JP2002289801A - Ferroelectric memory device and manufacturing method therefor - Google Patents

Ferroelectric memory device and manufacturing method therefor

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JP2002289801A
JP2002289801A JP2001088829A JP2001088829A JP2002289801A JP 2002289801 A JP2002289801 A JP 2002289801A JP 2001088829 A JP2001088829 A JP 2001088829A JP 2001088829 A JP2001088829 A JP 2001088829A JP 2002289801 A JP2002289801 A JP 2002289801A
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ferroelectric
film
memory device
electrode portion
manufacturing
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Tatsuya Hara
竜弥 原
Eiji Natori
栄治 名取
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric memory device where the deterioration of polarization characteristic is prevented, and a square hysteresis shape can be obtained, and to provide its manufacturing method, a matrix type ferroelectric substance memory device and its manufacturing method. SOLUTION: A ferroelectric substance capacitor 400 has a three-layer structure of a ferroelectric substance film 600, a lower electrode part 500 and an upper electrode part 700. The ferroelectric substance film 600 is formed into the same pattern as the lower electrode part 500. An insulation film 800 is positioned covering the ferroelectric substance film 600 and side surfaces of the lower electrode part 500, and the insulation film 800 and the ferroelectric film 600 form the same plane. The ferroelectric substance film 600 can be formed on a surface which is always flat, and as a result, the ferroelectric substance capacitor 400 can obtain superior polarization characteristic whose hysteresis shape is square. Capacitors of a second layer, a third layer, etc., have the same structure by planarizing, and superior polarization characteristic, whose hysteresis shape is square can be obtained, even if lamination of ferroelectric substance capacitors is performed.

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、強誘電体膜を含む
キャパシタを備えた半導体装置の製造方法、ならびに、
強誘電体メモリ装置の製造方法。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor including a ferroelectric film, and a method of manufacturing the same.
A method for manufacturing a ferroelectric memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体膜は、自発分極を有し、また、
高誘電率を有する等の特徴がある。半導体デバイスの分
野では、強誘電体膜のこれらの特徴を利用した強誘電体
メモリ装置や大容量コンデンサ等の研究が進められてい
る。通常の強誘電体メモリ装置である2T2Cあるいは
1T1Cの場合、電極および、強誘電体膜の加工の困難
さおよびキャパシタ上下電極の電気的短絡を避けるため
に、キャパシタ下部電極をなす、第一電極部と、強誘電
体膜を同じパターンにし、かつ、キャパシタ上部電極を
なす、第二電極部は、前記第一電極部および前記強誘電
体膜のパターンより、小さい構造を用いるか、あるい
は、第一電極部を覆うように強誘電体膜が位置し、第一
電極部と第二電極部が接触しない構造を用いてきた。
2. Description of the Related Art A ferroelectric film has spontaneous polarization.
It has features such as high dielectric constant. In the field of semiconductor devices, research on ferroelectric memory devices and large-capacitance capacitors utilizing these characteristics of ferroelectric films has been advanced. In the case of 2T2C or 1T1C, which is a normal ferroelectric memory device, a first electrode portion forming a lower electrode of a capacitor in order to avoid difficulties in processing electrodes and a ferroelectric film and to electrically short-circuit upper and lower electrodes of the capacitor. And the ferroelectric film has the same pattern, and the second electrode portion, which forms the capacitor upper electrode, uses a structure smaller than the pattern of the first electrode portion and the ferroelectric film, or A structure has been used in which a ferroelectric film is positioned so as to cover the electrode portion, and the first electrode portion and the second electrode portion do not contact each other.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記、前者の構造であ
る、第二電極部を、第一電極部および強誘電体膜より小
さい構造とすると、第二電極部と配線を兼ねることは出
来ず、別途、配線層が必要となる。上記の後者の構造で
ある第一電極部を覆う形で強誘電体膜が位置する構造の
場合、強誘電体膜の成膜は、第一電極部で形成された段
差上に行われる。そのため、強誘電体膜の膜厚不均一、
あるいは、結晶性の低下を招き、強誘電体キャパシタの
分極特性は低下し、角型の電圧−分極率ヒステリシスカ
ーブが得られなくなる問題が生じる。
If the second electrode portion, which is the former structure, is made smaller than the first electrode portion and the ferroelectric film, the second electrode portion cannot serve as the wiring. However, a separate wiring layer is required. In the case of the latter structure, in which the ferroelectric film is positioned so as to cover the first electrode portion, the ferroelectric film is formed on the step formed by the first electrode portion. Therefore, the thickness of the ferroelectric film is not uniform,
Alternatively, the crystallinity is reduced, the polarization characteristics of the ferroelectric capacitor are reduced, and there is a problem that a rectangular voltage-polarizability hysteresis curve cannot be obtained.

【0004】特にマトリクス型の強誘電体メモリ装置の
場合、一般的に第一電極部と第二電極部は交叉する配線
状の構造を有する。その場合、第一電極部と第二電極部
の間には、電気的ショートを防ぐために絶縁膜が必要で
ある。前記絶縁膜は通常、強誘電体で形成される。その
結果、上記の課題が生じる。
In particular, in the case of a matrix type ferroelectric memory device, the first electrode portion and the second electrode portion generally have a wiring-like structure in which they cross each other. In that case, an insulating film is required between the first electrode portion and the second electrode portion to prevent an electrical short. The insulating film is usually formed of a ferroelectric. As a result, the above problem occurs.

【0005】マトリクス型メモリとは、公開特許 平2
−154388で述べられているように、メモリセル部
にトランジスタを有せず、上下に直交した、複数のライ
ンからなる電極部を有し、上下電極部の交叉した領域に
強誘電体キャパシタを有する、強誘電体メモリ装置であ
り、その動作の一例は、以下のとおりである。読み出し
動作:選択セルのキャパシタに読み出し電圧V0が印加さ
れる。これは、同時に`0`の書き込み動作を兼ねてい
る。このとき、選択されたビット線を流れる電流または
ビット線をハイインピーダンスにしたときの電位をセン
スアンプにて読み出す。さらにこのとき、非選択セルの
キャパシタには、読み出し時のクロストークを防ぐた
め、所定の電圧が印加される。
[0005] The matrix type memory is disclosed in Japanese Patent Laid-Open
As described in 154388, the memory cell portion does not have a transistor, has an electrode portion composed of a plurality of lines perpendicular to each other, and has a ferroelectric capacitor in a region where the upper and lower electrode portions intersect. , A ferroelectric memory device, and an example of its operation is as follows. Read operation: Read voltage V0 is applied to the capacitor of the selected cell. This also serves as the write operation of `0`. At this time, the current flowing through the selected bit line or the potential when the bit line is set to high impedance is read by the sense amplifier. Further, at this time, a predetermined voltage is applied to the capacitors of the non-selected cells in order to prevent crosstalk during reading.

【0006】書き込み動作:`1`の書き込みの場合は、
選択セルのキャパシタに-V0の電圧が印加される。`0`の
書き込みの場合は、選択セルのキャパシタに、該選択セ
ルの分極を反転させない電圧が印加され、読み出し動作
時に書き込まれた`0`状態を保持する。このとき、非選
択セルのキャパシタには、書き込み時のクロストークを
防ぐため、所定の電圧が印加される。
Writing operation: In the case of writing `1`,
A voltage of -V0 is applied to the capacitor of the selected cell. In the case of writing `0`, a voltage that does not reverse the polarization of the selected cell is applied to the capacitor of the selected cell, and the` 0` state written during the read operation is maintained. At this time, a predetermined voltage is applied to the capacitors of the non-selected cells in order to prevent crosstalk during writing.

【0007】マトリクス型メモリは通常の2T2Cある
いは1T1Cの強誘電体メモリ装置と異なり、トランジ
スタがなく、強誘電体キャパシタのみで、形成されるた
め高集積化が可能である。また、強誘電体キャパシタの
積層化が可能である。そのため、古くから検討されてき
たが、上記の2T2Cあるいは1T1Cの強誘電体メモ
リ装置より、角型性のヒステリシス形状の分極特性を持
った強誘電体キャパシタが必要である。また、強誘電体
キャパシタの積層化には、強誘電体キャパシタ部の平坦
化が必要である。
[0007] Unlike a normal 2T2C or 1T1C ferroelectric memory device, a matrix type memory is formed of only ferroelectric capacitors without transistors and can be highly integrated. Further, the ferroelectric capacitors can be stacked. For this reason, a ferroelectric capacitor having a square hysteresis-shaped polarization characteristic is required from the 2T2C or 1T1C ferroelectric memory device, which has been studied for a long time. Further, for stacking ferroelectric capacitors, it is necessary to flatten the ferroelectric capacitor portion.

