JP2003100910A - Semiconductor memory and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor memory and its manufacturing method

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JP2003100910A
JP2003100910A JP2002184751A JP2002184751A JP2003100910A JP 2003100910 A JP2003100910 A JP 2003100910A JP 2002184751 A JP2002184751 A JP 2002184751A JP 2002184751 A JP2002184751 A JP 2002184751A JP 2003100910 A JP2003100910 A JP 2003100910A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory capable of preventing the deterioration of the characteristics of a capacity insulation film due to exposure of a metal upper electrode of, and to provide its manufacturing method. SOLUTION: In a DRAM memory cell being a semiconductor memory, a bit line 21a connected to a bit line plug 20b and a local wire 21b are arranged on a first inter-layer insulation film 18. A contact is not provided on a Pt film 35 which constitutes an upper electrode 35a, and a dummy lower electrode 33b makes direct contact with dummy barrier metal 32b. Namely, the upper electrode 35a is connected to an upper layer wire (Cu wire 42) through the dummy lower electrode 33b, a dummy cell plug 30, and the local wire 21b. Since the Pt film 35 is not exposed to a reductive atmosphere, the deterioration of the characteristics of a capacity insulation film 34a can be prevented from occurring.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置及
びその製造方法に関し、特に、高誘電体膜や強誘電体膜
を用いるもののメモリセル構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a memory cell structure using a high dielectric film or a ferroelectric film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大容量のメモリ容量と高速のデー
タ転送速度を要求されるマルチメディア機器向けに、高
性能ロジック回路にDRAMを混載したDRAM混載プ
ロセスが実用化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a DRAM mixed process in which a DRAM is mixedly mounted in a high-performance logic circuit has been put into practical use for multimedia equipment which requires a large memory capacity and a high data transfer rate.

【0003】しかしながら、従来のDRAMプロセス
は、記憶容量部となるキャパシタの容量絶縁膜の形成に
高温の熱処理を必要とするために、高性能ロジック回路
におけるトランジスタの不純物拡散層の不純物濃度プロ
ファイルを悪化させるなどの不具合がある。また、DR
AMやFeRAMなどのメモリ単体プロセスにおいて
も、メモリセルトランジスタの微細化を図る上では、で
きるだけ高温の熱処理は回避することが好ましい。
However, since the conventional DRAM process requires a high-temperature heat treatment to form the capacitive insulating film of the capacitor serving as the storage capacitance portion, the impurity concentration profile of the impurity diffusion layer of the transistor in the high performance logic circuit is deteriorated. There is a problem such as making it. Also, DR
In the process of a single memory such as AM or FeRAM, it is preferable to avoid heat treatment at a temperature as high as possible in order to miniaturize the memory cell transistor.

【0004】そこで、記憶容量部の容量誘電体膜とし
て、低温での形成が可能でメモリセルサイズの微細化が
可能な高誘電体膜を用いたMIM(Metal-Insulator-Me
tal )キャパシタの開発が必須となっている。この高誘
電体膜としては、BST膜((BaSr)TiO3 膜)
などのペロブスカイト構造を有する誘電体膜がある。一
方、このMIMキャパシタのメタル電極を構成する材料
としては耐酸化性の強いPtが一般的には有望視されて
いる。また、強誘電体膜としても、SBT膜(SrBi
2Ta29 膜)やBTO膜(Bi4Ti312膜)などの
ペロブスカイト構造を有する誘電体膜がよく用いられ
る。
Therefore, a MIM (Metal-Insulator-Me) using a high-dielectric film that can be formed at a low temperature and can be miniaturized in memory cell size is used as the capacitive dielectric film of the storage capacitor portion.
tal) Capacitor development is essential. The high dielectric film is a BST film ((BaSr) TiO 3 film).
There is a dielectric film having a perovskite structure such as. On the other hand, Pt, which has a strong oxidation resistance, is generally regarded as a promising material for forming the metal electrode of the MIM capacitor. Further, as the ferroelectric film, the SBT film (SrBi
A dielectric film having a perovskite structure such as a 2 Ta 2 O 9 film) or a BTO film (Bi 4 Ti 3 O 12 film) is often used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
記憶容量部となるMIMキャパシタにおいては、以下の
ような不具合があった。
However, the conventional MIM capacitor serving as the storage capacitor has the following problems.

【0006】まず、容量絶縁膜の上に設けられているP
t電極(上部電極)に直接コンタクト孔を形成すると、
コンタクトプラグを形成する時の還元雰囲気等がキャパ
シタの特性に悪影響を及ぼすおそれがある。一般に、誘
電体膜は酸化物であることが多いので、還元雰囲気によ
って誘電体膜中の酸素欠損を生じることなどがあるから
である。特に、容量絶縁膜が高誘電体膜や強誘電体膜で
ある場合には、酸素欠損を生じるおそれが強い。特に、
ペロブスカイト構造を有する誘電体膜においては、酸素
欠損による特性の劣化が顕著に現れる。
First, P provided on the capacitance insulating film
When a contact hole is directly formed in the t electrode (upper electrode),
The reducing atmosphere or the like when forming the contact plug may adversely affect the characteristics of the capacitor. This is because, in general, the dielectric film is often an oxide, and oxygen deficiency in the dielectric film may occur due to the reducing atmosphere. In particular, when the capacitive insulating film is a high dielectric film or a ferroelectric film, oxygen deficiency is likely to occur. In particular,
In the dielectric film having the perovskite structure, the characteristic deterioration due to oxygen deficiency appears remarkably.

【0007】また、従来Pt電極を使用していなかった
DRAMなどのデバイスにおいては、新規材料であるP
t電極へのコンタクト形成などの工程では既存の設備と
の共用化が難しく、専用設備での運用が必要となってく
る。例えば層間絶縁膜にPt電極に到達するコンタクト
孔を開口した時など、Pt電極が露出したときにはPt
がスパッタリングされるので、チャンバの壁面やチャン
バ内の部材などにPtが付着している。このチャンバを
そのまま使用すると、トランジスタの活性領域などにP
tが侵入して、トランジスタ動作に悪影響を及ぼすおそ
れがあるからである。
Further, in a device such as a DRAM which has not conventionally used a Pt electrode, P which is a new material.
In the process of forming a contact to the t-electrode, it is difficult to share it with existing equipment, and it is necessary to operate with dedicated equipment. When the Pt electrode is exposed, for example, when a contact hole reaching the Pt electrode is opened in the interlayer insulating film, Pt
Since Pt is sputtered, Pt is attached to the wall surface of the chamber and members inside the chamber. If this chamber is used as it is, P
This is because t may enter and adversely affect the transistor operation.

【0008】本発明の目的は、誘電体膜の劣化を抑制す
るとともに電極材料のトランジスタ領域への混入を防ぐ
手段を講ずることにより、MIMキャパシタの特性のよ
い半導体記憶装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a good MIM capacitor characteristic and a manufacturing method thereof by taking measures to suppress deterioration of the dielectric film and prevent mixing of electrode material into the transistor region. Especially.

【0009】また、本発明は、専用設備を不要として製
造コストを低減できる半導体記憶装置及びその製造方法
を提供することをも目的としている。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same which can reduce the manufacturing cost by eliminating the need for dedicated equipment.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、半導体基板上の絶縁層の上に設けられ、下部電極,
上部電極及び下部電極と上部電極との間に介在する容量
絶縁膜から構成される記憶容量部と、上記記憶容量部の
上記上部電極に連続して設けられた上部電極延長部と、
上記上部電極延長部の下に少なくとも一部が接するよう
に設けられたダミー導体部材と、上記ダミー導体部材に
電気的に接続される上層配線とを備えている。
A semiconductor memory device according to the present invention is provided on an insulating layer on a semiconductor substrate and includes a lower electrode,
A storage capacitor portion formed of a capacitance insulating film interposed between the upper electrode and the lower electrode and the upper electrode, and an upper electrode extension portion continuously provided to the upper electrode of the storage capacitor portion,
A dummy conductor member is provided below the upper electrode extension portion so as to be in contact with at least a part thereof, and an upper layer wiring electrically connected to the dummy conductor member.

【0011】これにより、上部電極延長部,ダミー下部
電極33b,ダミー導体部材を介して上部電極が上層配
線に接続されるので、上部電極の上方にコンタクト孔を
形成する必要がなくなり、上部電極が還元雰囲気にさら
される工程が不要になる。そのため、例えばBSTから
なる容量絶縁膜に酸素欠損を生じるおそれがなくなり、
容量絶縁膜の特性劣化を防ぐことができる。また、例え
ばPtで電極を形成する場合、下部電極,ダミー導体部
材や、上部電極の形成は、Pt膜形成用の専用設備で行
なうので、ロジック回路素子を形成するための装置を汚
染するおそれがなくなる。
As a result, the upper electrode is connected to the upper layer wiring through the upper electrode extension, the dummy lower electrode 33b, and the dummy conductor member, so that it is not necessary to form a contact hole above the upper electrode, and the upper electrode is The step of exposing to a reducing atmosphere is unnecessary. Therefore, there is no possibility that oxygen deficiency will occur in the capacitive insulating film made of, for example, BST,
It is possible to prevent the characteristic deterioration of the capacitive insulating film. In addition, for example, when the electrodes are formed of Pt, the lower electrode, the dummy conductor member, and the upper electrode are formed by dedicated equipment for forming the Pt film, so that the device for forming the logic circuit element may be contaminated. Disappear.

【0012】上記ダミー導体部材は、上記絶縁層に設け
られたトレンチを埋める導体膜を含んでいてもよい。
The dummy conductor member may include a conductor film filling the trench provided in the insulating layer.

【0013】上記ダミー導体部材は、上記絶縁層下の上
記半導体基板上に設けられた局所配線と、上記絶縁層を
貫通して上記上部電極延長部と上記局所配線とを電気的
に接続するプラグをさらに含んでいてもよい。
The dummy conductor member is a plug for electrically connecting the local wiring provided on the semiconductor substrate under the insulating layer and the upper electrode extension portion and the local wiring through the insulating layer. May be further included.

【0014】上記絶縁層を挟んで上記記憶容量部の下方
に形成されたビット線をさらに備え、上記局所配線は、
上記ビット線と同じ導体膜から形成されていることによ
り、ビット線用の導体膜を利用して、ビット線下置き型
のメモリに適した構造が得られる。
A bit line is further formed below the storage capacitor portion with the insulating layer interposed therebetween, and the local wiring is
By being formed of the same conductor film as that of the bit line, a structure suitable for a bit line lower type memory can be obtained by using the conductor film for the bit line.

【0015】平面的に見て上記上部電極延長部の少なく
とも一部は、上記導体プラグとオーバーラップしている
ことにより、上記上部電極と上記上層配線とが確実に接
続される。
At least a part of the upper electrode extension portion in plan view overlaps with the conductor plug, so that the upper electrode and the upper layer wiring are reliably connected.

【0016】上記絶縁層の下方において半導体基板上に
設けられた素子分離用絶縁膜と、上記半導体基板の上記
素子分離用絶縁膜によって囲まれる領域に設けられ、ゲ
ート電極と上記半導体基板内で上記ゲート電極の両側の
領域に設けられた不純物拡散層とを有するメモリセルト
ランジスタと、上記素子分離用絶縁膜の上に設けられ、
上記ゲート電極と同じ導体膜から形成された局所配線
と、上記絶縁層を貫通して上記局所配線に接続される導
体プラグとをさらに備えることにより、ゲート電極用の
導体膜(ポリシリコン膜など)を利用して、ビット線下
置き型のメモリとビット線上置き型のメモリとの双方に
適用しうる構造が得られる。
The element isolation insulating film provided on the semiconductor substrate below the insulating layer and the region of the semiconductor substrate surrounded by the element isolation insulating film are provided, and the gate electrode and the semiconductor substrate are provided with the above-mentioned elements. A memory cell transistor having an impurity diffusion layer provided on both sides of the gate electrode, and provided on the element isolation insulating film,
A conductor film for the gate electrode (such as a polysilicon film) by further including a local wiring formed of the same conductor film as the gate electrode and a conductor plug penetrating the insulating layer and connected to the local wiring. By utilizing, the structure applicable to both the bit line lower type memory and the bit line upper type memory can be obtained.

【0017】上記半導体基板に設けられ、ゲート電極と
上記半導体基板内で上記ゲート電極の両側に設けられた
不純物拡散層とを有するメモリセルトランジスタと、上
記半導体基板の上記不純物拡散層とは離間して設けられ
たもう1つの不純物拡散層から形成された局所配線と、
上記絶縁層を貫通して上記局所配線に接続される導体プ
ラグとをさらに備えていることにより、ソース・ドレイ
ン領域を形成するためのプロセスを利用して、ビット線
下置き型のメモリとビット線上置き型のメモリとの双方
に適用しうる構造が得られる。
A memory cell transistor provided on the semiconductor substrate and having a gate electrode and an impurity diffusion layer provided on both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, and the impurity diffusion layer of the semiconductor substrate are separated from each other. Local wiring formed from another impurity diffusion layer provided in
By further including a conductor plug penetrating through the insulating layer and connected to the local wiring, the process for forming the source / drain regions is utilized, and the bit line lower type memory and the bit line upper type memory A structure that can be applied to both a stationary type memory can be obtained.

【0018】上記上層配線は上記ダミー下部電極に接触
していることにより、比較的簡素な構造で、ビット線下
置き型のメモリとビット線上置き型のメモリとの双方に
適用しうる構造が得られる。
Since the upper layer wiring is in contact with the dummy lower electrode, the structure applicable to both the bit line lower type memory and the bit line upper type memory is obtained with a relatively simple structure. To be

【0019】上記記憶容量部は、筒状の下部電極,容量
絶縁膜及び上部電極を有していることにより、比較的高
密度にメモリセルを配置した半導体記憶装置が得られ
る。
Since the storage capacitor section has a cylindrical lower electrode, a capacitive insulating film and an upper electrode, a semiconductor memory device in which memory cells are arranged in a relatively high density can be obtained.

【0020】上記容量絶縁膜は、高誘電体膜または強誘
電体膜であることが好ましい。
The capacitance insulating film is preferably a high dielectric film or a ferroelectric film.

【0021】本発明の第1の半導体記憶装置の製造方法
は、下部電極,上部電極及び下部電極と上部電極との間
に介在する容量絶縁膜から構成される記憶容量部と、上
記記憶容量部の上記上部電極に電気的に接続される上層
配線とを備えている半導体記憶装置の製造方法であっ
て、半導体基板上に局所配線を形成する工程(a)と、
上記工程(a)の後に、上記半導体基板の上に第1の導
体膜を形成する工程(b)と、上記第1の導体膜をパタ
ーニングして、少なくとも上記下部電極を形成する工程
(c)と、上記下部電極を覆う上記容量絶縁膜となる誘
電体膜を形成する工程(d)と、上記工程(d)の後
に、上記半導体基板の上に第2の導体膜を形成する工程
(e)と、上記第2の導体膜をパターニングして、上記
下部電極の全体を覆う上記電極と、上記局所配線の少な
くとも一部を覆い上記上部電極と連続する上部電極延長
部とを一体化形成する工程(f)と、上記工程(f)の
後に、上記半導体基板上に少なくとも上記局所配線及び
上記上部電極延長部を介して上記上部電極に電気的に接
続される上記上層配線を形成する工程(g)とを含んで
いる。
According to a first method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, there is provided a storage capacitor portion comprising a lower electrode, an upper electrode, and a capacitance insulating film interposed between the lower electrode and the upper electrode, and the storage capacitor portion. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of: (a) forming a local wiring on a semiconductor substrate;
After the step (a), a step (b) of forming a first conductor film on the semiconductor substrate, and a step (c) of patterning the first conductor film to form at least the lower electrode. A step (d) of forming a dielectric film to be the capacitance insulating film covering the lower electrode, and a step (e) of forming a second conductor film on the semiconductor substrate after the step (d). ) And the second conductor film are patterned to integrally form the electrode that covers the entire lower electrode and the upper electrode extension that covers at least a part of the local wiring and is continuous with the upper electrode. Step (f) and, after the step (f), forming the upper layer wiring electrically connected to the upper electrode on the semiconductor substrate through at least the local wiring and the upper electrode extension ( g) and are included.

【0022】この方法により、上部電極を、局所配線や
上部電極延長部を介して上層配線に接続させることが可
能になるので、従来のように製造工程において上部電極
上にコンタクトホールを設ける必要がなくなり、容量絶
縁膜が還元されるのを防ぐことができる。
According to this method, the upper electrode can be connected to the upper layer wiring through the local wiring or the upper electrode extension portion, so that it is necessary to provide a contact hole on the upper electrode in the manufacturing process as in the conventional method. It is possible to prevent the capacitance insulating film from being reduced.

【0023】上記工程(a)の後、上記工程(b)の前
に、上記局所配線を含む上記半導体基板上に第1の絶縁
膜を形成する工程(a2)と、上記第1の絶縁膜を貫通
して、共に上記局所配線に電気的に接続する第1の導体
プラグ及び第2の導体プラグを形成する工程(a3)と
をさらに含み、上記工程(f)では、上記上部電極延長
部が上記第1の導体プラグの少なくとも一部を覆うよう
に形成し、上記工程(g)では、上記半導体基板上に第
2の絶縁膜を形成した後、上記第2の絶縁膜に上記第2
の導体プラグまで到達する配線埋め込み用トレンチを形
成し、上記トレンチに導電膜を埋め込んで上記上層配線
を形成することにより、本発明の半導体記憶装置を実現
することができる。
After the step (a) and before the step (b), a step (a2) of forming a first insulating film on the semiconductor substrate including the local wiring, and the first insulating film. Further including a step (a3) of forming a first conductor plug and a second conductor plug that penetrate through the conductor and both are electrically connected to the local wiring. In the step (f), the upper electrode extension portion is formed. Is formed so as to cover at least a part of the first conductor plug, and in the step (g), the second insulating film is formed on the semiconductor substrate, and then the second insulating film is formed on the second insulating film.
The semiconductor memory device of the present invention can be realized by forming a wiring embedding trench that reaches the conductor plug, and burying a conductive film in the trench to form the upper layer wiring.

