程度となるまで
オーバ研磨を行なう。
上面における任意の位置からそれぞれ最も近い端部まで
の距離が0.6μm以下となる平面形状を有している
と、エロージョン現象により下部電極15と埋込絶縁膜
16とが同時に研磨されるので、下部電極15の上面に
埋込絶縁膜16が残る、いわゆる研磨残りを防止するこ
とができると共に、下部電極15の周縁部にリセスを発
生させないようにすることができる。
極15と埋込絶縁膜16の全面にウェットエッチ又はド
ライエッチによるエッチバックを行なうことにより、た
とえ下部電極15の上面にCMP装置の研磨パッドが追
従するのが困難な凹部が存在したとしても、該凹部に残
る埋込絶縁膜16を確実に除去することができる。
15及び埋込絶縁膜16上に、強誘電体の組成比を調整
しやすく且つ安定した成膜が可能なスピンコート法によ
り、強誘電体からなる容量絶縁膜形成膜17Aを成膜す
る。続いて、スパッタ法等を用いて、容量絶縁膜形成膜
17Aの上に、膜厚が50nm〜200nm程度の白金
等からなる上部電極形成膜18Aを堆積する。
法により、上部電極形成膜18A及び容量絶縁膜形成膜
17Aに対して、各下部電極15を覆うようにパターニ
ングを行なうことにより、上部電極形成膜18Aから上
部電極18を形成すると共に、容量絶縁膜形成膜17A
から容量絶縁膜17を形成して、図1に示す強誘電体メ
モリ装置を得る。なお、ここでは上部電極18と容量絶
縁膜17とを同時にパターニングしたが別々に行なって
もよい。
イリジウム、ルテニウム、これらのうちの少なくとも1
つを含む合金、又はイリジウム若しくはルテニウムの酸
化物を下部電極15に用いているため、金属酸化物であ
る強誘電体からなる容量絶縁膜17に対して高温の熱処
理を行なっても、該下部電極15は金属酸化物に含まれ
る酸素との反応を起こしにくく、安定である。
の周囲が埋込絶縁膜16に埋め込まれて確実に平坦化さ
れるため、容量絶縁膜形成膜17Aをスピンコート法に
より成膜しても膜厚が均一となる。このため、成膜形状
に起因する容量絶縁膜17の電気特性にばらつきがなく
なるので、信頼性が高い強誘電体メモリ装置を実現する
ことができる。
応しにくい材料からなる下部電極15に対するエロージ
ョン現象について図面を参照しながら説明する。
込絶縁膜16から下部電極15が露出しても、露出した
下部電極15とスラリーとは反応せず化学的研磨は起こ
らない。しかしながら、研磨領域に、例えば酸化シリコ
ンからなる埋込絶縁膜16と白金からなる下部電極15
との互いに組成が異なる部材が存在する場合に、いわゆ
るエロージョン現象によって非研磨対象である、白金等
からなる下部電極15が、研磨圧力により物理的に削ら
れる。
式的に示しており、図6(a)は下部電極15が埋込絶
縁膜16から露出した直後の断面構成を示し、図6
(b)は下部電極15に対して十分なオーバ研磨を行な
った後の断面構成を示している。なお、実験用の構成で
あり、コンタクトプラグ15は省略している。
に対してオーバ研磨を行なった場合の下部電極15の大
きさ(平面寸法)とリセス発生量との関係を種々検討し
た結果、以下のような知見を得ている。
的に大きい場合には、エロージョン現象によって該下部
電極15の周縁部とその中央部との間に発生するリセス
量dが大きくなり、一度は平坦化された下部電極15の
上面が凹凸状になる。
が十分に小さく且つ高密度に配置されている場合には、
エロージョン現象によって下部電極15の中央部分まで
が研磨され、これにより、下部電極15の上面の凹凸が
なくなって平坦度が増すことを見いだしている。
的に小さくすることにより、エロージョン現象を積極的
に利用することにより、リセスの発生を防止でき、従っ
て、平坦度を維持しながら下部電極15のオーバ研磨を
実現できるので、埋込絶縁膜16の研磨残りをも防止す
ることができるようになる。
た場合の下部電極15の平面寸法に対するリセス発生量
の関係を示す。ここでは、下部電極15に白金を用い、
埋込絶縁膜16に酸化シリコン(SiO2 )を用いてい
る。また、研磨条件として、シリカ(SiO2 )を主成
分とするスラリーを用い、研磨用の定盤(プラテン)の
回転数を300rpm程度とし、キャリアの回転数を約
17rpmとし、キャリアの定盤に対する圧力を約3.