【0008】本発明の目的は、分極特性の劣化を防ぎ、
角型性のヒステリシス形状の分極特性を持った強誘電体
メモリ装置およびその製造方法、並びに、マトリクス型
強誘電体メモリ装置およびその製造方法を提供すること
である。
[0008] It is an object of the present invention to prevent deterioration of polarization characteristics,
An object of the present invention is to provide a ferroelectric memory device having a rectangular hysteresis-shaped polarization characteristic and a method of manufacturing the same, and a matrix-type ferroelectric memory device and a method of manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明においては、第一
電極部と第二電極部と、前記第一電極部と前記第二電極
部との間にある強誘電体膜を備えた強誘電体メモリ装置
の形成において、第一電極部を加工する工程と、強誘電
体膜を成膜する工程と、絶縁膜を成膜する工程と、前記
絶縁膜の平坦化を行い、前記絶縁膜を強誘電体膜側面の
みに残し、強誘電体膜上の絶縁膜を除去することにより
強誘電体膜表面を露出させる工程と、第二電極部を成膜
する工程と、第二電極部を加工する工程を有することを
特徴とする。前記第一電極部を加工前に、前記強誘電体
膜成膜するために、成膜時、メモリ素子表面は、平坦な
形状をなしている。そのため、前記強誘電体膜は、良好
な結晶性が得られ、その結果、前記強誘電体膜が、構成
する、強誘電体キャパシタは角型性の良いヒステリシス
形状の分極特性が得られる。また、前記第二電極部と、
前記第一電極部との間には、前記強誘電体膜、あるい
は、前記絶縁膜が、位置するために、電気的短絡を生じ
ることはない。
According to the present invention, there is provided a ferroelectric device comprising a first electrode portion, a second electrode portion, and a ferroelectric film between the first electrode portion and the second electrode portion. In the formation of the body memory device, a step of processing the first electrode portion, a step of forming a ferroelectric film, a step of forming an insulating film, and planarizing the insulating film, Exposing the surface of the ferroelectric film by removing the insulating film on the ferroelectric film, leaving only the side surface of the ferroelectric film, forming a second electrode portion, and processing the second electrode portion Characterized by a step of performing In order to form the ferroelectric film before processing the first electrode portion, the surface of the memory element has a flat shape at the time of film formation. Therefore, the ferroelectric film has good crystallinity, and as a result, the ferroelectric capacitor formed by the ferroelectric film has a hysteresis-shaped polarization characteristic with good squareness. Further, the second electrode portion,
Since the ferroelectric film or the insulating film is located between the first electrode portion and the first electrode portion, no electric short circuit occurs.

【0010】本発明においては、前記強誘電体膜の結晶
化を、前記絶縁膜の平坦化後に、行ってもよい。平坦化
工程において、露出する強誘電体膜表面は、ダメージを
受け、その結晶性が損なわれる。結晶化を、平坦化後に
行うことにより、結晶化と、ダメージの回復を同時に行
うことが可能で、工程の削減ができる。また、強誘電体
膜は、結晶化により、結晶粒の凹凸が生じる。結晶化前
に、前記強誘電体膜と、前記第一電極部を加工するため
に、加工時に、強誘電体膜は滑らかな形状であるため、
加工が容易となる。
In the present invention, the crystallization of the ferroelectric film may be performed after the insulating film is planarized. In the flattening step, the exposed ferroelectric film surface is damaged and its crystallinity is impaired. By performing crystallization after flattening, crystallization and recovery from damage can be performed simultaneously, and the number of steps can be reduced. Further, the crystallization of the ferroelectric film causes unevenness of crystal grains. Before crystallization, the ferroelectric film, in order to process the first electrode portion, during processing, since the ferroelectric film has a smooth shape,
Processing becomes easy.

【0011】本発明においては、前記強誘電体膜の結晶
化を、前記第二電極部成膜後に行ってもよい。本方法に
よれば、上記の方法と同じく、結晶化を、平坦化後に行
うことにより、結晶化と、ダメージの回復を同時に行う
ことが可能で、工程の削減ができる。また、強誘電体膜
は、結晶化により、結晶粒の凹凸が生じる。結晶化前
に、前記強誘電体膜と、前記第一電極部を加工するため
に、加工時に、強誘電体膜は滑らかな形状であるため、
加工が容易となる。
In the present invention, the crystallization of the ferroelectric film may be performed after the formation of the second electrode portion. According to this method, as in the above method, by performing crystallization after flattening, crystallization and recovery from damage can be performed simultaneously, and the number of steps can be reduced. Further, the crystallization of the ferroelectric film causes unevenness of crystal grains. Before crystallization, the ferroelectric film and the first electrode portion, in order to process, during processing, since the ferroelectric film has a smooth shape,
Processing becomes easy.

【0012】本発明は、以下の態様を取り得る。前記絶
縁膜が、少なくとも、塗布法、あるいはTEOS(テト
ラエオキシシラン)とオゾンの反応によるCVD法で、
いずれかで成膜されることを特徴とする製造方法。上記
成膜方法のいずれか、あるいは両方の積層膜であっても
よく、また、上記成膜のいずれかと、他の方法による、
絶縁膜との積層膜であってもよい。これらの、方法を用
いれば、平坦化しやすい、絶縁膜を成膜することができ
る。そのため、前記絶縁膜と、前記強誘電体膜が、同一
の平面を形成することができる。また、これらの方法に
より、成膜される絶縁膜は、低誘電率を有する、性質を
持つ。そのため、第一電極部、あるいは、第二電極部で
生じる配線容量を低減することができ、強誘電体メモリ
装置の動作速度が向上する。
The present invention can take the following aspects. The insulating film is formed at least by a coating method or a CVD method by a reaction between TEOS (tetraethoxysilane) and ozone,
A manufacturing method characterized in that the film is formed by any one of the methods. Either of the above film forming methods, or a stacked film of both may be used, and any one of the above film forming methods and other methods,
It may be a laminated film with an insulating film. By using these methods, an insulating film which can be easily planarized can be formed. Therefore, the insulating film and the ferroelectric film can form the same plane. Further, an insulating film formed by these methods has a property of having a low dielectric constant. Therefore, the wiring capacitance generated in the first electrode portion or the second electrode portion can be reduced, and the operation speed of the ferroelectric memory device can be improved.

【0013】本発明は、以下の態様を取り得る。前記絶
縁膜が、すくなくとも、酸化アルミニウム、酸化タンタ
ル、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムのいずれか
と、シリコン酸化膜の積層膜からなることを特徴とする
製造方法。前記金属酸化膜は、水素を透過しない性質を
持つ。前記金属酸化膜は、前記強誘電体膜の側面を覆う
ように位置する。そのため、強誘電体キャパシタ形成後
の、製造プロセスにおいて、水素が、前記強誘電体膜を
還元することを防ぎ、そのため、前記強誘電体膜の結晶
性が損なわれない。また、前記金属酸化膜は、前記強誘
電体膜と相互作用が発生しない。シリコン酸化膜は、前
記強誘電体膜と、相互作用し、前記強誘電体膜の結晶性
が損なわれる。前記金属酸化膜は、前記強誘電体膜側面
を覆うように位置し、前記シリコン酸化膜が、前記強誘
電体膜と、直接接しなため、相互作用が生じない。その
結果、強誘電体キャパシタは、角型性のよいヒステリシ
ス形状を持った分極特性が得られる。
The present invention can take the following aspects. The method according to claim 1, wherein the insulating film comprises at least one of aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide and a silicon oxide film. The metal oxide film does not transmit hydrogen. The metal oxide film is located to cover a side surface of the ferroelectric film. Therefore, in the manufacturing process after the formation of the ferroelectric capacitor, hydrogen is prevented from reducing the ferroelectric film, so that the crystallinity of the ferroelectric film is not impaired. Further, the metal oxide film does not interact with the ferroelectric film. The silicon oxide film interacts with the ferroelectric film, and the crystallinity of the ferroelectric film is impaired. The metal oxide film is positioned so as to cover the side surface of the ferroelectric film, and no interaction occurs because the silicon oxide film is not in direct contact with the ferroelectric film. As a result, the ferroelectric capacitor can obtain polarization characteristics having a hysteresis shape with good squareness.

【0014】本発明は、以下の態様を取り得る。前記絶
縁膜の平坦化をCMP(化学的機械研磨法)、あるいは、
全面的にエッチングを行う、エッチバック法で行うこと
を特徴とする製造方法。CMP、あるいは、エッチバック
により、容易に平坦化を行うことが、可能となる。
The present invention can take the following aspects. The planarization of the insulating film is performed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or
A manufacturing method characterized in that etching is performed by etching back the entire surface. The planarization can be easily performed by CMP or etch back.

【0015】本発明は、以下の態様を取り得る。前記第
一電極部、または前記第二電極部の材料が白金、イリジ
ウム、ルテニウムのいずれかからなることを特徴とする
強誘電体メモリ装置の製造方法。白金、イリジウム、ル
テニウムは、前記強誘電体膜と相互作用しない。そのた
め、前記強誘電体膜の結晶性は損なわれず、強誘電体キ
ャパシタは、角型性のよいヒステリシス形状を持った分
極特性が得られる。また、前記強誘電体膜を形成する酸
素等の元素が、拡散することを防ぎ、その結果、MOSト
ランジスタが劣化しない。
The present invention can take the following aspects. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein a material of the first electrode portion or the second electrode portion is made of any one of platinum, iridium, and ruthenium. Platinum, iridium and ruthenium do not interact with the ferroelectric film. Therefore, the crystallinity of the ferroelectric film is not impaired, and the ferroelectric capacitor can obtain polarization characteristics having a hysteresis shape with good squareness. Further, diffusion of elements such as oxygen forming the ferroelectric film is prevented, and as a result, the MOS transistor does not deteriorate.