【0024】上記工程(a)において、上記局所配線は
ビット線と同じ導体膜からなり、上記ビット線と同時に
形成することにより、本発明の半導体記憶装置を少ない
工程で製造することができる。
In the step (a), the local wiring is made of the same conductor film as the bit line and is formed at the same time as the bit line, so that the semiconductor memory device of the present invention can be manufactured in a small number of steps.

【0025】上記工程(a)において、上記局所配線
は、メモリトランジスタのゲート電極と同じ導体膜から
なり、上記ゲート電極の形成と同時に形成することによ
っても本発明の半導体記憶装置を少ない工程で製造する
ことができる。
In the step (a), the local wiring is made of the same conductor film as the gate electrode of the memory transistor, and the semiconductor memory device of the present invention can be manufactured in a small number of steps by forming it simultaneously with the formation of the gate electrode. can do.

【0026】上記工程(a)では、上記局所配線は、メ
モリトランジスタのソース・ドレイン領域と同じ不純物
拡散層からなり、上記ソース・ドレイン領域の形成と同
時に上記ソース・ドレイン領域とは離間して形成されて
もよい。
In the step (a), the local wiring is formed of the same impurity diffusion layer as the source / drain regions of the memory transistor, and is formed separately from the source / drain regions at the same time when the source / drain regions are formed. May be done.

【0027】上記工程(a)では、上記半導体基板上に
形成された第1の絶縁膜に、メモリセルトランジスタの
ソース領域に電気的に接続されるメモリセルプラグを形
成するのと同時に、上記局所配線を形成する場合でも、
本発明の半導体記憶装置の製造工程を少なくすることが
できる。
In the step (a), the memory cell plug electrically connected to the source region of the memory cell transistor is formed on the first insulating film formed on the semiconductor substrate, and at the same time, the local region is formed. Even when forming wiring,
The number of manufacturing steps of the semiconductor memory device of the present invention can be reduced.

【0028】上記工程(c)は、上記下部電極と離間し
て、上記局所配線の少なくとも一部を覆う上記第1の導
電膜からなるダミー下部電極を形成する工程を含み、上
記局所配線と上記上部電極延長部とは、上記ダミー下部
電極を介して電気的に接続されることにより、ダミー下
部電極を設ける場合でも本発明の半導体記憶装置を容易
に製造することができる。
The step (c) includes a step of forming a dummy lower electrode made of the first conductive film, which is separated from the lower electrode and covers at least a part of the local wiring, and the local wiring and the lower wiring. By being electrically connected to the upper electrode extension through the dummy lower electrode, the semiconductor memory device of the present invention can be easily manufactured even when the dummy lower electrode is provided.

【0029】上記工程(d)では、上記下部電極及び上
記ダミー下部電極を覆う上記誘電体膜を形成し、上記工
程(e)では、上記誘電体膜を覆う上記第2の導体膜を
形成し、上記工程(f)の後、上記工程(g)の前に、
上記上部電極及び上記上部電極延長部を形成するときと
同じエッチングマスクを用いて上記誘電体膜をパターニ
ングして容量絶縁膜用誘電体膜を形成する工程と、上記
容量絶縁膜用誘電体膜のうち少なくとも上記ダミー下部
電極と上記上部電極延長部との間に位置する部分をエッ
チングして電極間スペースを形成するのと同時に上記容
量絶縁膜を形成する工程と、上記電極間スペース上の上
記上部電極延長部を熱処理により変形させて、上記上部
電極延長部と上記ダミー下部電極とを接触させる工程と
をさらに含むことにより、工程(f)と工程(g)の間
の熱処理によって上部電極と上層配線とが電気的に接続
される。そのため、製造工程中に上部電極が還元雰囲気
にさらされることがなく、容量絶縁膜の劣化も防ぐこと
ができる。
In the step (d), the dielectric film covering the lower electrode and the dummy lower electrode is formed, and in the step (e), the second conductor film covering the dielectric film is formed. , After the step (f) and before the step (g),
Forming a dielectric film for a capacitive insulating film by patterning the dielectric film using the same etching mask as that used for forming the upper electrode and the extended portion of the upper electrode; A step of forming at least the portion located between the dummy lower electrode and the upper electrode extension to form an inter-electrode space and at the same time forming the capacitive insulating film; The method further includes the step of deforming the electrode extension by heat treatment to bring the upper electrode extension and the dummy lower electrode into contact with each other, so that the heat treatment between the steps (f) and (g) results in an upper electrode and an upper layer. The wiring is electrically connected. Therefore, the upper electrode is not exposed to the reducing atmosphere during the manufacturing process, and deterioration of the capacitive insulating film can be prevented.

【0030】上記工程(a)の後、上記工程(b)の前
に、上記局所配線を含む上記半導体基板上に第1の絶縁
膜を形成する工程(a4)と、共に上記第1の絶縁膜を
貫通して上記局所配線に電気的に接続する第1の導体プ
ラグ及び第2の導体プラグを形成する工程(a5)と、
上記工程(a5)の後に、上記半導体基板上に段差用絶
縁膜を形成する工程(a6)と、上記段差用絶縁膜に、
上記記憶容量部の上記下部電極を形成するための第1の
開口部と、上記第1の導体プラグに接続されるダミー下
部電極を形成するための第2の開口部とを形成する工程
(a7)とをさらに含み、上記工程(c)では、上記第
1の開口部の側面及び底面の上に上記下部電極を形成す
るとともに上記第2の開口部の側面及び底面の上に上記
ダミー下部電極を形成し、上記工程(f)では、上記上
部電極延長部が上記ダミー下部電極の少なくとも一部を
覆うように形成し、上記工程(g)では、上記半導体基
板上に第2の絶縁膜を形成した後、上記第2の絶縁膜及
び上記段差用絶縁膜に上記第2の導体プラグまで到達す
る配線埋め込み用トレンチを形成し、上記トレンチに導
電膜を埋め込んで上記上層配線を形成することにより、
例えばダマシン法により設けられた上層配線と上部電極
とを電気的に接続させることができる。
After the step (a) and before the step (b), both the step (a4) of forming a first insulating film on the semiconductor substrate including the local wiring and the first insulation are performed. A step (a5) of forming a first conductor plug and a second conductor plug which penetrate the film and are electrically connected to the local wiring;
A step (a6) of forming a step insulating film on the semiconductor substrate after the step (a5), and
Forming a first opening for forming the lower electrode of the storage capacitor portion and a second opening for forming a dummy lower electrode connected to the first conductor plug (a7) ) And in the step (c), the lower electrode is formed on the side surface and the bottom surface of the first opening, and the dummy lower electrode is formed on the side surface and the bottom surface of the second opening. And in the step (f), the upper electrode extension is formed so as to cover at least a part of the dummy lower electrode, and in the step (g), a second insulating film is formed on the semiconductor substrate. After the formation, by forming a wiring burying trench reaching the second conductor plug in the second insulating film and the step insulating film, burying a conductive film in the trench to form the upper layer wiring. ,
For example, the upper layer wiring provided by the damascene method and the upper electrode can be electrically connected.

【0031】上記誘電体膜は、高誘電体膜または強誘電
体膜であることが半導体記憶装置を実現する上で好まし
い。
It is preferable that the dielectric film is a high dielectric film or a ferroelectric film in order to realize a semiconductor memory device.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本実施形態に
おいては、本発明を、ビット線が記憶容量部よりも下方
に設けられているいわゆるビット線下置き型のDRAM
メモリセル構造に適用した例について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In the present embodiment, the present invention is applied to a so-called bit line lower type DRAM in which a bit line is provided below a storage capacitor portion.
An example applied to the memory cell structure will be described.

【0033】図1(a),(b)は、それぞれ順に、本
発明の第1の実施形態における半導体記憶装置のうちメ
モリ部の一部の構造を示す断面図、及び上部電極・ダミ
ー電極の構造を示す平面図である。また、図2(a)〜
(c)は、本実施形態における半導体記憶装置の製造工
程を示す断面図である。以下、本実施形態における半導
体記憶装置の構造と製造方法とについて、順に説明す
る。ここで、本実施形態の各図においては、メモリ部の
構造のみを示すが、本実施形態の半導体記憶装置は、図
示されていないロジック回路部においてロジック回路素
子が設けられている混載型デバイスである。ただし、ロ
ジック回路素子の構造自体は、直接本発明の本質とは関
係がないので、図示を省略するものとする。
1A and 1B are, respectively, a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion in a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, and an upper electrode / dummy electrode. It is a top view which shows a structure. In addition, FIG.
6C is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device in the present embodiment. FIG. Hereinafter, the structure and manufacturing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described in order. Here, in each drawing of the present embodiment, only the structure of the memory portion is shown, but the semiconductor memory device of the present embodiment is a mixed-type device in which logic circuit elements are provided in a logic circuit portion (not shown). is there. However, since the structure itself of the logic circuit element is not directly related to the essence of the present invention, the illustration is omitted.

【0034】−メモリセルの構造−図1に示すように、
本実施形態の半導体記憶装置であるDRAMのメモリセ
ルにおいて、p型のSi基板10の上面部には、活性領
域を囲む素子分離用絶縁膜11と、n型不純物を導入し
て形成されたソース領域12及びドレイン領域13とが
互いに離間して設けられている。なお、p型のSi基板
10のうちソース領域12とドレイン領域13との間に
介在する部分がチャネル領域として機能する。また、S
i基板10の活性領域上において、ソース領域12とド
レイン領域13との間には酸化シリコンからなるゲート
絶縁膜14が設けられ、ゲート絶縁膜14の上にはポリ
シリコンからなるゲート電極15(ワード線の一部)が
設けられ、ゲート電極15の側面上には酸化膜サイドウ
ォール16が設けられている。上記ソース領域12,ド
レイン領域13,チャネル領域,ゲート絶縁膜14及び
ゲート電極15によりメモリセルトランジスタTRが形
成されている。なお、図1(a)に示す断面において
は、メモリセルトランジスタTRのゲートとして機能し
ていないゲート電極15が示されているが、これらは図
1とは異なる断面においては、メモリセルトランジスタ
TRのゲートとして機能している。そして、各ゲート電
極15は、紙面にほぼ直交する方向に延びて、DRAM
のワード線となっている。
-Structure of Memory Cell-As shown in FIG.
In the memory cell of the DRAM which is the semiconductor memory device of the present embodiment, the element isolation insulating film 11 surrounding the active region and the source formed by introducing the n-type impurity on the upper surface of the p-type Si substrate 10. The region 12 and the drain region 13 are provided apart from each other. A portion of the p-type Si substrate 10 that is interposed between the source region 12 and the drain region 13 functions as a channel region. Also, S
On the active region of the i substrate 10, a gate insulating film 14 made of silicon oxide is provided between the source region 12 and the drain region 13, and a gate electrode 15 made of polysilicon (word) is formed on the gate insulating film 14. Part of the line) is provided, and an oxide film sidewall 16 is provided on the side surface of the gate electrode 15. A memory cell transistor TR is formed by the source region 12, the drain region 13, the channel region, the gate insulating film 14 and the gate electrode 15. Although the gate electrode 15 which does not function as the gate of the memory cell transistor TR is shown in the cross section shown in FIG. 1A, these are different from those of the memory cell transistor TR in the cross section different from FIG. It works as a gate. Then, each gate electrode 15 extends in a direction substantially orthogonal to the plane of the drawing to form a DRAM.
Has become a word line.

【0035】また、Si基板10の上には、素子分離用
絶縁膜11,ゲート電極15及び酸化膜サイドウォール
16を覆うBPSGからなる第1層間絶縁膜18が設け
られており、第1層間絶縁膜18を貫通してソース領域
12に到達するW(タングステン)からなる下層メモリ
セルプラグ20aと、第1層間絶縁膜18を貫通してド
レイン領域13に到達するビット線プラグ20bとが設
けられている。さらに、第1層間絶縁膜18の上には、
ビット線プラグ20bに接続されるW/Tiの積層膜か
らなるビット線21aと、ビット線21aとは同じW/
Tiの積層膜からなる局所配線21bとが設けられてい
る。また、第1層間絶縁膜18の上には、例えばNSG
(ノンドープのSiO2 )からなる第2層間絶縁膜22
が設けられている。そして、第2層間絶縁膜22を貫通
して下層メモリセルプラグ20aに到達する上層メモリ
セルプラグ30aと、第2層間絶縁膜22を貫通して局
所配線21bに到達するダミーセルプラグ30bと、第
2層間絶縁膜22を貫通して局所配線21bに到達する
配線プラグ30cとが設けられている。
Further, a first interlayer insulating film 18 made of BPSG is provided on the Si substrate 10 so as to cover the element isolation insulating film 11, the gate electrode 15 and the oxide film side wall 16, and the first interlayer insulating film 18 is formed. A lower layer memory cell plug 20a made of W (tungsten) penetrating the film 18 and reaching the source region 12 and a bit line plug 20b penetrating the first interlayer insulating film 18 and reaching the drain region 13 are provided. There is. Further, on the first interlayer insulating film 18,
The bit line 21a made of a laminated film of W / Ti connected to the bit line plug 20b and the bit line 21a have the same W / Ti.
A local wiring 21b made of a laminated film of Ti is provided. In addition, for example, NSG is formed on the first interlayer insulating film 18.
Second interlayer insulating film 22 made of (non-doped SiO 2 ).
Is provided. Then, an upper layer memory cell plug 30a penetrating the second interlayer insulating film 22 to reach the lower layer memory cell plug 20a, a dummy cell plug 30b penetrating the second interlayer insulating film 22 to reach the local wiring 21b, and a second A wiring plug 30c that penetrates the interlayer insulating film 22 and reaches the local wiring 21b is provided.

【0036】また、上層メモリセルプラグ30aの上に
はTiAlNからなる下部バリアメタル32aがさらに
設けられ、ダミーセルプラグ30bの上にはTiAlN
からなるダミーバリアメタル32bが設けられている。
また、下部バリアメタル32aの上にはPtからなる下
部電極33aが、ダミーバリアメタル32bの上にはダ
ミー下部電極33bがそれぞれ形成されている。さら
に、下部電極33a及び第2層間絶縁膜22のうち下部
電極33aの両側方を覆うBST膜((BaSr)Ti
3 膜)34と、BST膜34からダミーバリアメタル
32bまでを覆うPt膜35と、Pt膜35を覆うTi
AlNからなる上部バリアメタル36とが設けられてい
る。
A lower barrier metal 32a made of TiAlN is further provided on the upper layer memory cell plug 30a, and a TiAlN is formed on the dummy cell plug 30b.
A dummy barrier metal 32b made of is provided.
Further, a lower electrode 33a made of Pt is formed on the lower barrier metal 32a, and a dummy lower electrode 33b is formed on the dummy barrier metal 32b. Further, of the lower electrode 33a and the second interlayer insulating film 22, a BST film ((BaSr) Ti) covering both sides of the lower electrode 33a is formed.
O 3 film) 34, Pt film 35 covering the BST film 34 to the dummy barrier metal 32 b, and Ti covering the Pt film 35.
An upper barrier metal 36 made of AlN is provided.

【0037】BST膜34のうち下部電極33aに接す
る部分が容量絶縁膜34aである。また、Pt膜35の
うち下部電極33aに対向する部分が上部電極35aで
あり、Pt膜35のうちダミー下部電極33bに接する
部分が上部電極延長部35bである。上記下部バリアメ
タル32a及び下部電極33aにより、DRAMメモリ
セルのストレージノードSNが構成されている。また、
下部電極33a,容量絶縁膜34a及び上部電極35a
により、記憶容量部MCが構成されている。
The portion of the BST film 34 that contacts the lower electrode 33a is the capacitive insulating film 34a. The portion of the Pt film 35 that faces the lower electrode 33a is the upper electrode 35a, and the portion of the Pt film 35 that contacts the dummy lower electrode 33b is the upper electrode extension portion 35b. The lower barrier metal 32a and the lower electrode 33a constitute a storage node SN of the DRAM memory cell. Also,
Lower electrode 33a, capacitive insulating film 34a, and upper electrode 35a
The storage capacity section MC is configured by the above.

【0038】さらに、第2層間絶縁膜22及び上部バリ
アメタル36の上には、FSGからなる第3層間絶縁膜
41が設けられていて、第3層間絶縁膜41には、配線
プラグ30cに接触するCu配線42が埋め込まれてい
る。すなわち、上部電極35aは、上部電極延長部35
b及びダミー導体部材を介してCu配線42に電気的に
接続されている。ここで、ダミー導体部材とは、それぞ
れ導体からなるダミーバリアメタル32b,ダミー下部
電極33b,ダミーセルプラグ30b,局所配線21b
及び配線プラグ30cを意味する。
Further, a third interlayer insulating film 41 made of FSG is provided on the second interlayer insulating film 22 and the upper barrier metal 36, and the third interlayer insulating film 41 contacts the wiring plug 30c. The Cu wiring 42 is embedded. That is, the upper electrode 35a corresponds to the upper electrode extension 35.
It is electrically connected to the Cu wiring 42 through b and the dummy conductor member. Here, the dummy conductor member means a dummy barrier metal 32b, a dummy lower electrode 33b, a dummy cell plug 30b, and a local wiring 21b, which are conductors, respectively.
And the wiring plug 30c.

【0039】また、図1(a),(b)に示す構造にお
いて、記憶容量部MC,ストレージノードSN,メモリ
セルトランジスタTRなどを含む有効メモリセル領域R
ecと、ダミー下部電極33b,上部電極延長部35b,
ダミーセルプラグ30bなどを含むダミーセル領域Rdc
とが存在することになる。
Further, in the structure shown in FIGS. 1A and 1B, the effective memory cell region R including the storage capacitor portion MC, the storage node SN, the memory cell transistor TR and the like.
ec, the dummy lower electrode 33b, the upper electrode extension 35b,
Dummy cell region Rdc including the dummy cell plug 30b
And will exist.