8×104 Paとしている。
1.2μm以下の場合は、リセスの発生量が20nm程
度と少なく、エロージョン現象によって白金からなる下
部電極15も研磨されることを示している。すなわち、
下部電極15上の任意の位置から端部への最短距離が
0.6μm以下であれば、リセスの発生量が無視できる
程度となり、平坦性が良好となる。一方、下部電極15
の平面寸法が1.5μmよりも大きい場合にはリセスの
発生量も容量素子の動作特性に影響を与える程に大きく
なって、エロージョン現象を利用した平坦化を得られな
いことが分かる。
くい材料からなる下部電極15を、該下部電極15上の
任意の位置から端部への最短距離が0.6μm以下とな
るように形成すると、オーバ研磨時にも下部電極15が
その周辺部に位置する埋込絶縁膜16と同等に削られる
ため、リセスの発生を防止することができる。
量は、白金に限らず、イリジウムやその酸化物等であっ
ても同等であり、すなわち、CMPにより研磨されにく
く且つ物理的にしか研磨されない材料あれば同等の結果
を得られる。
(a)に示す正方形状の場合には、該正方形の中心位置
から各辺への垂線が最短距離lとなり、最短距離lを得
る位置は1つとなる。また、図7(b)に示す下部電極
15Bのように、その平面形状が例えば長円形の場合に
は、最短距離lを得る位置は多数となる。
ンタクトプラグ14の酸化防止作用を有するチタンを含
む第1の導体膜と化学的に安定な白金等の材料からなる
第2の導体膜との積層体としてもよい。
実施形態について図面を参照しながら説明する。
電体メモリ装置であって、そのメモリセル部の断面構成
を模式的に示している。なお、図8において、図1に示
す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すこと
により説明を省略する。
強誘電体メモリ装置は、下部電極22が、コンタクトプ
ラグ14側から順次形成された反応防止膜20と電極本
体膜21とから構成されており、さらに、下部電極22
の側面には該下部電極22が平坦化される際に生じる膜
剥がれをより確実に防止する保護膜23が形成されてい
ることを特徴とする。
は、反応防止膜20及び電極本体膜21からなる下部電
極22と容量絶縁膜17と上部電極18とにより構成さ
れている。
の間に設けられた反応防止膜20には、電極本体膜22
を構成する白金等の金属又は酸化イリジウム等の導電性
酸化物と、コンタクトプラグ14を構成するタングステ
ン又はポリシリコンとの反応を防止できる導電性材料、
例えば、窒化チタン(TiN)、酸素の組成が小さい酸
化窒化チタン(TiON)又はTiを含む合金を用いる
ことが好ましい。
は、絶縁性であっても導電性であっても良く、例えば絶
縁性材料には酸化シリコン(SiO2 )、窒化シリコン
(SiNx )又は酸化窒化シリコン(SiON)を用い
れば良く、導電性材料には、下部電極22に対して例え
ばアルゴン(Ar)及び塩素(Cl)の混合ガスを用い
たドライエッチングによるパターニングの際に下部電極
22の側面に付着するデポ物(副生成物)をそのまま用
いると良い。このようにすると、保護膜23を形成する
ための成膜工程及びパターニング(エッチング)工程を
省略することができる。
モリ装置の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。
(a)及び(b)は第2の実施形態に係る強誘電体メモ
リ装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
板11上にSTI構造を持つ素子分離絶縁膜12を選択
的に形成し、その後、n型不純物層の場合は砒素イオン
又は燐イオンを注入することにより、メモリセルトラン
ジスタのソース領域又はドレイン領域となる高濃度不純
物拡散層11aを形成する。続いて、例えばCVD法に
より、半導体基板11上に素子分離絶縁膜12を含む全
面にわたって層間絶縁膜13を堆積する。その後、リソ
グラフィ法及びエッチング法により、堆積した層間絶縁
膜13に各高濃度不純物拡散層11aを露出するコンタ
クトホールをそれぞれ形成する。続いて、形成したコン
タクトホールに、例えばCVD法によりポリシリコン又
はタングステンを充填してコンタクトプラグ14を形成
する。このとき、CMP法により、コンタクトプラグ形
成用の導体膜及び層間絶縁膜13に対して平坦化処理を
行なう。その後、例えばスパッタ法により層間絶縁膜1
3上にコンタクトプラグ14を含む全面に、膜厚が約5
0nmの窒化チタンからなる反応防止膜形成膜20Aを
堆積する。続いて、スパッタ法を用いて、層間絶縁膜1
3上にコンタクトプラグ14を含む全面に、膜厚が約2
50nmの例えば白金を堆積して電極本体形成膜21A
を形成する。ここで、電極本体形成膜21Aの材料は、
白金に代えて、イリジウム又はルテニウムでもよく、ま
た、これらと白金のうちの少なくとも1つを含む合金又
はイリジウム若しくはルテニウムの酸化物であってもよ
い。
フィ法及びドライエッチング法を用いて、電極本体形成
膜21A及び反応防止膜形成膜20Aに対して各コンタ
クトプラグ14と接続されるようにパターニングを行な
って、電極本体形成膜21Aから電極本体膜21を形成
すると共に、反応防止膜形成膜20Aから反応防止膜2
0を形成することにより、電極本体膜21及び反応防止
膜20からなる下部電極22を形成する。その後、例え
ばCVD法により、層間絶縁膜13上に下部電極22を
含む全面にわたって膜厚が100nm程度の窒化シリコ
ンからなる保護膜形成膜を堆積し、堆積した保護膜形成
膜に対してエッチバックを行なって、下部電極22の側
面上に保護膜形成膜からなる保護膜23を形成する。
よるサイドウォール状の保護膜23を形成する代わり
に、電極本体形成膜21A及び反応防止膜形成膜20A
に対するアルゴン及び塩素の混合ガスを用いたドライエ
ッチングによって保護膜23を形成しても良い。このよ
うにすると、エッチング時の副生成物からなり、下部電
極22と同一の組成を持つ保護膜23を形成できるた
め、下部電極22と保護膜23との密着性が良好となる