【0016】本発明は、以下の態様を取り得る。前記第
一電極部、または前記第二電極部の材料が白金、イリジ
ウム、ルテニウムのいずれかと、それらの酸化膜の2層
以上からなり、強誘電体と接する面が金属膜であること
を特徴とする強誘電体メモリ装置の製造方法。白金、イ
リジウム、ルテニウムの酸化膜は、導電性を有し、か
つ、水素を透過しない性質を有する。これらの酸化膜を
電極として用いることにより、強誘電体膜が、水素によ
り、結晶性が損なわれることを防ぐ。前記の酸化膜が、
水素を通さない膜厚は通常、10nm以上で、より好ましく
は25〜75nmである。また、強誘電体膜と接触する電極面
を、金属面とすることにより、強誘電体膜の結晶配向性
は良好なものとなる。その結果、強誘電体キャパシタ
は、角型性のよいヒステリシス形状を持った分極特性が
得られる。
The present invention can take the following aspects. The material of the first electrode portion, or the material of the second electrode portion is composed of any one of platinum, iridium, ruthenium and two or more oxide films thereof, and a surface in contact with the ferroelectric is a metal film. Of manufacturing a ferroelectric memory device. Platinum, iridium and ruthenium oxide films have conductivity and do not transmit hydrogen. By using these oxide films as electrodes, the crystallinity of the ferroelectric film is prevented from being damaged by hydrogen. The oxide film,
The film thickness that does not allow passage of hydrogen is usually 10 nm or more, and more preferably 25 to 75 nm. Further, when the electrode surface in contact with the ferroelectric film is a metal surface, the crystal orientation of the ferroelectric film is improved. As a result, the ferroelectric capacitor can obtain polarization characteristics having a hysteresis shape with good squareness.

【0017】本発明は、以下の態様を取り得る。前記強
誘電体膜の成膜を塗布により行うことを特徴とする強誘
電体メモリ装置の製造方法。本発明によれば、第二電極
部成膜前の素子表面は、平坦な形状を成す。そのため、
低コストで簡便な、塗布法によっても、容易に結晶性の
よい、電極を成膜することが可能となる。
The present invention can take the following aspects. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the ferroelectric film is formed by coating. According to the present invention, the element surface before forming the second electrode portion has a flat shape. for that reason,
An electrode with good crystallinity can be easily formed even by a low-cost and simple coating method.

【0018】本発明は、以下の態様を取り得る。前記強
誘電体膜の成膜をLSMCDにより行うことを特徴とする強
誘電体メモリ装置の製造方法。LSMCDによれば、上
記塗布法より低温での熱処理により、強誘電体膜結晶化
が可能となる。そのため、結晶化時に、他の素子である
トランジスタへ与える影響が少ない。また、LSMCD
によれば、塗布法より、強誘電体膜の制御が容易にな
り、角型性のヒステリシス形状を持った強誘電体キャパ
シタ分極特性を得ることができる。
The present invention can take the following aspects. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the ferroelectric film is formed by an LSMCD. According to the LSMCD, crystallization of the ferroelectric film can be performed by heat treatment at a lower temperature than the above coating method. Therefore, during crystallization, there is little influence on a transistor which is another element. Also, LSMCD
According to the method, the ferroelectric film can be easily controlled by the coating method, and a polarization characteristic of a ferroelectric capacitor having a square hysteresis shape can be obtained.

【0019】本発明は、以下の態様を取り得る。前記強
誘電体膜の成膜が有機化合物の気相反応により行うこと
を特徴とする強誘電体メモリ装置の製造方法。本方法に
よれば、前記LSMCDより、強誘電体膜結晶化温度の
低温化が可能となり、かつ、より結晶配向性の良い強誘
電体膜が得られる。そのため、他のトランジスタへの影
響を与えず、角型性のヒステリシス形状を持った強誘電
体キャパシタ分極特性を得ることができる。
The present invention can take the following aspects. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the ferroelectric film is formed by a gas phase reaction of an organic compound. According to this method, the crystallization temperature of the ferroelectric film can be lower than that of the LSMCD, and a ferroelectric film having better crystal orientation can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a ferroelectric capacitor polarization characteristic having a square hysteresis shape without affecting other transistors.

【0020】本発明は、以下の態様を取り得る。スパッ
タ法により前記強誘電体膜を成膜することを特徴とする
強誘電体メモリ装置の製造方法。スパッタ法は、上記、
塗布法、LSMCD、気相反応で用いる材料より、安価
な材料で成膜することができる。また、塗布法、LSM
CD、気相反応より、成膜速度が早く、ウェハ処理能力
が高い。そのため、低コストで強誘電体メモリ装置を製
造することができる。
The present invention can take the following aspects. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, comprising forming the ferroelectric film by a sputtering method. The sputtering method is as described above,
A film can be formed using a material that is less expensive than a material used in a coating method, an LSMCD, or a gas phase reaction. In addition, coating method, LSM
Higher film forming speed and higher wafer processing capacity than CD and gas phase reactions. Therefore, a ferroelectric memory device can be manufactured at low cost.

【0021】本発明は、以下の態様を取り得る。浸漬法
により前記強誘電体膜を成膜することを特徴とする強誘
電体メモリ装置の製造方法。浸漬法は、ガス、真空を用
いないため、簡便な装置で成膜可能である。そのため、
浸漬法で使用する装置は、他の装置に比べ、安価であ
る。その結果、低コストで強誘電体メモリ装置を製造す
ることができる。
The present invention can take the following aspects. A method for manufacturing a ferroelectric memory device, comprising forming the ferroelectric film by an immersion method. Since the immersion method does not use gas or vacuum, film formation can be performed with a simple apparatus. for that reason,
Equipment used in the immersion method is less expensive than other equipment. As a result, a ferroelectric memory device can be manufactured at low cost.

【0022】本発明においては、下部電極部と、上部電
極部と、前記下部電極部と前記上部電極部との間にある
強誘電体と、を含むキャパシタを備えた強誘電体メモリ
装置であって、上記、下部電極と、強誘電体膜構造が、
繰り返された、2層以上のキャパシタを備えた強誘電体
メモリ装置であって、1層めのキャパシタの上部電極
が、その上層のキャパシタの下部電極を兼ねており、前
記下部電極部と、前記強誘電体膜と、が同一のパターン
を形成し、絶縁膜が、前記下部電極部と、前記強誘電体
膜と、の側面を覆うように位置し、前記絶縁膜と、前記
強誘電体膜と、が平坦化され、同一平面を構成すること
を特徴とする。
According to the present invention, there is provided a ferroelectric memory device provided with a capacitor including a lower electrode portion, an upper electrode portion, and a ferroelectric material between the lower electrode portion and the upper electrode portion. The lower electrode and the ferroelectric film structure
Repeated, a ferroelectric memory device having two or more layers of capacitors, wherein the upper electrode of the first layer capacitor also serves as the lower electrode of the capacitor of the upper layer, the lower electrode portion, The ferroelectric film and the ferroelectric film form the same pattern, the insulating film is positioned so as to cover the side surfaces of the lower electrode portion and the ferroelectric film, and the insulating film and the ferroelectric film Are flattened to form the same plane.

【0023】強誘電体膜の下層である、下部電極表面
は、平坦な面を形成している。そのため、前記強誘電体
膜は、良好な結晶を、持ち、その強誘電体キャパシタは
角型性のヒステリシスの分極特性を持つ。
The lower electrode surface, which is the lower layer of the ferroelectric film, forms a flat surface. Therefore, the ferroelectric film has a good crystal, and the ferroelectric capacitor has a square hysteresis polarization characteristic.

【0024】2層め以降のキャパシタを、成す下部電極
部の下層は、平坦化され、同一平面を構成する絶縁膜
と、強誘電体膜からなる。その構造は、3層めも同様で
ある。そのため、積層を成した、強誘電体キャパシタ
は、どの層も、同じ構造であり、キャパシタ一つ一つの
特性は、均一なものとなる。その結果、強誘電体キャパ
シタが、容易に、行うことが出来る。
The lower layer of the lower electrode portion forming the second and subsequent capacitors is flattened, and is composed of an insulating film and a ferroelectric film forming the same plane. The structure is the same for the third layer. Therefore, the laminated ferroelectric capacitors have the same structure in all the layers, and the characteristics of each of the capacitors are uniform. As a result, the ferroelectric capacitor can be easily performed.

【0025】本発明は、以下の態様を取り得る。上記の
構造において、前記絶縁膜が、酸化アルミニウム、酸化
タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チ
タンの金属酸化膜のいずれかを含み、前記絶縁膜が、前
記強誘電体膜の側面部を覆うように位置し、前記金属酸
化膜が、前記強誘電体側面と、接触し、前記絶縁膜と、
前記強誘電体膜と、が平坦化され、同一平面を構成する
ことを特徴とする。
The present invention can take the following aspects. In the above structure, the insulating film includes any one of a metal oxide film of aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, and titanium oxide, and the insulating film covers a side surface of the ferroelectric film. And the metal oxide film is in contact with the ferroelectric side surface, and the insulating film,
The ferroelectric film is flattened to form the same plane.

【0026】酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジ
ルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チタンは、水素の透
過を防ぐ性質を持つ。通常、そのような膜厚は、10nm以
上で、より好ましくは、20nm〜50nmである。前記金属酸
化膜が、強誘電体膜側面を、直接、覆うことにより、強
誘電体膜に、水素が、到達することを防ぐ効果を有す
る。そのため、強誘電体膜は、水素による還元を受ける
ことがない。平坦な平面上に成膜されることにより、強
誘電体膜の結晶性が、向上する効果に、併せて、還元さ
れないことの相乗効果により、強誘電体キャパシタは、
良好な角型性のヒステリシス形状の分極特性を持つ。
Aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, and titanium oxide have the property of preventing the permeation of hydrogen. Usually, such a film thickness is 10 nm or more, more preferably 20 nm to 50 nm. The metal oxide film has an effect of preventing hydrogen from reaching the ferroelectric film by directly covering the side surface of the ferroelectric film. Therefore, the ferroelectric film is not reduced by hydrogen. By being formed on a flat surface, the crystallinity of the ferroelectric film is improved, and in addition, due to the synergistic effect of not being reduced, the ferroelectric capacitor is
It has good square-shaped hysteresis-shaped polarization characteristics.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を構造と
製造方法に分けて、図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings by dividing them into a structure and a manufacturing method.