【0040】本実施形態の特徴は、上部電極35a又は
上部電極延長部35b(上部バリアメタル36)に接触
するプラグが設けられておらず、ダミー下部電極33
b,ダミーバリアメタル32b,ダミーセルプラグ30
b及び局所配線21bによって上部電極35aが上層の
配線(Cu配線42)に接続されている点である。
The feature of this embodiment is that the plug contacting the upper electrode 35a or the upper electrode extension 35b (upper barrier metal 36) is not provided, and the dummy lower electrode 33 is provided.
b, dummy barrier metal 32b, dummy cell plug 30
This is that the upper electrode 35a is connected to the upper wiring (Cu wiring 42) by b and the local wiring 21b.

【0041】そして、図1(b)に示すように、上部電
極35aを構成するPt膜35(上部バリアメタル3
6)は多数のメモリセルによって共有化されており、P
t膜35の下方には、多数の下部電極33a(下部バリ
アメタル32a)と、ダミー下部電極33b(ダミーバ
リアメタル32b)とが設けられている。ダミー下部電
極33b(ダミーバリアメタル32b)は、Pt膜35
の下方に複数個設けているが、Pt膜35の端部のいず
れか一部の下方に少なくとも1つ設けられていれば、上
部電極35aとダミー下部電極33bとが電気的に接続
される。
Then, as shown in FIG. 1B, the Pt film 35 (upper barrier metal 3) forming the upper electrode 35a is formed.
6) is shared by many memory cells, and P
Below the t film 35, a large number of lower electrodes 33a (lower barrier metal 32a) and dummy lower electrodes 33b (dummy barrier metal 32b) are provided. The dummy lower electrode 33b (dummy barrier metal 32b) is formed of the Pt film 35.
Although a plurality of Pt films 35 are provided below the Pt film 35, if at least one is provided below any part of the end of the Pt film 35, the upper electrode 35a and the dummy lower electrode 33b are electrically connected.

【0042】本実施形態によると、上部電極を構成して
いるPt膜35(上部バリアメタル36)に接触するプ
ラグが存在しないので、第3層間絶縁膜41にプラグを
埋め込むためのコンタクト孔を形成する必要がない。し
たがって、従来の構造のごとく、上部電極にコンタクト
孔を形成するためのドライエッチング(プラズマエッチ
ング)工程において、上部電極を構成するPt膜が露出
することがない。つまり、Pt膜が露出している状態で
還元性雰囲気にさらされると、BSTなどからなる容量
絶縁膜(特に高誘電体膜)に酸素欠損を生じるおそれが
ある。ここで、本実施形態のごとくPt膜の上にTiA
lNからなる上部バリアメタルが設けられていても、上
部バリアメタルは薄いこと、コンタクト孔のエッチング
の際には通常オーバーエッチングが行なわれるのでコン
タクト孔がPtからなる上部電極に達する可能性が大き
いことなどを考慮すると、上部バリアメタルに容量絶縁
膜の酸素欠損の防止機能を期待することはできない。そ
れに対し、本実施形態においては、Pt膜35の上方に
コンタクト孔が形成されないので、Pt膜が還元性雰囲
気にさらされることに起因する容量絶縁膜34aの酸素
欠損を確実に回避することができる。
According to this embodiment, since there is no plug contacting the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode, a contact hole for burying the plug is formed in the third interlayer insulating film 41. You don't have to. Therefore, unlike the conventional structure, the Pt film forming the upper electrode is not exposed in the dry etching (plasma etching) process for forming the contact hole in the upper electrode. That is, if the Pt film is exposed to a reducing atmosphere while exposed, oxygen deficiency may occur in the capacitive insulating film (especially high dielectric film) made of BST or the like. Here, as in the present embodiment, TiA is formed on the Pt film.
Even if the upper barrier metal made of 1N is provided, the upper barrier metal is thin, and the contact hole is likely to reach the upper electrode made of Pt because the contact hole is usually over-etched. In consideration of the above, the upper barrier metal cannot be expected to have a function of preventing oxygen vacancies in the capacitor insulating film. On the other hand, in the present embodiment, since the contact hole is not formed above the Pt film 35, it is possible to reliably avoid the oxygen deficiency of the capacitive insulating film 34a due to the Pt film being exposed to the reducing atmosphere. .

【0043】また、第3層間絶縁膜41にコンタクト孔
を開口する工程で、Pt膜35が露出することがないの
で、コンタクト孔形成のためのエッチングを、ロジック
回路素子を形成するためのプロセスなどと同じ装置(チ
ャンバなど)内で行なうことができる。なお、Ptから
なる下部電極33a,ダミー下部電極33bや、上部電
極35aの形成自体は、Pt膜形成用の専用設備で行な
うので、ロジック回路素子を形成するための装置を汚染
するおそれは本来的に生じない。
Further, since the Pt film 35 is not exposed in the step of opening the contact hole in the third interlayer insulating film 41, the etching for forming the contact hole, the process for forming the logic circuit element, etc. Can be performed in the same device (chamber, etc.) The formation of the lower electrode 33a made of Pt, the dummy lower electrode 33b, and the upper electrode 35a itself is performed by dedicated equipment for forming the Pt film, so that there is a possibility that the device for forming the logic circuit element is contaminated. Does not occur in

【0044】−メモリセルの製造方法−次に、本実施形
態における半導体記憶装置のメモリセルの製造工程につ
いて、図2(a)〜(c)を参照しながら説明する。
-Manufacturing Method of Memory Cell- Next, the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0045】図2(a)に示す工程で、以下の処理を行
なう。まず、p型のSi基板10に、活性領域を囲む素
子分離用絶縁膜11を形成し、活性領域に、ソース領域
12及びドレイン領域13と、ゲート絶縁膜14と、ゲ
ート電極15と、酸化膜サイドウォール16とからなる
メモリセルトランジスタを形成する。このメモリセルト
ランジスタの形成工程は、熱酸化,ポリシリコン膜の形
成及びパターニング,イオン注入等の周知の技術を用い
て周知の手順により行なわれる。
The following processing is performed in the step shown in FIG. First, the element isolation insulating film 11 surrounding the active region is formed on the p-type Si substrate 10, and the source region 12 and the drain region 13, the gate insulating film 14, the gate electrode 15, and the oxide film are formed in the active region. A memory cell transistor including the sidewall 16 is formed. This memory cell transistor formation process is performed by a well-known procedure using well-known techniques such as thermal oxidation, formation and patterning of a polysilicon film, and ion implantation.

【0046】次に、メモリセルトランジスタの上に、B
PSG膜を堆積した後、アニールとCMP(化学機械的
研磨)による平坦化とを行なって第1層間絶縁膜18を
形成する。さらに、第1層間絶縁膜18を貫通してソー
ス領域12,ドレイン領域13にそれぞれ到達するコン
タクト孔を形成する。次に、コンタクト孔内及び第1層
間絶縁膜18の上にn型ポリシリコン膜を形成した後、
CMPにより平坦化を行なうことにより、各コンタクト
孔にポリシリコン膜を埋め込んで、下層メモリセルプラ
グ20aとビット線プラグ20bとを形成する。
Next, on the memory cell transistor, B
After depositing the PSG film, annealing and planarization by CMP (chemical mechanical polishing) are performed to form the first interlayer insulating film 18. Further, contact holes penetrating the first interlayer insulating film 18 to reach the source region 12 and the drain region 13 are formed. Next, after forming an n-type polysilicon film in the contact hole and on the first interlayer insulating film 18,
By planarizing by CMP, the polysilicon film is buried in each contact hole to form the lower layer memory cell plug 20a and the bit line plug 20b.

【0047】次に、第1層間絶縁膜18の上にW/Ti
積層膜を堆積した後、エッチングによりW/Ti積層膜
をパターニングして、ビット線プラグ20bに接続され
るビット線21aと、この段階では他の部材と接続され
ずに孤立している局所配線21bとを形成する。その
際、W膜のパターニングの時にはTi膜の表面が露出し
た時を検出してW膜のエッチング終了時期を判定し、T
i膜のパターニングの時には、ポリシリコンよりなる第
1のメモリセルプラグ20aに対して高い選択比が得ら
れる条件でエッチングを行なう。
Next, W / Ti is formed on the first interlayer insulating film 18.
After the laminated film is deposited, the W / Ti laminated film is patterned by etching to form the bit line 21a connected to the bit line plug 20b and the local wiring 21b which is not connected to other members at this stage and is isolated. To form. At this time, when patterning the W film, the time when the surface of the Ti film is exposed is detected to determine the end time of the etching of the W film.
At the time of patterning the i film, etching is performed under the condition that a high selection ratio is obtained for the first memory cell plug 20a made of polysilicon.

【0048】次に、基板上に、NSG(ノンドープドシ
リケートガラス)膜を堆積した後、CMP(化学機械的
研磨)による平坦化を行なって第2層間絶縁膜22を形
成する。さらに、第2層間絶縁膜22を貫通して、下層
メモリセルプラグ20aと局所配線21b(2箇所)と
にそれぞれ到達するコンタクト孔を形成する。次に、コ
ンタクト孔内にW膜を形成した後、CMPにより平坦化
を行なうことにより、各コンタクト孔にW膜を埋め込ん
で、下層メモリセルプラグ20aに接続される上層メモ
リセルプラグ30aと、2箇所で局所配線21bにそれ
ぞれ接触するダミーセルプラグ30b及び配線プラグ3
0cとを形成する。
Next, after depositing an NSG (non-doped silicate glass) film on the substrate, planarization is performed by CMP (chemical mechanical polishing) to form a second interlayer insulating film 22. Further, contact holes penetrating the second interlayer insulating film 22 to reach the lower layer memory cell plug 20a and the local wiring 21b (two places) are formed. Next, after forming a W film in the contact holes, the W film is embedded in each contact hole by performing planarization by CMP, and the upper layer memory cell plugs 30a connected to the lower layer memory cell plugs 20a and 2 The dummy cell plug 30b and the wiring plug 3 which respectively come into contact with the local wiring 21b at some points.
And 0c.

【0049】次に、第2層間絶縁膜22の上に、厚みが
約30nmのTiAlN膜と、厚みが約50nmのPt
膜とを順次堆積する。そして、TiAlN膜とPt膜と
をパターニングすることにより、第2層間絶縁膜22の
上にメモリセルプラグ30aに接続される下部バリアメ
タル32a及びその上のPtからなる下部電極33a
と、ダミーセルプラグ30bに接続されるダミーバリア
メタル32b及びその上のダミー下部電極33bとを形
成する。ここで、Pt膜をパターニングする時には、下
地であるTiAlN膜に対して高い選択が得られる条件
でエッチングを行ない、TiAlN膜をパターニングす
る時には下地であるWからなる上層メモリセルプラグ3
0aが掘れ下がらないように、選択比の高い条件でエッ
チングを行なう。
Next, a TiAlN film having a thickness of about 30 nm and a Pt having a thickness of about 50 nm are formed on the second interlayer insulating film 22.
And a film are sequentially deposited. Then, by patterning the TiAlN film and the Pt film, a lower barrier metal 32a connected to the memory cell plug 30a on the second interlayer insulating film 22 and a lower electrode 33a made of Pt on the lower barrier metal 32a.
And a dummy barrier metal 32b connected to the dummy cell plug 30b and a dummy lower electrode 33b thereon are formed. Here, when the Pt film is patterned, etching is performed under the condition that a high selection is obtained with respect to the underlying TiAlN film, and when the TiAlN film is patterned, the upper layer memory cell plug 3 made of W that is the underlying layer.
Etching is performed under conditions with a high selection ratio so that 0a is not dug down.

【0050】次に、図2(b)に示す工程で、第2層間
絶縁膜22,下部電極33a及びダミー下部電極33b
を覆う厚みが約30nmのBST膜((BaSr)Ti
3膜)を形成後、ダミー下部電極33bを露出させる
ようにBST膜をパターニングし、下部電極33aを覆
う容量絶縁膜34aとなるBST膜34を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 2B, the second interlayer insulating film 22, the lower electrode 33a and the dummy lower electrode 33b are formed.
BST film ((BaSr) Ti) with a thickness of about 30 nm
After the formation of the O 3 film), the BST film is patterned so as to expose the dummy lower electrode 33b, and the BST film 34 which will be the capacitance insulating film 34a covering the lower electrode 33a is formed.

【0051】次いで、BST膜34及びダミー下部電極
33bの上に厚みが約50nmのPt膜と、厚みが約6
nmのTiAlN膜と、SiO2 膜とを順次堆積する。
そして、SiO2 膜をパターニングしてハードマスク3
7を形成した後、ハードマスク37を用いたドライエッ
チングにより、TiAlN膜とPt膜とを順次パターニ
ングして、有効メモリセル領域Rec及びダミーセル領域
Rdcを覆う上部バリアメタル36と、上部電極35a及
び上部電極延長部35bを含むPt膜35とを形成す
る。
Then, a Pt film having a thickness of about 50 nm and a thickness of about 6 are formed on the BST film 34 and the dummy lower electrode 33b.
nm TiAlN film and SiO 2 film are sequentially deposited.
Then, the hard mask 3 is formed by patterning the SiO 2 film.
After forming 7, the TiAlN film and the Pt film are sequentially patterned by dry etching using the hard mask 37 to form the upper barrier metal 36 covering the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc, the upper electrode 35a and the upper portion. The Pt film 35 including the electrode extension 35b is formed.

【0052】次に、図2(c)に示す工程で、希弗酸液
によるウェットエッチングによりハードマスク37を除
去した後、基板上にTEOS膜を堆積し、CMPによっ
て平坦化することにより、第3の層間絶縁膜41を形成
する。次に、第3層間絶縁膜41に配線プラグ30cに
到達するトレンチを形成してから、トレンチへのCu配
線42の埋め込み(ダマシン法)などを行なうことによ
り、図1(a)に示すメモリセルの断面構造が得られ
る。
Next, in the step shown in FIG. 2C, after the hard mask 37 is removed by wet etching with a dilute hydrofluoric acid solution, a TEOS film is deposited on the substrate and planarized by CMP. The interlayer insulating film 41 of No. 3 is formed. Next, a trench reaching the wiring plug 30c is formed in the third interlayer insulating film 41, and then the Cu wiring 42 is embedded in the trench (damascene method) or the like, whereby the memory cell shown in FIG. The cross-sectional structure of

【0053】本実施形態における製造方法によると、従
来のプロセスにおけるフォトリソグラフィー工程を増や
すことなく、第3層間絶縁膜41を貫通してPt膜35
(上部バリアメタル36)の上に到達するコンタクト孔
を形成する工程を回避することができる。すなわち、第
3層間絶縁膜41に配線埋め込み用トレンチを形成する
場合など、一般に、Cu配線の形成工程においては、還
元雰囲気でのアニールがよく用いられる。したがって、
上部バリアメタル36の上にコンタクト孔が形成される
と、水素が薄い上部バリアメタル36を通って、あるい
はオーバーエッチングによりPt膜35が露出した場合
には直接にPt膜35に接触するので、水素がPt膜3
5を通過してBST膜34に達することがある。その場
合、BST膜34中の酸素が失われて酸素欠損を生じる
など、容量絶縁膜34aの特性の劣化を招くおそれがあ
る。それに対し、本実施形態のごとく、Pt膜35の上
に到達するコンタクト孔を形成する工程を回避すること
により、かかる原因による容量絶縁膜34aの特性の劣
化を確実に抑制することができる。そして、Cu配線4
2を形成する工程は、従来の上部電極にプラグを形成す
る工程に対応し、局所配線21bや配線プラグ30cの
形成はメモリセルを形成する工程を利用して実施できる
ので、従来のプロセス,つまりPt膜(上部バリアメタ
ル)上に直接プラグを設けるプロセスよりもフォトリソ
グラフィー工程が増えることはない。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the Pt film 35 is penetrated through the third interlayer insulating film 41 without increasing the photolithography process in the conventional process.
It is possible to avoid the step of forming a contact hole reaching the upper barrier metal 36. That is, in the case of forming a wiring burying trench in the third interlayer insulating film 41, generally, annealing in a reducing atmosphere is often used in the Cu wiring forming step. Therefore,
When the contact hole is formed on the upper barrier metal 36, hydrogen directly contacts the Pt film 35 through the thin upper barrier metal 36 or when the Pt film 35 is exposed by overetching. Is Pt film 3
5 may reach the BST film 34. In that case, the oxygen in the BST film 34 may be lost to cause oxygen deficiency, which may lead to deterioration of the characteristics of the capacitive insulating film 34a. On the other hand, by avoiding the step of forming the contact hole reaching the Pt film 35 as in the present embodiment, it is possible to reliably suppress the deterioration of the characteristics of the capacitance insulating film 34a due to such a cause. And the Cu wiring 4
The step of forming 2 corresponds to the step of forming the plug on the conventional upper electrode, and the formation of the local wiring 21b and the wiring plug 30c can be performed by using the step of forming the memory cell. The number of photolithography steps is not increased as compared with the process of directly providing the plug on the Pt film (upper barrier metal).

【0054】なお、本実施形態においては、上部電極3
5a及び下部電極33aをPtにより構成し、上部バリ
アメタル36をTiAlNにより構成したが、これらの
部材を、耐酸化性を持つ他の導体材料により構成しても
よい。また、容量絶縁膜34aをBSTにより構成した
が、他の高誘電体材料により構成してもよい。特に、構
造式がABO3 によって表されるペロブスカイト構造を
有する誘電体膜の場合には、酸素原子が還元によって失
われやすいので、本発明を適用することにより、大きな
実効が得られる。
In the present embodiment, the upper electrode 3
Although 5a and the lower electrode 33a are made of Pt and the upper barrier metal 36 is made of TiAlN, these members may be made of another conductive material having oxidation resistance. Although the capacitor insulating film 34a is made of BST, it may be made of other high dielectric material. In particular, in the case of a dielectric film having a perovskite structure whose structural formula is represented by ABO 3 , oxygen atoms are likely to be lost by reduction. Therefore, the present invention is applied to obtain a great effect.

【0055】また、本発明は、本実施形態のような混載
デバイスに限られず、汎用のDRAMあるいはFeRA
M等の金属電極を用いるキャパシタを有する半導体記憶
装置にも適用できることはいうまでもない。
Further, the present invention is not limited to the mixed device as in the present embodiment, but may be a general-purpose DRAM or FeRA.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a semiconductor memory device having a capacitor using a metal electrode such as M.