上に、工程数も削減できるので好ましい。
VD法により、層間絶縁膜13上に下部電極22及び保
護膜23を含む全面にわたって膜厚が400nm程度の
酸化シリコン又は窒化シリコン等からなる埋込絶縁膜形
成膜16Aを堆積する。
法により、埋込絶縁膜形成膜16Aに対して下部電極2
2が露出するまで平坦化処理を行なって、埋込絶縁膜形
成膜16Aから埋込絶縁膜16を形成する。さらに、露
出した下部電極22と埋込絶縁膜16とに対してエロー
ジョン現象を積極的に利用して、各下部電極22の膜厚
が250nm程度となるまでオーバ研磨を行なう。
体膜21は、その上面における任意の位置からそれぞれ
最も近い端部までの距離が0.6μm以下となる平面形
状を有しているため、エロージョン現象により電極本体
膜21と埋込絶縁膜16とが同時に研磨されるので、下
部電極22の上面に埋込絶縁膜16が残る、いわゆる研
磨残りを防止することができると共に、下部電極22の
周縁部にリセスを発生させないようにすることができ
る。
設けることにより、反応防止膜21及び電極本体膜21
の側面が露出されないので、研磨パッドよる膜剥がれを
確実に防止することができる。また、このオーバ研磨工
程の後に、下部電極22と埋込絶縁膜16の全面にウェ
ットエッチ又はドライエッチによるエッチバックを行な
うことにより、たとえ下部電極22の上面に研磨パッド
が追従するのが困難な凹部が存在したとしても、該凹部
に残る埋込絶縁膜16を確実に除去することができる。
極22及び埋込絶縁膜16上に、スピンコート法によ
り、強誘電体からなる容量絶縁膜形成膜17Aを成膜す
る。続いて、スパッタ法等を用いて、容量絶縁膜形成膜
17Aの上に、膜厚が50nm〜200nm程度の白金
等からなる上部電極形成膜18Aを堆積する。
法により、上部電極形成膜18A及び容量絶縁膜形成膜
17Aに対して、各下部電極22を覆うようにパターニ
ングを行なうことにより、上部電極形成膜18Aから上
部電極18を形成すると共に、容量絶縁膜形成膜17A
から容量絶縁膜17を形成して、図8に示す強誘電体メ
モリ装置を得る。なお、ここでは上部電極18と容量絶
縁膜17とを同時にパターニングしたが別々に行なって
もよい。
イリジウム、ルテニウム、これらのうちの少なくとも1
つを含む合金、又はイリジウム若しくはルテニウムの酸
化物を下部電極22の電極本体膜21に用いているた
め、金属酸化物である強誘電体からなる容量絶縁膜17
に対して高温の熱処理を行なっても、該下部電極22は
金属酸化物に含まれる酸素との反応を起こしにくい。
タクトプラグ14と電極本体膜21との間に窒化チタン
等のチタンを含む反応防止膜20を設けているため、下
部電極22の電極本体膜22はより確実に安定化する。
囲が保護膜23及び埋込絶縁膜16に埋め込まれて確実
に平坦化されているため、容量絶縁膜形成膜17Aをス
ピンコート法により成膜しても膜厚が均一となる。この
ため、成膜形状に起因する強誘電体の特性にばらつきが
なくなるので、信頼性が高い強誘電体メモリ装置を実現
することができる。
1を構成する白金等は、一般にエッチングすることが困
難な材料であるため、例えば、アルゴンをエッチングガ
スの主成分としてエッチングを行なうと、エッチング時
の副生成物が下部電極22の側面上に形成され、この副
生成物をそのまま保護膜23として用いると導電性を有
する保護膜23の形成が容易となる。この副生成物は除
去が困難であり、その結果、逆に下部電極22のCMP
法による平坦化処理時に生じる膜剥がれを確実に防止す
ることができる。
止膜20は必ずしも必要ではなく、電極本体膜21のみ
で構成してもよい。
の製造方法によると、下部電極の平面寸法をエロージョ
ン現象を利用できる程度に設定することにより、該下部
電極はその上面にリセスを生じることなく平坦化され、
下部電極に所定形状を得ることができるため、埋込絶縁
膜の研磨残りの発生を防止できる。また、平坦化により
リセスを生じないため、下部電極の膜剥がれや容量絶縁
膜の膜厚のばらつきを防止することができるので、メモ
リセルにおけるデータの保持信頼性を向上させることが
できる。
装置を示す模式的な断面図である。
装置のダミーセルを含む領域を示す模式的な断面図であ
る。
装置におけるコンタクトプラグのパターン密度をパラメ
ータとする研磨時間とエロージョン発生量との関係を示
すグラフである。
る強誘電体メモリ装置の製造方法を示す工程順の断面図
である。
る強誘電体メモリ装置の製造方法を示す工程順の断面図
である。
装置における下部電極を示し、(a)は下部電極が露出
した直後の断面図であり、(b)は下部電極に対して十
分なオーバ研磨を行なった後の断面図であり、(c)は
オーバ研磨を十分に行なった場合の下部電極の平面寸法
に対するリセス発生量の関係を示すグラフである。
係る強誘電体メモリ装置における下部電極を示す平面図
である。
装置を示す模式的な断面図である。
る強誘電体メモリ装置の製造方法を示す工程順の断面図
である。
に係る強誘電体メモリ装置の製造方法を示す工程順の断
面図である。
オーバ研磨によりリセスが生じた下部電極を示す模式的
な断面図であり、(b)はダミーセルを含む領域を示す
模式的な断面図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 半導体基板の上に形成され、それぞれ
が、下部電極と、該下部電極の上に形成された強誘電体
からなる容量絶縁膜と、該容量絶縁膜の上に形成された
上部電極とにより構成された複数の容量素子を備え、 前記各下部電極は、それぞれの上面が埋込絶縁膜によっ
て該埋込絶縁膜の上面と平坦化されるように埋め込ま
れ、且つ、各上面における任意の位置からそれぞれ最も
近い端部までの距離が0.6μm以下となる平面形状を
有していることを特徴とする強誘電体メモリ装置。 - 【請求項2】 前記各下部電極の側面上には、前記下部
電極をそれぞれ保護する保護膜が形成されていることを
特徴とする請求項1に記載の強誘電体メモリ装置。 - 【請求項3】 前記各容量素子は、前記下部電極の下側