【0028】〔本発明の実施例1の製造方法〕図1 〜図
8は、本発明の実施例1の製造方法を説明するための工
程図である。
[Manufacturing Method of Embodiment 1 of the Present Invention] FIGS.
FIG. 8 is a process chart for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【0029】まず、図1に示すようにシリコン基板100上
に、絶縁膜101を形成する。本発明はマトリクス型強誘
電体メモリ装置に適用している。メモリの周辺回路を形
成するトランジスタは絶縁膜101成膜前に形成され、そ
の工程は一般的な方法を用いることが可能である。
First, an insulating film 101 is formed on a silicon substrate 100 as shown in FIG. The present invention is applied to a matrix type ferroelectric memory device. A transistor forming a peripheral circuit of the memory is formed before the insulating film 101 is formed, and a general method can be used for the process.

【0030】次に、図2に示すように第一電極部102の成
膜を行う。その方法は、通常、スパッタ法によって行わ
れ、CVD法により、行ってもよい。材料は、白金、イ
リジウム、ルテニウムのいずれか、あるいは前記の金属
との酸化膜との組み合わせによる積層膜からなる。電極
の膜厚は、通常100〜300nmで、より好ましくは150〜250
nmである。積層膜を用いる場合、前記酸化膜は、水素を
通さない膜厚であって、通常、10nm以上で、より好まし
くは25〜75nmである。
Next, as shown in FIG. 2, the first electrode portion 102 is formed. This method is generally performed by a sputtering method, and may be performed by a CVD method. The material is made of any one of platinum, iridium and ruthenium, or a laminated film made of a combination of the above-mentioned metal and an oxide film. The thickness of the electrode is usually 100 to 300 nm, more preferably 150 to 250
nm. When a stacked film is used, the oxide film has a thickness that does not allow passage of hydrogen, and is usually 10 nm or more, more preferably 25 to 75 nm.

【0031】次に、図3に示すように、強誘電体膜103
を成膜する。前記強誘電体膜の膜厚は、分極特性を持つ
膜厚であって、通常50〜200nmで、より好ましく
は50〜150nmである。前記強誘電体膜の材料は、
例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、SBT(タンタル
酸ストロンチウムビスマス)がある。これらの材料は角
型性の良いヒステリシス形状を持つ。特に、角型性の良
い材料は、PZTの組成では40:60あるいは20:80が良
い。また、有機材料であってもよい。
Next, as shown in FIG.
Is formed. The thickness of the ferroelectric film is a thickness having polarization characteristics, and is usually 50 to 200 nm, and more preferably 50 to 150 nm. The material of the ferroelectric film is
For example, there are PZT (lead zirconate titanate) and SBT (strontium bismuth tantalate). These materials have a hysteresis shape with good squareness. In particular, a material having good squareness is preferably 40:60 or 20:80 in the composition of PZT. Further, it may be an organic material.

【0032】次に、図4に示すように前記第一電極部10
2と、前記強誘電体膜103とを、加工する。両者の膜は、
同一パターンでフォトリソを、行い、同時にエッチング
を行う。
Next, as shown in FIG.
2 and the ferroelectric film 103 are processed. Both membranes are
Photolithography is performed with the same pattern, and etching is performed simultaneously.

【0033】次に、図5に示すように絶縁膜104を成膜
する。絶縁膜104は、塗布法、CVD法のいずれの方法
で成膜してもよく、また複数の方法を組み合わせた積層
膜であってもよい。好ましくは反応ガスがTEOSおよびオ
ゾンからなるシリコン酸化膜である。このシリコン酸化
膜は多孔性を有するため、誘電率が低く、第一電極10
2、第二電極105で生じる配線容量を低減できる。前記絶
縁膜の膜厚は、次工程で平坦化を行うために必要な膜厚
で、それは第一電極部と強誘電体膜のスペースを埋める
ために必要な膜厚である。通常、そのような膜厚は、前
記スペース幅の2分の1以上である。
Next, an insulating film 104 is formed as shown in FIG. The insulating film 104 may be formed by any of a coating method and a CVD method, and may be a stacked film obtained by combining a plurality of methods. Preferably, the reaction gas is a silicon oxide film composed of TEOS and ozone. Since this silicon oxide film has porosity, the dielectric constant is low, and the first electrode 10
2. The wiring capacitance generated in the second electrode 105 can be reduced. The film thickness of the insulating film is a film thickness necessary for flattening in the next step, and is a film thickness necessary for filling a space between the first electrode portion and the ferroelectric film. Usually, such a film thickness is at least half of the space width.

【0034】次に、図6に示すように前記絶縁膜104を平
坦化し、強誘電体膜103の表面を露出させる。平坦化の
方法は、エッチバック、CMPのいずれか、あるいは組み
合わせても用いても良い。平坦化ののち、強誘電体膜10
3の結晶化を行っても良い。結晶化は、通常、酸素雰囲
気中で450〜800℃の熱処理あるいは、酸素雰囲気中のプ
ラズマ処理、オゾン雰囲気中の400〜650℃の熱処理の、
いずれか、によって行われる。結晶化を平坦化後、行う
ことによって、平坦化で受けた強誘電体膜103のダメー
ジを回復することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 6, the insulating film 104 is flattened, and the surface of the ferroelectric film 103 is exposed. The planarization method may be any one of etch back and CMP, or a combination thereof. After flattening, ferroelectric film 10
Crystallization of 3 may be performed. The crystallization is usually performed by heat treatment at 450 to 800 ° C. in an oxygen atmosphere, plasma treatment in an oxygen atmosphere, or heat treatment at 400 to 650 ° C. in an ozone atmosphere.
Done by either. By performing crystallization after flattening, the damage of the ferroelectric film 103 caused by the flattening can be recovered.

【0035】次に、図7に示すように第二電極部105を成
膜する。その方法は、通常、スパッタ法によって行わ
れ、CVD法により、行ってもよい。材料は、白金、イ
リジウム、ルテニウムのいずれか、あるいは前記の金属
との酸化膜との組み合わせによる積層膜からなる。電極
の膜厚は、通常100〜300nmで、より好ましくは150〜250
nmである。積層膜を用いる場合、前記酸化膜は、水素を
通さない膜厚であって、通常、10nm以上で、より好まし
くは25〜75nmである。強誘電体膜の結晶化を、上記で述
べた平坦化後ではなく、第二電極部成膜後に行っても良
い。結晶化を、第二電極部105の成膜後行うことによ
り、同時に、第二電極部の結晶化を行うことができる。
Next, as shown in FIG. 7, a second electrode portion 105 is formed. This method is generally performed by a sputtering method, and may be performed by a CVD method. The material is made of any one of platinum, iridium and ruthenium, or a laminated film made of a combination of the above-mentioned metal and an oxide film. The thickness of the electrode is usually 100 to 300 nm, more preferably 150 to 250
nm. When a stacked film is used, the oxide film has a thickness that does not allow passage of hydrogen, and is usually 10 nm or more, and more preferably 25 to 75 nm. The crystallization of the ferroelectric film may be performed after the formation of the second electrode portion instead of after the flattening described above. By performing crystallization after forming the second electrode portion 105, crystallization of the second electrode portion can be performed at the same time.

【0036】次に、図8に示すように第二電極部105の加
工を行う。図8は図7を90°回転させた図である。
Next, as shown in FIG. 8, the second electrode portion 105 is processed. FIG. 8 is a diagram obtained by rotating FIG. 7 by 90 °.

【0037】本実施形態によれば、図8に示すように、
第二電極105の表面が、平坦な強誘電体キャパシタが得
られた。
According to the present embodiment, as shown in FIG.
A ferroelectric capacitor having a flat surface of the second electrode 105 was obtained.

【0038】〔本発明の実施例2の製造方法〕図9〜図1
3は本発明の実施例2の製造方法を説明するための工程
図である。
[Manufacturing method according to Embodiment 2 of the present invention] FIGS. 9 to 1
FIG. 3 is a process chart for explaining the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【0039】まず、図4に示す第一電極部102と強誘電体
膜103を加工する工程までは上記実施例1と同じ工程で
形成される。
First, the steps up to the step of processing the first electrode portion 102 and the ferroelectric film 103 shown in FIG.

【0040】次に、図9に示すように酸化膜201を成膜
する。前記酸化膜201は酸化アルミニウム、酸化タンタ
ル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チタンの
いずれかからなる。成膜方法は一般的な方法を用いるこ
とができる。酸化膜201の膜厚は、水素透過を防ぐため
に充分な膜厚である。通常、そのような膜厚は、10nm以
上である。
Next, an oxide film 201 is formed as shown in FIG. The oxide film 201 is made of any one of aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, and titanium oxide. A general method can be used as a film forming method. The thickness of oxide film 201 is sufficient to prevent hydrogen permeation. Usually, such a film thickness is 10 nm or more.