【0056】(第2の実施形態)図3は、第2の実施形
態における半導体記憶装置の製造方法を示す断面図であ
る。本実施形態の方法は、図1(a)に示す第1の実施
形態の半導体記憶装置を製造するための別法である。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the second embodiment. The method of this embodiment is another method for manufacturing the semiconductor memory device of the first embodiment shown in FIG.

【0057】図3(a)に示す工程で、第1の実施形態
と同様の手順により下部電極33a及びダミー下部電極
33bとを形成するまでを行なう。
In the step shown in FIG. 3A, the steps similar to those of the first embodiment are performed until the lower electrode 33a and the dummy lower electrode 33b are formed.

【0058】次に、図3(b)に示す工程で、第2層間
絶縁膜22,下部電極33a及びダミー下部電極33b
を覆う厚みが約30nmのBST膜((BaSr)Ti
3膜)と、厚みが約50nmのPt膜と、厚みが約6
nmのTiAlN膜と、SiO2 膜とを順次堆積する。
そして、SiO2 膜をパターニングしてハードマスク3
7を形成した後、ハードマスク37を用いたドライエッ
チングにより、TiAlN膜と、Pt膜と、BST膜と
を順次パターニングして、有効メモリセル領域Rec及び
ダミーセル領域Rdcを覆う上部バリアメタル36と、上
部電極35a及び上部電極延長部35bを含むPt膜3
5と、BST膜34とをそれぞれ形成する。
Next, in the step shown in FIG. 3B, the second interlayer insulating film 22, the lower electrode 33a and the dummy lower electrode 33b are formed.
BST film ((BaSr) Ti) with a thickness of about 30 nm
O 3 film), a Pt film with a thickness of about 50 nm, and a thickness of about 6
nm TiAlN film and SiO 2 film are sequentially deposited.
Then, the hard mask 3 is formed by patterning the SiO 2 film.
After forming 7, the TiAlN film, the Pt film, and the BST film are sequentially patterned by dry etching using the hard mask 37, and the upper barrier metal 36 that covers the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc, Pt film 3 including upper electrode 35a and upper electrode extension 35b
5 and the BST film 34 are formed respectively.

【0059】次に、図3(c)に示す工程で、希弗酸液
によるウェットエッチングによりハードマスク37を除
去する。このとき、BSTも希弗酸液により溶解される
ので、BST膜34のうちダミーバリアメタル32bの
上の部分も除去される。これにより、電極間スペース8
を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 3C, the hard mask 37 is removed by wet etching with a diluted hydrofluoric acid solution. At this time, since BST is also dissolved by the dilute hydrofluoric acid solution, the portion of the BST film 34 above the dummy barrier metal 32b is also removed. As a result, the inter-electrode space 8
To form.

【0060】続いて、図3(d)に示す工程で、例えば
酸素雰囲気中で500℃、1分間基板の熱処理を行なう
ことにより、電極間スペース8の上に位置する上部電極
延長部35bを変形させ、ダミー下部電極33bと上部
電極延長部35bとを接触させる。白金は熱をかけると
流動性が高くなるため、容易に変形させることができ
る。このとき、基板に圧力をかけておくことによりダミ
ー下部電極33bと上部電極延長部35bとの接触を確
実にしてもよい。
Subsequently, in the step shown in FIG. 3D, the upper electrode extension 35b located above the inter-electrode space 8 is deformed by heat-treating the substrate in an oxygen atmosphere at 500 ° C. for 1 minute, for example. Then, the dummy lower electrode 33b and the upper electrode extension 35b are brought into contact with each other. Platinum has a high fluidity when heated and can be easily deformed. At this time, pressure may be applied to the substrate to ensure the contact between the dummy lower electrode 33b and the upper electrode extension 35b.

【0061】その後、図示はしないが、第1の実施形態
と同様に第4の層間絶縁膜41,Cu配線42を形成す
る。
Thereafter, although not shown, a fourth interlayer insulating film 41 and a Cu wiring 42 are formed as in the first embodiment.

【0062】本実施形態の製造方法によると、BST膜
34をパターニングする際のフォトリソグラフィー工程
が不要になるとともに、ハードマスク37の除去と同時
にBST膜をエッチングするため、第1の実施形態と比
較して製造工程数を減らすことができ、容易に製造する
ことができるようになる。また、上部電極の上にプラグ
を形成しないことにより、第1の実施形態と同様に、還
元雰囲気に容量絶縁膜34aとなるBST膜34がさら
されることがなくなり、BST膜34の膜質劣化を防ぐ
ことができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment, the photolithography process for patterning the BST film 34 is not necessary and the BST film is etched simultaneously with the removal of the hard mask 37. Thus, the number of manufacturing steps can be reduced, and the manufacturing can be easily performed. Further, by not forming the plug on the upper electrode, the BST film 34 serving as the capacitance insulating film 34a is not exposed to the reducing atmosphere as in the first embodiment, and the deterioration of the film quality of the BST film 34 is prevented. be able to.

【0063】なお、本実施形態においては、上部電極3
5a及び下部電極33aをPtにより構成し、上部バリ
アメタル36をTiAlNにより構成したが、これらの
部材を、耐酸化性を持つ他の導体材料により構成しても
よい。また、容量絶縁膜34aをBSTにより構成した
が、他の高誘電体材料により構成してもよい。特に、構
造式がABO3 によって表されるペロブスカイト構造を
有する誘電体膜の場合には、酸素原子が還元によって失
われやすいので、本発明を適用することにより大きな実
効が得られる。
In the present embodiment, the upper electrode 3
Although 5a and the lower electrode 33a are made of Pt and the upper barrier metal 36 is made of TiAlN, these members may be made of another conductive material having oxidation resistance. Although the capacitor insulating film 34a is made of BST, it may be made of other high dielectric material. In particular, in the case of a dielectric film having a perovskite structure whose structural formula is represented by ABO 3 , oxygen atoms are likely to be lost by reduction, so that applying the present invention provides a great effect.

【0064】また、本発明は、本実施形態のような混載
デバイスに限られず、汎用のDRAMあるいはFeRA
M等の金属電極を用いるキャパシタを有する半導体記憶
装置にも適用できることはいうまでもない。
Further, the present invention is not limited to the mixed device as in the present embodiment, but may be a general-purpose DRAM or FeRA.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a semiconductor memory device having a capacitor using a metal electrode such as M.

【0065】(第3の実施形態)本発明の第3の実施形
態として、第1の実施形態の半導体記憶装置においてダ
ミー下部電極33b及びダミーバリアメタル32bを形
成しない場合の半導体記憶装置を説明する。
(Third Embodiment) As a third embodiment of the present invention, a semiconductor memory device in which the dummy lower electrode 33b and the dummy barrier metal 32b are not formed in the semiconductor memory device of the first embodiment will be described. .

【0066】図4は、本実施形態の半導体記憶装置を示
す断面図である。なお、図1と同じ部材には同一の符号
を付している。
FIG. 4 is a sectional view showing the semiconductor memory device of this embodiment. The same members as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0067】図4に示すように、本実施形態の半導体記
憶装置は、Si基板10と、Si基板10上に設けられ
たソース領域12,ドレイン領域13,チャネル領域,
ゲート絶縁膜14及びゲート電極15を有するメモリセ
ルトランジスタTRと、メモリセルトランジスタTRの
ソース領域12に上層メモリセルプラグ30aにより接
続された誘電体キャパシタとを備えている。この誘電体
キャパシタは、上層メモリセルプラグ30aの上に設け
られた下部バリアメタル32aと、下部バリアメタル3
2aの上に順に設けられた下部電極33a,BST膜3
4,Pt膜35及び上部バリアメタル36とを有してい
る。Pt膜35のうち下部電極33aと対向する部分を
上部電極35aとし、BST膜34のうち下部電極33
aと上部電極35aとの間の部分を容量絶縁膜34aと
する。
As shown in FIG. 4, the semiconductor memory device of this embodiment includes a Si substrate 10, a source region 12, a drain region 13, a channel region, and a source region 12 provided on the Si substrate 10.
The memory cell transistor TR having the gate insulating film 14 and the gate electrode 15 and the dielectric capacitor connected to the source region 12 of the memory cell transistor TR by the upper layer memory cell plug 30a are provided. This dielectric capacitor includes a lower barrier metal 32a provided on the upper layer memory cell plug 30a and a lower barrier metal 3a.
Lower electrode 33a and BST film 3 which are sequentially provided on 2a.
4, the Pt film 35 and the upper barrier metal 36. A portion of the Pt film 35 facing the lower electrode 33a is defined as an upper electrode 35a, and a portion of the BST film 34 lower electrode 33a
A portion between a and the upper electrode 35a is used as a capacitance insulating film 34a.

【0068】また、Pt膜35及び上部バリアメタル3
6は下部電極33aの側方に延びており、第2層間絶縁
膜22の上に延びた部分を上部電極延長部35bとす
る。メモリセルトランジスタTRの上に設けられた第1
層間絶縁膜18の上には局所配線21bが設けられ、第
2層間絶縁膜22の上に設けられた第3層間絶縁膜41
を貫通してCu配線42が設けられている。そして、上
部電極延長部35bと局所配線21bとはダミーセルプ
ラグ30bにより互いに接続され、局所配線21bとC
u配線42とは配線プラグ30cにより互いに接続され
ている。すなわち、上部電極35aは、上部電極延長部
35b及びダミー導体部材を介してCu配線42に電気
的に接続されている。ここで、ダミー導体部材とは、そ
れぞれ導体からなるダミーセルプラグ30b,局所配線
21b及び配線プラグ30cを意味する。
Further, the Pt film 35 and the upper barrier metal 3
Reference numeral 6 extends to the side of the lower electrode 33a, and the portion extending above the second interlayer insulating film 22 is used as an upper electrode extension 35b. First provided on the memory cell transistor TR
The local wiring 21b is provided on the interlayer insulating film 18, and the third interlayer insulating film 41 provided on the second interlayer insulating film 22.
And a Cu wiring 42 is provided. The upper electrode extension 35b and the local wiring 21b are connected to each other by the dummy cell plug 30b, and the local wiring 21b and the local wiring 21b are connected to each other.
The u wiring 42 is connected to each other by a wiring plug 30c. That is, the upper electrode 35a is electrically connected to the Cu wiring 42 via the upper electrode extension 35b and the dummy conductor member. Here, the dummy conductor member means the dummy cell plug 30b, the local wiring 21b, and the wiring plug 30c, which are each made of a conductor.

【0069】本実施形態の半導体記憶装置のように、ダ
ミー下部電極やダミーバリアメタルを設けていなくて
も、Pt膜35に接触するプラグを無くすことができる
ので、上部電極35aとCu配線42との接続を確実に
とりながら、Pt膜が還元性雰囲気にさらされることに
起因する容量絶縁膜34aの酸素欠損を確実に回避する
ことができる。
Even if the dummy lower electrode and the dummy barrier metal are not provided as in the semiconductor memory device of the present embodiment, the plug contacting the Pt film 35 can be eliminated, so that the upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are formed. It is possible to reliably avoid the oxygen deficiency of the capacitive insulating film 34a due to the exposure of the Pt film to the reducing atmosphere while ensuring the connection.

【0070】また、第3層間絶縁膜41にコンタクト孔
を開口する工程で、Pt膜35が露出することがないの
で、コンタクト孔形成のためのエッチングを、ロジック
回路素子を形成するためのプロセスなどと同じ装置(チ
ャンバなど)内で行なうことができる。なお、Ptから
なる下部電極33aや、上部電極35aの形成自体は、
Pt膜形成用の専用設備で行なうので、ロジック回路素
子を形成するための装置を汚染するおそれは本実施形態
の半導体記憶装置においても本来的に生じない。
Further, since the Pt film 35 is not exposed in the step of opening the contact hole in the third interlayer insulating film 41, the etching for forming the contact hole, the process for forming the logic circuit element, etc. Can be performed in the same device (chamber, etc.) The formation of the lower electrode 33a made of Pt and the upper electrode 35a itself is
Since the dedicated equipment for forming the Pt film is used, the possibility of contaminating the device for forming the logic circuit element does not inherently occur in the semiconductor memory device of this embodiment.

【0071】次に、本実施形態における半導体記憶装置
のメモリセルの製造工程を説明する。
Next, the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device in this embodiment will be described.

【0072】図5(a)〜(c)は、本実施形態の半導
体記憶装置の製造方法を示す断面図である。
5A to 5C are sectional views showing a method of manufacturing the semiconductor memory device of this embodiment.

【0073】図5(a)に示す工程で、以下の処理を行
なう。まず、p型のSi基板10に、活性領域を囲む素
子分離用絶縁膜11を形成し、活性領域に、ソース領域
12及びドレイン領域13と、ゲート絶縁膜14と、ゲ
ート電極15と、酸化膜サイドウォール16とからなる
メモリセルトランジスタを形成する。このメモリセルト
ランジスタの形成工程は、熱酸化,ポリシリコン膜の形
成及びパターニング,イオン注入等の周知の技術を用い
て周知の手順により行なわれる。
The following processing is performed in the step shown in FIG. First, the element isolation insulating film 11 surrounding the active region is formed on the p-type Si substrate 10, and the source region 12 and the drain region 13, the gate insulating film 14, the gate electrode 15, and the oxide film are formed in the active region. A memory cell transistor including the sidewall 16 is formed. This memory cell transistor formation process is performed by a well-known procedure using well-known techniques such as thermal oxidation, formation and patterning of a polysilicon film, and ion implantation.

【0074】次に、メモリセルトランジスタの上に、B
PSG膜を堆積した後、アニールとCMP(化学機械的
研磨)による平坦化とを行なって第1層間絶縁膜18を
形成する。さらに、第1層間絶縁膜18を貫通してソー
ス領域12,ドレイン領域13にそれぞれ到達するコン
タクト孔を形成する。次に、コンタクト孔内及び第1層
間絶縁膜18の上にn型ポリシリコン膜を形成した後、
CMPにより平坦化を行なうことにより、各コンタクト
孔にポリシリコン膜を埋め込んで、下層メモリセルプラ
グ20aとビット線プラグ20bとを形成する。
Next, B on the memory cell transistor
After depositing the PSG film, annealing and planarization by CMP (chemical mechanical polishing) are performed to form the first interlayer insulating film 18. Further, contact holes penetrating the first interlayer insulating film 18 to reach the source region 12 and the drain region 13 are formed. Next, after forming an n-type polysilicon film in the contact hole and on the first interlayer insulating film 18,
By planarizing by CMP, the polysilicon film is buried in each contact hole to form the lower layer memory cell plug 20a and the bit line plug 20b.

【0075】次に、第1層間絶縁膜18の上にW/Ti
積層膜を堆積した後、エッチングによりW/Ti積層膜
をパターニングして、ビット線プラグ20bに接続され
るビット線21aと、局所配線21bとを形成する。そ
の際、W膜のパターニングの時にはTi膜の表面が露出
した時を検出してW膜のエッチング終了時期を判定し、
Ti膜のパターニングの時には、ポリシリコンよりなる
第1のメモリセルプラグ20aに対して高い選択比が得
られる条件でエッチングを行なう。
Next, W / Ti is formed on the first interlayer insulating film 18.
After the laminated film is deposited, the W / Ti laminated film is patterned by etching to form the bit line 21a connected to the bit line plug 20b and the local wiring 21b. At that time, when patterning the W film, the time when the surface of the Ti film is exposed is detected to determine the etching end time of the W film,
At the time of patterning the Ti film, etching is performed under the condition that a high selection ratio is obtained for the first memory cell plug 20a made of polysilicon.

【0076】次に、基板上に、NSG膜を堆積した後、
CMP(化学機械的研磨)による平坦化を行なって第2
層間絶縁膜22を形成する。さらに、第2層間絶縁膜2
2を貫通して、下層メモリセルプラグ20aと局所配線
21b(2箇所)とにそれぞれ到達するコンタクト孔を
形成する。次に、コンタクト孔内にW膜を形成した後、
CMPにより平坦化を行なうことにより、各コンタクト
孔にW膜を埋め込んで、下層メモリセルプラグ20aに
接続される上層メモリセルプラグ30aと、2箇所で局
所配線21bにそれぞれ接触するダミーセルプラグ30
b及び配線プラグ30cとを形成する。
Next, after depositing the NSG film on the substrate,
Secondly after planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing)
The interlayer insulating film 22 is formed. Further, the second interlayer insulating film 2
Contact holes penetrating 2 to reach the lower layer memory cell plug 20a and the local wiring 21b (two places) are formed. Next, after forming a W film in the contact hole,
By flattening by CMP, the W film is embedded in each contact hole, and the upper layer memory cell plug 30a connected to the lower layer memory cell plug 20a and the dummy cell plugs 30 contacting the local wiring 21b at two locations respectively.
b and the wiring plug 30c are formed.

【0077】次に、第2層間絶縁膜22の上に、厚みが
約30nmのTiAlN膜と、厚みが約50nmのPt
膜とを順次堆積する。そして、TiAlN膜とPt膜と
をパターニングすることにより、第2層間絶縁膜22の
上にメモリセルプラグ30aに接続される下部バリアメ
タル32a及びその上のPtからなる下部電極33aを
形成する。ここで、Pt膜をパターニングする時には、
下地であるTiAlN膜に対して高い選択が得られる条
件でエッチングを行ない、TiAlN膜をパターニング
する時には下地であるWからなる上層メモリセルプラグ
30aが掘れ下がらないように、選択比の高い条件でエ
ッチングを行なう。
Next, a TiAlN film having a thickness of about 30 nm and a Pt having a thickness of about 50 nm are formed on the second interlayer insulating film 22.
And a film are sequentially deposited. Then, by patterning the TiAlN film and the Pt film, the lower barrier metal 32a connected to the memory cell plug 30a and the lower electrode 33a made of Pt thereon are formed on the second interlayer insulating film 22. Here, when patterning the Pt film,
Etching is performed under the condition that a high selection is obtained with respect to the underlying TiAlN film, and when patterning the TiAlN film, etching is performed under a high selection ratio condition so that the upper layer memory cell plug 30a made of W that is the underlying is not dug down. Do.