に形成され、前記下部電極と電気的に接続されたコンタ
クトプラグをそれぞれ有していることを特徴とする請求
項1又は2に記載の強誘電体メモリ装置。 - 【請求項4】 前記複数の容量素子が配置されてなるメ
モリセル配置領域における周辺部には、電気的に動作を
しない下部電極を含むダミー容量素子を有するダミーメ
モリセルが配置されており、 前記ダミー容量素子の下部電極の下側には、該下部電極
と接続し、且つ、その形状及び材料が前記容量素子のコ
ンタクトプラグとほぼ同等のコンタクトプラグが形成さ
れていることを特徴とする請求項3に記載の強誘電体メ
モリ装置。 - 【請求項5】 前記メモリセル配置領域の面積に対する
前記コンタクトプラグの総面積の比の値は、約0.3以
下であることを特徴とする請求項3又は4に記載の強誘
電体メモリ装置。 - 【請求項6】 前記下部電極は、白金、イリジウム、ル
テニウム、これらのうちの少なくとも1つを含む合金、
又はイリジウム若しくはルテニウムの酸化物からなるこ
とを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか1項に記
載の強誘電体メモリ装置。 - 【請求項7】 半導体基板の上に下部電極形成膜を形成
した後、形成した下部電極形成膜に対して、それぞれエ
ロージョン現象によりリセスを生じない程度の外形寸法
にパターニングを行なうことにより、前記下部電極形成
膜から複数の下部電極を形成する第1の工程と、 前記半導体基板の上に前記複数の下部電極を覆うように
全面にわたって埋込絶縁膜を堆積する第2の工程と、 化学機械研磨法により、前記埋込絶縁膜に対して前記下
部電極が露出するまで研磨を行なう第3の工程と、 露出した複数の下部電極及び前記埋込絶縁膜に対してオ
ーバ研磨を行なうことにより、前記複数の下部電極及び
埋込絶縁膜の上面を平坦化する第4の工程と、 平坦化した複数の下部電極及び埋込絶縁膜の上に、強誘
電体からなる容量絶縁膜形成膜を形成する第5の工程
と、 前記容量絶縁膜の上に上部電極形成膜を形成する第6の
工程と、 前記容量絶縁膜に対して前記複数の下部電極とそれぞれ
対向するようにパターニングを行なうことにより、前記
容量絶縁膜形成膜から複数の容量絶縁膜を形成る第7の
工程と、 前記上部電極形成膜に対して前記複数の容量絶縁膜とそ
れぞれ対向するようにパターニングを行なうことによ
り、前記上部電極形成膜から複数の上部電極を形成する
第8の工程とを備えていることを特徴とする強誘電体メ
モリ装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記第5の工程における前記容量絶縁膜
形成膜は、スピンコート法により成膜することを特徴と
する請求項7に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記第1の工程よりも前に、 化学機械的研磨法により、前記複数の下部電極の下側に
該下部電極とそれぞれ電気的に接続される複数のコンタ
クトプラグを形成する工程をさらに備え、 前記複数のコンタクトプラグが配置されたメモリセル配
置領域における周辺部に配置されたコンタクトプラグは
電気的に動作をしないダミーセルであることを特徴とす
る請求項7又は8に記載の強誘電体メモリ装置の製造方
法。 - 【請求項10】 前記第1の工程と前記第2の工程との
間に、 前記複数の下部電極の側面上に、前記下部電極を保護す
る保護膜を形成する工程をさらに備えていることを特徴
とする請求項7〜8のうちのいずれか1項に記載の強誘
電体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項11】 前記保護膜は、半導体基板上に前記複
数の下部電極を含む全面に保護膜形成膜を堆積した後、
堆積した保護膜形成膜に対してエッチバックを行なうこ
とにより形成することを特徴とする請求項10に記載の
強誘電体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記保護膜は、前記下部電極形成膜に
対してパターニングを行なう際に生じる生成物により形
成することを特徴とする請求項10に記載の強誘電体メ
モリ装置の製造方法。 - 【請求項13】 前記第4の工程と前記第5の工程との
間に、 形成された複数の下部電極の上面に対して前記埋込絶縁
膜用のエッチャントによるエッチングを行なう工程をさ
らに備えていることを特徴とする請求項7〜12のうち
のいずれか1項に記載の強誘電体メモリ装置の製造方
法。 - 【請求項14】 前記第1の工程における前記下部電極
形成膜は、白金、イリジウム、ルテニウム、これらのう
ちの少なくとも1つを含む合金、又はイリジウム若しく
はルテニウムの酸化物からなることを特徴とする請求項
7〜13のうちのいずれか1項に記載の強誘電体メモリ
装置の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001043806A JP3853163B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 |
EP01125085A EP1237194A3 (en) | 2001-02-20 | 2001-10-22 | Ferroelectric memory device and method for fabricating the same |
TW090127021A TW511282B (en) | 2001-02-20 | 2001-10-31 | Ferroelectric memory device and method for fabricating the same |
US09/987,002 US6602721B2 (en) | 2001-02-20 | 2001-11-13 | Method for fabricating ferroelectric memory device and method for fabricating the same |