【0041】次に、図10に示すように絶縁膜202を成膜
する。絶縁膜202は、塗布法、CVD法のいずれの方法
で成膜してもよく、また複数の方法を組み合わせた積層
膜であってもよい。好ましくは反応ガスがTEOSおよびオ
ゾンからなるシリコン酸化膜である。このシリコン酸化
膜は多孔性を有するため、誘電率が低く、第一電極10
2、第二電極105で生じる配線容量を低減できる。前記絶
縁膜の膜厚は、次工程で平坦化を行うために必要な膜厚
で、それは第一電極部と強誘電体膜のスペースを埋める
ために必要な膜厚である。通常、そのような膜厚は、前
記スペース幅の2分の1以上である。
Next, an insulating film 202 is formed as shown in FIG. The insulating film 202 may be formed by any of a coating method and a CVD method, or may be a stacked film obtained by combining a plurality of methods. Preferably, the reaction gas is a silicon oxide film composed of TEOS and ozone. Since this silicon oxide film has porosity, the dielectric constant is low, and the first electrode 10
2. The wiring capacitance generated in the second electrode 105 can be reduced. The film thickness of the insulating film is a film thickness necessary for flattening in the next step, and is a film thickness necessary for filling a space between the first electrode portion and the ferroelectric film. Usually, such a film thickness is at least half of the space width.

【0042】次に、図11に示すように酸化膜201、およ
び、絶縁膜202を平坦化し、強誘電体膜103の表面を露出
させる。平坦化には、エッチバック、またはCMPのいず
れか、あるいは組み合わせても用いても良い。平坦化の
のち、強誘電体膜103の結晶化を行っても良い。結晶化
は、通常、酸素雰囲気中で450〜800℃の熱処理あるい
は、酸素雰囲気中のプラズマ処理、オゾン雰囲気中の40
0〜650℃の熱処理の、いずれか、によって行われる。結
晶化を平坦化後、行うことによって、平坦化で受けた強
誘電体膜103のダメージを回復することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 11, the oxide film 201 and the insulating film 202 are flattened to expose the surface of the ferroelectric film 103. For planarization, either etch back or CMP, or a combination thereof may be used. After the planarization, the ferroelectric film 103 may be crystallized. The crystallization is usually performed by heat treatment at 450 to 800 ° C. in an oxygen atmosphere, plasma treatment in an oxygen atmosphere, and 40 ° C. in an ozone atmosphere.
It is performed by any one of a heat treatment at 0 to 650 ° C. By performing crystallization after flattening, the damage of the ferroelectric film 103 caused by the flattening can be recovered.

【0043】次に、図12に示すように、第二電極部105
を成膜する。その方法は、通常、スパッタ法によって行
われ、CVD法により、行ってもよい。材料は、白金、
イリジウム、ルテニウムのいずれか、あるいは前記の金
属との酸化膜との組み合わせによる積層膜からなる。電
極の膜厚は、通常100〜300nmで、より好ましくは150〜2
50nmである。積層膜を用いる場合、前記酸化膜は、水素
を通さない膜厚であって、通常、10nm以上で、より好ま
しくは25〜75nmである。強誘電体膜の結晶化を、上記で
述べた平坦化後ではなく、第二電極部成膜後に行っても
良い。結晶化を、第二電極部105の成膜後行うことによ
り、同時に、第二電極部の結晶化を行うことができる。
Next, as shown in FIG.
Is formed. This method is generally performed by a sputtering method, and may be performed by a CVD method. The material is platinum,
It is composed of a laminated film made of one of iridium and ruthenium, or a combination of an oxide film with the above metal. The thickness of the electrode is usually 100 to 300 nm, more preferably 150 to 2 nm.
50 nm. When a stacked film is used, the oxide film has a thickness that does not allow passage of hydrogen, and is usually 10 nm or more, more preferably 25 to 75 nm. The crystallization of the ferroelectric film may be performed after the formation of the second electrode portion instead of after the flattening described above. By performing crystallization after forming the second electrode portion 105, crystallization of the second electrode portion can be performed at the same time.

【0044】次に、図13に示すように第二電極部105の
加工を行う。図13は図12を90°回転させた図である。
Next, the second electrode portion 105 is processed as shown in FIG. FIG. 13 is a diagram obtained by rotating FIG. 12 by 90 °.

【0045】本実施形態によれば、図13に示すように、
第二電極部105の表面が、平坦な強誘電体キャパシタが
得られた。また、強誘電体膜103の側面は、水素を通さ
ない性質を有する酸化膜201で覆われているため、強誘
電体膜103は水素による還元を受けず、分極特性が劣化
することがなかった。
According to the present embodiment, as shown in FIG.
A ferroelectric capacitor having a flat surface of the second electrode portion 105 was obtained. Further, since the side surface of the ferroelectric film 103 is covered with the oxide film 201 having a property of impervious to hydrogen, the ferroelectric film 103 was not reduced by hydrogen, and the polarization characteristics did not deteriorate. .

【0046】〔本発明の実施例3の製造方法〕図14〜図2
0は本発明の実施例3の製造方法を説明するための工程
図である。
[Production Method of Embodiment 3 of the Present Invention] FIGS.
0 is a process drawing for explaining the manufacturing method of Example 3 of the present invention.

【0047】まず、図14に示すように、第二電極部105
を成膜する工程までは上記実施例1と同じ工程で形成さ
れる。
First, as shown in FIG.
Are formed in the same steps as in the first embodiment up to the step of forming a film.

【0048】次に、図15に示すように第二の強誘電体膜
301を成膜する。第二の強誘電体膜301は、強誘電体膜10
3と同じ、材料で、かつ、同じ膜厚からなる。
Next, as shown in FIG. 15, the second ferroelectric film
301 is formed. The second ferroelectric film 301 includes the ferroelectric film 10
It is made of the same material and the same thickness as that of 3.

【0049】次に、図16に示すように前記第二電極部10
5と、前記第二の強誘電体膜とを、同時に加工する。図1
6は、図15を90°回転させたものである。
Next, as shown in FIG.
5 and the second ferroelectric film are simultaneously processed. Figure 1
FIG. 6 is a view obtained by rotating FIG. 15 by 90 °.

【0050】次に、図17に示すように第二の絶縁膜302
を成膜する。第二の絶縁膜302は、絶縁膜104と同じ材料
からなる。
Next, as shown in FIG. 17, a second insulating film 302 is formed.
Is formed. The second insulating film 302 is made of the same material as the insulating film 104.

【0051】次に、図18に示すように第二の絶縁膜302
を平坦化し、前記第二の強誘電体膜301の表面を露出さ
せる。平坦化には、エッチバック、またはCMPのいずれ
か、あるいは組み合わせても用いても良い。平坦化のの
ち、強誘電体膜301の結晶化を行っても良い。結晶化
は、通常、酸素雰囲気中で450〜800℃の熱処理あるい
は、酸素雰囲気中のプラズマ処理、オゾン雰囲気中の40
0〜650℃の熱処理の、いずれか、によって行われる。結
晶化を平坦化後、行うことによって、平坦化で受けた強
誘電体膜301のダメージを回復することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 18, the second insulating film 302 is formed.
To expose the surface of the second ferroelectric film 301. For planarization, either etch back or CMP, or a combination thereof may be used. After the planarization, the ferroelectric film 301 may be crystallized. The crystallization is usually performed by heat treatment at 450 to 800 ° C. in an oxygen atmosphere, plasma treatment in an oxygen atmosphere, and 40 ° C. in an ozone atmosphere.
It is performed by any one of a heat treatment at 0 to 650 ° C. By performing crystallization after flattening, the damage of the ferroelectric film 301 caused by the flattening can be recovered.

【0052】次に、図19に示すように第三電極部303を
成膜する。その方法は、通常、スパッタ法によって行わ
れ、CVD法により、行ってもよい。材料は、白金、イ
リジウム、ルテニウムのいずれか、あるいは前記の金属
との酸化膜との組み合わせによる積層膜からなる。電極
の膜厚は、通常100〜300nmで、より好ましくは150〜250
nmである。積層膜を用いる場合、前記酸化膜は、水素を
通さない膜厚であって、通常、10nm以上で、より好まし
くは25〜75nmである。強誘電体膜の結晶化を、上記で述
べた平坦化後ではなく、第三電極部成膜後に行っても良
い。結晶化を、第三電極部303の成膜後行うことによ
り、同時に、第三電極部の結晶化を行うことができる。
Next, as shown in FIG. 19, a third electrode portion 303 is formed. This method is generally performed by a sputtering method, and may be performed by a CVD method. The material is made of any one of platinum, iridium and ruthenium, or a laminated film made of a combination of the above-mentioned metal and an oxide film. The thickness of the electrode is usually 100 to 300 nm, more preferably 150 to 250
nm. When a stacked film is used, the oxide film has a thickness that does not allow passage of hydrogen, and is usually 10 nm or more, more preferably 25 to 75 nm. The crystallization of the ferroelectric film may be performed after the formation of the third electrode portion instead of after the flattening described above. By performing crystallization after forming the third electrode portion 303, crystallization of the third electrode portion can be performed at the same time.

【0053】次に、図20に示すように第三電極部303の
加工を行う。図20は図19を90°回転させた図である。
Next, as shown in FIG. 20, the third electrode portion 303 is processed. FIG. 20 is a view obtained by rotating FIG. 19 by 90 °.

【0054】本発明の実施形態によれば、第二電極部10
5成膜後に平坦な形状であるため、第二の強誘電体膜301
は、良好な結晶性が得られる。その結果、第二の強誘電
体膜301からなる2層目の強誘電体キャパシタは、1層目
の強誘電体キャパシタと同様に、角型性のヒステリシス
を持つ分極特性を有する。
According to the embodiment of the present invention, the second electrode portion 10
(5) The second ferroelectric film 301
Has good crystallinity. As a result, the second-layer ferroelectric capacitor composed of the second ferroelectric film 301 has polarization characteristics having square hysteresis, like the first-layer ferroelectric capacitor.