【0078】次に、図5(b)に示す工程で、第2層間
絶縁膜22及び下部電極33aを覆う厚みが約30nm
のBST膜((BaSr)TiO3 膜)を形成後、第2
層間絶縁膜22を露出させるようにBST膜をパターニ
ングし、下部電極33aを覆う容量絶縁膜34aとなる
BST膜34を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 5B, the thickness covering the second interlayer insulating film 22 and the lower electrode 33a is about 30 nm.
After forming the BST film ((BaSr) TiO 3 film) of
The BST film is patterned so that the interlayer insulating film 22 is exposed, and the BST film 34 which will be the capacitance insulating film 34a covering the lower electrode 33a is formed.

【0079】次いで、BST膜34、第2層間絶縁膜2
2及びダミーセルプラグ30bの上に厚みが約50nm
のPt膜と、厚みが約6nmのTiAlN膜と、SiO
2 膜とを順次堆積する。そして、SiO2 膜をパターニ
ングしてハードマスク37を形成した後、ハードマスク
37を用いたドライエッチングにより、TiAlN膜と
Pt膜とを順次パターニングして、有効メモリセル領域
Rec及びダミーセル領域Rdcを覆う上部バリアメタル3
6と、上部電極35a及び上部電極延長部35bを含む
Pt膜35とを形成する。
Next, the BST film 34 and the second interlayer insulating film 2
2 and the dummy cell plug 30b has a thickness of about 50 nm.
Pt film, a TiAlN film with a thickness of about 6 nm, and SiO
Two films are sequentially deposited. Then, after patterning the SiO 2 film to form the hard mask 37, the TiAlN film and the Pt film are sequentially patterned by dry etching using the hard mask 37 to cover the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc. Upper barrier metal 3
6 and the Pt film 35 including the upper electrode 35a and the upper electrode extension 35b are formed.

【0080】次に、図5(c)に示す工程で、希弗酸液
によるウェットエッチングによりハードマスク37を除
去した後、基板上にTEOS膜を堆積し、CMPによっ
て平坦化することにより、第3の層間絶縁膜41を形成
する。次に、第3層間絶縁膜41上にトレンチを形成し
てから、トレンチへのCu配線42の埋め込み(ダマシ
ン法)などを行なうことにより、本実施形態の半導体記
憶装置が得られる。なお、図5(b)に示す工程におい
て、上部電極延長部35a及び上部バリアメタル36は
ダミーセルプラグ30bと完全にオーバーラップする必
要はなく、その一部がダミーセルプラグ30bとオーバ
ーラップするように形成されていればよい。
Next, in the step shown in FIG. 5C, after the hard mask 37 is removed by wet etching with a dilute hydrofluoric acid solution, a TEOS film is deposited on the substrate and planarized by CMP. The interlayer insulating film 41 of No. 3 is formed. Next, a trench is formed on the third interlayer insulating film 41, and then the Cu wiring 42 is embedded in the trench (damascene method), so that the semiconductor memory device of this embodiment is obtained. In the step shown in FIG. 5B, the upper electrode extension 35a and the upper barrier metal 36 do not have to completely overlap the dummy cell plug 30b, and a part thereof is formed so as to overlap the dummy cell plug 30b. It should have been done.

【0081】なお、本実施形態においては、第1の実施
形態に係る半導体記憶装置がダミーバリアメタル32b
及びダミー下部電極33bを設けない場合について説明
したが、以下の実施形態に係る半導体記憶装置において
もダミーバリアメタル32b及びダミー下部電極33b
を形成しなくても問題はない。
In this embodiment, the semiconductor memory device according to the first embodiment is the dummy barrier metal 32b.
Although the case where the dummy lower electrode 33b is not provided has been described, the dummy barrier metal 32b and the dummy lower electrode 33b are also applied to the semiconductor memory device according to the following embodiments.
There is no problem even if it does not form.

【0082】(第4の実施形態)図6は、本発明の第4
の実施形態における半導体記憶装置のうちメモリ部の一
部の構造を示す断面図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the structure of a part of the memory portion of the semiconductor memory device in the embodiment of FIG.

【0083】同図に示すように、本実施形態のメモリ部
の構造が第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態
におけるW/Ti膜からなる局所配線21b,ダミーセ
ルプラグ30b及びダミー下部電極33bが設けられて
おらず、第2層間絶縁膜22に形成されたトレンチを埋
めるWからなる局所配線23が設けられている点であ
る。この局所配線23は、上層メモリセルプラグ30a
と同時に形成されている。その他の部材は、上記図1
(a)に示す部材と同じであり、それらの部材には図1
(a)と同じ符号が付されている。
As shown in the figure, the structure of the memory portion of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the local wiring 21b made of the W / Ti film, the dummy cell plug 30b and the dummy in the first embodiment are different. This is that the lower electrode 33b is not provided and the local wiring 23 made of W filling the trench formed in the second interlayer insulating film 22 is provided. The local wiring 23 is connected to the upper layer memory cell plug 30a.
Formed at the same time. Other members are shown in FIG.
It is the same as the member shown in FIG.
The same reference numerals as in (a) are attached.

【0084】本実施形態によると、Wからなる局所配線
23,ダミーバリアメタル32b及びダミー下部電極3
3bを介して上部電極35aとCu配線42とが電気的
に接続される。そして、本実施形態においても、第3層
間絶縁膜41に、上部電極35aを構成するPt膜35
(上部バリアメタル36)に到達するコンタクト孔を形
成する必要がない。よって、本実施形態により、上記第
1の実施形態と同様に、容量絶縁膜34aの特性の劣化
防止や、メモリセル形成のための専用の設備不要化など
の効果を発揮することができる。
According to this embodiment, the local wiring 23 made of W, the dummy barrier metal 32b, and the dummy lower electrode 3 are formed.
The upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are electrically connected via 3b. Also in this embodiment, the Pt film 35 forming the upper electrode 35a is formed on the third interlayer insulating film 41.
It is not necessary to form a contact hole reaching (upper barrier metal 36). Therefore, according to the present embodiment, similar to the first embodiment, it is possible to achieve the effects of preventing the deterioration of the characteristics of the capacitive insulating film 34a and eliminating the need for dedicated equipment for forming memory cells.

【0085】(第5の実施形態)図7は、第5の実施形
態における半導体記憶装置のうちメモリ部の一部の構造
を示す断面図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to the fifth embodiment.

【0086】同図に示すように、本実施形態のメモリ部
の構造が第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態
におけるW/Ti膜からなる局所配線21bの代わり
に、素子分離用絶縁膜11の上にポリシリコンからなる
局所配線24が設けられ、さらに、第1層間絶縁膜18
を貫通して局所配線24に接触する下層ダミーセルプラ
グ20cと、第1層間絶縁膜18を貫通して局所配線2
4に接触する下層配線プラグ20dとが設けられている
点である。そして、本実施形態においては、ダミーセル
プラグ30bは下層ダミーセルプラグ20cに、配線プ
ラグ30cは下層配線プラグ20dにそれぞれ接続され
ている。局所配線24は、ゲート電極15と同時に形成
されている。その他の部材は、上記図1(a)に示す部
材と同じであり、それらの部材には図1(a)と同じ符
号が付されている。
As shown in the figure, the structure of the memory portion of this embodiment is different from that of the first embodiment in that instead of the local wiring 21b made of the W / Ti film in the first embodiment, element isolation is performed. A local wiring 24 made of polysilicon is provided on the insulating film 11 for insulation, and further, the first interlayer insulating film 18 is formed.
The lower layer dummy cell plug 20c that penetrates through the first interlayer insulating film 18 and the local wiring 2
That is, the lower layer wiring plug 20d that comes into contact with the wiring 4 is provided. In the present embodiment, the dummy cell plug 30b is connected to the lower layer dummy cell plug 20c, and the wiring plug 30c is connected to the lower layer wiring plug 20d. The local wiring 24 is formed at the same time as the gate electrode 15. Other members are the same as the members shown in FIG. 1A, and those members are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1A.

【0087】本実施形態によると、ダミー下部電極33
b,ダミーバリアメタル32b,ダミーセルプラグ30
b,下層ダミーセルプラグ20c,局所配線24,下層
配線プラグ20d及び配線プラグ30cを介して、上部
電極35aとCu配線42とが電気的に接続される。そ
して、本実施形態においても、第3層間絶縁膜41に、
上部電極35aを構成するPt膜35(上部バリアメタ
ル36)に到達するコンタクト孔を形成する必要がな
い。よって、本実施形態により、上記第1の実施形態と
同様に、容量絶縁膜34aの特性の劣化防止や、メモリ
セル形成のための専用の設備不要化などの効果を発揮す
ることができる。
According to the present embodiment, the dummy lower electrode 33
b, dummy barrier metal 32b, dummy cell plug 30
b, the lower layer dummy cell plug 20c, the local wiring 24, the lower layer wiring plug 20d, and the wiring plug 30c, the upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are electrically connected. Also in the present embodiment, the third interlayer insulating film 41 is
It is not necessary to form a contact hole reaching the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode 35a. Therefore, according to the present embodiment, similar to the first embodiment, it is possible to achieve the effects of preventing the deterioration of the characteristics of the capacitive insulating film 34a and eliminating the need for dedicated equipment for forming memory cells.

【0088】(第6の実施形態)図8は、第6の実施形
態における半導体記憶装置のうちメモリ部の一部の構造
を示す断面図である。
(Sixth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to the sixth embodiment.

【0089】同図に示すように、本実施形態のメモリ部
の構造が第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態
におけるW/Ti膜からなる局所配線21bの代わり
に、Si基板10中に不純物拡散層からなる局所配線2
5が設けられ、さらに、第1層間絶縁膜18を貫通して
局所配線25に接触する下層ダミーセルプラグ20c
と、第1層間絶縁膜18を貫通して局所配線25に接触
する下層配線プラグ20dとが設けられている点であ
る。そして、本実施形態においては、ダミーセルプラグ
30bは下層ダミーセルプラグ20cに、配線プラグ3
0cは下層配線プラグ20dにそれぞれ接続されてい
る。局所配線25は、ソース・ドレイン領域12,13
と同時に形成されている。その他の部材は、上記図1
(a)に示す部材と同じであり、それらの部材には図1
(a)と同じ符号が付されている。
As shown in the figure, the structure of the memory portion of this embodiment is different from that of the first embodiment in that instead of the local wiring 21b made of the W / Ti film in the first embodiment, the Si substrate is used. Local wiring 2 consisting of an impurity diffusion layer in 10
5, the lower dummy cell plug 20c penetrating the first interlayer insulating film 18 and contacting the local wiring 25.
And a lower layer wiring plug 20d which penetrates the first interlayer insulating film 18 and contacts the local wiring 25. In the present embodiment, the dummy cell plug 30b is connected to the lower layer dummy cell plug 20c and the wiring plug 3
0c are respectively connected to the lower layer wiring plugs 20d. The local wiring 25 includes the source / drain regions 12, 13
Formed at the same time. Other members are shown in FIG.
It is the same as the member shown in FIG.
The same reference numerals as in (a) are attached.

【0090】本実施形態によると、ダミー下部電極33
b,ダミーバリアメタル32b,ダミーセルプラグ30
b,下層ダミーセルプラグ20c,局所配線25,下層
配線プラグ20d及び配線プラグ30cを介して、上部
電極35aとCu配線42とが電気的に接続される。そ
して、本実施形態においても、第3層間絶縁膜41に、
上部電極35aを構成するPt膜35(上部バリアメタ
ル36)に到達するコンタクト孔を形成する必要がな
い。よって、本実施形態により、上記第1の実施形態と
同様に、容量絶縁膜34aの特性の劣化防止や、メモリ
セル形成のための専用の設備不要化などの効果を発揮す
ることができる。
According to the present embodiment, the dummy lower electrode 33
b, dummy barrier metal 32b, dummy cell plug 30
The upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are electrically connected to each other through the b, the lower layer dummy cell plug 20c, the local wiring 25, the lower layer wiring plug 20d, and the wiring plug 30c. Also in the present embodiment, the third interlayer insulating film 41 is
It is not necessary to form a contact hole reaching the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode 35a. Therefore, according to the present embodiment, similar to the first embodiment, it is possible to achieve the effects of preventing the deterioration of the characteristics of the capacitive insulating film 34a and eliminating the need for dedicated equipment for forming memory cells.

【0091】(第7の実施形態)上記第1〜第6の実施
形態においては、本発明をビット線下置き型のDRAM
メモリセル構造に適用した例について説明したが、本実
施形態においては、本発明を、ビット線が記憶容量部よ
りも上方に設けられたビット線上置き型のDRAMメモ
リセル構造に適用した例について説明する。図9は、第
7の実施形態における半導体記憶装置のうちメモリ部の
一部の構造を示す断面図である。図10(a)〜(c)
は、第7の実施形態における半導体記憶装置の製造工程
を示す断面図である。以下、本実施形態における半導体
記憶装置の構造と製造方法とについて、順に説明する。
ここで、本実施形態の各図においては、メモリ部の構造
のみを示すが、本実施形態の半導体記憶装置は、第1の
実施形態と同様に、図示されていないロジック回路部に
おいてロジック回路素子が設けられている混載型デバイ
スである。ただし、ロジック回路素子の構造自体は、直
接本発明の本質とは関係がないので、図示を省略するも
のとする。
(Seventh Embodiment) In the first to sixth embodiments, the present invention is a bit line lower type DRAM.
The example applied to the memory cell structure has been described. However, in the present embodiment, an example applied to the bit line top type DRAM memory cell structure in which the bit line is provided above the storage capacitor portion will be described. To do. FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a part of the memory portion of the semiconductor memory device according to the seventh embodiment. 10 (a) to (c)
FIG. 13A is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the seventh embodiment. Hereinafter, the structure and manufacturing method of the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described in order.
Here, in each of the drawings of the present embodiment, only the structure of the memory section is shown, but the semiconductor memory device of the present embodiment is similar to the first embodiment in that a logic circuit element in a logic circuit section not shown is shown. Embedded device. However, since the structure itself of the logic circuit element is not directly related to the essence of the present invention, the illustration is omitted.

【0092】図9に示すように、本実施形態のメモリ部
は、第5の実施形態と同様に、第1の実施形態における
W/Ti膜からなる局所配線21bの代わりに、素子分
離用絶縁膜11の上にポリシリコンからなる局所配線2
4が設けられ、さらに、第1層間絶縁膜18を貫通して
局所配線24に接触する下層ダミーセルプラグ20c
と、第1層間絶縁膜18を貫通して局所配線24に接触
する下層配線プラグ20dとが設けられている。
As shown in FIG. 9, the memory portion of the present embodiment is similar to the fifth embodiment in that instead of the local wiring 21b made of the W / Ti film in the first embodiment, isolation for element isolation is used. Local wiring 2 made of polysilicon on the film 11
4 is provided, and further, the lower layer dummy cell plug 20c penetrating the first interlayer insulating film 18 and contacting the local wiring 24.
And a lower layer wiring plug 20d penetrating the first interlayer insulating film 18 and contacting the local wiring 24.

【0093】また、本実施形態においては、記憶容量部
MCやダミーセルが第1層間絶縁膜18の上に設けられ
ており、ダミー下部電極33b(ダミーバリアメタル3
2b)が直接下層ダミーセルプラグ20cに、Cu配線
42は直接下層配線プラグ20dにそれぞれ接続されて
いる。局所配線24は、ゲート電極15と同じポリシリ
コン膜から形成されている。
Further, in the present embodiment, the storage capacitor portion MC and the dummy cell are provided on the first interlayer insulating film 18, and the dummy lower electrode 33b (dummy barrier metal 3) is formed.
2b) is directly connected to the lower layer dummy cell plug 20c, and the Cu wiring 42 is directly connected to the lower layer wiring plug 20d. The local wiring 24 is formed of the same polysilicon film as the gate electrode 15.

【0094】さらに、ビット線プラグ20bの上には、
第2層間絶縁膜22を貫通してビット線プラグ20bに
到達する上層ビット線プラグ51と、上層ビット線プラ
グ51の側面を覆う絶縁体膜52と、第3層間絶縁膜4
1に埋め込まれたCu膜からなるビット線53とが設け
られている。つまり、ビット線が記憶容量部MCよりも
上方に設けられたビット線上置き型DRAMメモリセル
の構造を備えている。
Furthermore, on the bit line plug 20b,
An upper layer bit line plug 51 that penetrates the second interlayer insulating film 22 and reaches the bit line plug 20b, an insulator film 52 that covers a side surface of the upper layer bit line plug 51, and a third interlayer insulating film 4
1 and a bit line 53 formed of a Cu film. That is, it has a structure of the bit line top type DRAM memory cell in which the bit line is provided above the storage capacitor portion MC.

【0095】図9における他の部材は、上記図1(a)
に示す部材と同じであり、それらの部材には図1(a)
と同じ符号が付されている。
Other members in FIG. 9 are the same as those in FIG.
1 (a) are the same as those shown in FIG.
The same reference numeral is attached.

【0096】本実施形態によると、ダミー下部電極33
b,ダミーバリアメタル32b,ダミーセルプラグ30
b,下層ダミーセルプラグ20c,局所配線24及び下
層配線プラグ20dを介して、上部電極35aとCu配
線42とが電気的に接続される。そして、本実施形態に
おいても、第3層間絶縁膜41に、上部電極35aを構
成するPt膜35(上部バリアメタル36)に到達する
コンタクト孔を形成する必要がない。よって、本実施形
態により、ビット線上置き型の構造を採りながら、上記
第1の実施形態と同様に容量絶縁膜34aの特性の劣化
防止や、メモリセル形成のための専用の設備不要化など
の効果を発揮することができる。
According to the present embodiment, the dummy lower electrode 33
b, dummy barrier metal 32b, dummy cell plug 30
The upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are electrically connected to each other through the b, the lower dummy cell plug 20c, the local wiring 24, and the lower wiring plug 20d. Also in this embodiment, it is not necessary to form a contact hole reaching the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode 35a in the third interlayer insulating film 41. Therefore, according to the present embodiment, while adopting the structure of the bit line placed type, the deterioration of the characteristics of the capacitance insulating film 34a is prevented as in the first embodiment, and the dedicated equipment for forming the memory cell is unnecessary. It can be effective.

【0097】次に、本実施形態における半導体記憶装置
のメモリセルの製造工程について、図10(a)〜
(c)を参照しながら説明する。
Next, the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device in this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (c).

【0098】図10(a)に示す工程で、以下の処理を
行なう。まず、p型のSi基板10に、活性領域を囲む
素子分離用絶縁膜11を形成し、活性領域に、ソース領
域12及びドレイン領域13と、ゲート絶縁膜14と、
ゲート電極15と、酸化膜サイドウォール16とからな
るメモリセルトランジスタを形成する。このメモリセル
トランジスタの形成工程は、熱酸化,ポリシリコン膜の
形成及びパターニング,イオン注入等の周知の技術を用
いて周知の手順により行なわれる。このとき、ゲート電
極15を形成する際に、同時に素子分離用絶縁膜11の
上にポリシリコンからなる局所配線24を形成してお
く。
In the step shown in FIG. 10A, the following processing is performed. First, an element isolation insulating film 11 surrounding an active region is formed on a p-type Si substrate 10, and a source region 12 and a drain region 13 and a gate insulating film 14 are formed in the active region.
A memory cell transistor including the gate electrode 15 and the oxide film sidewall 16 is formed. This memory cell transistor formation process is performed by a well-known procedure using well-known techniques such as thermal oxidation, formation and patterning of a polysilicon film, and ion implantation. At this time, when forming the gate electrode 15, the local wiring 24 made of polysilicon is simultaneously formed on the element isolation insulating film 11.

【0099】次に、メモリセルトランジスタの上に、B
PSG膜を堆積した後、アニールとCMP(化学機械的
研磨)による平坦化とを行なって第1層間絶縁膜18を
形成する。さらに、第1層間絶縁膜18を貫通してソー
ス領域12,ドレイン領域13及び局所配線24の2箇
所にそれぞれ到達するコンタクト孔を形成する。次に、
コンタクト孔内及び第1層間絶縁膜18の上にn型ポリ
シリコン膜を形成した後、CMPにより平坦化を行なう
ことにより、各コンタクト孔にポリシリコン膜を埋め込
んで、下層メモリセルプラグ20aと、ビット線プラグ
20bと、下層ダミーセルプラグ20cと、下層配線プ
ラグ20dとを形成する。
Next, B on the memory cell transistor
After depositing the PSG film, annealing and planarization by CMP (chemical mechanical polishing) are performed to form the first interlayer insulating film 18. Further, contact holes penetrating the first interlayer insulating film 18 to reach the source region 12, the drain region 13 and the local wiring 24 are formed. next,
After forming an n-type polysilicon film in the contact hole and on the first interlayer insulating film 18, the polysilicon film is buried in each contact hole by performing planarization by CMP to form the lower layer memory cell plug 20a, A bit line plug 20b, a lower layer dummy cell plug 20c, and a lower layer wiring plug 20d are formed.

【0100】次に、第1層間絶縁膜18の上に、厚みが
約30nmのTiAlN膜と、厚みが約50nmのPt
膜とを順次堆積する。そして、TiAlN膜とPt膜と
をパターニングすることにより、第1層間絶縁膜18の
上に下層メモリセルプラグ20aに接続されるバリアメ
タル32a及びその上のPtからなる下部電極33a
と、下層ダミーセルプラグ20bに接続されるダミーバ
リアメタル32b及びその上のダミー下部電極33bと
を形成する。ここで、Pt膜をパターニングする時に
は、下地であるTiAlN膜に対して高い選択が得られ
る条件でエッチングを行ない、TiAlN膜をパターニ
ングする時には下地であるWからなる上層メモリセルプ
ラグ30aが掘れ下がらないように、選択比の高い条件
でエッチングを行なう。
Next, a TiAlN film having a thickness of about 30 nm and a Pt having a thickness of about 50 nm are formed on the first interlayer insulating film 18.
And a film are sequentially deposited. By patterning the TiAlN film and the Pt film, a barrier metal 32a connected to the lower memory cell plug 20a on the first interlayer insulating film 18 and a lower electrode 33a made of Pt on the barrier metal 32a.
And the dummy barrier metal 32b connected to the lower layer dummy cell plug 20b and the dummy lower electrode 33b thereon are formed. Here, when patterning the Pt film, etching is performed under the condition that a high selection is obtained with respect to the underlying TiAlN film, and when patterning the TiAlN film, the upper layer memory cell plug 30a made of W that is the underlying layer is not dug down. As described above, etching is performed under the condition of high selectivity.

【0101】次に、第1層間絶縁膜18,下部電極33
a及びダミー下部電極33bを覆う厚みが約30nmの
BST膜((BaSr)TiO3 膜)を形成後、ダミー
下部電極33bを露出させるようにBST膜をパターニ
ングし、下部電極33aを覆う容量絶縁膜34aとなる
BST膜34を形成する。
Next, the first interlayer insulating film 18 and the lower electrode 33.
After forming a BST film ((BaSr) TiO 3 film) having a thickness of about 30 nm covering the a and the dummy lower electrode 33b, the BST film is patterned to expose the dummy lower electrode 33b, and the capacitive insulating film covering the lower electrode 33a is formed. A BST film 34 to be 34a is formed.

【0102】次いで、BST膜34及びダミー下部電極
33bの上に厚みが約50nmのPt膜と、厚みが約6
nmのTiAlN膜と、SiO2 膜とを順次堆積する。
そして、SiO2 膜をパターニングしてハードマスク3
7を形成した後、ハードマスク37を用いたドライエッ
チングにより、TiAlN膜とPt膜とを順次パターニ
ングして、有効メモリセル領域Rec及びダミーセル領域
Rdcを覆う上部バリアメタル36と、上部電極35a及
び上部電極延長部35bを含むPt膜35とを形成す
る。このとき、ハードマスク37のうちビット線プラグ
20bの上方に位置する部分も削除されて、開口59が
形成されている。
Next, a Pt film having a thickness of about 50 nm and a thickness of about 6 are formed on the BST film 34 and the dummy lower electrode 33b.
nm TiAlN film and SiO 2 film are sequentially deposited.
Then, the hard mask 3 is formed by patterning the SiO 2 film.
After forming 7, the TiAlN film and the Pt film are sequentially patterned by dry etching using the hard mask 37 to form the upper barrier metal 36 covering the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc, the upper electrode 35a and the upper portion. The Pt film 35 including the electrode extension 35b is formed. At this time, the portion of the hard mask 37 located above the bit line plug 20b is also removed and the opening 59 is formed.

【0103】次に、図10(b)に示す工程で、第2層
間絶縁膜22を堆積した後、CMPにより、ハードマス
ク37が露出するまで第2層間絶縁膜22の平坦化を行
なう。そして、ハードマスク37を貫通してビット線プ
ラグ20bに到達するコンタクト孔60を形成する。こ
のとき、コンタクト孔60を、図10(a)に示す工程
で形成された開口59の内径よりも十分小さくしておく
ことにより、コンタクト孔60の側面には、絶縁体膜5
2が形成される。
Next, in the step shown in FIG. 10B, after depositing the second interlayer insulating film 22, the second interlayer insulating film 22 is planarized by CMP until the hard mask 37 is exposed. Then, a contact hole 60 penetrating the hard mask 37 and reaching the bit line plug 20b is formed. At this time, by making the contact hole 60 sufficiently smaller than the inner diameter of the opening 59 formed in the step shown in FIG. 10A, the insulating film 5 is formed on the side surface of the contact hole 60.
2 is formed.

【0104】次に、図10(c)に示す工程で、第2層
間絶縁膜22を貫通して下層配線プラグ20dに到達す
るトレンチを形成する。そして、Cu膜の堆積とCMP
とを行なって、コンタクト孔60と、下層配線プラグ2
0d上のトレンチとにCu膜を埋め込むことにより、上
層ビット線プラグ51とCu配線42とを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 10C, a trench penetrating the second interlayer insulating film 22 and reaching the lower layer wiring plug 20d is formed. Then, Cu film deposition and CMP
And the contact hole 60 and the lower layer wiring plug 2
By embedding the Cu film in the trench above 0d, the upper layer bit line plug 51 and the Cu wiring 42 are formed.

【0105】その後、第3層間絶縁膜41の堆積及び平
坦化と、第3層間絶縁膜41へのコンタクト孔及びトレ
ンチの形成と、コンタクト孔及びトレンチ内へのCu膜
の埋込により、ビット線53を形成する(デュアルダマ
シン法)。これにより、図9に示すメモリセルの構造が
得られる。
Thereafter, the bit line is formed by depositing and planarizing the third interlayer insulating film 41, forming a contact hole and a trench in the third interlayer insulating film 41, and burying a Cu film in the contact hole and the trench. 53 is formed (dual damascene method). As a result, the structure of the memory cell shown in FIG. 9 is obtained.

【0106】本実施形態における製造方法によると、ハ
ードマスク37に、上部電極35aを構成するPt膜3
5(上部バリアメタル36)の上に到達するコンタクト
孔を形成する工程を回避することができるので、第1の
実施形態における製造方法と同様に、還元性雰囲気にさ
らされることに起因する容量絶縁膜34aの特性の劣化
を確実に抑制することができる。
According to the manufacturing method of this embodiment, the Pt film 3 forming the upper electrode 35a is formed on the hard mask 37.
5 can avoid the step of forming the contact hole reaching the upper part (upper barrier metal 36), and therefore, like the manufacturing method in the first embodiment, the capacitive insulation caused by the exposure to the reducing atmosphere. It is possible to reliably suppress the deterioration of the characteristics of the film 34a.

【0107】また、本実施形態ではビット線を記憶容量
部よりも上に配置したため、DRAM混載プロセスにお
いては、ビット線を記憶容量部よりも下に置く構造に比
べて別工程でビット線を形成する必要がなく、製造が容
易になる。よって、本実施形態の半導体記憶装置はコス
ト上も有利である。
Further, in the present embodiment, since the bit line is arranged above the storage capacity portion, the bit line is formed in a separate process in the DRAM mixed process as compared with the structure in which the bit line is arranged below the storage capacity portion. Manufacturing is easy. Therefore, the semiconductor memory device of this embodiment is also advantageous in cost.

【0108】なお、本実施形態においては、上部電極3
5a及び下部電極33aをPtにより構成し、上部バリ
アメタル36をTiAlNにより構成したが、これらの
部材を、耐酸化性を持つ他の導体材料により構成しても
よい。また、容量絶縁膜34aをBSTにより構成した
が、他の高誘電体材料により構成してもよい。特に、構
造式がABO3 によって表されるペロブスカイト構造を
有する誘電体膜の場合には、酸素原子が還元によって失
われやすいので、本発明を適用することにより、大きな
実効が得られる。
In the present embodiment, the upper electrode 3
Although 5a and the lower electrode 33a are made of Pt and the upper barrier metal 36 is made of TiAlN, these members may be made of another conductive material having oxidation resistance. Although the capacitor insulating film 34a is made of BST, it may be made of other high dielectric material. In particular, in the case of a dielectric film having a perovskite structure whose structural formula is represented by ABO 3 , oxygen atoms are likely to be lost by reduction. Therefore, the present invention is applied to obtain a great effect.

【0109】また、本発明は、本実施形態のような混載
デバイスに限られず、汎用のDRAMあるいはFeRA
M等の金属電極を用いるキャパシタを有する半導体記憶
装置にも適用できることはいうまでもない。
Further, the present invention is not limited to the mixed device as in this embodiment, but may be a general-purpose DRAM or FeRA.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a semiconductor memory device having a capacitor using a metal electrode such as M.

【0110】(第8の実施形態)本実施形態において
も、第7の実施形態と同様に、本発明を、ビット線が記
憶容量部よりも上方に設けられたビット線上置き型のD
RAMメモリセル構造に適用した例について説明する。
図11は、第8の実施形態における半導体記憶装置のう
ちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。図12
(a)〜(c)は、第8の実施形態における半導体記憶
装置の製造工程を示す断面図である。以下、本実施形態
における半導体記憶装置の構造と製造方法とについて、
順に説明する。ここで、本実施形態の各図においては、
メモリ部の構造のみを示すが、本実施形態の半導体記憶
装置は、第1の実施形態と同様に、図示されていないロ
ジック回路部においてロジック回路素子が設けられてい
る混載型デバイスである。ただし、ロジック回路素子の
構造自体は、直接本発明の本質とは関係がないので、図
示を省略するものとする。
(Eighth Embodiment) In this embodiment as well, as in the case of the seventh embodiment, the present invention is applied to a bit-line-mounted type D in which the bit line is provided above the storage capacitor portion.
An example applied to the RAM memory cell structure will be described.
FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a part of the memory portion of the semiconductor memory device according to the eighth embodiment. 12
(A)-(c) is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor memory device in 8th Embodiment. Hereinafter, regarding the structure and manufacturing method of the semiconductor memory device in the present embodiment,
This will be explained in order. Here, in each drawing of the present embodiment,
Although only the structure of the memory section is shown, the semiconductor memory device of the present embodiment is a mixed-type device in which a logic circuit element is provided in a logic circuit section (not shown) as in the first embodiment. However, since the structure itself of the logic circuit element is not directly related to the essence of the present invention, the illustration is omitted.

【0111】図11に示すように、本実施形態のメモリ
部は、第5の実施形態と同様に、第1の実施形態におけ
るW/Ti膜からなる局所配線21bの代わりに、素子
分離用絶縁膜11の上にポリシリコンからなる局所配線
24が設けられ、さらに、第1層間絶縁膜18を貫通し
て局所配線24に接触する下層ダミーセルプラグ20c
と、第1層間絶縁膜18を貫通して局所配線24に接触
する下層配線プラグ20dとが設けられている。
As shown in FIG. 11, the memory portion of this embodiment is similar to the fifth embodiment in that instead of the local wiring 21b made of the W / Ti film in the first embodiment, the element isolation insulation is used. A local wiring 24 made of polysilicon is provided on the film 11, and a lower dummy cell plug 20c penetrating the first interlayer insulating film 18 and contacting the local wiring 24.
And a lower layer wiring plug 20d penetrating the first interlayer insulating film 18 and contacting the local wiring 24.

【0112】また、第2層間絶縁膜22に設けられた図
中1つの開口の底面から側面の全体にTiAlNからな
る下部バリアメタル54a及び下部電極33aが設けら
れている。一方、第2層間絶縁膜22に設けられた別の
開口の一部において、当該開口の側面から底面に亘って
TiAlNからなるダミー下部バリアメタル54b及び
ダミー下部電極33bが設けられている。そして、下部
電極33aの上にBST膜34が設けられ、BST膜3
4の上及びダミー下部電極33bの上にはPt膜35及
び上部バリアメタル36が設けられている。BST膜3
4のうち下部電極33aに接する部分が容量絶縁膜34
aであり、Pt膜35のうち下部電極33aに対向する
部分が上部電極35aであり、Pt膜35のうちダミー
下部電極33bに接する部分が上部電極延長部35bで
ある。つまり、筒状の記憶容量部MCやダミーセルが第
1層間絶縁膜18から第2層間絶縁膜22に跨って設け
られており、ダミー下部電極33b(ダミー下部バリア
メタル54b)が直接下層ダミーセルプラグ20cに、
Cu配線42は直接下層配線プラグ20dにそれぞれ接
続されている。局所配線24は、ゲート電極15と同じ
ポリシリコン膜から形成されている。なお、筒状の記憶
容量部MCの平面形状は円形,四角形,その他の多角形
のいずれであってもよいものとする。
Further, a lower barrier metal 54a made of TiAlN and a lower electrode 33a are provided on the entire bottom surface and side surface of one opening provided in the second interlayer insulating film 22 in the figure. On the other hand, in a part of another opening provided in the second interlayer insulating film 22, a dummy lower barrier metal 54b made of TiAlN and a dummy lower electrode 33b are provided from the side surface to the bottom surface of the opening. Then, the BST film 34 is provided on the lower electrode 33a, and the BST film 3 is formed.
4 and a dummy lower electrode 33b, a Pt film 35 and an upper barrier metal 36 are provided. BST film 3
4 of the capacitor insulating film 34 is in contact with the lower electrode 33a.
The portion of the Pt film 35 that faces the lower electrode 33a is the upper electrode 35a, and the portion of the Pt film 35 that contacts the dummy lower electrode 33b is the upper electrode extension portion 35b. That is, the cylindrical storage capacitor MC and the dummy cell are provided so as to extend from the first interlayer insulating film 18 to the second interlayer insulating film 22, and the dummy lower electrode 33b (dummy lower barrier metal 54b) is directly connected to the lower dummy cell plug 20c. To
The Cu wirings 42 are directly connected to the lower layer wiring plugs 20d, respectively. The local wiring 24 is formed of the same polysilicon film as the gate electrode 15. It should be noted that the planar shape of the cylindrical storage capacity section MC may be any of a circle, a quadrangle, and other polygons.

【0113】さらに、ビット線プラグ20bの上には、
第2層間絶縁膜22及び第3層間絶縁膜41を貫通して
ビット線プラグ20bに到達する上層ビット線プラグ5
1と、上層ビット線プラグ51の側面を覆う絶縁体膜5
2と、第3層間絶縁膜41に埋め込まれたCu膜からな
るビット線53とが設けられている。つまり、ビット線
が記憶容量部MCよりも上方に設けられたビット線上置
き型DRAMメモリセルの構造を備えている。
Furthermore, on the bit line plug 20b,
The upper layer bit line plug 5 that reaches the bit line plug 20b through the second interlayer insulating film 22 and the third interlayer insulating film 41.
1 and an insulator film 5 covering the side surface of the upper bit line plug 51.
2 and a bit line 53 made of a Cu film embedded in the third interlayer insulating film 41. That is, it has a structure of the bit line top type DRAM memory cell in which the bit line is provided above the storage capacitor portion MC.

【0114】図11における他の部材は、上記図1
(a)に示す部材と同じであり、それらの部材には図1
(a)と同じ符号が付されている。
Other members in FIG. 11 are the same as those in FIG.
It is the same as the member shown in FIG.
The same reference numerals as in (a) are attached.

【0115】本実施形態によると、ダミー下部電極33
b,ダミー下部バリアメタル54b,下層ダミーセルプ
ラグ20c,局所配線24及び下層配線プラグ20dを
介して、上部電極35aとCu配線42とが電気的に接
続される。そして、本実施形態においても、第3層間絶
縁膜41に、上部電極35aを構成するPt膜35(上
部バリアメタル36)に到達するコンタクト孔を形成す
る必要がない。よって、本実施形態により、ビット線上
置き型の構造を採りながら、上記第1の実施形態と同様
に、容量絶縁膜34aの特性の劣化防止や、メモリセル
形成のための専用の設備不要化などの効果を発揮するこ
とができる。
According to the present embodiment, the dummy lower electrode 33
The upper electrode 35a and the Cu wiring 42 are electrically connected to each other via b, the dummy lower barrier metal 54b, the lower dummy cell plug 20c, the local wiring 24 and the lower wiring plug 20d. Also in this embodiment, it is not necessary to form a contact hole reaching the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode 35a in the third interlayer insulating film 41. Therefore, according to the present embodiment, while adopting the structure of the bit line placed type, the deterioration of the characteristics of the capacitance insulating film 34a is prevented and the dedicated equipment for forming the memory cell is not required as in the first embodiment. The effect of can be exhibited.

【0116】次に、本実施形態における半導体記憶装置
のメモリセルの製造工程について、図12(a)〜
(c)を参照しながら説明する。
Next, the manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device in this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (c).

【0117】図12(a)に示す工程で、以下の処理を
行なう。まず、p型のSi基板10に、活性領域を囲む
素子分離用絶縁膜11を形成し、活性領域に、ソース領
域12及びドレイン領域13と、ゲート絶縁膜14と、
ゲート電極15と、酸化膜サイドウォール16とからな
るメモリセルトランジスタを形成する。このメモリセル
トランジスタの形成工程は、熱酸化,ポリシリコン膜の
形成及びパターニング,イオン注入等の周知の技術を用
いて周知の手順により行なわれる。このとき、ゲート電
極15を形成する際に、同時に素子分離用絶縁膜11の
上にポリシリコンからなる局所配線24を形成してお
く。
The following processing is performed in the step shown in FIG. First, an element isolation insulating film 11 surrounding an active region is formed on a p-type Si substrate 10, and a source region 12 and a drain region 13 and a gate insulating film 14 are formed in the active region.
A memory cell transistor including the gate electrode 15 and the oxide film sidewall 16 is formed. This memory cell transistor formation process is performed by a well-known procedure using well-known techniques such as thermal oxidation, formation and patterning of a polysilicon film, and ion implantation. At this time, when forming the gate electrode 15, the local wiring 24 made of polysilicon is simultaneously formed on the element isolation insulating film 11.

【0118】次に、メモリセルトランジスタの上に、B
PSG膜を堆積した後、アニールとCMP(化学機械的
研磨)による平坦化とを行なって第1層間絶縁膜18を
形成する。さらに、第1層間絶縁膜18を貫通してソー
ス領域12,ドレイン領域13及び局所配線24の2箇
所にそれぞれ到達するコンタクト孔を形成する。次に、
コンタクト孔内及び第1層間絶縁膜18の上にn型ポリ
シリコン膜を形成した後、CMPにより平坦化を行なう
ことにより、各コンタクト孔にポリシリコン膜を埋め込
む。
Next, on the memory cell transistor, B
After depositing the PSG film, annealing and planarization by CMP (chemical mechanical polishing) are performed to form the first interlayer insulating film 18. Further, contact holes penetrating the first interlayer insulating film 18 to reach the source region 12, the drain region 13 and the local wiring 24 are formed. next,
An n-type polysilicon film is formed in the contact holes and on the first interlayer insulating film 18, and then planarized by CMP to fill the contact holes with the polysilicon film.

【0119】次に、第1層間絶縁膜18の上に、NSG
膜を堆積した後、CMPによる平坦化を行なって、第2
層間絶縁膜22を形成する。そして、第2層間絶縁膜2
2に下層メモリセルプラグ20a,ダミーセルプラグ2
0cを露出させる開口を図中2箇所に形成する。
Next, on the first interlayer insulating film 18, NSG is formed.
After depositing the film, planarization by CMP is performed to
The interlayer insulating film 22 is formed. Then, the second interlayer insulating film 2
2, the lower layer memory cell plug 20a and the dummy cell plug 2
Openings exposing 0c are formed at two locations in the figure.

【0120】次に、基板上に、厚みが約6nmのTiA
lN膜及び厚みが約30nmのPt膜を堆積した後、第
2層間絶縁膜22の上面が露出するまでCMPを行なう
ことにより、図中2箇所の開口の底面及び側面上にTi
AlN膜及びPt膜を残して、下部バリアメタル54a
及び下部電極33aと下部ダミーバリアメタル54b及
びダミー下部電極33bとを形成する。次に、基板上に
厚みが約30nmのBST膜((BaSr)TiO3
膜)を堆積してからダミーセル領域の部分をエッチング
により除去し、容量絶縁膜34aを含むBST膜34を
形成する。次いで、BST膜34,第2の層間絶縁膜2
2及びダミー下部電極33bを覆う厚みが約30nmの
Pt膜35Aと、厚みが約6nmのTiAlN膜36A
とを順次堆積する。
Next, on the substrate, TiA having a thickness of about 6 nm is formed.
After the 1N film and the Pt film having a thickness of about 30 nm are deposited, CMP is performed until the upper surface of the second interlayer insulating film 22 is exposed, so that Ti is formed on the bottom surface and the side surface of the two openings in the figure.
Lower barrier metal 54a, leaving AlN film and Pt film
Then, the lower electrode 33a, the lower dummy barrier metal 54b, and the dummy lower electrode 33b are formed. Next, a BST film ((BaSr) TiO 3 having a thickness of about 30 nm was formed on the substrate.
After the film is deposited, the portion of the dummy cell region is removed by etching to form the BST film 34 including the capacitive insulating film 34a. Next, the BST film 34 and the second interlayer insulating film 2
2 and the dummy lower electrode 33b and a Pt film 35A having a thickness of about 30 nm and a TiAlN film 36A having a thickness of about 6 nm.
And are sequentially deposited.

【0121】次に、図12(b)に示す工程で、有効メ
モリセル領域Rec及びダミーセル領域Rdcを覆い、他の
領域を開口したハードマスク37を形成する。このと
き、ハードマスク37は、下層ビット線プラグ20bの
上方に位置する領域に開口61を有している。その後、
ハードマスク37をエッチングマスクとして用いたドラ
イエッチングにより、TiAlN膜36AとPt膜35
Aとを順次パターニングして、有効メモリセル領域Rec
及びダミーセル領域Rdcを覆う上部バリアメタル36
と、上部電極35a及び上部電極延長部35bを含むP
t膜35とを形成する。このとき、有効メモリセル領域
Rec及びダミーセル領域Rdc以外の領域においては、T
iAlN膜と、Pt膜とが除去される。
Next, in the step shown in FIG. 12B, a hard mask 37 is formed which covers the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc and opens the other regions. At this time, the hard mask 37 has an opening 61 in a region located above the lower layer bit line plug 20b. afterwards,
The TiAlN film 36A and the Pt film 35 are dry-etched by using the hard mask 37 as an etching mask.
A and S are sequentially patterned to form an effective memory cell region Rec.
And the upper barrier metal 36 covering the dummy cell region Rdc
And P including the upper electrode 35a and the upper electrode extension 35b
The t-film 35 is formed. At this time, in a region other than the effective memory cell region Rec and the dummy cell region Rdc, T
The iAlN film and the Pt film are removed.

【0122】次に、図12(c)に示す工程で、第3層
間絶縁膜41を堆積した後、CMPにより第3層間絶縁
膜41の平坦化を行なう。このとき、開口61は絶縁体
により一時的に埋められることになる。
Next, in the step shown in FIG. 12C, after depositing the third interlayer insulating film 41, the third interlayer insulating film 41 is planarized by CMP. At this time, the opening 61 is temporarily filled with the insulator.

【0123】続いて、異方性エッチングにより、第3層
間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜22を貫通してビット
線プラグ20bに到達する開口61’を開ける。このと
き、開口61’の内径を開口61よりも十分小さくとる
ことにより、開口61’の側面上に絶縁体膜52を形成
する。
Then, by anisotropic etching, an opening 61 'penetrating the third interlayer insulating film 41 and the second interlayer insulating film 22 to reach the bit line plug 20b is opened. At this time, the inner diameter of the opening 61 ′ is made sufficiently smaller than that of the opening 61, so that the insulator film 52 is formed on the side surface of the opening 61 ′.

【0124】次に、図示しないが、第3層間絶縁膜41
及び第2層間絶縁膜22を貫通して下層配線プラグ20
dに到達するコンタクト孔を形成する。そして、Cu膜
の堆積とCMPとを行なって、各コンタクト孔にCu膜
を埋め込むことにより、上層ビット線プラグ51とCu
配線42とを形成する。
Next, although not shown, the third interlayer insulating film 41
And the lower layer wiring plug 20 penetrating the second interlayer insulating film 22.
A contact hole reaching d is formed. Then, a Cu film is deposited and CMP is performed to embed the Cu film in each contact hole, thereby forming the upper bit line plug 51 and the Cu film.
The wiring 42 is formed.

【0125】その後、第5層間絶縁膜55の堆積及び平
坦化と、第5層間絶縁膜55へのコンタクト孔及びトレ
ンチの形成と、コンタクト孔及びトレンチ内へのCu膜
の埋込により、ビット線53を形成する(デュアルダマ
シン法)。これにより、図11に示すメモリセルの構造
が得られる。
Then, the bit line is formed by depositing and planarizing the fifth interlayer insulating film 55, forming a contact hole and a trench in the fifth interlayer insulating film 55, and burying a Cu film in the contact hole and the trench. 53 is formed (dual damascene method). As a result, the structure of the memory cell shown in FIG. 11 is obtained.

【0126】本実施形態における製造方法によると、第
3層間絶縁膜41に、上部電極35aを構成するPt膜
35(上部バリアメタル36)の上に到達するコンタク
ト孔を形成する工程を回避することができるので、第1
の実施形態における製造方法と同様に、還元性雰囲気に
さらされることに起因する容量絶縁膜34aの特性の劣
化を確実に抑制することができる。
According to the manufacturing method of this embodiment, avoiding the step of forming a contact hole reaching the Pt film 35 (upper barrier metal 36) forming the upper electrode 35a in the third interlayer insulating film 41. Because you can
Similar to the manufacturing method in the above embodiment, it is possible to reliably suppress deterioration of the characteristics of the capacitive insulating film 34a due to exposure to the reducing atmosphere.

【0127】また、記憶容量部MCが筒状の構造をして
いることから、基板の単位面積当たりの容量が増大する
ので、高密度にメモリセルを配置したDRAMを得るこ
とができる。
Further, since the storage capacitor portion MC has a cylindrical structure, the capacity per unit area of the substrate increases, so that a DRAM in which memory cells are arranged at a high density can be obtained.

【0128】なお、本実施形態においては、上部電極3
5a及び下部電極33aをPtにより構成し、上部バリ
アメタル36をTiAlNにより構成したが、これらの
部材を、耐酸化性を持つ他の導体材料により構成しても
よい。また、容量絶縁膜34aをBSTにより構成した
が、他の高誘電体材料により構成してもよい。特に、構
造式がABO3 によって表されるペロブスカイト構造を
有する誘電体膜の場合には、酸素原子が還元によって失
われやすいので、本発明を適用することにより、大きな
実効が得られる。
In this embodiment, the upper electrode 3
Although 5a and the lower electrode 33a are made of Pt and the upper barrier metal 36 is made of TiAlN, these members may be made of another conductive material having oxidation resistance. Although the capacitor insulating film 34a is made of BST, it may be made of other high dielectric material. In particular, in the case of a dielectric film having a perovskite structure whose structural formula is represented by ABO 3 , oxygen atoms are likely to be lost by reduction. Therefore, the present invention is applied to obtain a great effect.

【0129】また、本発明は、本実施形態のような混載
デバイスに限られず、汎用のDRAMあるいはFeRA
M等の金属電極を用いるキャパシタを有する半導体記憶
装置にも適用できることはいうまでもない。
The present invention is not limited to the mixed device as in the present embodiment, but may be a general-purpose DRAM or FeRA.
It goes without saying that the present invention can also be applied to a semiconductor memory device having a capacitor using a metal electrode such as M.

【0130】なお、本実施形態においては、筒状記憶容
量部の構造をビット線上置き型のメモリセルに適用した
例を説明したが、図11に示す筒状の記憶容量部の構造
は、ビット線下置き型のメモリセルに適用することも可
能である。
In the present embodiment, an example in which the structure of the cylindrical storage capacitor section is applied to the bit line top type memory cell has been described. However, the structure of the cylindrical storage capacitor section shown in FIG. It is also possible to apply to a line-down type memory cell.

【0131】(その他の実施形態)上記第7,第8の実
施形態においては、ゲート配線となるポリシリコン膜を
局所配線として用いたが、第7,第8の実施形態のよう
なビット線上置き型構造を有するDRAMメモリセルに
おいても、第4,第6の実施形態と同様の構造を採るこ
とができる。すなわち、ビット線上置き型構造を有する
DRAMメモリセルにおいて、図6に示す埋め込みW膜
からなる局所配線23や、図8に示す不純物拡散層から
なる局所配線25を設けてもよい。
(Other Embodiments) In the seventh and eighth embodiments, the polysilicon film to be the gate wiring is used as the local wiring. However, the bit line is placed on the bit line like the seventh and eighth embodiments. A DRAM memory cell having a die structure can also have the same structure as that of the fourth and sixth embodiments. That is, in the DRAM memory cell having the bit line overlaid structure, the local wiring 23 made of the embedded W film shown in FIG. 6 and the local wiring 25 made of the impurity diffusion layer shown in FIG. 8 may be provided.

【0132】また、ダミー下部電極がCu配線に直接接
触する構造であってもよい。
Further, the structure may be such that the dummy lower electrode is in direct contact with the Cu wiring.

【0133】上記各実施形態においては、本発明をDR
AMとロジック回路とを備えた混載型半導体記憶装置に
適用した例を示したが、本発明はかかる実施形態に限定
されるものではなく、汎用DRAMに対しても適用する
ことができる。
In each of the above-mentioned embodiments, the present invention is applied to the DR.
Although the example applied to the embedded semiconductor memory device including the AM and the logic circuit has been shown, the present invention is not limited to this embodiment and can be applied to a general-purpose DRAM.

【0134】また、本発明は、FeRAM等の強誘電体
膜を容量絶縁膜として用いた半導体記憶装置に対しても
適用することができる。その場合にも、汎用メモリ型又
はメモリ・ロジック混載型のいずれであってもよい。
The present invention can also be applied to a semiconductor memory device using a ferroelectric film such as FeRAM as a capacitance insulating film. In that case, either the general-purpose memory type or the memory / logic mixed type may be used.

【0135】なお、上記の実施形態においては、上部電
極の上にハードマスクを形成したが、上部電極や下部電
極の導体材料の種類によっては、上記ハードマスクの代
わりにレジストマスクを形成してもよい。ただし、ハー
ドマスクを用いることにより、エッチング時におけるマ
スクパターンの崩れを抑制することができるので、パタ
ーニング精度の向上を図ることができる。
Although the hard mask is formed on the upper electrode in the above embodiment, a resist mask may be formed instead of the hard mask depending on the kind of the conductor material of the upper electrode and the lower electrode. Good. However, by using the hard mask, it is possible to suppress the collapse of the mask pattern during etching, and thus it is possible to improve the patterning accuracy.

【0136】なお、本発明の第1、第2、第4〜8の実
施形態において、ダミー下部電極を設けたが、必ずしも
設けていなくともよい。従って、上部電極とCu配線と
を接続するダミー導体部材は、ダミー下部電極、ダミー
セルプラグ、局所配線のうち少なくとも1つを含むこと
になる。
Although the dummy lower electrode is provided in the first, second, and fourth to eighth embodiments of the present invention, it may not be necessarily provided. Therefore, the dummy conductor member connecting the upper electrode and the Cu wiring includes at least one of the dummy lower electrode, the dummy cell plug, and the local wiring.

【0137】[0137]

【発明の効果】本発明によれば、上部電極を露出させる
ことなく確実に上部電極と上層配線とを電気的に接続す
ることができるため、容量絶縁膜の特性の劣化の小さい
半導体記憶装置を実現することができる。
According to the present invention, since the upper electrode and the upper wiring can be surely electrically connected to each other without exposing the upper electrode, a semiconductor memory device in which the characteristic of the capacitance insulating film is less deteriorated is provided. Can be realized.

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

【図1】(a),(b)はそれぞれ順に、本発明の第1
の実施形態における半導体記憶装置のうちメモリ部の一
部の構造を示す断面図、及び上部電極・ダミー電極の構
造を示す平面図である。
1A and 1B are, respectively, in order of the first aspect of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of the semiconductor memory device according to the embodiment and a plan view showing a structure of an upper electrode / dummy electrode.

【図2】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施形態に
おける半導体記憶装置の製造工程を示す工程断面図であ
る。
2A to 2C are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)〜(d)は、本発明の第2の実施形態に
おける半導体記憶装置の製造工程を示す工程断面図であ
る。
3A to 3D are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置
を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】(a)〜(c)は、第3の実施形態に係る半導
体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。
5A to 5C are process cross-sectional views showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the third embodiment.

【図6】本発明の第4の実施形態における半導体記憶装
置のうちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施形態における半導体記憶装
置のうちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第6の実施形態における半導体記憶装
置のうちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第7の実施形態における半導体記憶装
置のうちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】(a)〜(c)は、本発明の第7の実施形態
における半導体記憶装置の製造工程を示す工程断面図で
ある。
10A to 10C are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第8の実施形態における半導体記憶
装置のうちメモリ部の一部の構造を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure of a part of a memory portion of a semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】(a)〜(c)は、本発明の第8の実施形態
における半導体記憶装置の製造工程を示す工程断面図で
ある。
12A to 12C are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor memory device according to the eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 電極間スペース 10 Si基板 11 素子分離用絶縁膜 12 ソース領域 13 ドレイン領域 14 ゲート絶縁膜 15 ゲート電極 16 酸化膜サイドウォール 18 第1層間絶縁膜 20a 下層メモリセルプラグ 20b ビット線プラグ 20c 下層ダミーセルプラグ 20d 下層配線プラグ 21a ビット線 21b 局所配線 22 第2層間絶縁膜 30a 上層メモリセルプラグ 30b ダミーセルプラグ 30c 配線プラグ 32a 下部バリアメタル 32b ダミーバリアメタル 33a 下部電極 33b ダミー下部電極 34 BST膜 34a 容量絶縁膜 35,35A Pt膜 35a 上部電極 35b 上部電極延長部 36 上部バリアメタル 36A TiAlN膜 37 ハードマスク 41 第3層間絶縁膜 42 Cu配線 51 上層ビット線プラグ 52 絶縁体膜 59,61,61’ 開口 60 コンタクト孔 Space between 8 electrodes 10 Si substrate 11 Insulation film for element isolation 12 Source area 13 Drain region 14 Gate insulating film 15 Gate electrode 16 Oxide film sidewall 18 First interlayer insulating film 20a Lower layer memory cell plug 20b bit line plug 20c Lower layer dummy cell plug 20d lower layer wiring plug 21a bit line 21b Local wiring 22 Second interlayer insulating film 30a Upper layer memory cell plug 30b Dummy cell plug 30c wiring plug 32a Lower barrier metal 32b Dummy barrier metal 33a lower electrode 33b Dummy lower electrode 34 BST film 34a Capacitance insulating film 35,35A Pt film 35a upper electrode 35b Upper electrode extension 36 Upper barrier metal 36A TiAlN film 37 Hard Mask 41 Third interlayer insulating film 42 Cu wiring 51 Upper layer bit line plug 52 Insulator film 59,61,61 'aperture 60 contact holes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皷谷 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5F083 AD21 AD24 AD48 AD49 AD56 FR02 GA27 JA13 JA14 JA17 JA36 JA37 JA38 JA39 JA40 MA06 MA16 MA18 MA19 MA20 PR40 ZA12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akihiko Sabutani             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5F083 AD21 AD24 AD48 AD49 AD56                       FR02 GA27 JA13 JA14 JA17                       JA36 JA37 JA38 JA39 JA40                       MA06 MA16 MA18 MA19 MA20                       PR40 ZA12

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の絶縁層の上に設けられ、
下部電極,上部電極及び下部電極と上部電極との間に介
在する容量絶縁膜から構成される記憶容量部と、 上記記憶容量部の上記上部電極に連続して設けられた上
部電極延長部と、 上記上部電極延長部の下に少なくとも一部が接するよう
に設けられたダミー導体部材と、 上記ダミー導体部材に電気的に接続される上層配線とを
備えている半導体記憶装置。
1. Provided on an insulating layer on a semiconductor substrate,
A storage capacitor portion composed of a lower electrode, an upper electrode, and a capacitive insulating film interposed between the lower electrode and the upper electrode; and an upper electrode extension portion continuously provided to the upper electrode of the storage capacitor portion, A semiconductor memory device comprising: a dummy conductor member provided so as to contact at least a portion under the upper electrode extension; and an upper layer wiring electrically connected to the dummy conductor member.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記ダミー導体部材は、上記下部電極と同じ導体膜から
形成されたダミー下部電極を含むことを特徴とする半導
体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy conductor member includes a dummy lower electrode formed of the same conductor film as the lower electrode.
【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体記憶装
置において、 上記ダミー導体部材は、上記絶縁層に設けられたトレン
チを埋める導体膜を含むことを特徴とする半導体記憶装
置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy conductor member includes a conductor film that fills a trench provided in the insulating layer.
【請求項4】 請求項1または2に記載の半導体記憶装
置において、 上記ダミー導体部材は、上記絶縁層下の上記半導体基板
上に設けられた局所配線と、上記絶縁層を貫通して上記
上部電極延長部と上記局所配線とを電気的に接続するプ
ラグをさらに含むことを特徴とする半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy conductor member penetrates the local wiring provided on the semiconductor substrate below the insulating layer and the insulating layer to form the upper portion. The semiconductor memory device further comprising a plug electrically connecting the electrode extension and the local wiring.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記絶縁層を挟んで上記記憶容量部の下方に形成された
ビット線をさらに備え、 上記局所配線は、上記ビット線と同じ導体膜から形成さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 4, further comprising a bit line formed below the storage capacitor portion with the insulating layer interposed therebetween, wherein the local wiring is the same conductor film as the bit line. A semiconductor memory device characterized by being formed from.
【請求項6】 請求項4または5に記載の半導体記憶装
置において、 平面的に見て上記上部電極延長部の少なくとも一部は、
上記導体プラグとオーバーラップしていることを特徴と
する半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein at least a part of the upper electrode extension is planarly viewed.
A semiconductor memory device characterized in that it overlaps with the conductor plug.
【請求項7】 請求項1または2に記載の半導体記憶装
置において、 上記絶縁層の下方において半導体基板上に設けられた素
子分離用絶縁膜と、 上記半導体基板の上記素子分離用絶縁膜によって囲まれ
る領域に設けられ、ゲート電極と上記半導体基板内で上
記ゲート電極の両側の領域に設けられた不純物拡散層と
を有するメモリセルトランジスタと、 上記素子分離用絶縁膜の上に設けられ、上記ゲート電極
と同じ導体膜から形成された局所配線と、 上記絶縁層を貫通して上記局所配線を接続する導体プラ
グとをさらに備えていることを特徴とする半導体記憶装
置。
7. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the element isolation insulating film provided on the semiconductor substrate below the insulating layer and the element isolation insulating film of the semiconductor substrate surrounds the element isolation insulating film. A memory cell transistor having a gate electrode and an impurity diffusion layer provided on both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate, and a gate electrode provided on the element isolation insulating film. A semiconductor memory device further comprising: a local wiring formed of the same conductor film as the electrode; and a conductor plug penetrating the insulating layer to connect the local wiring.
【請求項8】 請求項1または2に記載の半導体記憶装
置において、 上記半導体基板に設けられ、ゲート電極と上記半導体基
板内で上記ゲート電極の両側に設けられた不純物拡散層
とを有するメモリセルトランジスタと、 上記半導体基板の上記不純物拡散層とは離間して設けら
れたもう1つの不純物拡散層から形成された局所配線
と、 上記絶縁層を貫通して上記局所配線に接続される導体プ
ラグとをさらに備えていることを特徴とする半導体記憶
装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cell is provided on the semiconductor substrate and has a gate electrode and impurity diffusion layers provided on both sides of the gate electrode in the semiconductor substrate. A transistor; a local wiring formed from another impurity diffusion layer provided apart from the impurity diffusion layer of the semiconductor substrate; and a conductor plug penetrating the insulating layer and connected to the local wiring. A semiconductor memory device further comprising:
【請求項9】 請求項2に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記上層配線は上記ダミー下部電極に接触していること
を特徴とする半導体記憶装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the upper layer wiring is in contact with the dummy lower electrode.
【請求項10】 請求項1〜9のうちいずれか1つに記
載の半導体記憶装置において、 上記記憶容量部は、筒状の下部電極,容量絶縁膜及び上
部電極を有していることを特徴とする半導体記憶装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the storage capacitor section has a cylindrical lower electrode, a capacitive insulating film, and an upper electrode. And semiconductor memory device.
【請求項11】 請求項1〜10のうちいずれか1つに
記載の半導体記憶装置において、 上記容量絶縁膜は、高誘電体膜または強誘電体膜である
ことを特徴とする半導体記憶装置。
11. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the capacitance insulating film is a high dielectric film or a ferroelectric film.
【請求項12】 下部電極,上部電極及び下部電極と上
部電極との間に介在する容量絶縁膜から構成される記憶
容量部と、上記記憶容量部の上記上部電極に電気的に接
続される上層配線とを備えている半導体記憶装置の製造
方法であって、 半導体基板上に局所配線を形成する工程(a)と、 上記工程(a)の後に、上記半導体基板の上に第1の導
体膜を形成する工程(b)と、 上記第1の導体膜をパターニングして、少なくとも上記
下部電極を形成する工程(c)と、 上記下部電極を覆う上記容量絶縁膜となる誘電体膜を形
成する工程(d)と、上記工程(d)の後に、上記半導
体基板の上に第2の導体膜を形成する工程(e)と、 上記第2の導体膜をパターニングして、上記下部電極の
全体を覆う上記電極と、上記局所配線の少なくとも一部
を覆い上記上部電極と連続する上部電極延長部とを一体
化形成する工程(f)と、 上記工程(f)の後に、上記半導体基板上に少なくとも
上記局所配線及び上記上部電極延長部を介して上記上部
電極に電気的に接続される上記上層配線を形成する工程
(g)とを含む半導体記憶装置の製造方法。
12. A storage capacitor portion including a lower electrode, an upper electrode, and a capacitance insulating film interposed between the lower electrode and the upper electrode, and an upper layer electrically connected to the upper electrode of the storage capacitor portion. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a step (a) of forming local wiring on a semiconductor substrate; and a first conductor film on the semiconductor substrate after the step (a). And (b) forming the first conductor film to form at least the lower electrode, and forming a dielectric film serving as the capacitive insulating film that covers the lower electrode. Step (d), step (e) of forming a second conductor film on the semiconductor substrate after the step (d), and patterning the second conductor film to form the entire lower electrode. At least the electrode covering the local wiring and the local wiring. A step (f) of integrally forming an upper electrode extension that covers the upper electrode and is continuous with the upper electrode, and after the step (f), at least the local wiring and the upper electrode extension are provided on the semiconductor substrate. And (g) forming the upper layer wiring electrically connected to the upper electrode.
【請求項13】 請求項12に記載の半導体記憶装置の
製造方法において、 上記工程(a)の後、上記工程(b)の前に、上記局所
配線を含む上記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程(a2)と、上記第1の絶縁膜を貫通して、共に上
記局所配線に電気的に接続する第1の導体プラグ及び第
2の導体プラグを形成する工程(a3)とをさらに含
み、 上記工程(f)では、上記上部電極延長部が上記第1の
導体プラグの少なくとも一部を覆うように形成し、 上記工程(g)では、上記半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成した後、上記第2の絶縁膜に上記第2の導体プラ
グまで到達する配線埋め込み用トレンチを形成し、上記
トレンチに導電膜を埋め込んで上記上層配線を形成する
ことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein after the step (a) and before the step (b), a first insulating film is formed on the semiconductor substrate including the local wiring. A step (a2) of forming a film, and a step (a3) of forming a first conductor plug and a second conductor plug which penetrate the first insulating film and are both electrically connected to the local wiring. Further, in the step (f), the upper electrode extension is formed so as to cover at least a part of the first conductor plug, and in the step (g), a second insulating layer is formed on the semiconductor substrate. After forming a film, a wiring embedding trench reaching the second conductor plug is formed in the second insulating film, and a conductive film is embedded in the trench to form the upper layer wiring. Storage device manufacturing method.
【請求項14】 請求項12または13に記載の半導体
記憶装置の製造方法において、 上記工程(a)において、上記局所配線はビット線と同
じ導体膜からなり、上記ビット線と同時に形成すること
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein in the step (a), the local wiring is made of the same conductor film as a bit line and is formed simultaneously with the bit line. A method for manufacturing a semiconductor memory device having a feature.
【請求項15】 請求項12または13に記載の半導体
記憶装置の製造方法において、 上記工程(a)において、上記局所配線は、メモリトラ
ンジスタのゲート電極と同じ導体膜からなり、上記ゲー
ト電極の形成と同時に形成することを特徴とする半導体
記憶装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein in the step (a), the local wiring is formed of the same conductive film as a gate electrode of a memory transistor, and the gate electrode is formed. A method of manufacturing a semiconductor memory device, which is formed simultaneously with the above.
【請求項16】 請求項12または13に記載の半導体
記憶装置の製造方法において、 上記工程(a)では、上記局所配線は、メモリトランジ
スタのソース・ドレイン領域と同じ不純物拡散層からな
り、上記ソース・ドレイン領域の形成と同時に上記ソー
ス・ドレイン領域とは離間して形成されることを特徴と
する半導体記憶装置の製造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein in the step (a), the local wiring is formed of the same impurity diffusion layer as a source / drain region of a memory transistor, A method for manufacturing a semiconductor memory device, characterized in that it is formed separately from the source / drain regions at the same time when the drain regions are formed.
【請求項17】 請求項12に記載の半導体記憶装置の
製造方法において、 上記工程(a)では、上記半導体基板上に形成された第
1の絶縁膜に、メモリセルトランジスタのソース領域に
電気的に接続されるメモリセルプラグを形成するのと同
時に、上記局所配線を形成することを特徴とする半導体
記憶装置の製造方法。
17. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein in the step (a), the first insulating film formed on the semiconductor substrate is electrically connected to a source region of a memory cell transistor. A method of manufacturing a semiconductor memory device, characterized in that the local wiring is formed at the same time as forming a memory cell plug connected to the.
【請求項18】 請求項12〜17のうちいずれか1つ
に記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記工程(c)は、上記下部電極と離間して、上記局所
配線の少なくとも一部を覆う上記第1の導電膜からなる
ダミー下部電極を形成する工程を含み、 上記局所配線と上記上部電極延長部とは、上記ダミー下
部電極を介して電気的に接続されることを特徴とする半
導体記憶装置の製造方法。
18. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein in the step (c), at least a part of the local wiring is separated from the lower electrode. A semiconductor including a step of forming a dummy lower electrode made of the first conductive film to cover, the local wiring and the upper electrode extension being electrically connected via the dummy lower electrode. Storage device manufacturing method.
【請求項19】 請求項18に記載の半導体記憶装置の
製造方法において、 上記工程(d)では、上記下部電極及び上記ダミー下部
電極を覆う上記誘電体膜を形成し、 上記工程(e)では、上記誘電体膜を覆う上記第2の導
体膜を形成し、 上記工程(f)の後、上記工程(g)の前に、上記上部
電極及び上記上部電極延長部を形成するときと同じエッ
チングマスクを用いて上記誘電体膜をパターニングして
容量絶縁膜用誘電体膜を形成する工程と、上記容量絶縁
膜用誘電体膜のうち少なくとも上記ダミー下部電極と上
記上部電極延長部との間に位置する部分をエッチングし
て電極間スペースを形成するのと同時に上記容量絶縁膜
を形成する工程と、上記電極間スペース上の上記上部電
極延長部を熱処理により変形させて、上記上部電極延長
部と上記ダミー下部電極とを接触させる工程とをさらに
含むことを特徴とする半導体憶装置の製造方法。
19. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 18, wherein in the step (d), the dielectric film covering the lower electrode and the dummy lower electrode is formed, and in the step (e), Forming the second conductor film covering the dielectric film, and performing the same etching as in forming the upper electrode and the upper electrode extension after the step (f) and before the step (g). Patterning the dielectric film using a mask to form a dielectric film for a capacitive insulating film; and between at least the dummy lower electrode and the upper electrode extension of the dielectric film for a capacitive insulating film. A step of forming a space between electrodes by etching a portion located at the same time and forming the capacitive insulating film; and a step of heat-treating the upper electrode extension on the space between electrodes to deform the upper electrode extension. And a step of bringing the dummy lower electrode into contact with the dummy lower electrode.
【請求項20】 請求項12に記載の半導体記憶装置の
製造方法において、 上記工程(a)の後、上記工程(b)の前に、上記局所
配線を含む上記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程(a4)と、共に上記第1の絶縁膜を貫通して上記
局所配線に電気的に接続する第1の導体プラグ及び第2
の導体プラグを形成する工程(a5)と、上記工程(a
5)の後に、上記半導体基板上に段差用絶縁膜を形成す
る工程(a6)と、上記段差用絶縁膜に、上記記憶容量
部の上記下部電極を形成するための第1の開口部と、上
記第1の導体プラグに接続されるダミー下部電極を形成
するための第2の開口部とを形成する工程(a7)とを
さらに含み、 上記工程(c)では、上記第1の開口部の側面及び底面
の上に上記下部電極を形成するとともに上記第2の開口
部の側面及び底面の上に上記ダミー下部電極を形成し、 上記工程(f)では、上記上部電極延長部が上記ダミー
下部電極の少なくとも一部を覆うように形成し、 上記工程(g)では、上記半導体基板上に第2の絶縁膜
を形成した後、上記第2の絶縁膜及び上記段差用絶縁膜
に上記第2の導体プラグまで到達する配線埋め込み用ト
レンチを形成し、上記トレンチに導電膜を埋め込んで上
記上層配線を形成することを特徴とする半導体記憶装置
の製造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein after the step (a) and before the step (b), a first insulating film is formed on the semiconductor substrate including the local wiring. With the step (a4) of forming a film, both the first conductor plug and the second conductor plug that penetrate through the first insulating film and are electrically connected to the local wiring.
Step (a5) of forming a conductor plug of
After 5), a step (a6) of forming a step insulating film on the semiconductor substrate, and a first opening for forming the lower electrode of the storage capacitor section in the step insulating film. And a step (a7) of forming a second opening for forming a dummy lower electrode connected to the first conductor plug, the step (c) further comprising: Forming the lower electrode on the side surface and the bottom surface and forming the dummy lower electrode on the side surface and the bottom surface of the second opening; and, in the step (f), the upper electrode extension portion is the dummy lower electrode. The electrode is formed to cover at least a part of the electrode, and in the step (g), the second insulating film is formed on the semiconductor substrate, and then the second insulating film and the step insulating film are formed on the second insulating film. A trench for wiring embedding that reaches the conductor plug of Form, method of manufacturing a semiconductor memory device characterized by forming the upper layer wiring by burying a conductive film on the trench.
【請求項21】 請求項12〜20のうちいずれか1つ
に記載の半導体記憶装置の製造方法において、 上記誘電体膜は、高誘電体膜または強誘電体膜であるこ
とを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
21. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 12, wherein the dielectric film is a high dielectric film or a ferroelectric film. Storage device manufacturing method.
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