KR1020020008889A KR20020068288A (ko) | 2001-02-20 | 2002-02-20 | 강유전체 메모리장치 및 그 제조방법 |
US10/632,931 US6963095B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-08-04 | Ferroelectric memory device and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001043806A JP3853163B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002246563A true JP2002246563A (ja) | 2002-08-30 |
JP2002246563A5 JP2002246563A5 (ja) | 2005-06-02 |
JP3853163B2 JP3853163B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=18905913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001043806A Expired - Fee Related JP3853163B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6602721B2 (ja) |
EP (1) | EP1237194A3 (ja) |
JP (1) | JP3853163B2 (ja) |
KR (1) | KR20020068288A (ja) |
TW (1) | TW511282B (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004172232A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2004172330A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Sony Corp | 強誘電体型不揮発性半導体メモリ及びその製造方法 |
JP2004319744A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 強誘電体キャパシタ、強誘電体キャパシタを具える半導体装置、強誘電体キャパシタの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2009140955A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Elpida Memory Inc | キャパシタ用電極及びその製造方法、キャパシタ |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3824878B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2006-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | インク組成物、記録媒体、インクジェット記録方法、および記録物 |
KR100423906B1 (ko) * | 2001-08-08 | 2004-03-22 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 메모리 장치 및 그 제조방법 |
KR100487528B1 (ko) * | 2002-06-26 | 2005-05-03 | 삼성전자주식회사 | 피로 현상을 억제하기 위한 금속산화막을 갖는 강유전체캐패시터 및 그 제조방법 |
KR100470166B1 (ko) * | 2002-07-19 | 2005-02-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 강유전체 메모리 소자의 제조 방법 |
KR100481853B1 (ko) * | 2002-07-26 | 2005-04-11 | 삼성전자주식회사 | 확장된 플레이트 라인을 갖는 강유전체 메모리소자 및 그제조방법 |
US8349241B2 (en) | 2002-10-04 | 2013-01-08 | Molecular Imprints, Inc. | Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability |
JP3696208B2 (ja) * | 2003-01-22 | 2005-09-14 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP4880894B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2012-02-22 | シャープ株式会社 | 半導体記憶装置の構造及びその製造方法 |
US7932471B2 (en) * | 2005-08-05 | 2011-04-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Capacitor for incorporation in wiring board, wiring board, method of manufacturing wiring board, and ceramic chip for embedment |
WO2008109090A1 (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-12 | Kenneth Wargon | Apparatus and method for determining and numerically displaying a volume |