【0055】図19の工程ののち、強誘電体膜の成膜以降
の工程を繰り返すことにより、3層以上の強誘電体キャ
パシタを形成してもよい。本発明の実施形態によれば、
電極成膜後は、常に平坦な形状であるため、結晶性のよ
い、強誘電体膜が、得られ、強誘電体キャパシタの積層
化が容易に行うことができる。
After the step of FIG. 19, the steps after the formation of the ferroelectric film may be repeated to form a ferroelectric capacitor of three or more layers. According to an embodiment of the present invention,
After electrode formation, the ferroelectric film is always flat, so that a ferroelectric film having good crystallinity can be obtained, and the ferroelectric capacitor can be easily laminated.

【0056】〔本発明の一実施形態の構造〕図21は本
発明の一実施形態の構造を説明するための断面図であ
る。図22は図21を90°回転させた断面図である。本
発明はマトリクス型の強誘電体メモリ装置に本発明を適
用している。
[Structure of one embodiment of the present invention] FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the structure of one embodiment of the present invention. FIG. 22 is a cross-sectional view obtained by rotating FIG. 21 by 90 °. The present invention is applied to a matrix type ferroelectric memory device.

【0057】本実施形態のメモリセルは強誘電体を含む
2層以上のキャパシタ400、401、…、40nから構成され
たマトリクス型強誘電体メモリ装置である。
The memory cell of this embodiment contains a ferroelectric material
This is a matrix type ferroelectric memory device including two or more layers of capacitors 400, 401,..., 40n.

【0058】強誘電体キャパシタ400は、シリコン基板1
00に形成されている。シリコン基板100上には絶縁膜101
が形成されている。絶縁膜101は半導体装置に用いられ
る絶縁膜ならば、何れも適用可能である。例えば、熱酸
化によるシリコン酸化膜、CVDシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜がある。
The ferroelectric capacitor 400 is a silicon substrate 1
00 is formed. Insulating film 101 on silicon substrate 100
Are formed. As the insulating film 101, any insulating film used for a semiconductor device can be used. For example, there are a silicon oxide film formed by thermal oxidation, a CVD silicon oxide film, and a silicon nitride film.

【0059】絶縁膜101上にはキャパシタ400が位置す
る。強誘電体キャパシタ40nは、下から順に、下部電極
部50n、強誘電体膜60n、上部電極部70nが積層された
構造をしている。上部電極部70nは、上層のキャパシタ
の下部電極50(n+1)を兼ねる。
The capacitor 400 is located on the insulating film 101. The ferroelectric capacitor 40n has a structure in which a lower electrode portion 50n, a ferroelectric film 60n, and an upper electrode portion 70n are stacked in order from the bottom. The upper electrode portion 70n also serves as the lower electrode 50 (n + 1) of the upper capacitor.

【0060】下部電極部50n、強誘電体膜60n、上部電
極部70nの材料は、それぞれ、強誘電体メモリ装置のキ
ャパシタとして用いることができるものであればよい。
すなわち、強誘電体膜60nの材料は、例えば、SBT、PZ
T、BLTが望ましい。これらの材料は、角型性のよい、分
極特性をもつ。特に、角型性のよい材料は、40:60、あ
るいは20:80の組成比を持つ、PZTである。その膜厚
は、50〜200nmで、より好ましくは、50〜150nmである。
また、強誘電体膜材料は、有機材料であってもよい。
The material of the lower electrode portion 50n, the ferroelectric film 60n, and the upper electrode portion 70n may be any material that can be used as a capacitor of the ferroelectric memory device.
That is, the material of the ferroelectric film 60n is, for example, SBT, PZ
T and BLT are desirable. These materials have good squareness and polarization characteristics. In particular, a material having good squareness is PZT having a composition ratio of 40:60 or 20:80. Its thickness is 50-200 nm, more preferably 50-150 nm.
Further, the ferroelectric film material may be an organic material.

【0061】下部電極部50nの材料は、白金、イリジウ
ム、ルテニウムおよびこれらの酸化膜との積層膜があ
る。その膜厚は、50〜300nmで、より好ましくは、150〜
200nmである。上部電極部70nの材料は白金、イリジウ
ム、ルテニウムおよびこれらの酸化膜との積層膜があ
る。その膜厚は、50〜300nmで、より好ましくは、150〜
200nmである。
The material of the lower electrode portion 50n includes platinum, iridium, ruthenium, and a laminated film of these oxide films. Its film thickness is 50 to 300 nm, more preferably 150 to 300 nm.
200 nm. The material of the upper electrode portion 70n includes platinum, iridium, ruthenium, and a laminated film of these oxide films. Its film thickness is 50 to 300 nm, more preferably 150 to 300 nm.
200 nm.

【0062】電極部に、酸化膜との積層膜を用いる場
合、強誘電体膜と接触する電極部は、常に金属まくから
なる。電極部の接触面が、常に、金属膜からなるため、
強誘電体膜は、良好な結晶性が得られ、角型性のヒステ
リシスを持った、分極特性の強誘電体キャパシタが得ら
れる。
When a laminated film with an oxide film is used for the electrode portion, the electrode portion in contact with the ferroelectric film is always made of metal. Since the contact surface of the electrode part is always made of a metal film,
In the ferroelectric film, good crystallinity is obtained, and a ferroelectric capacitor having rectangular hysteresis and polarization characteristics is obtained.

【0063】強誘電体膜60nは、下部電極部50nと、同
じパターンからなる。
The ferroelectric film 60n has the same pattern as the lower electrode portion 50n.

【0064】強誘電体膜60nと、下部電極50nとの側面
は、絶縁膜80nで覆われており、絶縁膜80nと、強誘電
体膜60nは、同じ平面を形成する。絶縁膜80nの材料は
半導体装置に用いられる絶縁膜ならば、何れも適用可能
である。例えば、熱酸化によるシリコン酸化膜、CVDシ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜がある。好ましくは反応
ガスがTEOSおよびオゾンからなるシリコン酸化膜であ
る。このシリコン酸化膜は多孔性を有するため、誘電率
が低く、下部電極50n、上部電極60nで生じる配線容量
を低減できる。
The side surfaces of the ferroelectric film 60n and the lower electrode 50n are covered with an insulating film 80n, and the insulating film 80n and the ferroelectric film 60n form the same plane. Any material can be used for the insulating film 80n as long as it is an insulating film used for a semiconductor device. For example, there are a silicon oxide film formed by thermal oxidation, a CVD silicon oxide film, and a silicon nitride film. Preferably, the reaction gas is a silicon oxide film composed of TEOS and ozone. Since this silicon oxide film has porosity, the dielectric constant is low, and the wiring capacitance generated in the lower electrode 50n and the upper electrode 60n can be reduced.

【0065】〔本発明の第二の実施形態の構造〕図23
は本発明の第二の実施形態の構造を説明するための断面
図である。図24は、図23を90°回転させた断面図で
ある。本発明はマトリクス型の強誘電体メモリ装置に本
発明を適用している。
[Structure of the Second Embodiment of the Present Invention] FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 24 is a cross-sectional view obtained by rotating FIG. 23 by 90 degrees. The present invention is applied to a matrix type ferroelectric memory device.

【0066】本実施形態のメモリセルは強誘電体を含む
2層以上のキャパシタ400、401、…、40nから構成され
たマトリクス型強誘電体メモリ装置である。
The memory cell of this embodiment contains a ferroelectric
This is a matrix type ferroelectric memory device including two or more layers of capacitors 400, 401,..., 40n.

【0067】強誘電体キャパシタ400は、シリコン基板1
00に形成されている。シリコン基板100上には絶縁膜101
が形成されている。絶縁膜101は半導体装置に用いられ
る絶縁膜ならば、何れも適用可能である。例えば、熱酸
化によるシリコン酸化膜、CVDシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜がある。
The ferroelectric capacitor 400 is connected to the silicon substrate 1
00 is formed. Insulating film 101 on silicon substrate 100
Are formed. As the insulating film 101, any insulating film used for a semiconductor device can be used. For example, there are a silicon oxide film formed by thermal oxidation, a CVD silicon oxide film, and a silicon nitride film.

【0068】絶縁膜101上にはキャパシタ400が位置す
る。強誘電体キャパシタ40nは、下から順に、下部電極
部50n、強誘電体膜60n、上部電極部70nが積層された
構造をしている。上部電極部70nは、上層のキャパシタ
の下部電極50(n+1)を兼ねる。
The capacitor 400 is located on the insulating film 101. The ferroelectric capacitor 40n has a structure in which a lower electrode portion 50n, a ferroelectric film 60n, and an upper electrode portion 70n are stacked in order from the bottom. The upper electrode portion 70n also serves as the lower electrode 50 (n + 1) of the upper capacitor.

【0069】下部電極部50n、強誘電体膜60n、上部電
極部70nの材料は、それぞれ、強誘電体メモリ装置のキ
ャパシタとして用いることができるものであればよい。
すなわち、強誘電体膜60nの材料は、例えば、SBT、PZ
T、BLTが望ましい。これらの材料は、角型性のよい、分
極特性をもつ。特に、角型性のよい材料は、40:60、あ
るいは20:80の組成比を持つ、PZTである。その膜厚
は、50〜200nmで、より好ましくは、50〜150nmである。
また、強誘電体膜材料は、有機材料であってもよい。
The material of the lower electrode portion 50n, the ferroelectric film 60n, and the upper electrode portion 70n may be any material that can be used as a capacitor of the ferroelectric memory device.
That is, the material of the ferroelectric film 60n is, for example, SBT, PZ
T and BLT are desirable. These materials have good squareness and polarization characteristics. In particular, a material having good squareness is PZT having a composition ratio of 40:60 or 20:80. Its thickness is 50-200 nm, more preferably 50-150 nm.
Further, the ferroelectric film material may be an organic material.

【0070】下部電極部50nの材料は、白金、イリジウ
ム、ルテニウムおよびこれらの酸化膜との積層膜があ
る。その膜厚は、50〜300nmで、より好ましくは、150〜
200nmである。上部電極部70nの材料は白金、イリジウ
ム、ルテニウムおよびこれらの酸化膜との積層膜があ
る。その膜厚は、50〜300nmで、より好ましくは、150〜
200nmである。
The material of the lower electrode portion 50n includes platinum, iridium, ruthenium, and a laminated film of these oxide films. Its film thickness is 50 to 300 nm, more preferably 150 to 300 nm.
200 nm. The material of the upper electrode portion 70n includes platinum, iridium, ruthenium, and a laminated film of these oxide films. Its film thickness is 50 to 300 nm, more preferably 150 to 300 nm.
200 nm.

【0071】電極部に、酸化膜との積層膜を用いる場
合、強誘電体膜と接触する電極部は、常に金属まくから
なる。電極部の接触面が、常に、金属膜からなるため、
強誘電体膜は、良好な結晶性が得られ、角型性のヒステ
リシスを持った、分極特性の強誘電体キャパシタが得ら
れる。
When a laminated film with an oxide film is used for the electrode portion, the electrode portion in contact with the ferroelectric film is always made of metal. Since the contact surface of the electrode part is always made of a metal film,
In the ferroelectric film, good crystallinity is obtained, and a ferroelectric capacitor having rectangular hysteresis and polarization characteristics is obtained.

【0072】強誘電体膜60nは、下部電極部50nと、同
じパターンからなる。
The ferroelectric film 60n has the same pattern as the lower electrode portion 50n.

【0073】強誘電体膜60nと、下部電極50nとの側面
は、金属酸化膜90nで覆われている。前記金属酸化膜90
nは、水素を透過させない性質を持つ。そのような材料
は、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化チタンの少なくとも何れか
を含む。そのため、強誘電体膜が、水素により拡散され
ることを防ぐ効果が、ある。そのような金属酸化膜90n
の膜厚は、通常10nm以上である。
The side surfaces of the ferroelectric film 60n and the lower electrode 50n are covered with a metal oxide film 90n. The metal oxide film 90
n has the property of not allowing hydrogen to permeate. Such materials include at least one of aluminum oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, and titanium oxide. Therefore, there is an effect of preventing the ferroelectric film from being diffused by hydrogen. 90n of such metal oxide film
Is usually 10 nm or more.

【0074】金属酸化膜90nの、側面は、絶縁膜80nで
覆われており、絶縁膜80nと、金属酸化膜90nと、強誘
電体膜60nは、同じ平面を形成する。絶縁膜80nの材料
は半導体装置に用いられる絶縁膜ならば、何れも適用可
能である。例えば、熱酸化によるシリコン酸化膜、CVD
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜がある。好ましくは反
応ガスがTEOSおよびオゾンからなるシリコン酸化膜であ
る。このシリコン酸化膜は多孔性を有するため、誘電率
が低く、下部電極50n、上部電極60nで生じる配線容量
を低減できる。
The side surface of the metal oxide film 90n is covered with an insulating film 80n, and the insulating film 80n, the metal oxide film 90n, and the ferroelectric film 60n form the same plane. Any material can be used for the insulating film 80n as long as it is an insulating film used for a semiconductor device. For example, silicon oxide film by thermal oxidation, CVD
There are a silicon oxide film and a silicon nitride film. Preferably, the reaction gas is a silicon oxide film composed of TEOS and ozone. Since this silicon oxide film has porosity, the dielectric constant is low, and the wiring capacitance generated in the lower electrode 50n and the upper electrode 60n can be reduced.

【0075】[0075]

【発明の効果】本実施形態によれば、強誘電体キャパシ
タを積層化しても、下部電極成膜後は、常に平坦な面を
成し、下部電極部を加工前に、強誘電体膜を成膜するた
めに、成膜時、メモリ素子表面は、平坦な形状をなして
いる。そのため、前記強誘電体膜は、良好な結晶性が得
られ、その結果、前記強誘電体膜が、構成する、強誘電
体キャパシタは角型性の良いヒステリシス形状の分極特
性が得られる。また、上部電極部と、下部電極部との間
には、前記強誘電体膜、あるいは、絶縁膜が、位置する
ために、電気的短絡を生じることはない。
According to the present embodiment, even if the ferroelectric capacitors are laminated, a flat surface is always formed after the lower electrode is formed, and the ferroelectric film is formed before the lower electrode portion is processed. At the time of film formation, the surface of the memory element has a flat shape. Therefore, the ferroelectric film has good crystallinity, and as a result, the ferroelectric capacitor formed by the ferroelectric film has a hysteresis-shaped polarization characteristic with good squareness. Further, since the ferroelectric film or the insulating film is located between the upper electrode portion and the lower electrode portion, no electrical short circuit occurs.

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

【図1】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第1工程図である。
FIG. 1 is a first process chart for explaining a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第2工程図である。
FIG. 2 is a second process chart for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第3工程図である。
FIG. 3 is a third process chart for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第4工程図である。
FIG. 4 is a fourth process chart for describing the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第5工程図である。
FIG. 5 is a fifth process chart for describing the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第6工程図である。
FIG. 6 is a sixth process chart for describing the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第7工程図である。
FIG. 7 is a seventh process chart for describing the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例1の製造方法を説明するための
第8工程図である。
FIG. 8 is an eighth step diagram for describing the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例2の製造方法を説明するための
第1工程図である。
FIG. 9 is a first process chart for explaining the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例2の製造方法を説明するため
の第2工程図である。
FIG. 10 is a second process chart for describing the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例2の製造方法を説明するため
の第3工程図である。
FIG. 11 is a third process chart for describing the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例2の製造方法を説明するため
の第4工程図である。
FIG. 12 is a fourth process chart for describing the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例2の製造方法を説明するため
の第5工程図である。
FIG. 13 is a fifth process chart for describing the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第1工程図である。
FIG. 14 is a first process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第2工程図である。
FIG. 15 is a second process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第3工程図である。
FIG. 16 is a third process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第4工程図である。
FIG. 17 is a fourth process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第5工程図である。
FIG. 18 is a fifth process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第6工程図である。
FIG. 19 is a sixth process chart for describing the manufacturing method of the third embodiment of the present invention.

【図20】本発明の実施例3の製造方法を説明するため
の第7工程図である。
FIG. 20 is a seventh process chart for describing the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

【図21】本発明の一実施形態の断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention.

【図22】図21を90°回転させた断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view obtained by rotating FIG. 21 by 90 °.

【図23】本発明の第二の実施形態の断面図である。FIG. 23 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図24】図23を90°回転させた断面図である24 is a cross-sectional view obtained by rotating FIG. 23 by 90 degrees.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 シリコン基板 101 絶縁膜 102 第一電極部 103 強誘電体膜 104 絶縁膜 105 第二電極部 201 金属酸化膜 301 第二の強誘電体膜 302 第二の絶縁膜 303 第三電極部 400 1層目の強誘電体キャパシタ 401 2層目の強誘電体キャパシタ 40n n層目の強誘電体キャパシタ 500 1層目の下部電極 501 2層目の下部電極 50n n層目の下部電極 600 1層目の強誘電体膜 601 2層目の強誘電体膜 60n n層目の強誘電体膜 700 1層目の上部電極 701 2層目の上部電極 70n n層目の上部電極 800 1層目の絶縁膜 801 2層目の絶縁膜 80n n層目の絶縁膜 900 1層目の金属酸化膜 901 2層目の金属酸化膜 90n n層目の金属酸化膜 REFERENCE SIGNS LIST 100 silicon substrate 101 insulating film 102 first electrode portion 103 ferroelectric film 104 insulating film 105 second electrode portion 201 metal oxide film 301 second ferroelectric film 302 second insulating film 303 third electrode portion 400 1 layer First ferroelectric capacitor 401 Second layer ferroelectric capacitor 40n Nth layer ferroelectric capacitor 500 First layer lower electrode 501 Second layer lower electrode 50n Nth layer lower electrode 600 First layer ferroelectric Film 601 Second-layer ferroelectric film 60n Nth-layer ferroelectric film 700 First-layer upper electrode 701 Second-layer upper electrode 70n Nth-layer upper electrode 800 First-layer insulating film 801 Two-layer First insulating film 80n N-th insulating film 900 First-layer metal oxide film 901 Second-layer metal oxide film 90n N-th metal oxide film

フロントページの続き Fターム(参考) 5F058 BC20 BD01 BD04 BD05 BF25 BF29 BF46 BH03 BH08 BH16 5F083 FR01 GA25 JA03 JA12 JA14 JA15 JA38 JA43 LA02 PR21 PR33 PR39 PR40 Continued on the front page F term (reference) 5F058 BC20 BD01 BD04 BD05 BF25 BF29 BF46 BH03 BH08 BH16 5F083 FR01 GA25 JA03 JA12 JA14 JA15 JA38 JA43 LA02 PR21 PR33 PR39 PR40

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一電極部と第二電極部と、前記第一電極
部と前記第二電極部との間にある強誘電体膜を備えたメ
モリ装置の製造方法において、少なくとも、第一電極部
を成膜するする工程と、強誘電体膜を成膜する工程と、
前記第一電極部と前記強誘電体膜を同時に加工する工程
と、絶縁膜を成膜する工程と、前記絶縁膜を平坦化し、
前記強誘電体上の絶縁膜を除去する工程と、第二電極部
を成膜する工程を有することを特徴とする強誘電体メモ
リ装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a memory device comprising a first electrode portion, a second electrode portion, and a ferroelectric film between the first electrode portion and the second electrode portion, wherein at least the first A step of forming an electrode portion, a step of forming a ferroelectric film,
Simultaneously processing the first electrode portion and the ferroelectric film, forming an insulating film, planarizing the insulating film,
A method for manufacturing a ferroelectric memory device, comprising: a step of removing an insulating film on the ferroelectric; and a step of forming a second electrode portion.
【請求項2】請求項1に記載の強誘電体メモリ装置の製
造方法において、前記強誘電体膜の結晶化を、前記絶縁
膜平坦化後に、行うことを特徴とする強誘電体メモリ装
置の製造方法。
2. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the crystallization of the ferroelectric film is performed after the insulating film is planarized. Production method.
【請求項3】請求項1に記載の強誘電体メモリ装置の製
造方法において、前記強誘電体膜の結晶化を、前記第二
電極部成膜後、行うことを特徴とする強誘電体メモリ装
置の製造方法。
3. The ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the crystallization of the ferroelectric film is performed after the formation of the second electrode portion. Device manufacturing method.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記絶縁膜の成膜を塗
布法、あるいはTEOS(テトラエオキシシラン)とオ
ゾンの反応によるCVD法で行うことを特徴とする強誘
電体メモリ装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said insulating film is formed by a coating method or a CVD method using a reaction between TEOS (tetraethoxysilane) and ozone. A method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the method is performed by a method.
【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記絶縁膜が、すくな
くとも、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコ
ニウム、酸化アルミニウムのいずれかと、シリコン酸化
膜の積層膜からなることを特徴とする強誘電体メモリ装
置の製造方法。
5. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said insulating film comprises at least one of aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide. A method for manufacturing a ferroelectric memory device, comprising a laminated film of films.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記絶縁膜の平坦化を
CMP(化学的機械研磨法)、あるいは、全面的にエッチ
ングを行う、エッチバック法で行うことを特徴とする強
誘電体メモリ装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said insulating film is planarized.
A method for manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the ferroelectric memory device is performed by CMP (chemical mechanical polishing) or etching back, in which etching is performed entirely.
【請求項7】請求項1〜5のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記第一電極部、また
は前記第二電極部の材料が白金、イリジウム、ルテニウ
ムのいずれかからなることを特徴とする強誘電体メモリ
装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the material of said first electrode portion or said second electrode portion is selected from the group consisting of platinum, iridium, and ruthenium. A method of manufacturing a ferroelectric memory device.
【請求項8】請求項1〜5のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記第一電極部、また
は前記第二電極部の材料が白金、イリジウム、ルテニウ
ムのいずれかと、それらの酸化膜の2層以上からなり、
強誘電体と接する面が金属膜であることを特徴とする強
誘電体メモリ装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein the material of the first electrode portion or the second electrode portion is any of platinum, iridium, and ruthenium. Consisting of two or more layers of these oxide films,
A method for manufacturing a ferroelectric memory device, wherein a surface in contact with the ferroelectric is a metal film.
【請求項9】請求項1〜8のいずれかに記載の強誘電体
メモリ装置の製造方法において、前記強誘電体膜の成膜
を塗布により行うことを特徴とする強誘電体メモリ装置
の製造方法。
9. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said ferroelectric film is formed by coating. Method.
【請求項10】請求項1〜8のいずれかに記載の強誘電
体メモリ装置の製造方法において、有機化合物の液体を
霧状にして基板上に導入し、反応すること(以下、LSMC
Dと称す)により前記強誘電体膜を成膜することを特徴
とする強誘電体メモリ装置の製造方法。
10. A method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein a liquid of an organic compound is atomized and introduced onto a substrate to cause a reaction (hereinafter referred to as LSMC).
A method for manufacturing a ferroelectric memory device, comprising: forming the ferroelectric film according to D).
【請求項11】請求項1〜8のいずれかに記載の強誘電
体メモリ装置の製造方法において、前記強誘電体膜の成
膜が有機化合物の気相反応により行うことを特徴とする
強誘電体メモリ装置の製造方法。
11. A method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said ferroelectric film is formed by a gas phase reaction of an organic compound. Manufacturing method of body memory device.
【請求項12】請求項1〜8のいずれかに記載の強誘電
体メモリ装置の製造方法において、スパッタ法により前
記強誘電体膜を成膜することを特徴とする強誘電体メモ
リ装置の製造方法。
12. A method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said ferroelectric film is formed by a sputtering method. Method.
【請求項13】請求項1〜8のいずれかに記載の強誘電
体メモリ装置の製造方法において、浸漬法により前記強
誘電体膜を成膜することを特徴とする強誘電体メモリ装
置の製造方法。
13. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein said ferroelectric film is formed by an immersion method. Method.
【請求項14】請求項1〜13のいずれかに記載の強誘
電体メモリ装置の製造方法において、少なくとも、前記
第二電極部を成膜する工程のあと、第二の強誘電体膜を
成膜する工程と、前記第二電極部および前記第二の強誘
電体膜を同時に加工する工程と、第二の絶縁膜を成膜す
る工程と、前記第二の絶縁膜を平坦化し、前記第二の強
誘電体膜表面を露出させる工程と、第三電極部を成膜す
る工程を有し、2層以上の強誘電体キャパシタを形成す
る強誘電体メモリ装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1, wherein a second ferroelectric film is formed at least after the step of forming the second electrode portion. Forming a film, simultaneously processing the second electrode portion and the second ferroelectric film, forming a second insulating film, flattening the second insulating film, A method of manufacturing a ferroelectric memory device including a step of exposing a surface of a second ferroelectric film and a step of forming a third electrode portion, wherein a ferroelectric capacitor having two or more layers is formed.
【請求項15】請求項1〜14のいずれかに記載の強誘
電体メモリ装置の製造方法を含む、マトリクス型強誘電
体メモリ装置の製造方法。
15. A method for manufacturing a matrix type ferroelectric memory device, comprising the method for manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 1.
【請求項16】すくなくとも、第一電極部と、第二電極
部と、前記第一電極部と前記第二電極部との間にある強
誘電体膜と、を含むキャパシタを備えた強誘電体メモリ
装置であって、上記、構造の積層構造を持ち、2層以上
のキャパシタを備えた強誘電体メモリ装置であって、前
記第一電極部と前記の強誘電体膜は、同じパターンを形
成し、絶縁膜が、前記強誘電体側面を覆うように位置
し、前記絶縁膜と、前記強誘電体膜が平坦化され、同一
平面を構成する強誘電体メモリ装置。
16. A ferroelectric device having at least a capacitor including a first electrode portion, a second electrode portion, and a ferroelectric film between the first electrode portion and the second electrode portion. The memory device, wherein the ferroelectric memory device has a laminated structure of the above structure and includes two or more layers of capacitors, wherein the first electrode portion and the ferroelectric film form the same pattern. A ferroelectric memory device wherein an insulating film is positioned to cover the side surface of the ferroelectric, and the insulating film and the ferroelectric film are flattened to form the same plane.
【請求項17】請求項16において、すくなくとも、第
一電極部と、第二電極部と、前記第一電極部と前記第二
電極部との間にある強誘電体膜と、を含むキャパシタを
備えた強誘電体メモリ装置であって、酸化アルミニウ
ム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウ
ム、酸化チタンの金属酸化膜のいずれかが、前記強誘電
体膜の側面部を覆うように位置し、前記強誘電体膜は、
キャパシタを構成する要素である強誘電体メモリ装置で
あって、上記、構造の積層構造を持ち、2層以上のキャ
パシタを備えた強誘電体メモリ装置であって、前記第一
電極部と前記の強誘電体膜は、同じパターンを形成し、
絶縁膜が、前記強誘電体側面を覆うように位置し、前記
絶縁膜と、前記強誘電体膜が平坦化され、同一平面を構
成する強誘電体メモリ装置。
17. A capacitor according to claim 16, comprising at least a first electrode portion, a second electrode portion, and a ferroelectric film between said first electrode portion and said second electrode portion. A ferroelectric memory device comprising: aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, any one of metal oxide films of titanium oxide is located so as to cover the side surface of the ferroelectric film, The ferroelectric film is
A ferroelectric memory device that is an element constituting a capacitor, the ferroelectric memory device having a stacked structure of the above structure, comprising a capacitor of two or more layers, wherein the first electrode portion and the The ferroelectric film forms the same pattern,
A ferroelectric memory device, wherein an insulating film is positioned so as to cover the side surface of the ferroelectric, and the insulating film and the ferroelectric film are flattened to form the same plane.
【請求項18】請求項16〜17のいずれかに記載の強
誘電体メモリ装置を含む、マトリクス型強誘電体メモリ
装置。
18. A matrix type ferroelectric memory device including the ferroelectric memory device according to claim 16.
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