EP2218152B1 (en) | 2007-12-11 | 2011-05-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor laser with integrated phototransistor |
JP4687757B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2011-05-25 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2990870B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1999-12-13 | 松下電器産業株式会社 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
US5335138A (en) * | 1993-02-12 | 1994-08-02 | Micron Semiconductor, Inc. | High dielectric constant capacitor and method of manufacture |
US5885856A (en) * | 1996-08-21 | 1999-03-23 | Motorola, Inc. | Integrated circuit having a dummy structure and method of making |
US6093575A (en) * | 1996-09-04 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corporation | Semiconductor device and production method of a semiconductor device having a capacitor |
US6063702A (en) * | 1997-01-27 | 2000-05-16 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Global planarization method for inter level dielectric layers using IDL blocks |
US6323132B1 (en) * | 1998-01-13 | 2001-11-27 | Applied Materials, Inc. | Etching methods for anisotropic platinum profile |
US5998258A (en) * | 1998-04-22 | 1999-12-07 | Motorola, Inc. | Method of forming a semiconductor device having a stacked capacitor structure |
JP2000138349A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Sharp Corp | 半導体記憶装置の製造方法 |
US6171910B1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-01-09 | Motorola Inc. | Method for forming a semiconductor device |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001043806A patent/JP3853163B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-22 EP EP01125085A patent/EP1237194A3/en not_active Withdrawn
- 2001-10-31 TW TW090127021A patent/TW511282B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-11-13 US US09/987,002 patent/US6602721B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-20 KR KR1020020008889A patent/KR20020068288A/ko active IP Right Grant
-
2003
- 2003-08-04 US US10/632,931 patent/US6963095B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004172232A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4703937B2 (ja) * | 2002-11-18 | 2011-06-15 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2004172330A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Sony Corp | 強誘電体型不揮発性半導体メモリ及びその製造方法 |
JP4641702B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2011-03-02 | ソニー株式会社 | 強誘電体型不揮発性半導体メモリ及びその製造方法 |
JP2004319744A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 強誘電体キャパシタ、強誘電体キャパシタを具える半導体装置、強誘電体キャパシタの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
JP4572061B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2010-10-27 | Okiセミコンダクタ株式会社 | 強誘電体キャパシタ、強誘電体キャパシタを具える半導体装置、強誘電体キャパシタの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2009140955A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Elpida Memory Inc | キャパシタ用電極及びその製造方法、キャパシタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020068288A (ko) | 2002-08-27 |
US20020115226A1 (en) | 2002-08-22 |
JP3853163B2 (ja) | 2006-12-06 |
US20040021158A1 (en) | 2004-02-05 |
TW511282B (en) | 2002-11-21 |
EP1237194A3 (en) | 2006-11-22 |
US6602721B2 (en) | 2003-08-05 |
EP1237194A2 (en) | 2002-09-04 |
US6963095B2 (en) | 2005-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7064365B2 (en) | Ferroelectric capacitors including a seed conductive film | |
US6388281B1 (en) | Triple metal line 1T/1C ferroelectric memory device and method for fabrication thereof | |
JP3853163B2 (ja) | 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 | |
US7601548B2 (en) | Methods of fabricating ferroelectric capacitors having oxidation barrier conductive layers and lower electrodes disposed in trenches defined by supporting insulating layers | |
US6291250B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor memory device | |
US20020195642A1 (en) | Capacitor compatible with high dielectric constant materials having a low contact resistance layer and the method for forming same | |
JP4061618B2 (ja) | 強誘電体メモリ素子およびその製造方法 | |
JP2005217189A (ja) | 容量素子及びその製造方法 | |
US20040137648A1 (en) | Ferroelectric memory device and method of fabricating the same | |
JP5440493B2 (ja) | 強誘電体メモリとその製造方法、及び強誘電体キャパシタの製造方法 | |
JP2002246563A5 (ja) | ||
JP4371005B2 (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
KR100442103B1 (ko) | 강유전성 메모리 장치 및 그 형성 방법 | |
JP2005057103A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP5018772B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3795882B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2004134692A (ja) | 半導体メモリ装置およびその製造方法 | |
JP2003203991A (ja) | 容量素子用電極の製造方法 | |
JP2012204407A (ja) | 半導体記憶装置の製造方法および半導体記憶装置 | |
KR100432787B1 (ko) | 강유전체 소자의 제조 방법 | |
JP2004221241A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR20020055105A (ko) | 강유전체 메모리 소자의 제조 방법 | |
JP2004241508A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
KR20040008627A (ko) | 강유전체 메모리소자 및 그의 제조 방법 | |
JP2006032451A (ja) | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040816 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040816 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060406 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060601 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090915 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100915 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |