JP2003224209A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素が第１及び第２の層間絶縁膜に形成され
る導電性プラグ用開口部から第１の層間絶縁膜の内部を
拡散して容量素子の下方に至る事態を防止する。 【解決手段】 電界効果型トランジスタ１０５を覆う第
１の層間絶縁膜１０６が形成され、第１の層間絶縁膜１
０６には第１の導電性プラグ１０７及び第２の導電性プ
ラグ１０８が埋め込まれている。第１の導電性プラグ１
０７の上には、容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２
及び容量上部電極１１３よりなる容量素子１１４が形成
され、第２の導電性プラグ１０８の上には導電性水素透
過防止膜１１５が形成されている。容量素子１１４、導
電性水素透過防止膜１１５及び第１の層間絶縁膜１０６
を覆うように絶縁性水素透過防止膜１１６が形成されて
いる。絶縁性水素透過防止膜１１６の上には第２の層間
絶縁膜１１８が形成され、第２の層間絶縁膜１１８には
第３の導電性プラグ１１９が埋め込まれている。
る導電性プラグ用開口部から第１の層間絶縁膜の内部を
拡散して容量素子の下方に至る事態を防止する。 【解決手段】 電界効果型トランジスタ１０５を覆う第
１の層間絶縁膜１０６が形成され、第１の層間絶縁膜１
０６には第１の導電性プラグ１０７及び第２の導電性プ
ラグ１０８が埋め込まれている。第１の導電性プラグ１
０７の上には、容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２
及び容量上部電極１１３よりなる容量素子１１４が形成
され、第２の導電性プラグ１０８の上には導電性水素透
過防止膜１１５が形成されている。容量素子１１４、導
電性水素透過防止膜１１５及び第１の層間絶縁膜１０６
を覆うように絶縁性水素透過防止膜１１６が形成されて
いる。絶縁性水素透過防止膜１１６の上には第２の層間
絶縁膜１１８が形成され、第２の層間絶縁膜１１８には
第３の導電性プラグ１１９が埋め込まれている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタ等の
半導体能動素子と、強誘電体材料又は高誘電率材料から
なる容量絶縁膜を有する容量素子とを備えた半導体装置
及びその製造方法に関する。
半導体能動素子と、強誘電体材料又は高誘電率材料から
なる容量絶縁膜を有する容量素子とを備えた半導体装置
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル技術の進展に伴って、大
容量のデータを高速に処理したり又は保存したりする傾
向が高まっているので、電子機器に使用される半導体装
置の高集積化及び高性能化が要求されている。
容量のデータを高速に処理したり又は保存したりする傾
向が高まっているので、電子機器に使用される半導体装
置の高集積化及び高性能化が要求されている。
【０００３】そこで、半導体記憶装置（ＤＲＡＭ）の高
集積化を実現するために、これを構成する容量素子の容
量絶縁膜としては、従来のシリコン酸化膜又はシリコン
窒化膜に代えて、高誘電率膜を用いる技術が広く研究開
発されている。また、従来にない低電圧で且つ高速での
書き込み動作及び読み出し動作が可能な不揮発性ＲＡＭ
を実現するために、容量絶縁膜として、自発分極特性を
有する強誘電体膜を用いる技術も盛んに研究開発されて
いる。
集積化を実現するために、これを構成する容量素子の容
量絶縁膜としては、従来のシリコン酸化膜又はシリコン
窒化膜に代えて、高誘電率膜を用いる技術が広く研究開
発されている。また、従来にない低電圧で且つ高速での
書き込み動作及び読み出し動作が可能な不揮発性ＲＡＭ
を実現するために、容量絶縁膜として、自発分極特性を
有する強誘電体膜を用いる技術も盛んに研究開発されて
いる。
【０００４】一般に、高誘電率膜又は強誘電体膜の材料
としては、チタン酸バリウムストロンチウム、五酸化タ
ンタル、チタン酸ジルコン酸鉛又はタンタル酸ビスマス
ストロンチウム等の絶縁性金属酸化物が広く用いられ
る。
としては、チタン酸バリウムストロンチウム、五酸化タ
ンタル、チタン酸ジルコン酸鉛又はタンタル酸ビスマス
ストロンチウム等の絶縁性金属酸化物が広く用いられ
る。
【０００５】しかしながら、これらの絶縁性金属酸化物
は、水素を含む雰囲気中における熱処理により容易に還
元されて、リーク電流の増加、比誘電率の減少又は残留
分極値の減少等の容量素子特性の劣化を引き起こす。
は、水素を含む雰囲気中における熱処理により容易に還
元されて、リーク電流の増加、比誘電率の減少又は残留
分極値の減少等の容量素子特性の劣化を引き起こす。
【０００６】従って、絶縁性金属酸化物を用いる容量素
子を半導体集積回路上に集積化する場合には、半導体集
積回路の製造工程において必須である、水素を含む雰囲
気中での熱処理を行なう際に、水素が絶縁性金属酸化物
よりなる容量絶縁膜に至る事態を防止する必要がある。
そこで、容量素子を水素透過防止層によって被覆する技
術が知られている。
子を半導体集積回路上に集積化する場合には、半導体集
積回路の製造工程において必須である、水素を含む雰囲
気中での熱処理を行なう際に、水素が絶縁性金属酸化物
よりなる容量絶縁膜に至る事態を防止する必要がある。
そこで、容量素子を水素透過防止層によって被覆する技
術が知られている。
【０００７】以下、従来の半導体装置について図２１を
参照しながら説明する。図２１は従来の半導体装置の断
面構造を示している。
参照しながら説明する。図２１は従来の半導体装置の断
面構造を示している。
【０００８】図２１に示すように、半導体基板１０の上
にゲート絶縁膜１１を介してゲート電極１２が形成され
ていると共に、半導体基板１０の表面部に第１の不純物
拡散層１３及び第２の不純物拡散層１４が形成されてお
り、これらゲート絶縁膜１１、ゲート電極１２、第１の
不純物拡散層１３及び第２の不純物拡散層１４は半導体
能動素子としての電界効果型トランジスタ１５を構成し
ている。
にゲート絶縁膜１１を介してゲート電極１２が形成され
ていると共に、半導体基板１０の表面部に第１の不純物
拡散層１３及び第２の不純物拡散層１４が形成されてお
り、これらゲート絶縁膜１１、ゲート電極１２、第１の
不純物拡散層１３及び第２の不純物拡散層１４は半導体
能動素子としての電界効果型トランジスタ１５を構成し
ている。
【０００９】半導体基板１０の上には、電界効果型トラ
ンジスタ１５を覆うように第１の層間絶縁膜１６が形成
されており、該第１の層間絶縁膜１６には、下端が第１
の不純物拡散層１３に接続された第１の導電性プラグ１
７と、下端が第２の不純物拡散層１４に接続された第２
の導電性プラグ１８の下部とが埋め込まれている。
ンジスタ１５を覆うように第１の層間絶縁膜１６が形成
されており、該第１の層間絶縁膜１６には、下端が第１
の不純物拡散層１３に接続された第１の導電性プラグ１
７と、下端が第２の不純物拡散層１４に接続された第２
の導電性プラグ１８の下部とが埋め込まれている。
【００１０】第１の層間絶縁膜１６の上には、第１の導
電性プラグ１７の上端に接続された容量下部電極２１
と、容量絶縁膜２２と、容量上部電極２３とが順次形成
されており、これら容量下部電極２１、容量絶縁膜２２
及び容量上部電極２３は容量素子２４を構成している。
また、容量素子２４を覆うように水素透過防止膜２６が
形成されている。
電性プラグ１７の上端に接続された容量下部電極２１
と、容量絶縁膜２２と、容量上部電極２３とが順次形成
されており、これら容量下部電極２１、容量絶縁膜２２
及び容量上部電極２３は容量素子２４を構成している。
また、容量素子２４を覆うように水素透過防止膜２６が
形成されている。
【００１１】第１の層間絶縁膜１６及び絶縁性水素透過
防止膜２６の上には第２の層間絶縁膜２８が形成されて
おり、該第２の層間絶縁膜２８には第２の導電性プラグ
１８の上部が埋め込まれている。
防止膜２６の上には第２の層間絶縁膜２８が形成されて
おり、該第２の層間絶縁膜２８には第２の導電性プラグ
１８の上部が埋め込まれている。
【００１２】第２の層間絶縁膜２８の上には、第２の導
電性プラグ１８の上端に接続された配線層２９が形成さ
れている。
電性プラグ１８の上端に接続された配線層２９が形成さ
れている。
【００１３】以下、従来の半導体装置の製造方法につい
て、図２２(a) 〜(d) 及び図２３(a) 〜(c) を参照しな
がら説明する。
て、図２２(a) 〜(d) 及び図２３(a) 〜(c) を参照しな
がら説明する。
【００１４】まず、図２２(a) に示すように、半導体基
板１０に、電界効果型トランジスタ１５を構成する、ゲ
ート絶縁膜１１、ゲート電極１２、第１の不純物拡散層
１３及び第２の不純物拡散層１０を形成した後、半導体
基板１０の上に電界効果型トランジスタ１５を覆うよう
に第１の層間絶縁膜１６を堆積する。
板１０に、電界効果型トランジスタ１５を構成する、ゲ
ート絶縁膜１１、ゲート電極１２、第１の不純物拡散層
１３及び第２の不純物拡散層１０を形成した後、半導体
基板１０の上に電界効果型トランジスタ１５を覆うよう
に第１の層間絶縁膜１６を堆積する。
【００１５】次に、図２２(b) に示すように、第１の層
間絶縁膜１６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１３に至る開口部を形成した後、該開口部にタングステ
ン膜を埋め込んで第１の導電性プラグ１７を形成する。
間絶縁膜１６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１３に至る開口部を形成した後、該開口部にタングステ
ン膜を埋め込んで第１の導電性プラグ１７を形成する。
【００１６】次に、図２２(c) に示すように、第１の導
電性プラグ１７の上に、容量下部電極２１、容量絶縁膜
２２及び容量上部電極２３を順次形成した後、酸素雰囲
気中において熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜２
２を結晶化させて容量素子２４を形成する。
電性プラグ１７の上に、容量下部電極２１、容量絶縁膜
２２及び容量上部電極２３を順次形成した後、酸素雰囲
気中において熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜２
２を結晶化させて容量素子２４を形成する。
【００１７】次に、図２２(d) に示すように、容量素子
２４を覆う水素透過防止膜２６を形成した後、第１の層
間絶縁膜１６及び水素透過防止膜２６の上に第２の層間
絶縁膜２８を形成する。
２４を覆う水素透過防止膜２６を形成した後、第１の層
間絶縁膜１６及び水素透過防止膜２６の上に第２の層間
絶縁膜２８を形成する。
【００１８】次に、図２３(a) に示すように、第２の層
間絶縁膜２８及び第１の層間絶縁膜１６の所定領域に、
下端が第２の不純物拡散層１４に至る開口部１８ａを形
成した後、図２３(b) に示すように、開口部１８ａにタ
ングステン膜を埋め込んで第２の導電性プラグ１８を形
成する。
間絶縁膜２８及び第１の層間絶縁膜１６の所定領域に、
下端が第２の不純物拡散層１４に至る開口部１８ａを形
成した後、図２３(b) に示すように、開口部１８ａにタ
ングステン膜を埋め込んで第２の導電性プラグ１８を形
成する。
【００１９】次に、図２３(c) に示すように、第２の層
間絶縁膜２８の上に、第２の導電性プラグ１８の上端に
接続された配線層２９を形成すると、従来の半導体装置
が得られる。
間絶縁膜２８の上に、第２の導電性プラグ１８の上端に
接続された配線層２９を形成すると、従来の半導体装置
が得られる。
【００２０】ところで、通常、第１の導電性プラグ１７
又は第２の導電性プラグ１８が埋め込まれる開口部は、
開口サイズに比べて深さが大きい形状、つまりアスペク
ト比の高い形状を有している。そして、アスペクト比が
高い開口部に導電性プラグを埋め込む場合、通常、ＣＶ
Ｄ法によりタングステン膜を開口部に充填するが、ＣＶ
Ｄ法によるタングステン膜の堆積工程は、六フッ化タン
グステンを水素によって還元しながら堆積する方法、つ
まり高濃度の水素雰囲気中での処理を必要とする。
又は第２の導電性プラグ１８が埋め込まれる開口部は、
開口サイズに比べて深さが大きい形状、つまりアスペク
ト比の高い形状を有している。そして、アスペクト比が
高い開口部に導電性プラグを埋め込む場合、通常、ＣＶ
Ｄ法によりタングステン膜を開口部に充填するが、ＣＶ
Ｄ法によるタングステン膜の堆積工程は、六フッ化タン
グステンを水素によって還元しながら堆積する方法、つ
まり高濃度の水素雰囲気中での処理を必要とする。
【００２１】このため、第２の導電性プラグ１８を形成
するための水素雰囲気中での処理工程において、雰囲気
中の水素は第２の層間絶縁膜２８の内部に侵入する。し
かし、容量素子２４を覆うように水素透過防止層２６が
形成されているため、第２の層間絶縁膜２８の内部に侵
入した水素は水素透過防止層２６によって容量素子２４
への到達が防止される。
するための水素雰囲気中での処理工程において、雰囲気
中の水素は第２の層間絶縁膜２８の内部に侵入する。し
かし、容量素子２４を覆うように水素透過防止層２６が
形成されているため、第２の層間絶縁膜２８の内部に侵
入した水素は水素透過防止層２６によって容量素子２４
への到達が防止される。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、開口部１８
ａにタングステン膜を埋め込んで第２の導電性プラグ１
８を形成するための水素雰囲気中の処理工程において、
水素が容量素子２４に向かう経路は、第２の層間絶縁膜
２８の内部を拡散するものに限られない。
ａにタングステン膜を埋め込んで第２の導電性プラグ１
８を形成するための水素雰囲気中の処理工程において、
水素が容量素子２４に向かう経路は、第２の層間絶縁膜
２８の内部を拡散するものに限られない。
【００２３】以下、水素が容量素子２４に向かう経路に
ついて図２４を参照しながら説明する。
ついて図２４を参照しながら説明する。
【００２４】図２４は、図２３(a) 及び(b) に示す工
程、つまり、容量素子２４を形成した後に開口部１８ａ
にタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中での処
理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路を示
している。
程、つまり、容量素子２４を形成した後に開口部１８ａ
にタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中での処
理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路を示
している。
【００２５】まず、水素の侵入経路としては、第２の層
間絶縁膜２８の上面から第２の層間絶縁膜２８の内部に
侵入する経路Ａと、第２の導電性プラグ１８が形成され
る開口部１８ａから第２の層間絶縁膜２８の内部に侵入
する経路Ｂと、第２の導電性プラグ１８が形成される開
口部１８ａから第１の層間絶縁膜１６の内部に侵入する
経路Ｃとの３つの経路が存在する。
間絶縁膜２８の上面から第２の層間絶縁膜２８の内部に
侵入する経路Ａと、第２の導電性プラグ１８が形成され
る開口部１８ａから第２の層間絶縁膜２８の内部に侵入
する経路Ｂと、第２の導電性プラグ１８が形成される開
口部１８ａから第１の層間絶縁膜１６の内部に侵入する
経路Ｃとの３つの経路が存在する。
【００２６】次に、第１又は第２の層間絶縁膜の内部に
侵入した水素の拡散経路としては、経路Ａ又は経路Ｂを
経て第２の層間絶縁膜２８に侵入した水素が、そのまま
第２の層間絶縁膜２８の内部を拡散して容量素子２４の
上方に至る経路Ｄと、同じく経路Ａ又は経路Ｂを経て第
２の層間絶縁膜２８に侵入した水素が、第１の層間絶縁
膜１６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１６の内部を拡
散して容量素子２４の下方に至る経路Ｅと、経路Ｃを経
て第１の層間絶縁膜１６に侵入した水素が、そのまま第
１の層間絶縁膜１６の内部を拡散して容量素子２４の下
方に至る経路Ｆとの３つの経路がある。
侵入した水素の拡散経路としては、経路Ａ又は経路Ｂを
経て第２の層間絶縁膜２８に侵入した水素が、そのまま
第２の層間絶縁膜２８の内部を拡散して容量素子２４の
上方に至る経路Ｄと、同じく経路Ａ又は経路Ｂを経て第
２の層間絶縁膜２８に侵入した水素が、第１の層間絶縁
膜１６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１６の内部を拡
散して容量素子２４の下方に至る経路Ｅと、経路Ｃを経
て第１の層間絶縁膜１６に侵入した水素が、そのまま第
１の層間絶縁膜１６の内部を拡散して容量素子２４の下
方に至る経路Ｆとの３つの経路がある。
【００２７】前述の３つの水素拡散経路のうち、経路Ｄ
を経て容量素子２４の上方に至る水素については、容量
素子２４の上に水素透過防止層２６が形成されているた
め、容量素子２４の内部に至ることは防止される。
を経て容量素子２４の上方に至る水素については、容量
素子２４の上に水素透過防止層２６が形成されているた
め、容量素子２４の内部に至ることは防止される。
【００２８】しかしながら、経路Ｅ又は経路Ｆを経て容
量素子２４の下方に至る水素については、容量素子２４
の下方には水素透過防止層が形成されていないため、容
量素子２４の内部に容易に至る。
量素子２４の下方に至る水素については、容量素子２４
の下方には水素透過防止層が形成されていないため、容
量素子２４の内部に容易に至る。
【００２９】その結果、容量絶縁膜２２が還元されてし
まって、容量素子２４の特性が劣化するという問題点を
有している。
まって、容量素子２４の特性が劣化するという問題点を
有している。
【００３０】前記に鑑み、本発明は、水素が第１及び第
２の層間絶縁膜に形成される導電性プラグ用開口部から
第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至
る事態を防止して、容量素子の特性の劣化を防止するこ
とを目的とする。
２の層間絶縁膜に形成される導電性プラグ用開口部から
第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至
る事態を防止して、容量素子の特性の劣化を防止するこ
とを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の半導体装置は、第１の不純物拡
散層及び第２の不純物拡散層を有する半導体能動素子を
覆うように設けられた第１の層間絶縁膜と、第１の層間
絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容量絶縁膜及び容
量上部電極からなる容量素子と、第１の層間絶縁膜及び
容量素子の上に設けられた第２の層間絶縁膜と、第２の
層間絶縁膜上に設けられた配線層と、第１の層間絶縁膜
に設けられ、第１の不純物拡散層と容量素子とを接続す
る第１のプラグと、 第１の層間絶縁膜に設けられ、下
端が第２の不純物拡散層に接続された第２のプラグと、
第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が配線層に接続され
た第３のプラグと、第２のプラグと第３のプラグとの間
に設けられた導電性水素透過防止膜とを備えている。
め、本発明に係る第１の半導体装置は、第１の不純物拡
散層及び第２の不純物拡散層を有する半導体能動素子を
覆うように設けられた第１の層間絶縁膜と、第１の層間
絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容量絶縁膜及び容
量上部電極からなる容量素子と、第１の層間絶縁膜及び
容量素子の上に設けられた第２の層間絶縁膜と、第２の
層間絶縁膜上に設けられた配線層と、第１の層間絶縁膜
に設けられ、第１の不純物拡散層と容量素子とを接続す
る第１のプラグと、 第１の層間絶縁膜に設けられ、下
端が第２の不純物拡散層に接続された第２のプラグと、
第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が配線層に接続され
た第３のプラグと、第２のプラグと第３のプラグとの間
に設けられた導電性水素透過防止膜とを備えている。
【００３２】第１の半導体装置によると、第２のプラグ
と第３のプラグとの間に導電性水素透過防止膜が設けら
れているため、第３のプラグが形成される開口部から第
２のプラグの内部に向かう水素の侵入経路が遮断され
る。このため、水素が、第３のプラグが形成される開口
部から第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間絶
縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、
容量素子の内部に至る事態を防止できるので、容量素子
の特性の劣化を防止することができる。
と第３のプラグとの間に導電性水素透過防止膜が設けら
れているため、第３のプラグが形成される開口部から第
２のプラグの内部に向かう水素の侵入経路が遮断され
る。このため、水素が、第３のプラグが形成される開口
部から第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間絶
縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、
容量素子の内部に至る事態を防止できるので、容量素子
の特性の劣化を防止することができる。
【００３３】第１の半導体装置は、容量素子を覆う容量
素子被覆水素透過防止膜をさらに備えていることが好ま
しい。
素子被覆水素透過防止膜をさらに備えていることが好ま
しい。
【００３４】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止することができる。
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止することができる。
【００３５】第１の半導体装置は、容量素子を覆う容量
素子被覆水素透過防止膜と共に、第１の層間絶縁膜と第
２の層間絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透過
防止膜を備えていることが好ましい。
素子被覆水素透過防止膜と共に、第１の層間絶縁膜と第
２の層間絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透過
防止膜を備えていることが好ましい。
【００３６】このようにすると、水素が容量素子の上方
から容量素子の内部に至る事態を防止できると共に、水
素が、第３のプラグが形成される開口部から、第２の層
間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内部を拡散して
容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に至る
事態をも防止することができる。従って、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
から容量素子の内部に至る事態を防止できると共に、水
素が、第３のプラグが形成される開口部から、第２の層
間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内部を拡散して
容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に至る
事態をも防止することができる。従って、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
【００３７】第１の半導体装置が、容量素子被覆水素透
過防止膜及び層間膜被覆水素透過防止膜を備えている場
合、容量素子被覆水素透過防止膜と層間膜被覆水素透過
防止膜とは同じ工程で形成してもよい。
過防止膜及び層間膜被覆水素透過防止膜を備えている場
合、容量素子被覆水素透過防止膜と層間膜被覆水素透過
防止膜とは同じ工程で形成してもよい。
【００３８】第１の半導体装置が、容量素子被覆水素透
過防止膜及び層間膜被覆水素透過防止膜を備えている場
合、容量素子被覆水素透過防止膜と層間膜被覆水素透過
防止膜とは異なる工程で形成してもよい。この場合に
は、容量素子被覆水素透過防止膜の周縁部は層間膜被覆
水素透過防止膜の上に位置していることが好ましい。
過防止膜及び層間膜被覆水素透過防止膜を備えている場
合、容量素子被覆水素透過防止膜と層間膜被覆水素透過
防止膜とは異なる工程で形成してもよい。この場合に
は、容量素子被覆水素透過防止膜の周縁部は層間膜被覆
水素透過防止膜の上に位置していることが好ましい。
【００３９】第１の半導体装置は、第１の層間絶縁膜と
第２の層間絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透
過防止膜をさらに備えていることが好ましい。
第２の層間絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透
過防止膜をさらに備えていることが好ましい。
【００４０】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から、第２の層間絶縁膜の内部及び
第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至
り、その後、容量素子の内部に至る事態を防止すること
ができる。
が形成される開口部から、第２の層間絶縁膜の内部及び
第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至
り、その後、容量素子の内部に至る事態を防止すること
ができる。
【００４１】第１の半導体装置は、導電性水素透過防止
膜の上に設けられ、容量下部電極と同じ工程で形成され
た金属膜と、第１の層間絶縁膜と容量下部電極との間に
設けられ、導電性の水素透過防止膜と同じ工程で形成さ
れた導電膜とをさらに備えていることが好ましい。
膜の上に設けられ、容量下部電極と同じ工程で形成され
た金属膜と、第１の層間絶縁膜と容量下部電極との間に
設けられ、導電性の水素透過防止膜と同じ工程で形成さ
れた導電膜とをさらに備えていることが好ましい。
【００４２】このようにすると、上層の金属膜と下層の
導電性水素透過防止膜とからなる積層膜と、上層の容量
下部電極と下層の導電膜とからなる積層膜とを、同じ工
程で形成することができるので、工程数の低減を図るこ
とができる。
導電性水素透過防止膜とからなる積層膜と、上層の容量
下部電極と下層の導電膜とからなる積層膜とを、同じ工
程で形成することができるので、工程数の低減を図るこ
とができる。
【００４３】本発明に係る第２の半導体装置は、第１の
不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有する半導体能
動素子を覆うように設けられた第１の層間絶縁膜と、第
１の層間絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容量絶縁
膜及び容量上部電極からなる容量素子と、第１の層間絶
縁膜及び容量素子の上に設けられた第２の層間絶縁膜
と、第２の層間絶縁膜上に設けられた配線層と、第１の
層間絶縁膜に設けられ、第１の不純物拡散層と容量素子
とを接続する第１のプラグと、第１の層間絶縁膜に設け
られ、下端が第２の不純物拡散層に接続された第２のプ
ラグと、第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が配線層に
接続された第３のプラグと、第２のプラグと第３のプラ
グとの間に設けられた第１の導電性水素透過防止膜と、
第１の層間絶縁膜と容量素子との間に設けられた第２の
導電性水素透過防止膜とを備え、第１の導電性水素透過
防止膜と第２の導電性水素透過防止膜とは、協同して第
３のプラグが形成される開口部から進入している水素が
容量絶縁膜に至ることを防止する。
不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有する半導体能
動素子を覆うように設けられた第１の層間絶縁膜と、第
１の層間絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容量絶縁
膜及び容量上部電極からなる容量素子と、第１の層間絶
縁膜及び容量素子の上に設けられた第２の層間絶縁膜
と、第２の層間絶縁膜上に設けられた配線層と、第１の
層間絶縁膜に設けられ、第１の不純物拡散層と容量素子
とを接続する第１のプラグと、第１の層間絶縁膜に設け
られ、下端が第２の不純物拡散層に接続された第２のプ
ラグと、第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が配線層に
接続された第３のプラグと、第２のプラグと第３のプラ
グとの間に設けられた第１の導電性水素透過防止膜と、
第１の層間絶縁膜と容量素子との間に設けられた第２の
導電性水素透過防止膜とを備え、第１の導電性水素透過
防止膜と第２の導電性水素透過防止膜とは、協同して第
３のプラグが形成される開口部から進入している水素が
容量絶縁膜に至ることを防止する。
【００４４】第２の半導体装置によると、第１の導電性
水素透過防止膜が、水素が第３のプラグが形成される開
口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間
絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至る事態を許
容したとしても、第２の導電性水素透過防止膜は、容量
素子の下方に至った水素が容量素子の内部に侵入する事
態を防止する。
水素透過防止膜が、水素が第３のプラグが形成される開
口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間
絶縁膜の内部を拡散して容量素子の下方に至る事態を許
容したとしても、第２の導電性水素透過防止膜は、容量
素子の下方に至った水素が容量素子の内部に侵入する事
態を防止する。
【００４５】第２の半導体装置において、第１の導電性
水素透過防止膜は、第３のプラグが形成される開口部か
ら進入してくる水素の半導体能動素子への到達を許容す
ることが好ましい。
水素透過防止膜は、第３のプラグが形成される開口部か
ら進入してくる水素の半導体能動素子への到達を許容す
ることが好ましい。
【００４６】このようにすると、第３のプラグが形成さ
れる開口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１
の層間絶縁膜の内部を拡散する水素により、半導体能動
素子の特性を回復することができる。
れる開口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１
の層間絶縁膜の内部を拡散する水素により、半導体能動
素子の特性を回復することができる。
【００４７】本発明に係る第１の半導体装置の製造方法
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜に、下端が第１の
不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が第２
の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する
第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極、容量
絶縁膜及び容量上部電極を順次形成して、容量下部電
極、容量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子を形
成すると共に、第１の層間絶縁膜の上に、第２のプラグ
の上端と接続された第１の導電性水素透過防止膜を形成
する第３の工程と、第１の層間絶縁膜の上に、容量素子
及び第１の導電性水素透過防止膜を覆う第２の層間絶縁
膜を堆積する第４の工程と、第２の層間絶縁膜に、下端
が第１の導電性水素透過防止膜と接続された第３のプラ
グを形成する第５の工程と、第２の層間絶縁膜の上に、
第３のプラグの上端と接続された配線層を形成する第６
の工程とを備えている。
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜に、下端が第１の
不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が第２
の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する
第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極、容量
絶縁膜及び容量上部電極を順次形成して、容量下部電
極、容量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子を形
成すると共に、第１の層間絶縁膜の上に、第２のプラグ
の上端と接続された第１の導電性水素透過防止膜を形成
する第３の工程と、第１の層間絶縁膜の上に、容量素子
及び第１の導電性水素透過防止膜を覆う第２の層間絶縁
膜を堆積する第４の工程と、第２の層間絶縁膜に、下端
が第１の導電性水素透過防止膜と接続された第３のプラ
グを形成する第５の工程と、第２の層間絶縁膜の上に、
第３のプラグの上端と接続された配線層を形成する第６
の工程とを備えている。
【００４８】第１の半導体装置の製造方法によると、水
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止できるので、容量素子の特性の劣化を防
止することができる。
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止できるので、容量素子の特性の劣化を防
止することができる。
【００４９】第１の半導体装置の製造方法は、第３の工
程と第４の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工
程は、第２の層間絶縁膜を第１の導電性水素透過防止膜
及び容量素子被覆水素透過防止膜を覆うように堆積する
工程を含むことが好ましい。
程と第４の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工
程は、第２の層間絶縁膜を第１の導電性水素透過防止膜
及び容量素子被覆水素透過防止膜を覆うように堆積する
工程を含むことが好ましい。
【００５０】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止することができる。
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態を防止することができる。
【００５１】第１の半導体装置の製造方法は、第３の工
程と第４の工程との間に、容量素子、第１の導電性水素
透過防止膜及び第１の層間絶縁膜を覆う絶縁性水素透過
防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工程は、第
２の層間絶縁膜を絶縁性水素透過防止膜の上に堆積する
工程を含むことが好ましい。
程と第４の工程との間に、容量素子、第１の導電性水素
透過防止膜及び第１の層間絶縁膜を覆う絶縁性水素透過
防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工程は、第
２の層間絶縁膜を絶縁性水素透過防止膜の上に堆積する
工程を含むことが好ましい。
【００５２】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から、第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の
内部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素
子の内部に至る事態とを防止することができる。従っ
て、水素が容量素子の内部に至る事態をほぼ完全に防止
することができる。
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から、第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の
内部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素
子の内部に至る事態とを防止することができる。従っ
て、水素が容量素子の内部に至る事態をほぼ完全に防止
することができる。
【００５３】本発明に係る第２の半導体装置の製造方法
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜に、下端が第１の
不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が第２
の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する
第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極を形成
すると共に、第２のプラグの上に第１の導電性水素透過
防止膜を形成する第３の工程と、第１の層間絶縁膜の上
に全面に亘って層間膜被覆水素透過防止膜を堆積する第
４の工程と、層間膜被覆水素透過防止膜を平坦化して、
容量下部電極及び第１の導電性水素透過防止膜を露出さ
せる第５の工程と、容量下部電極の上に容量絶縁膜及び
容量上部電極を形成して、容量下部電極、容量絶縁膜及
び容量上部電極よりなる容量素子を形成する第６の工程
と、第１の導電性水素透過防止膜、容量素子及び層間膜
被覆水素透過防止膜の上に第２の層間絶縁膜を堆積する
第７の工程と、第２の層間絶縁膜に、下端が第１の導電
性水素透過防止膜と接続された第３のプラグを形成する
第８の工程と、第２の層間絶縁膜の上に、第３のプラグ
の上端と接続された配線層を形成する第９の工程とを備
えている。
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜に、下端が第１の
不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が第２
の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する
第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極を形成
すると共に、第２のプラグの上に第１の導電性水素透過
防止膜を形成する第３の工程と、第１の層間絶縁膜の上
に全面に亘って層間膜被覆水素透過防止膜を堆積する第
４の工程と、層間膜被覆水素透過防止膜を平坦化して、
容量下部電極及び第１の導電性水素透過防止膜を露出さ
せる第５の工程と、容量下部電極の上に容量絶縁膜及び
容量上部電極を形成して、容量下部電極、容量絶縁膜及
び容量上部電極よりなる容量素子を形成する第６の工程
と、第１の導電性水素透過防止膜、容量素子及び層間膜
被覆水素透過防止膜の上に第２の層間絶縁膜を堆積する
第７の工程と、第２の層間絶縁膜に、下端が第１の導電
性水素透過防止膜と接続された第３のプラグを形成する
第８の工程と、第２の層間絶縁膜の上に、第３のプラグ
の上端と接続された配線層を形成する第９の工程とを備
えている。
【００５４】第２の半導体装置の製造方法によると、水
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内
部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素子
の内部に至る事態とを防止できるので、容量素子の特性
の劣化を防止することができる。
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内
部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素子
の内部に至る事態とを防止できるので、容量素子の特性
の劣化を防止することができる。
【００５５】第２の半導体装置の製造方法は、第６の工
程と第７の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第７の工
程は、第２の層間絶縁膜を、第１の導電性水素透過防止
膜、容量素子被覆水素透過防止膜及び層間膜被覆水素透
過防止膜の上に堆積する工程を含むことが好ましい。
程と第７の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第７の工
程は、第２の層間絶縁膜を、第１の導電性水素透過防止
膜、容量素子被覆水素透過防止膜及び層間膜被覆水素透
過防止膜の上に堆積する工程を含むことが好ましい。
【００５６】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態をも防止することができるので、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態をも防止することができるので、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
【００５７】本発明に係る第３の半導体装置の製造方法
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜の上に全面に亘っ
て層間膜被覆水素透過防止膜を堆積する工程と、第１の
層間絶縁膜及び層間膜被覆水素透過防止膜に、下端が第
１の不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が
第２の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成
する第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極、
容量絶縁膜及び容量上部電極を順次形成して容量下部電
極、容量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子を形
成すると共に、第２のプラグの上に第１の導電性水素透
過防止膜を形成する第３の工程と、層間膜被覆水素透過
防止膜、容量素子及び第１の導電性水素透過防止膜の上
に第２の層間絶縁膜を堆積する第４の工程と、第２の層
間絶縁膜に、下端が第１の導電性水素透過防止膜と接続
された第３のプラグを形成する第５の工程と、第２の層
間絶縁膜の上に、第３のプラグの上端と接続された配線
層を形成する第６の工程とを備えている。
は、第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡散層を有す
る半導体能動素子を覆うように第１の層間絶縁膜を堆積
する第１の工程と、第１の層間絶縁膜の上に全面に亘っ
て層間膜被覆水素透過防止膜を堆積する工程と、第１の
層間絶縁膜及び層間膜被覆水素透過防止膜に、下端が第
１の不純物拡散層に接続された第１のプラグと、下端が
第２の不純物拡散層に接続された第２のプラグとを形成
する第２の工程と、第１のプラグの上に容量下部電極、
容量絶縁膜及び容量上部電極を順次形成して容量下部電
極、容量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子を形
成すると共に、第２のプラグの上に第１の導電性水素透
過防止膜を形成する第３の工程と、層間膜被覆水素透過
防止膜、容量素子及び第１の導電性水素透過防止膜の上
に第２の層間絶縁膜を堆積する第４の工程と、第２の層
間絶縁膜に、下端が第１の導電性水素透過防止膜と接続
された第３のプラグを形成する第５の工程と、第２の層
間絶縁膜の上に、第３のプラグの上端と接続された配線
層を形成する第６の工程とを備えている。
【００５８】第３の半導体装置の製造方法によると、水
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内
部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素子
の内部に至る事態とを防止できるので、容量素子の特性
の劣化を防止することができる。
素が、第３のプラグが形成される開口部から第２のプラ
グの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の下方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態と、水素が、第３のプラグが形成される開口部
から第２の層間絶縁膜の内部及び第１の層間絶縁膜の内
部を拡散して容量素子の下方に至り、その後、容量素子
の内部に至る事態とを防止できるので、容量素子の特性
の劣化を防止することができる。
【００５９】第３の半導体装置の製造方法は、第３の工
程と第４の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工
程は、第２の層間絶縁膜を、第１の導電性水素透過防止
膜、容量素子被覆水素透過防止膜及び層間膜被覆水素透
過防止膜の上に堆積する工程を含むことが好ましい。
程と第４の工程との間に、容量素子を覆う容量素子被覆
水素透過防止膜を形成する工程をさらに備え、第４の工
程は、第２の層間絶縁膜を、第１の導電性水素透過防止
膜、容量素子被覆水素透過防止膜及び層間膜被覆水素透
過防止膜の上に堆積する工程を含むことが好ましい。
【００６０】このようにすると、水素が、第３のプラグ
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態をも防止することができるので、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
が形成される開口部から第２の層間絶縁膜の内部を拡散
して容量素子の上方に至り、その後、容量素子の内部に
至る事態をも防止することができるので、水素が容量素
子の内部に至る事態をほぼ完全に防止することができ
る。
【００６１】第１、第２又は第３の半導体装置の製造方
法において、第１の導電性水素透過防止膜を形成する工
程は、第１の導電性水素透過防止膜の上に金属膜を容量
下部電極と同じ工程で形成する工程を含み、容量下部電
極を形成する工程は、第１のプラグと容量下部電極との
間に第２の導電性水素透過防止膜を第１の導電性水素透
過防止膜と同じ工程で形成する工程を含むことが好まし
い。
法において、第１の導電性水素透過防止膜を形成する工
程は、第１の導電性水素透過防止膜の上に金属膜を容量
下部電極と同じ工程で形成する工程を含み、容量下部電
極を形成する工程は、第１のプラグと容量下部電極との
間に第２の導電性水素透過防止膜を第１の導電性水素透
過防止膜と同じ工程で形成する工程を含むことが好まし
い。
【００６２】このようにすると、上層の金属膜と下層の
導電性水素透過防止膜とからなる積層膜と、上層の容量
下部電極と下層の導電膜とからなる積層膜とを、同じ工
程で形成することができるので、工程数の低減を図るこ
とができる。
導電性水素透過防止膜とからなる積層膜と、上層の容量
下部電極と下層の導電膜とからなる積層膜とを、同じ工
程で形成することができるので、工程数の低減を図るこ
とができる。
【００６３】第１、第２又は第３の半導体装置の製造方
法において、第１の導電性水素透過防止膜の上に金属膜
を形成すると共に、第１のプラグと容量下部電極との間
に第２の導電性水素透過防止膜を形成する場合には、第
１の導電性水素透過防止膜と第２の導電性水素透過防止
膜とは、協同して第３のプラグが形成される開口部から
進入している水素が容量絶縁膜に至ることを防止するこ
とが好ましい。
法において、第１の導電性水素透過防止膜の上に金属膜
を形成すると共に、第１のプラグと容量下部電極との間
に第２の導電性水素透過防止膜を形成する場合には、第
１の導電性水素透過防止膜と第２の導電性水素透過防止
膜とは、協同して第３のプラグが形成される開口部から
進入している水素が容量絶縁膜に至ることを防止するこ
とが好ましい。
【００６４】このようにすると、第１の導電性水素透過
防止膜が、水素が第３のプラグが形成される開口部から
第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の
内部を拡散して容量素子の下方に至る事態を許容したと
しても、第２の導電性水素透過防止膜は、容量素子の下
方に至った水素が容量素子の内部に侵入する事態を防止
する。
防止膜が、水素が第３のプラグが形成される開口部から
第２のプラグの内部を通過した後、第１の層間絶縁膜の
内部を拡散して容量素子の下方に至る事態を許容したと
しても、第２の導電性水素透過防止膜は、容量素子の下
方に至った水素が容量素子の内部に侵入する事態を防止
する。
【００６５】この場合、第１の導電性水素透過防止膜
は、第３のプラグが形成される開口部から進入してくる
水素の半導体能動素子への到達を許容することが好まし
い。
は、第３のプラグが形成される開口部から進入してくる
水素の半導体能動素子への到達を許容することが好まし
い。
【００６６】このようにすると、第３のプラグが形成さ
れる開口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１
の層間絶縁膜の内部を拡散する水素により、半導体能動
素子の特性を回復することができる。
れる開口部から第２のプラグの内部を通過した後、第１
の層間絶縁膜の内部を拡散する水素により、半導体能動
素子の特性を回復することができる。
【００６７】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る半導体装置について図１を参照
しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体
装置の断面構造を示している。
の第１の実施形態に係る半導体装置について図１を参照
しながら説明する。図１は第１の実施形態に係る半導体
装置の断面構造を示している。
【００６８】図１に示すように、半導体基板１００の上
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
【００６９】半導体基板１００の上には、電界効果型ト
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
【００７０】第１の層間絶縁膜１０６の上における第１
の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金よりなる容
量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ
9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よ
りなる容量上部電極１１３とが順次形成されており、こ
れら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上
部電極１１３は容量素子１１４を構成している。また、
第１の層間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラ
グ１０８の上側部分には、窒化チタンアルミニウムより
なる導電性水素透過防止膜１１５が形成されている。
の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金よりなる容
量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ
9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よ
りなる容量上部電極１１３とが順次形成されており、こ
れら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上
部電極１１３は容量素子１１４を構成している。また、
第１の層間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラ
グ１０８の上側部分には、窒化チタンアルミニウムより
なる導電性水素透過防止膜１１５が形成されている。
【００７１】容量素子１１４、導電性水素透過防止膜１
１５及び第１の層間絶縁膜１０６を覆うように酸化アル
ミニウムよりなる絶縁性水素透過防止膜１１６が形成さ
れている。尚、絶縁性水素透過防止膜１１６における容
量素子１１４を覆っている部分は容量素子被覆水素透過
防止膜を構成していると共に、絶縁性水素透過防止膜１
１６における第１の層間絶縁膜１０６を覆っている部分
は層間膜被覆水素透過防止膜を構成している。
１５及び第１の層間絶縁膜１０６を覆うように酸化アル
ミニウムよりなる絶縁性水素透過防止膜１１６が形成さ
れている。尚、絶縁性水素透過防止膜１１６における容
量素子１１４を覆っている部分は容量素子被覆水素透過
防止膜を構成していると共に、絶縁性水素透過防止膜１
１６における第１の層間絶縁膜１０６を覆っている部分
は層間膜被覆水素透過防止膜を構成している。
【００７２】絶縁性水素透過防止膜１１６の上にはシリ
コン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１１８が形成され
ており、第２の層間絶縁膜１１８には、下端が導電性水
素透過防止膜１１５に接続された第３の導電性プラグ１
１９が埋め込まれている。尚、第３の導電性プラグ１１
９の下端部は絶縁性水素透過防止膜１１６を貫通して導
電性水素透過防止膜１１５に接続されている。
コン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１１８が形成され
ており、第２の層間絶縁膜１１８には、下端が導電性水
素透過防止膜１１５に接続された第３の導電性プラグ１
１９が埋め込まれている。尚、第３の導電性プラグ１１
９の下端部は絶縁性水素透過防止膜１１６を貫通して導
電性水素透過防止膜１１５に接続されている。
【００７３】第２の層間絶縁膜１１８の上には、第３の
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
【００７４】以下、第１の実施形態に係る半導体装置の
製造方法について、図２(a) 〜(d)及び図３(a) 〜(d)
を参照しながら説明する。
製造方法について、図２(a) 〜(d)及び図３(a) 〜(d)
を参照しながら説明する。
【００７５】まず、図２(a) に示すように、周知の方法
により、半導体基板１００に、電界効果型トランジスタ
１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極１
０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散
層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導体
基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆う
ようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０６
を堆積する。
により、半導体基板１００に、電界効果型トランジスタ
１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極１
０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散
層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導体
基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆う
ようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０６
を堆積する。
【００７６】次に、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etchi
ng）法により、第１の層間絶縁膜１０６の所定領域に、
下端が第１の不純物拡散層１０３に至る開口部と、下端
が第２の不純物拡散層１０４に至る開口部とを形成した
後、例えばＣＶＤ法及びＣＭＰ法により、これらの開口
部にタングステン膜を埋め込むことにより、図２(b)に
示すように、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続さ
れたタングステンよりなる第１の導電性プラグ１０７
と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続されたタン
グステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とを形成す
る。
ng）法により、第１の層間絶縁膜１０６の所定領域に、
下端が第１の不純物拡散層１０３に至る開口部と、下端
が第２の不純物拡散層１０４に至る開口部とを形成した
後、例えばＣＶＤ法及びＣＭＰ法により、これらの開口
部にタングステン膜を埋め込むことにより、図２(b)に
示すように、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続さ
れたタングステンよりなる第１の導電性プラグ１０７
と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続されたタン
グステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とを形成す
る。
【００７７】次に、図２(c) に示すように、第１の導電
性プラグ１０７の上に、白金よりなる容量下部電極１１
１、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）より
なる容量絶縁膜１１２、及び白金よりなる容量上部電極
１１３を順次形成する。
性プラグ１０７の上に、白金よりなる容量下部電極１１
１、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）より
なる容量絶縁膜１１２、及び白金よりなる容量上部電極
１１３を順次形成する。
【００７８】次に、例えばスパッタリング法により、第
１の層間絶縁膜１０６、容量上部電極１１３及び第２の
導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化チタンアル
ミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により窒化チ
タンアルミニウム膜をパターニングして、図２(d) に示
すように、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素
透過防止膜１１５を形成する。その後、酸素雰囲気中に
おいて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を
結晶化させて容量素子１１４を形成する。
１の層間絶縁膜１０６、容量上部電極１１３及び第２の
導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化チタンアル
ミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により窒化チ
タンアルミニウム膜をパターニングして、図２(d) に示
すように、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素
透過防止膜１１５を形成する。その後、酸素雰囲気中に
おいて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を
結晶化させて容量素子１１４を形成する。
【００７９】次に、図３(a) に示すように、例えばスパ
ッタリング法又はＣＶＤ法により、第１の層間絶縁膜１
０６、容量素子１１４及び導電性水素透過防止膜１１５
の上に全面に亘って、酸化アルミニウムよりなる絶縁性
水素透過防止膜１１６とシリコン酸化膜よりなる第２の
層間絶縁膜１１８とを順次堆積する。
ッタリング法又はＣＶＤ法により、第１の層間絶縁膜１
０６、容量素子１１４及び導電性水素透過防止膜１１５
の上に全面に亘って、酸化アルミニウムよりなる絶縁性
水素透過防止膜１１６とシリコン酸化膜よりなる第２の
層間絶縁膜１１８とを順次堆積する。
【００８０】次に、図３(b) に示すように、例えばＲＩ
Ｅ法により、絶縁性水素透過防止膜１１６及び第２の層
間絶縁膜１１８の所定領域に、下端が導電性水素透過防
止膜１１５に至る開口部１１９ａを形成する。
Ｅ法により、絶縁性水素透過防止膜１１６及び第２の層
間絶縁膜１１８の所定領域に、下端が導電性水素透過防
止膜１１５に至る開口部１１９ａを形成する。
【００８１】次に、例えばＣＶＤ法により、第２の層間
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図３(c) に示すように、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３の導
電性プラグ１１９を形成する。
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図３(c) に示すように、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３の導
電性プラグ１１９を形成する。
【００８２】次に、図３(d) に示すように、第２の層間
絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上端
に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形態
に係る半導体装置が得られる。
絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上端
に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形態
に係る半導体装置が得られる。
【００８３】以下、第１の実施形態に係る半導体装置及
びその製造方法の効果について、図４を参照しながら説
明する。
びその製造方法の効果について、図４を参照しながら説
明する。
【００８４】図４は、図３(b) 及び(c) に示す工程、つ
まり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１９ａに
タングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中での処理
工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路を示し
ている。
まり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１９ａに
タングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中での処理
工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路を示し
ている。
【００８５】まず、水素の侵入経路としては、従来の半
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
【００８６】従来においては、経路Ａ及び経路Ｂに加え
て、第２の導電性プラグ１０８が形成される開口部から
第１の層間絶縁膜１０６の内部に侵入する経路Ｃ（図２
４を参照）が存在していた。
て、第２の導電性プラグ１０８が形成される開口部から
第１の層間絶縁膜１０６の内部に侵入する経路Ｃ（図２
４を参照）が存在していた。
【００８７】しかしながら、第１の実施形態において
は、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防
止膜１１５が形成されているため、第３の導電性プラグ
１１９が形成される開口部１１９ａから第２の導電性プ
ラグ１０８の内部への水素の侵入経路Ｇは遮断される。
は、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防
止膜１１５が形成されているため、第３の導電性プラグ
１１９が形成される開口部１１９ａから第２の導電性プ
ラグ１０８の内部への水素の侵入経路Ｇは遮断される。
【００８８】従って、第１の実施形態によると、第２の
導電性プラグ１０８が形成されている開口部から第１の
層間絶縁膜１０６に水素が侵入する経路Ｃ（図２４を参
照）は存在しない。
導電性プラグ１０８が形成されている開口部から第１の
層間絶縁膜１０６に水素が侵入する経路Ｃ（図２４を参
照）は存在しない。
【００８９】次に、第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
【００９０】しかしながら、容量素子１１４の上方に
は、絶縁性水素透過防止膜（容量素子被覆水素透過防止
膜）１１６が形成されているため、経路Ｄを通って拡散
する水素が容量素子１１４の内部に至ることはない。
は、絶縁性水素透過防止膜（容量素子被覆水素透過防止
膜）１１６が形成されているため、経路Ｄを通って拡散
する水素が容量素子１１４の内部に至ることはない。
【００９１】従来においては、経路Ｄに加えて、第２の
層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１
０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡
散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参
照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素がその
まま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが存在し
ていたため、水素が容量素子１１４の下方から容量素子
１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化するとい
う問題を有していた。
層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１
０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡
散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参
照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素がその
まま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが存在し
ていたため、水素が容量素子１１４の下方から容量素子
１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化するとい
う問題を有していた。
【００９２】しかしながら、第１の実施形態において
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に絶縁性水素透過防止
膜（層間膜被覆水素透過防止膜）１１６が形成されてい
るため、第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１
の層間絶縁膜１０６に拡散する経路Ｈは遮断されると共
に、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参照）は存在しな
い。
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に絶縁性水素透過防止
膜（層間膜被覆水素透過防止膜）１１６が形成されてい
るため、第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１
の層間絶縁膜１０６に拡散する経路Ｈは遮断されると共
に、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参照）は存在しな
い。
【００９３】また、第２の導電性プラグ１０８が形成さ
れている開口部から第１の層間絶縁膜１０６へ水素が侵
入しないため、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散し
て容量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）
も存在しない。
れている開口部から第１の層間絶縁膜１０６へ水素が侵
入しないため、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散し
て容量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）
も存在しない。
【００９４】従って、水素が容量素子１１４の下方から
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性
を有する半導体装置が得られる。
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性
を有する半導体装置が得られる。
【００９５】（第１の実施形態の第１変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置に
ついて図５を参照しながら説明する。図５は第１の実施
形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構造を示して
いる。
発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置に
ついて図５を参照しながら説明する。図５は第１の実施
形態の第１変形例に係る半導体装置の断面構造を示して
いる。
【００９６】図５に示すように、半導体基板１００の上
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
【００９７】半導体基板１００の上には、電界効果型ト
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
【００９８】第１の層間絶縁膜１０６の上における第１
の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金よりなる容
量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ
9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よ
りなる容量上部電極１１３とが順次形成されており、こ
れら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上
部電極１１３は容量素子１１４を構成している。また、
第１の層間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラ
グ１０８の上側部分には、窒化チタンアルミニウムより
なる導電性水素透過防止膜１１５が形成されている。
の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金よりなる容
量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ
9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よ
りなる容量上部電極１１３とが順次形成されており、こ
れら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上
部電極１１３は容量素子１１４を構成している。また、
第１の層間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラ
グ１０８の上側部分には、窒化チタンアルミニウムより
なる導電性水素透過防止膜１１５が形成されている。
【００９９】そして、第１の層間絶縁膜１０６の上にお
ける導電性水素透過防止膜１１５及び容量下部電極１１
１により覆われていない領域の上にはシリコン窒化膜よ
りなる層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されて
いると共に、第１の層間絶縁膜１０６の上には容量素子
１１４を覆うように酸化アルミニウムよりなる容量素子
被覆水素透過防止膜１１７が形成されている。
ける導電性水素透過防止膜１１５及び容量下部電極１１
１により覆われていない領域の上にはシリコン窒化膜よ
りなる層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されて
いると共に、第１の層間絶縁膜１０６の上には容量素子
１１４を覆うように酸化アルミニウムよりなる容量素子
被覆水素透過防止膜１１７が形成されている。
【０１００】導電性水素透過防止膜１１５及び容量素子
被覆水素透過防止膜１１７の上にはシリコン酸化膜より
なる第２の層間絶縁膜１１８が形成されており、第２の
層間絶縁膜１１８には、下端が導電性水素透過防止膜１
１５に接続された第３の導電性プラグ１１９が埋め込ま
れている。
被覆水素透過防止膜１１７の上にはシリコン酸化膜より
なる第２の層間絶縁膜１１８が形成されており、第２の
層間絶縁膜１１８には、下端が導電性水素透過防止膜１
１５に接続された第３の導電性プラグ１１９が埋め込ま
れている。
【０１０１】第２の層間絶縁膜１１８の上には、第３の
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
【０１０２】以下、第１の実施形態の第１変形例に係る
半導体装置の製造方法について、図６(a) 〜(d) 、図７
(a) 〜(d) 及び図８(a) 〜(d) を参照しながら説明す
る。
半導体装置の製造方法について、図６(a) 〜(d) 、図７
(a) 〜(d) 及び図８(a) 〜(d) を参照しながら説明す
る。
【０１０３】まず、図６(a) に示すように、周知の方法
により、半導体基板１００に、電界効果型トランジスタ
１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極１
０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散
層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導体
基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆う
ようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０６
を堆積する。
により、半導体基板１００に、電界効果型トランジスタ
１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極１
０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散
層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導体
基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆う
ようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０６
を堆積する。
【０１０４】次に、例えばＲＩＥ法により、第１の層間
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、これらの開口部にタン
グステン膜を埋め込むことにより、図６(b) に示すよう
に、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続されたタン
グステンよりなる第１の導電性プラグ１０７と、下端が
第２の不純物拡散層１０４に接続されたタングステンよ
りなる第２の導電性プラグ１０８とを形成する。
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、これらの開口部にタン
グステン膜を埋め込むことにより、図６(b) に示すよう
に、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続されたタン
グステンよりなる第１の導電性プラグ１０７と、下端が
第２の不純物拡散層１０４に接続されたタングステンよ
りなる第２の導電性プラグ１０８とを形成する。
【０１０５】次に、図６(c) に示すように、例えばスパ
ッタリング法及びＲＩＥ法により、第１の導電性プラグ
１０７の上に白金よりなる容量下部電極１１１を形成す
る。
ッタリング法及びＲＩＥ法により、第１の導電性プラグ
１０７の上に白金よりなる容量下部電極１１１を形成す
る。
【０１０６】次に、例えばスパッタリング法により、第
１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極１１１及び第２の
導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化チタンアル
ミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により窒化チ
タンアルミニウム膜をパターニングして、図６(d) に示
すように、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素
透過防止膜１１５を形成する。尚、容量下部電極１１１
と導電性水素透過防止膜１１５とはいずれを先に形成し
てもよい。
１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極１１１及び第２の
導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化チタンアル
ミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により窒化チ
タンアルミニウム膜をパターニングして、図６(d) に示
すように、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素
透過防止膜１１５を形成する。尚、容量下部電極１１１
と導電性水素透過防止膜１１５とはいずれを先に形成し
てもよい。
【０１０７】次に、図７(a) に示すように、例えばＣＶ
Ｄ法により、第１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極１
１１及び導電性水素透過防止膜１１５の上に全面に亘っ
て、シリコン窒化膜よりなる層間膜被覆水素透過防止膜
１１６Ａを堆積した後、図７(b) に示すように、例えば
ＣＭＰ法又はＲＩＥ法により、層間膜被覆水素透過防止
膜１１６Ａを平坦化して、容量下部電極１１１及び導電
性水素透過防止膜１１５を露出させる。
Ｄ法により、第１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極１
１１及び導電性水素透過防止膜１１５の上に全面に亘っ
て、シリコン窒化膜よりなる層間膜被覆水素透過防止膜
１１６Ａを堆積した後、図７(b) に示すように、例えば
ＣＭＰ法又はＲＩＥ法により、層間膜被覆水素透過防止
膜１１６Ａを平坦化して、容量下部電極１１１及び導電
性水素透過防止膜１１５を露出させる。
【０１０８】次に、図７(c) に示すように、容量下部電
極１１１の上にＳｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ
≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容量
上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中におい
て熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結晶
化させ容量素子１１４を形成する。
極１１１の上にＳｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ
≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容量
上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中におい
て熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結晶
化させ容量素子１１４を形成する。
【０１０９】次に、図７(d) に示すように、導電性水素
透過防止膜１１５、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ
及び容量素子１１４の上に全面に亘って酸化アルミニウ
ム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により、酸化アルミ
ニウム膜をパターニングして、容量素子１１４を覆う容
量素子被覆水素透過防止膜１１７を形成する。
透過防止膜１１５、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ
及び容量素子１１４の上に全面に亘って酸化アルミニウ
ム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により、酸化アルミ
ニウム膜をパターニングして、容量素子１１４を覆う容
量素子被覆水素透過防止膜１１７を形成する。
【０１１０】次に、図８(a) に示すように、例えばＣＶ
Ｄ法により、導電性水素透過防止膜１１５、層間膜被覆
水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止
膜１１７の上に全面に亘って、シリコン酸化膜よりなる
第２の層間絶縁膜１１８を堆積する。
Ｄ法により、導電性水素透過防止膜１１５、層間膜被覆
水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止
膜１１７の上に全面に亘って、シリコン酸化膜よりなる
第２の層間絶縁膜１１８を堆積する。
【０１１１】次に、図８(b) に示すように、例えばＲＩ
Ｅ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、下
端が導電性水素透過防止膜１１５に至る開口部１１９ａ
を形成する。
Ｅ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、下
端が導電性水素透過防止膜１１５に至る開口部１１９ａ
を形成する。
【０１１２】次に、例えばＣＶＤ法により、第２の層間
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図８(c) に示すように、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３の導
電性プラグ１１９を形成する。
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図８(c) に示すように、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３の導
電性プラグ１１９を形成する。
【０１１３】次に、図８(d) に示すように、第２の層間
絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上端
に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形態
の第１変形例に係る半導体装置が得られる。
絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上端
に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形態
の第１変形例に係る半導体装置が得られる。
【０１１４】第１の実施形態においては、絶縁性水素透
過防止膜１１６が層間膜被覆水素透過防止膜及び容量素
子被覆水素透過防止膜を兼ねていたが、つまり層間膜被
覆水素透過防止膜と容量素子被覆水素透過防止膜とが同
一の工程により形成されていたが、第１の実施形態の第
１変形例においては、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａと容量素子被覆水素透過防止膜１１７とは異なる工程
により形成されている。
過防止膜１１６が層間膜被覆水素透過防止膜及び容量素
子被覆水素透過防止膜を兼ねていたが、つまり層間膜被
覆水素透過防止膜と容量素子被覆水素透過防止膜とが同
一の工程により形成されていたが、第１の実施形態の第
１変形例においては、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａと容量素子被覆水素透過防止膜１１７とは異なる工程
により形成されている。
【０１１５】第１の実施形態の第１変形例においては、
第２の導電性プラグ１０８と第３の導電性プラグ１１９
との間に導電性水素透過防止膜１１５が設けられ、第１
の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過防止膜１
１６Ａが設けられ、容量素子を覆うように容量素子被覆
水素透過防止膜１１７が設けられているため、第１の実
施形態と同様、水素が容量素子１１４の下方から容量素
子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水素によ
る容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性を有す
る半導体装置が得られる。
第２の導電性プラグ１０８と第３の導電性プラグ１１９
との間に導電性水素透過防止膜１１５が設けられ、第１
の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過防止膜１
１６Ａが設けられ、容量素子を覆うように容量素子被覆
水素透過防止膜１１７が設けられているため、第１の実
施形態と同様、水素が容量素子１１４の下方から容量素
子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水素によ
る容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性を有す
る半導体装置が得られる。
【０１１６】（第１の実施形態の第２変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置に
ついて図９を参照しながら説明する。図９は第１の実施
形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構造を示して
いる。
発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置に
ついて図９を参照しながら説明する。図９は第１の実施
形態の第２変形例に係る半導体装置の断面構造を示して
いる。
【０１１７】図９に示すように、半導体基板１００の上
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形成
されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１の
不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が形
成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラン
ジスタ１０５を構成している。
【０１１８】半導体基板１００の上には、電界効果型ト
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されていると共に、第１
の層間絶縁膜の上にはシリコン窒化膜よりなる層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されている。
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されていると共に、第１
の層間絶縁膜の上にはシリコン窒化膜よりなる層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されている。
【０１１９】第１の層間絶縁膜１０６及び層間膜被覆水
素透過防止膜１１６Ａには、下端が第１の不純物拡散層
１０３に接続されたタングステンよりなる第１の導電性
プラグ１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接
続されたタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０
８とが埋め込まれている。
素透過防止膜１１６Ａには、下端が第１の不純物拡散層
１０３に接続されたタングステンよりなる第１の導電性
プラグ１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接
続されたタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０
８とが埋め込まれている。
【０１２０】層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａの上に
おける第１の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金
よりなる容量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮ
ｂX)Ｏ9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、
白金よりなる容量上部電極１１３とが順次形成されてお
り、これら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び
容量上部電極１１３は容量素子１１４を構成している。
また、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａの上における
第２の導電性プラグ１０８の上側部分には、窒化チタン
アルミニウムよりなる導電性水素透過防止膜１１５が形
成されている。
おける第１の導電性プラグ１０７の上側部分には、白金
よりなる容量下部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮ
ｂX)Ｏ9（２≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、
白金よりなる容量上部電極１１３とが順次形成されてお
り、これら容量下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び
容量上部電極１１３は容量素子１１４を構成している。
また、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａの上における
第２の導電性プラグ１０８の上側部分には、窒化チタン
アルミニウムよりなる導電性水素透過防止膜１１５が形
成されている。
【０１２１】そして、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａの上には容量素子１１４を覆うように酸化アルミニウ
ムよりなる容量素子被覆水素透過防止膜１１７が形成さ
れている。
Ａの上には容量素子１１４を覆うように酸化アルミニウ
ムよりなる容量素子被覆水素透過防止膜１１７が形成さ
れている。
【０１２２】導電性水素透過防止膜１１５、層間膜被覆
水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止
膜１１７の上にはシリコン酸化膜よりなる第２の層間絶
縁膜１１８が形成されており、第２の層間絶縁膜１１８
には、下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続された
第３の導電性プラグ１１９が埋め込まれている。
水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止
膜１１７の上にはシリコン酸化膜よりなる第２の層間絶
縁膜１１８が形成されており、第２の層間絶縁膜１１８
には、下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続された
第３の導電性プラグ１１９が埋め込まれている。
【０１２３】第２の層間絶縁膜１１８の上には、第３の
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
【０１２４】以下、第１の実施形態の第２変形例に係る
半導体装置の製造方法について、図１０(a) 〜(d) 及び
図１１(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
半導体装置の製造方法について、図１０(a) 〜(d) 及び
図１１(a) 〜(d) を参照しながら説明する。
【０１２５】まず、図１０(a) に示すように、周知の方
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積し、その後、例えばＣＶＤ法により、第１の層
間絶縁膜１０６の上にシリコン窒化膜よりなる層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａを堆積する。
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積し、その後、例えばＣＶＤ法により、第１の層
間絶縁膜１０６の上にシリコン窒化膜よりなる層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａを堆積する。
【０１２６】次に、例えばＲＩＥ法により、層間膜被覆
水素透過防止膜１１６Ａ及び第１の層間絶縁膜１０６の
所定領域に、下端が第１の不純物拡散層１０３に至る開
口部と、下端が第２の不純物拡散層１０４に至る開口部
とを形成した後、これらの開口部にタングステン膜を埋
め込むことにより、図１０(b) に示すように、下端が第
１の不純物拡散層１０３に接続されたタングステンより
なる第１の導電性プラグ１０７と、下端が第２の不純物
拡散層１０４に接続されたタングステンよりなる第２の
導電性プラグ１０８とを形成する。
水素透過防止膜１１６Ａ及び第１の層間絶縁膜１０６の
所定領域に、下端が第１の不純物拡散層１０３に至る開
口部と、下端が第２の不純物拡散層１０４に至る開口部
とを形成した後、これらの開口部にタングステン膜を埋
め込むことにより、図１０(b) に示すように、下端が第
１の不純物拡散層１０３に接続されたタングステンより
なる第１の導電性プラグ１０７と、下端が第２の不純物
拡散層１０４に接続されたタングステンよりなる第２の
導電性プラグ１０８とを形成する。
【０１２７】次に、図１０(c) に示すように、層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａの上における第１の導電性プ
ラグ１０７の上側部分に、白金よりなる容量下部電極１
１１、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）よ
りなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容量上部電極
１１３を形成する。
覆水素透過防止膜１１６Ａの上における第１の導電性プ
ラグ１０７の上側部分に、白金よりなる容量下部電極１
１１、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）よ
りなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容量上部電極
１１３を形成する。
【０１２８】次に、例えばスパッタリング法により、層
間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ、容量上部電極１１３
及び第２の導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化
チタンアルミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法に
より窒化チタンアルミニウム膜をパターニングして、第
２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防止膜１
１５を形成する。その後、酸素雰囲気中において熱処理
を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結晶化させ容
量素子１１４を形成する。尚、容量下部電極１１１、容
量絶縁膜１１２及び容量上部電極１１３と、導電性水素
透過防止膜１１５とは、いずれを先に形成してもよい。
間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ、容量上部電極１１３
及び第２の導電性プラグ１０８の上に全面に亘って窒化
チタンアルミニウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法に
より窒化チタンアルミニウム膜をパターニングして、第
２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防止膜１
１５を形成する。その後、酸素雰囲気中において熱処理
を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結晶化させ容
量素子１１４を形成する。尚、容量下部電極１１１、容
量絶縁膜１１２及び容量上部電極１１３と、導電性水素
透過防止膜１１５とは、いずれを先に形成してもよい。
【０１２９】次に、図１０(d) に示すように、導電性水
素透過防止膜１１５、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａ及び容量素子１１４の上に全面に亘って酸化アルミニ
ウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により、酸化アル
ミニウム膜をパターニングして、容量素子１１４を覆う
容量素子被覆水素透過防止膜１１７を形成する。
素透過防止膜１１５、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａ及び容量素子１１４の上に全面に亘って酸化アルミニ
ウム膜を堆積した後、例えばＲＩＥ法により、酸化アル
ミニウム膜をパターニングして、容量素子１１４を覆う
容量素子被覆水素透過防止膜１１７を形成する。
【０１３０】次に、図１１(a) に示すように、例えばＣ
ＶＤ法により、導電性水素透過防止膜１１５、層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防
止膜１１７の上に全面に亘って、シリコン酸化膜よりな
る第２の層間絶縁膜１１８を堆積する。
ＶＤ法により、導電性水素透過防止膜１１５、層間膜被
覆水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防
止膜１１７の上に全面に亘って、シリコン酸化膜よりな
る第２の層間絶縁膜１１８を堆積する。
【０１３１】次に、図１１(b) に示すように、例えばＲ
ＩＥ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に至る開口部１１９
ａを形成する。
ＩＥ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、
下端が導電性水素透過防止膜１１５に至る開口部１１９
ａを形成する。
【０１３２】次に、例えばＣＶＤ法により、第２の層間
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１１(c) に示すよう
に、下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３
の導電性プラグ１１９を形成する。
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１１(c) に示すよう
に、下端が導電性水素透過防止膜１１５に接続する第３
の導電性プラグ１１９を形成する。
【０１３３】次に、図１１(d) に示すように、第２の層
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形
態の第２変形例に係る半導体装置が得られる。
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第１の実施形
態の第２変形例に係る半導体装置が得られる。
【０１３４】第１の実施形態においては、絶縁性水素透
過防止膜１１６が層間膜被覆水素透過防止膜及び容量素
子被覆水素透過防止膜を兼ねていたが、つまり層間膜被
覆水素透過防止膜と容量素子被覆水素透過防止膜とが同
一の工程により形成されていたが、第１の実施形態の第
２変形例においては、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａと容量素子被覆水素透過防止膜１１７とは異なる工程
により形成されている。
過防止膜１１６が層間膜被覆水素透過防止膜及び容量素
子被覆水素透過防止膜を兼ねていたが、つまり層間膜被
覆水素透過防止膜と容量素子被覆水素透過防止膜とが同
一の工程により形成されていたが、第１の実施形態の第
２変形例においては、層間膜被覆水素透過防止膜１１６
Ａと容量素子被覆水素透過防止膜１１７とは異なる工程
により形成されている。
【０１３５】第１の実施形態の第２変形例においては、
第２の導電性プラグ１０８と第３の導電性プラグ１１９
との間に導電性水素透過防止膜１１５が設けられ、第１
の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過防止膜１
１６Ａが設けられ、容量素子を覆うように容量素子被覆
水素透過防止膜１１７が設けられているため、第１の実
施形態と同様、水素が容量素子１１４の下方から容量素
子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水素によ
る容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性を有す
る半導体装置が得られる。
第２の導電性プラグ１０８と第３の導電性プラグ１１９
との間に導電性水素透過防止膜１１５が設けられ、第１
の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過防止膜１
１６Ａが設けられ、容量素子を覆うように容量素子被覆
水素透過防止膜１１７が設けられているため、第１の実
施形態と同様、水素が容量素子１１４の下方から容量素
子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水素によ
る容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性を有す
る半導体装置が得られる。
【０１３６】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る半導体装置について図１２を参照しなが
ら説明する。図１２は第２の実施形態に係る半導体装置
の断面構造を示している。
実施形態に係る半導体装置について図１２を参照しなが
ら説明する。図１２は第２の実施形態に係る半導体装置
の断面構造を示している。
【０１３７】図１２に示すように、半導体基板１００の
上にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形
成されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１
の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が
形成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電
極１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物
拡散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラ
ンジスタ１０５を構成している。
上にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形
成されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１
の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が
形成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電
極１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物
拡散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラ
ンジスタ１０５を構成している。
【０１３８】半導体基板１００の上には、電界効果型ト
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
【０１３９】第１の層間絶縁膜１０６の上における第１
の導電性プラグ１０７の上側部分には、窒化チタンアル
ミニウムよりなる導電膜１０９と、白金よりなる容量下
部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9（２≧
Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よりなる容
量上部電極１１３とが順次形成されており、これら容量
下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上部電極１
１３は容量素子１１４を構成している。また、第１の層
間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラグ１０８
の上側部分には、窒化チタンアルミニウムよりなる導電
性水素透過防止膜１１５と、白金よりなる金属膜１１０
とが順次形成されている。
の導電性プラグ１０７の上側部分には、窒化チタンアル
ミニウムよりなる導電膜１０９と、白金よりなる容量下
部電極１１１と、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9（２≧
Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２と、白金よりなる容
量上部電極１１３とが順次形成されており、これら容量
下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上部電極１
１３は容量素子１１４を構成している。また、第１の層
間絶縁膜１０６の上における第２の導電性プラグ１０８
の上側部分には、窒化チタンアルミニウムよりなる導電
性水素透過防止膜１１５と、白金よりなる金属膜１１０
とが順次形成されている。
【０１４０】容量素子１１４、金属膜１１０及び第１の
層間絶縁膜１０６を覆うように酸化アルミニウムよりな
る絶縁性水素透過防止膜１１６が形成されている。尚、
絶縁性水素透過防止膜１１６における容量素子１１４を
覆っている部分は容量素子被覆水素透過防止膜を構成し
ていると共に、絶縁性水素透過防止膜１１６における第
１の層間絶縁膜１０６を覆っている部分は層間膜被覆水
素透過防止膜を構成している。
層間絶縁膜１０６を覆うように酸化アルミニウムよりな
る絶縁性水素透過防止膜１１６が形成されている。尚、
絶縁性水素透過防止膜１１６における容量素子１１４を
覆っている部分は容量素子被覆水素透過防止膜を構成し
ていると共に、絶縁性水素透過防止膜１１６における第
１の層間絶縁膜１０６を覆っている部分は層間膜被覆水
素透過防止膜を構成している。
【０１４１】絶縁性水素透過防止膜１１６の上にはシリ
コン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１１８が形成され
ており、第２の層間絶縁膜１１８には、下端が金属膜１
１０に接続された第３の導電性プラグ１１９が埋め込ま
れている。尚、第３の導電性プラグ１１９の下端部は絶
縁性水素透過防止膜１１６を貫通して金属膜１１０に接
続されている。
コン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１１８が形成され
ており、第２の層間絶縁膜１１８には、下端が金属膜１
１０に接続された第３の導電性プラグ１１９が埋め込ま
れている。尚、第３の導電性プラグ１１９の下端部は絶
縁性水素透過防止膜１１６を貫通して金属膜１１０に接
続されている。
【０１４２】第２の層間絶縁膜１１８の上には、第３の
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
【０１４３】以下、第２の実施形態に係る半導体装置の
製造方法について、図１３(a) 〜(d) 及び図１４(a) 〜
(d) を参照しながら説明する。
製造方法について、図１３(a) 〜(d) 及び図１４(a) 〜
(d) を参照しながら説明する。
【０１４４】まず、図１３(a) に示すように、周知の方
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積する。
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積する。
【０１４５】次に、例えばＲＩＥ法により、第１の層間
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、例えばＣＶＤ法及びＣ
ＭＰ法により、これらの開口部にタングステン膜を埋め
込むことにより、図１３(b) に示すように、下端が第１
の不純物拡散層１０３に接続されたタングステンよりな
る第１の導電性プラグ１０７と、下端が第２の不純物拡
散層１０４に接続されたタングステンよりなる第２の導
電性プラグ１０８とを形成する。
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、例えばＣＶＤ法及びＣ
ＭＰ法により、これらの開口部にタングステン膜を埋め
込むことにより、図１３(b) に示すように、下端が第１
の不純物拡散層１０３に接続されたタングステンよりな
る第１の導電性プラグ１０７と、下端が第２の不純物拡
散層１０４に接続されたタングステンよりなる第２の導
電性プラグ１０８とを形成する。
【０１４６】次に、図１３(c) に示すように、例えばス
パッタリング法により、第１の層間絶縁膜１０６、第１
の導電性プラグ１０７及び第２の導電性プラグ１０８の
上に全面に亘って窒化チタンアルミニウム及び白金膜を
順次堆積した後、例えばＲＩＥ法により、これら窒化チ
タンアルミニウム及び白金膜をパターニングして、第１
の導電性プラグ１０７の上に、窒化チタンアルミニウム
膜よりなる導電膜１０９及び白金膜よりなる容量下部電
極１１１を形成すると共に、第２の導電性プラグ１０８
の上に、窒化チタンアルミニウム膜よりなる導電性水素
透過防止膜１１５及び白金膜よりなる金属膜１１０を形
成する。
パッタリング法により、第１の層間絶縁膜１０６、第１
の導電性プラグ１０７及び第２の導電性プラグ１０８の
上に全面に亘って窒化チタンアルミニウム及び白金膜を
順次堆積した後、例えばＲＩＥ法により、これら窒化チ
タンアルミニウム及び白金膜をパターニングして、第１
の導電性プラグ１０７の上に、窒化チタンアルミニウム
膜よりなる導電膜１０９及び白金膜よりなる容量下部電
極１１１を形成すると共に、第２の導電性プラグ１０８
の上に、窒化チタンアルミニウム膜よりなる導電性水素
透過防止膜１１５及び白金膜よりなる金属膜１１０を形
成する。
【０１４７】次に、図１３(d) に示すように、容量下部
電極１１１の上に、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２
≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる
容量上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中に
おいて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を
結晶化させて容量素子１１４を形成する。
電極１１１の上に、Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２
≧Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる
容量上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中に
おいて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を
結晶化させて容量素子１１４を形成する。
【０１４８】次に、図１４(a) に示すように、例えばス
パッタリング法又はＣＶＤ法により、第１の層間絶縁膜
１０６、容量素子１１４及び金属膜１１０の上に全面に
亘って、酸化アルミニウムよりなる絶縁性水素透過防止
膜１１６とシリコン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１
１８とを順次堆積する。
パッタリング法又はＣＶＤ法により、第１の層間絶縁膜
１０６、容量素子１１４及び金属膜１１０の上に全面に
亘って、酸化アルミニウムよりなる絶縁性水素透過防止
膜１１６とシリコン酸化膜よりなる第２の層間絶縁膜１
１８とを順次堆積する。
【０１４９】次に、図１４(b) に示すように、例えばＲ
ＩＥ法により、絶縁性水素透過防止膜１１６及び第２の
層間絶縁膜１１８の所定領域に、下端が金属膜１１０に
至る開口部１１９ａを形成する。
ＩＥ法により、絶縁性水素透過防止膜１１６及び第２の
層間絶縁膜１１８の所定領域に、下端が金属膜１１０に
至る開口部１１９ａを形成する。
【０１５０】次に、例えばＣＶＤ法により、第２の層間
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１４(c) に示すよう
に、下端が金属膜１１０に接続する第３の導電性プラグ
１１９を形成する。
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１４(c) に示すよう
に、下端が金属膜１１０に接続する第３の導電性プラグ
１１９を形成する。
【０１５１】次に、図１４(d) に示すように、第２の層
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第２の実施形
態に係る半導体装置が得られる。
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第２の実施形
態に係る半導体装置が得られる。
【０１５２】以下、第２の実施形態に係る半導体装置及
びその製造方法の効果について、図１５を参照しながら
説明する。
びその製造方法の効果について、図１５を参照しながら
説明する。
【０１５３】図１５は、図１４(b) 及び(c) に示す工
程、つまり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１
９ａにタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中で
の処理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路
を示している。
程、つまり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１
９ａにタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中で
の処理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路
を示している。
【０１５４】まず、水素の侵入経路としては、従来の半
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
【０１５５】従来においては、経路Ａ及び経路Ｂに加え
て、第２の導電性プラグ１０８が形成される開口部から
第１の層間絶縁膜１０６の内部に侵入する経路Ｃ（図２
４を参照）が存在していた。
て、第２の導電性プラグ１０８が形成される開口部から
第１の層間絶縁膜１０６の内部に侵入する経路Ｃ（図２
４を参照）が存在していた。
【０１５６】しかしながら、第２の実施形態において
は、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防
止膜１１５が形成されているため、第３の導電性プラグ
１１９が形成される開口部１１９ａから第２の導電性プ
ラグ１０８の内部への水素の侵入経路Ｇは遮断される。
は、第２の導電性プラグ１０８の上に導電性水素透過防
止膜１１５が形成されているため、第３の導電性プラグ
１１９が形成される開口部１１９ａから第２の導電性プ
ラグ１０８の内部への水素の侵入経路Ｇは遮断される。
【０１５７】従って、第２の実施形態によると、第２の
導電性プラグ１０８が形成されている開口部から第１の
層間絶縁膜１０６に水素が侵入する経路Ｃ（図２４を参
照）は存在しない。
導電性プラグ１０８が形成されている開口部から第１の
層間絶縁膜１０６に水素が侵入する経路Ｃ（図２４を参
照）は存在しない。
【０１５８】次に、第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
【０１５９】しかしながら、容量素子１１４の上方に
は、絶縁性水素透過防止膜（容量素子被覆水素透過防止
膜）１１６が形成されているため、経路Ｄを通って拡散
する水素が容量素子１１４の内部に至ることはない。
は、絶縁性水素透過防止膜（容量素子被覆水素透過防止
膜）１１６が形成されているため、経路Ｄを通って拡散
する水素が容量素子１１４の内部に至ることはない。
【０１６０】また、従来においては、経路Ｄに加えて、
第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶
縁膜１０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内
部を拡散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２
４を参照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素
がそのまま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容
量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが
存在していたため、水素が容量素子１１４の下方から容
量素子１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化す
るという問題を有していた。
第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶
縁膜１０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内
部を拡散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２
４を参照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素
がそのまま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容
量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが
存在していたため、水素が容量素子１１４の下方から容
量素子１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化す
るという問題を有していた。
【０１６１】しかしながら、第２の実施形態において
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に絶縁性水素透過防止
膜（層間膜被覆水素透過防止膜）１１６が形成されてい
るため、第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１
の層間絶縁膜１０６に拡散する経路Ｈは遮断されると共
に、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参照）は存在しな
い。
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に絶縁性水素透過防止
膜（層間膜被覆水素透過防止膜）１１６が形成されてい
るため、第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１
の層間絶縁膜１０６に拡散する経路Ｈは遮断されると共
に、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参照）は存在しな
い。
【０１６２】また、第２の導電性プラグ１０８が形成さ
れている開口部から第１の層間絶縁膜１０６へ水素が侵
入しないため、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散し
て容量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）
も存在しない。
れている開口部から第１の層間絶縁膜１０６へ水素が侵
入しないため、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散し
て容量素子１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）
も存在しない。
【０１６３】従って、水素が容量素子１１４の下方から
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性
を有する半導体装置が得られる。
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子の特性劣化が防止されて、優れた特性
を有する半導体装置が得られる。
【０１６４】ところで、第１の実施形態においては、容
量下部電極１１１と導電性水素透過防止膜１１５とを別
個にパターニングする必要があったが、第２の実施形態
においては、第１の層間絶縁膜１０６、第１の導電性プ
ラグ１０７及び第２の導電性プラグ１０８の上に堆積さ
れている、窒化チタンアルミニウム（下層）及び白金膜
（上層）よりなる積層膜をパターニングして、窒化チタ
ンアルミニウム膜よりなる導電膜１０９及び白金膜より
なる容量下部電極１１１と、窒化チタンアルミニウム膜
よりなる導電性水素透過防止膜１１５及び白金膜よりな
る金属膜１１０を形成することができるので、製造工程
を簡略化することができる。
量下部電極１１１と導電性水素透過防止膜１１５とを別
個にパターニングする必要があったが、第２の実施形態
においては、第１の層間絶縁膜１０６、第１の導電性プ
ラグ１０７及び第２の導電性プラグ１０８の上に堆積さ
れている、窒化チタンアルミニウム（下層）及び白金膜
（上層）よりなる積層膜をパターニングして、窒化チタ
ンアルミニウム膜よりなる導電膜１０９及び白金膜より
なる容量下部電極１１１と、窒化チタンアルミニウム膜
よりなる導電性水素透過防止膜１１５及び白金膜よりな
る金属膜１１０を形成することができるので、製造工程
を簡略化することができる。
【０１６５】尚、第２の実施形態においては、第１の実
施形態における容量下部電極１１１の下に導電膜１０９
を形成すると共に、第１の実施形態における導電性水素
透過防止膜１１５の上に金属膜１１０を形成したが、第
１の実施形態の第１又は第２の変形例における容量下部
電極１１１の下に導電膜１０９を形成すると共に、第１
の実施形態の第１又は第２の変形例における導電性水素
透過防止膜１１５の上に金属膜１１０を形成してもよ
い。
施形態における容量下部電極１１１の下に導電膜１０９
を形成すると共に、第１の実施形態における導電性水素
透過防止膜１１５の上に金属膜１１０を形成したが、第
１の実施形態の第１又は第２の変形例における容量下部
電極１１１の下に導電膜１０９を形成すると共に、第１
の実施形態の第１又は第２の変形例における導電性水素
透過防止膜１１５の上に金属膜１１０を形成してもよ
い。
【０１６６】また、第２の実施形態においては、導電性
水素透過防止膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全
に防止できる最小の膜厚よりも厚いが、これに代えて、
導電性水素透過防止膜１１５の膜厚を、水素の透過をほ
ぼ完全に防止できる最小の膜厚よりも薄く、且つ水素の
透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚の２分の１以上
に設定してもよい。
水素透過防止膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全
に防止できる最小の膜厚よりも厚いが、これに代えて、
導電性水素透過防止膜１１５の膜厚を、水素の透過をほ
ぼ完全に防止できる最小の膜厚よりも薄く、且つ水素の
透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚の２分の１以上
に設定してもよい。
【０１６７】このようにすると、容量下部電極１１１の
下には、導電性水素透過防止膜１１５と同じ工程で形成
され水素透過防止機能を有する導電膜１０９が設けられ
ているため、導電性水素透過防止膜（第１の導電性水素
透過防止膜）１１５と導電膜１０９（第２の導電性水素
透過防止膜）とは、協同して第３の導電性プラグ１１９
が形成される開口部１１９ａから進入している水素が容
量素子１１４に至ることを防止する。
下には、導電性水素透過防止膜１１５と同じ工程で形成
され水素透過防止機能を有する導電膜１０９が設けられ
ているため、導電性水素透過防止膜（第１の導電性水素
透過防止膜）１１５と導電膜１０９（第２の導電性水素
透過防止膜）とは、協同して第３の導電性プラグ１１９
が形成される開口部１１９ａから進入している水素が容
量素子１１４に至ることを防止する。
【０１６８】また、導電性水素透過防止膜（第１の導電
性水素透過防止膜）１１５は、第３の導電性プラグ１１
９が形成される開口部１１９ａから進入してくる水素が
電界効果型トランジスタ１０５に至ることを許容する。
性水素透過防止膜）１１５は、第３の導電性プラグ１１
９が形成される開口部１１９ａから進入してくる水素が
電界効果型トランジスタ１０５に至ることを許容する。
【０１６９】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る半導体装置について図１６を参照しなが
ら説明する。図１６は第３の実施形態に係る半導体装置
の断面構造を示している。
実施形態に係る半導体装置について図１６を参照しなが
ら説明する。図１６は第３の実施形態に係る半導体装置
の断面構造を示している。
【０１７０】図１６に示すように、半導体基板１００の
上にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形
成されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１
の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が
形成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電
極１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物
拡散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラ
ンジスタ１０５を構成している。
上にゲート絶縁膜１０１を介してゲート電極１０２が形
成されていると共に、半導体基板１００の表面部に第１
の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡散層１０４が
形成されており、これらゲート絶縁膜１０１、ゲート電
極１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物
拡散層１０４は半導体能動素子としての電界効果型トラ
ンジスタ１０５を構成している。
【０１７１】半導体基板１００の上には、電界効果型ト
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
ランジスタ１０５を覆うようにシリコン酸化膜よりなる
第１の層間絶縁膜１０６が形成されており、該第１の層
間絶縁膜１０６には、下端が第１の不純物拡散層１０３
に接続されたタングステンよりなる第１の導電性プラグ
１０７と、下端が第２の不純物拡散層１０４に接続され
たタングステンよりなる第２の導電性プラグ１０８とが
埋め込まれている。
【０１７２】第１の層間絶縁膜１０６の上における第１
の導電性プラグ１０７の上側部分には、窒化チタンアル
ミニウムよりなる導電膜（第２の導電性水素透過防止
膜）１０９と、白金よりなる容量下部電極１１１と、Ｓ
ｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9（２≧Ｘ≧０）よりなる容
量絶縁膜１１２と、白金よりなる容量上部電極１１３と
が順次形成されており、これら容量下部電極１１１、容
量絶縁膜１１２及び容量上部電極１１３は容量素子１１
４を構成している。また、第１の層間絶縁膜１０６の上
における第２の導電性プラグ１０８の上側部分には、窒
化チタンアルミニウムよりなる導電性水素透過防止膜
（第１の導電性水素透過防止膜）１１５と、白金よりな
る金属膜１１０とが順次形成されている。
の導電性プラグ１０７の上側部分には、窒化チタンアル
ミニウムよりなる導電膜（第２の導電性水素透過防止
膜）１０９と、白金よりなる容量下部電極１１１と、Ｓ
ｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9（２≧Ｘ≧０）よりなる容
量絶縁膜１１２と、白金よりなる容量上部電極１１３と
が順次形成されており、これら容量下部電極１１１、容
量絶縁膜１１２及び容量上部電極１１３は容量素子１１
４を構成している。また、第１の層間絶縁膜１０６の上
における第２の導電性プラグ１０８の上側部分には、窒
化チタンアルミニウムよりなる導電性水素透過防止膜
（第１の導電性水素透過防止膜）１１５と、白金よりな
る金属膜１１０とが順次形成されている。
【０１７３】そして、第１の層間絶縁膜１０６の上にお
ける導電性水素透過防止膜１１５及び導電膜１０９によ
り覆われていない領域の上にはシリコン窒化膜よりなる
層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されていると
共に、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａの上には容量
素子１１４を覆うように酸化アルミニウムよりなる容量
素子被覆水素透過防止膜１１７が形成されている。
ける導電性水素透過防止膜１１５及び導電膜１０９によ
り覆われていない領域の上にはシリコン窒化膜よりなる
層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａが形成されていると
共に、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａの上には容量
素子１１４を覆うように酸化アルミニウムよりなる容量
素子被覆水素透過防止膜１１７が形成されている。
【０１７４】金属膜１１０及び容量素子被覆水素透過防
止膜１１７の上にはシリコン酸化膜よりなる第２の層間
絶縁膜１１８が形成されており、第２の層間絶縁膜１１
８には、下端が金属膜１１０に接続された第３の導電性
プラグ１１９が埋め込まれている。
止膜１１７の上にはシリコン酸化膜よりなる第２の層間
絶縁膜１１８が形成されており、第２の層間絶縁膜１１
８には、下端が金属膜１１０に接続された第３の導電性
プラグ１１９が埋め込まれている。
【０１７５】第２の層間絶縁膜１１８の上には、第３の
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
導電性プラグ１１９の上端に接続された配線層１２０が
形成されている。
【０１７６】第３の実施形態においては、導電性水素透
過防止膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に防止
できる最小の膜厚よりも薄く、且つ水素の透過をほぼ完
全に防止できる最小の膜厚の２分の１以上に設定されて
いると共に、容量下部電極１１１の下には水素透過防止
機能を有する窒化チタンアルミニウムよりなる導電膜１
０９が設けられている。
過防止膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に防止
できる最小の膜厚よりも薄く、且つ水素の透過をほぼ完
全に防止できる最小の膜厚の２分の１以上に設定されて
いると共に、容量下部電極１１１の下には水素透過防止
機能を有する窒化チタンアルミニウムよりなる導電膜１
０９が設けられている。
【０１７７】従って、導電性水素透過防止膜（第１の導
電性水素透過防止膜）１１５と導電膜１０９（第２の導
電性水素透過防止膜）とは、協同して第３の導電性プラ
グ１１９が形成される開口部１１９ａから進入している
水素が容量素子１１４に至ることを防止する。
電性水素透過防止膜）１１５と導電膜１０９（第２の導
電性水素透過防止膜）とは、協同して第３の導電性プラ
グ１１９が形成される開口部１１９ａから進入している
水素が容量素子１１４に至ることを防止する。
【０１７８】また、導電性水素透過防止膜（第１の導電
性水素透過防止膜）１１５は、第３の導電性プラグ１１
９が形成される開口部１１９ａから進入してくる水素が
電界効果型トランジスタ１０５に至ることを許容する。
性水素透過防止膜）１１５は、第３の導電性プラグ１１
９が形成される開口部１１９ａから進入してくる水素が
電界効果型トランジスタ１０５に至ることを許容する。
【０１７９】以下、第３の実施形態に係る半導体装置の
製造方法について、図１７(a) 〜(d) 、図１８(a) 〜
(d) 及び図１９(a) 〜(c) を参照しながら説明する。
製造方法について、図１７(a) 〜(d) 、図１８(a) 〜
(d) 及び図１９(a) 〜(c) を参照しながら説明する。
【０１８０】まず、図１７(a) に示すように、周知の方
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積する。
法により、半導体基板１００に、電界効果型トランジス
タ１０５を構成する、ゲート絶縁膜１０１、ゲート電極
１０２、第１の不純物拡散層１０３及び第２の不純物拡
散層１０４を形成した後、例えばＣＶＤ法により、半導
体基板１００の上に電界効果型トランジスタ１０５を覆
うようにシリコン酸化膜よりなる第１の層間絶縁膜１０
６を堆積する。
【０１８１】次に、例えばＲＩＥ法により、第１の層間
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、これらの開口部にタン
グステン膜を埋め込むことにより、図１７(b) に示すよ
うに、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続されたタ
ングステンよりなる第１の導電性プラグ１０７と、下端
が第２の不純物拡散層１０４に接続されたタングステン
よりなる第２の導電性プラグ１０８とを形成する。
絶縁膜１０６の所定領域に、下端が第１の不純物拡散層
１０３に至る開口部と、下端が第２の不純物拡散層１０
４に至る開口部とを形成した後、これらの開口部にタン
グステン膜を埋め込むことにより、図１７(b) に示すよ
うに、下端が第１の不純物拡散層１０３に接続されたタ
ングステンよりなる第１の導電性プラグ１０７と、下端
が第２の不純物拡散層１０４に接続されたタングステン
よりなる第２の導電性プラグ１０８とを形成する。
【０１８２】次に、図１７(c) に示すように、例えばス
パッタリング法により、第１の導電性プラグ１０７、第
２の導電性プラグ１０８及び第１の層間絶縁膜１０６の
上に全面に亘って、窒化チタンアルミニウム膜及び白金
膜を順次堆積した後、例えばＲＩＥ法により、白金膜及
び窒化チタンアルミニウム膜をパターニングして、第１
の導電性プラグ１０７の上に、窒化チタンアルミニウム
膜よりなる導電膜１０９及び白金膜よりなる容量下部電
極１１１を形成すると共に、第２の導電性プラグ１０８
の上に、窒化チタンアルミニウム膜よりなる導電性水素
透過防止膜１１５及び白金膜よりなる金属膜１１０を形
成する。尚、導電性水素透過防止膜１１５及び導電膜１
０９となる窒化チタンアルミニウム膜の膜厚は、水素の
透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚よりも薄く、且
つ水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚の２分
の１以上に設定されている。
パッタリング法により、第１の導電性プラグ１０７、第
２の導電性プラグ１０８及び第１の層間絶縁膜１０６の
上に全面に亘って、窒化チタンアルミニウム膜及び白金
膜を順次堆積した後、例えばＲＩＥ法により、白金膜及
び窒化チタンアルミニウム膜をパターニングして、第１
の導電性プラグ１０７の上に、窒化チタンアルミニウム
膜よりなる導電膜１０９及び白金膜よりなる容量下部電
極１１１を形成すると共に、第２の導電性プラグ１０８
の上に、窒化チタンアルミニウム膜よりなる導電性水素
透過防止膜１１５及び白金膜よりなる金属膜１１０を形
成する。尚、導電性水素透過防止膜１１５及び導電膜１
０９となる窒化チタンアルミニウム膜の膜厚は、水素の
透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚よりも薄く、且
つ水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚の２分
の１以上に設定されている。
【０１８３】次に、図１７(d) に示すように、例えばＣ
ＶＤ法により、第１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極
１１１及び金属膜１１０の上に全面に亘って、シリコン
窒化膜よりなる層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａを堆
積した後、図１８(a) に示すように、例えばＣＭＰ法又
はＲＩＥ法により、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ
を平坦化して、容量下部電極１１１及び金属膜１１０を
露出させる。
ＶＤ法により、第１の層間絶縁膜１０６、容量下部電極
１１１及び金属膜１１０の上に全面に亘って、シリコン
窒化膜よりなる層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａを堆
積した後、図１８(a) に示すように、例えばＣＭＰ法又
はＲＩＥ法により、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ
を平坦化して、容量下部電極１１１及び金属膜１１０を
露出させる。
【０１８４】次に、図１８(b) に示すように、容量下部
電極１１１の上にＳｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2 -XＮｂX)Ｏ9 （２≧
Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容
量上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中にお
いて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結
晶化させ容量素子１１４を形成する。
電極１１１の上にＳｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2 -XＮｂX)Ｏ9 （２≧
Ｘ≧０）よりなる容量絶縁膜１１２及び白金よりなる容
量上部電極１１３を順次形成した後、酸素雰囲気中にお
いて熱処理を行なうことにより、容量絶縁膜１１２を結
晶化させ容量素子１１４を形成する。
【０１８５】次に、図１８(c) に示すように、金属膜１
１０、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子
１１４の上に全面に亘って酸化アルミニウム膜を堆積し
た後、例えばＲＩＥ法により、酸化アルミニウム膜をパ
ターニングして、容量素子１１４を覆う容量素子被覆水
素透過防止膜１１７を形成する。
１０、層間膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ及び容量素子
１１４の上に全面に亘って酸化アルミニウム膜を堆積し
た後、例えばＲＩＥ法により、酸化アルミニウム膜をパ
ターニングして、容量素子１１４を覆う容量素子被覆水
素透過防止膜１１７を形成する。
【０１８６】次に、図１８(d) に示すように、例えばＣ
ＶＤ法により、金属膜１１０、層間膜被覆水素透過防止
膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止膜１１７の上
に全面に亘って、シリコン酸化膜よりなる第２の層間絶
縁膜１１８を堆積する。
ＶＤ法により、金属膜１１０、層間膜被覆水素透過防止
膜１１６Ａ及び容量素子被覆水素透過防止膜１１７の上
に全面に亘って、シリコン酸化膜よりなる第２の層間絶
縁膜１１８を堆積する。
【０１８７】次に、図１９(a) に示すように、例えばＲ
ＩＥ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、
下端が金属膜１１０に至る開口部１１９ａを形成する。
ＩＥ法により、第２の層間絶縁膜１１８の所定領域に、
下端が金属膜１１０に至る開口部１１９ａを形成する。
【０１８８】次に、例えばＣＶＤ法により、第２の層間
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１９(b) に示すよう
に、下端が金属膜１１０に接続する第３の導電性プラグ
１１９を形成する。
絶縁膜１１８の上にタングステン膜を開口部１１９ａが
充填されるように堆積した後、例えばＣＭＰ法により、
タングステン膜における第２の層間絶縁膜１１８の上に
露出している部分を除去して、図１９(b) に示すよう
に、下端が金属膜１１０に接続する第３の導電性プラグ
１１９を形成する。
【０１８９】次に、図１９(c) に示すように、第２の層
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第２の実施形
態に係る半導体装置が得られる。
間絶縁膜１１８の上に、第３の導電性プラグ１１９の上
端に接続する配線層１２０を形成すると、第２の実施形
態に係る半導体装置が得られる。
【０１９０】以下、第３の実施形態に係る半導体装置及
びその製造方法の効果について、図２０を参照しながら
説明する。
びその製造方法の効果について、図２０を参照しながら
説明する。
【０１９１】図２０は、図１９(a) 及び(b) に示す工
程、つまり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１
９ａにタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中で
の処理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路
を示している。
程、つまり、容量素子１１４を形成した後に開口部１１
９ａにタングステン膜を埋め込むための水素雰囲気中で
の処理工程における水素の主たる侵入経路及び拡散経路
を示している。
【０１９２】まず、水素の侵入経路としては、従来の半
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
導体装置及びその製造方法と同様、第２の層間絶縁膜１
１８の上面から第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入す
る経路Ａと、第３の導電性プラグ１１９が形成される開
口部１１９ａから第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵入
する経路Ｂとが存在する。
【０１９３】第３の実施形態においては、第２の導電性
プラグ１０８の上に形成されている導電性水素透過防止
膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に防止できる
最小の膜厚よりも薄いため、水素は、第３の導電性プラ
グ１１９が形成される開口部１１９ａから導電性水素透
過防止膜１１５を通過して第２の導電性プラグ１０８の
内部に侵入するので、水素が第２の導電性プラグ１０８
を通過して第１の層間絶縁膜１０６に侵入する経路Ｃが
存在する。
プラグ１０８の上に形成されている導電性水素透過防止
膜１１５の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に防止できる
最小の膜厚よりも薄いため、水素は、第３の導電性プラ
グ１１９が形成される開口部１１９ａから導電性水素透
過防止膜１１５を通過して第２の導電性プラグ１０８の
内部に侵入するので、水素が第２の導電性プラグ１０８
を通過して第１の層間絶縁膜１０６に侵入する経路Ｃが
存在する。
【０１９４】次に、第２の層間絶縁膜１１８の内部に侵
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
入した水素の拡散経路としては、従来と同様、経路Ａ又
は経路Ｂを経て第２の層間絶縁膜１１８に侵入した水素
が、そのまま第２の層間絶縁膜１１８の内部を拡散して
容量素子１１４の上方に至る経路Ｄが存在する。
【０１９５】しかしながら、容量素子１１４の上方に
は、容量素子被覆水素透過防止膜１１７が形成されてい
るため、経路Ｄを通って拡散する水素が容量素子１１４
の内部に至ることはない。
は、容量素子被覆水素透過防止膜１１７が形成されてい
るため、経路Ｄを通って拡散する水素が容量素子１１４
の内部に至ることはない。
【０１９６】従来においては、経路Ｄに加えて、第２の
層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１
０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡
散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参
照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素がその
まま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが存在し
ていたため、水素が容量素子１１４の下方から容量素子
１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化するとい
う問題を有していた。
層間絶縁膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１
０６に拡散した後、第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡
散して容量素子１１４の下方に至る経路Ｅ（図２４を参
照）と、第１の層間絶縁膜１０６に侵入した水素がその
まま第１の層間絶縁膜１０６の内部を拡散して容量素子
１１４の下方に至る経路Ｆ（図２４を参照）とが存在し
ていたため、水素が容量素子１１４の下方から容量素子
１１４の内部に到達して、容量素子特性が劣化するとい
う問題を有していた。
【０１９７】しかしながら、第３の実施形態において
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過
防止膜１１６Ａが形成されているため、第２の層間絶縁
膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１０６に拡
散する経路Ｈは遮断されると共に、第１の層間絶縁膜１
０６の内部を拡散して容量素子１１４の下方に至る経路
Ｅ（図２４を参照）は存在しない。
は、第１の層間絶縁膜１０６の上に層間膜被覆水素透過
防止膜１１６Ａが形成されているため、第２の層間絶縁
膜１１８に侵入した水素が第１の層間絶縁膜１０６に拡
散する経路Ｈは遮断されると共に、第１の層間絶縁膜１
０６の内部を拡散して容量素子１１４の下方に至る経路
Ｅ（図２４を参照）は存在しない。
【０１９８】ところで、前述のように、水素が第２の導
電性プラグ１０８を通過して第１の層間絶縁膜１０６に
侵入する経路Ｃが存在するので、該水素が第１の層間絶
縁膜１０６の内部を拡散して容量素子１１４の下方に至
る経路Ｆが存在する。
電性プラグ１０８を通過して第１の層間絶縁膜１０６に
侵入する経路Ｃが存在するので、該水素が第１の層間絶
縁膜１０６の内部を拡散して容量素子１１４の下方に至
る経路Ｆが存在する。
【０１９９】しかしながら、導電性水素透過防止膜１１
５及び導電膜１０９の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に
防止できる最小の膜厚の２分の１以上に設定されている
ため、導電性水素透過防止膜１１５と導電膜１０９とは
協同して水素の透過をほぼ完全に防止できるので、経路
Ｆを通って容量素子１１４の下方に到達した水素は、導
電膜１０９によりほぼ完全に阻止されて、容量素子１１
４の内部に至ることはない。
５及び導電膜１０９の膜厚は、水素の透過をほぼ完全に
防止できる最小の膜厚の２分の１以上に設定されている
ため、導電性水素透過防止膜１１５と導電膜１０９とは
協同して水素の透過をほぼ完全に防止できるので、経路
Ｆを通って容量素子１１４の下方に到達した水素は、導
電膜１０９によりほぼ完全に阻止されて、容量素子１１
４の内部に至ることはない。
【０２００】従って、水素が容量素子１１４の下方から
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子１１４の特性劣化が防止されて、優れ
た特性を有する半導体装置が得られる。
容量素子１１４の内部に至る事態が防止されるので、水
素による容量素子１１４の特性劣化が防止されて、優れ
た特性を有する半導体装置が得られる。
【０２０１】ところで、導電性水素透過防止膜１１５の
膜厚が、水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚
以上である場合には、配線層１２０を形成した後に電界
効果トランジスタ１０５の特性回復を目的として水素雰
囲気中での熱処理を行なった際に、水素が導電性水素透
過防止膜１１５に遮断されて第１の層間絶縁膜１０６の
内部に侵入しないため、水素が電界効果トランジスタ１
０５に供給されないので、電界効果型トランジスタ１０
５の特性の回復が困難になる。
膜厚が、水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚
以上である場合には、配線層１２０を形成した後に電界
効果トランジスタ１０５の特性回復を目的として水素雰
囲気中での熱処理を行なった際に、水素が導電性水素透
過防止膜１１５に遮断されて第１の層間絶縁膜１０６の
内部に侵入しないため、水素が電界効果トランジスタ１
０５に供給されないので、電界効果型トランジスタ１０
５の特性の回復が困難になる。
【０２０２】しかしながら、第３の実施形態において
は、前述のように、導電性水素透過防止膜１１５の膜厚
が、水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚より
も薄いため、水素が第２の導電性プラグ１０８を通過し
て第１の層間絶縁膜１０６に侵入する経路Ｃが存在する
ので、電界効果トランジスタ１０５の特性回復を目的と
して水素雰囲気中での熱処理を行なった際に、水素が電
界効果トランジスタ１０５に供給されて、電界効果型ト
ランジスタ１０５の特性を回復させることができる。
は、前述のように、導電性水素透過防止膜１１５の膜厚
が、水素の透過をほぼ完全に防止できる最小の膜厚より
も薄いため、水素が第２の導電性プラグ１０８を通過し
て第１の層間絶縁膜１０６に侵入する経路Ｃが存在する
ので、電界効果トランジスタ１０５の特性回復を目的と
して水素雰囲気中での熱処理を行なった際に、水素が電
界効果トランジスタ１０５に供給されて、電界効果型ト
ランジスタ１０５の特性を回復させることができる。
【０２０３】尚、第１〜第３の実施形態においては、容
量絶縁膜１１２を結晶化するための熱処理工程におい
て、第１の導電性プラグ１０７又は第２の導電性プラグ
１０８が酸化することを防止するため、第１の導電性プ
ラグ１０７と容量下部電極１１１（若しくは導電膜１０
９）との間、又は第２の導電性プラグ１０８と導電性水
素透過防止膜１１５との間に、導電性の酸素透過防止層
が設けられていてもよい。
量絶縁膜１１２を結晶化するための熱処理工程におい
て、第１の導電性プラグ１０７又は第２の導電性プラグ
１０８が酸化することを防止するため、第１の導電性プ
ラグ１０７と容量下部電極１１１（若しくは導電膜１０
９）との間、又は第２の導電性プラグ１０８と導電性水
素透過防止膜１１５との間に、導電性の酸素透過防止層
が設けられていてもよい。
【０２０４】また、導電性水素透過防止膜１１５として
は、窒化チタンアルミニウム膜を用いたが、これに代え
て、窒化チタン膜等のように水素透過防止能を有する導
電性膜を用いてもよい。
は、窒化チタンアルミニウム膜を用いたが、これに代え
て、窒化チタン膜等のように水素透過防止能を有する導
電性膜を用いてもよい。
【０２０５】また、絶縁性水素透過防止膜１１６、層間
膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ又は容量素子被覆水素透
過防止膜１１７としては、酸化アルミニウム膜又はシリ
コン窒化膜を用いたが、これに代えて、水素透過防止機
能能を有する他の材料を用いてもよい。
膜被覆水素透過防止膜１１６Ａ又は容量素子被覆水素透
過防止膜１１７としては、酸化アルミニウム膜又はシリ
コン窒化膜を用いたが、これに代えて、水素透過防止機
能能を有する他の材料を用いてもよい。
【０２０６】また、容量絶縁膜１１２の材料としては、
Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）を用いた
が、これに代えて、ビスマス層状ペロブスカイト構造を
有する他の化合物、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バ
リウムストロンチウム又は酸化タンタル等を用いてもよ
い。
Ｓｒ2Ｂｉ2(Ｔａ2-XＮｂX)Ｏ9 （２≧Ｘ≧０）を用いた
が、これに代えて、ビスマス層状ペロブスカイト構造を
有する他の化合物、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バ
リウムストロンチウム又は酸化タンタル等を用いてもよ
い。
【０２０７】さらに、容量素子１１４を構成する、容量
下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上部電極１
１３の各大きさ又は互いの配置関係については、単なる
一例を示しているに過ぎず、適宜変更可能である。
下部電極１１１、容量絶縁膜１１２及び容量上部電極１
１３の各大きさ又は互いの配置関係については、単なる
一例を示しているに過ぎず、適宜変更可能である。
【０２０８】
【発明の効果】本発明に係る半導体装置又はその製造方
法によると、第２のプラグと第３のプラグとの間に導電
性水素透過防止膜が設けられているため、水素が、第３
のプラグが形成される開口部から第２のプラグの内部を
通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素
子の下方に至り、その後、容量素子の内部に至る事態を
防止できるので、容量素子の特性の劣化を防止すること
ができる。
法によると、第２のプラグと第３のプラグとの間に導電
性水素透過防止膜が設けられているため、水素が、第３
のプラグが形成される開口部から第２のプラグの内部を
通過した後、第１の層間絶縁膜の内部を拡散して容量素
子の下方に至り、その後、容量素子の内部に至る事態を
防止できるので、容量素子の特性の劣化を防止すること
ができる。
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置の断面図であ
る。
る。
【図２】(a) 〜(d) は、第１の実施形態に係る半導体装
置の製造方法の各工程を示す断面図である。
置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】(a) 〜(d) は、第１の実施形態に係る半導体装
置の製造方法の各工程を示す断面図である。
置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の効果を説明
する図である。
する図である。
【図５】第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置
の断面図である。
の断面図である。
【図６】(a) 〜(d) は、第１の実施形態の第１変形例に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図７】(a) 〜(d) は、第１の実施形態の第１変形例に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図８】(a) 〜(d) は、第１の実施形態の第１変形例に
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図９】第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置
の断面図である。
の断面図である。
【図１０】(a) 〜(d) は、第１の実施形態の第２変形例
に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図１１】(a) 〜(d) は、第１の実施形態の第２変形例
に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図１２】第２の実施形態に係る半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図１３】(a) 〜(d) は、第２の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１４】(a) 〜(d) は、第２の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る半導体装置の効果を説
明する図である。
明する図である。
【図１６】第３の実施形態に係る半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図１７】(a) 〜(d) は、第３の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１８】(a) 〜(d) は、第３の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１９】(a) 〜(c) は、第３の実施形態に係る半導体
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２０】第３の実施形態に係る半導体装置の効果を説
明する図である。
明する図である。
【図２１】従来の半導体装置の断面図である。
【図２２】(a) 〜(d) は、従来の半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図である。
の各工程を示す断面図である。
【図２３】(a) 〜(c) は、従来の半導体装置の製造方法
の各工程を示す断面図である。
の各工程を示す断面図である。
【図２４】従来の半導体装置の問題点を説明する図であ
る。
る。
１００ 半導体基板
１０１ ゲート絶縁膜
１０２ ゲート電極
１０３ 第１の不純物拡散層
１０４ 第２の不純物拡散層
１０５ 電界効果型トランジスタ
１０６ 第１の層間絶縁膜
１０７ 第１の導電性プラグ
１０８ 第２の導電性プラグ
１０９ 導電膜
１１０ 金属膜
１１１ 容量下部電極
１１２ 容量絶縁膜
１１３ 容量上部電極
１１４ 容量素子
１１５ 導電性水素透過防止膜
１１６ 絶縁性水素透過防止膜
１１６Ａ 層間膜被覆水素透過防止膜
１１７ 容量素子被覆水素透過防止膜
１１８ 第２の層間絶縁膜
１１９ 第３の導電性プラグ
１１９ａ 開口部
１２０ 配線層
Claims (19)
- 【請求項１】 第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡
散層を有する半導体能動素子を覆うように設けられた第
１の層間絶縁膜と、 前記第１の層間絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容
量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子と、 前記第１の層間絶縁膜及び前記容量素子の上に設けられ
た第２の層間絶縁膜と、 前記第２の層間絶縁膜上に設けられた配線層と、 前記第１の層間絶縁膜に設けられ、前記第１の不純物拡
散層と前記容量素子とを接続する第１のプラグと、 前記第１の層間絶縁膜に設けられ、下端が前記第２の不
純物拡散層に接続された第２のプラグと、 前記第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が前記配線層に
接続された第３のプラグと、 前記第２のプラグと前記第３のプラグとの間に設けられ
た導電性水素透過防止膜とを備えていることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】 前記容量素子を覆う容量素子被覆水素透
過防止膜をさらに備えていることを特徴とする請求項１
に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記第１の層間絶縁膜と前記第２の層間
絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透過防止膜を
さらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の半
導体装置 - 【請求項４】 前記容量素子被覆水素透過防止膜と前記
層間膜被覆水素透過防止膜とは同じ工程で形成されるこ
とを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記容量素子被覆水素透過防止膜と前記
層間膜被覆水素透過防止膜とは異なる工程で形成され、 前記容量素子被覆水素透過防止膜の周縁部は前記層間膜
被覆水素透過防止膜の上に位置していることを特徴とす
る請求項３に記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記第１の層間絶縁膜と前記第２の層間
絶縁膜との間に設けられた層間膜被覆水素透過防止膜を
さらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の半
導体装置 - 【請求項７】 前記導電性水素透過防止膜の上に設けら
れ、前記容量下部電極と同じ工程で形成された金属膜
と、 前記第１の層間絶縁膜と前記容量下部電極との間に設け
られ、前記導電性の水素透過防止膜と同じ工程で形成さ
れた導電膜とをさらに備えていることを特徴とする請求
項１に記載の半導体装置。 - 【請求項８】 第１の不純物拡散層及び第２の不純物拡
散層を有する半導体能動素子を覆うように設けられた第
１の層間絶縁膜と、 前記第１の層間絶縁膜上に設けられ、容量下部電極、容
量絶縁膜及び容量上部電極からなる容量素子と、 前記第１の層間絶縁膜及び前記容量素子の上に設けられ
た第２の層間絶縁膜と、 前記第２の層間絶縁膜上に設けられた配線層と、 前記第１の層間絶縁膜に設けられ、前記第１の不純物拡
散層と前記容量素子とを接続する第１のプラグと、 前記第１の層間絶縁膜に設けられ、下端が前記第２の不
純物拡散層に接続された第２のプラグと、 前記第２の層間絶縁膜に設けられ、上端が前記配線層に
接続された第３のプラグと、 前記第２のプラグと前記第３のプラグとの間に設けられ
た第１の導電性水素透過防止膜と、 前記第１の層間絶縁膜と前記容量素子との間に設けられ
た第２の導電性水素透過防止膜とを備え、 前記第１の導電性水素透過防止膜と前記第２の導電性水
素透過防止膜とは、協同して前記第３のプラグが形成さ
れる開口部から進入している水素が前記容量絶縁膜に至
ることを防止することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項９】 前記第１の導電性水素透過防止膜は、前
記第３のプラグが形成される開口部から進入してくる水
素の前記半導体能動素子への到達を許容することを特徴
とする請求項８に記載の半導体装置。 - 【請求項１０】 第１の不純物拡散層及び第２の不純物
拡散層を有する半導体能動素子を覆うように第１の層間
絶縁膜を堆積する第１の工程と、 前記第１の層間絶縁膜に、下端が前記第１の不純物拡散
層に接続された第１のプラグと、下端が前記第２の不純
物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する第２の
工程と、 前記第１のプラグの上に容量下部電極、容量絶縁膜及び
容量上部電極を順次形成して、前記容量下部電極、前記
容量絶縁膜及び前記容量上部電極からなる容量素子を形
成すると共に、前記第１の層間絶縁膜の上に、前記第２
のプラグの上端と接続された第１の導電性水素透過防止
膜を形成する第３の工程と、 前記第１の層間絶縁膜の上に、前記容量素子及び前記第
１の導電性水素透過防止膜を覆う第２の層間絶縁膜を堆
積する第４の工程と、 前記第２の層間絶縁膜に、下端が前記第１の導電性水素
透過防止膜と接続された第３のプラグを形成する第５の
工程と、 前記第２の層間絶縁膜の上に、前記第３のプラグの上端
と接続された配線層を形成する第６の工程とを備えてい
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第３の工程と前記第４の工程との
間に、前記容量素子を覆う容量素子被覆水素透過防止膜
を形成する工程をさらに備え、 前記第４の工程は、前記第２の層間絶縁膜を前記第１の
導電性水素透過防止膜及び前記容量素子被覆水素透過防
止膜を覆うように堆積する工程を含むことを特徴とする
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第３の工程と前記第４の工程との
間に、前記容量素子、前記第１の導電性水素透過防止膜
及び前記第１の層間絶縁膜を覆う絶縁性水素透過防止膜
を形成する工程をさらに備え、 前記第４の工程は、前記第２の層間絶縁膜を前記絶縁性
水素透過防止膜の上に堆積する工程を含むことを特徴と
する請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 第１の不純物拡散層及び第２の不純物
拡散層を有する半導体能動素子を覆うように第１の層間
絶縁膜を堆積する第１の工程と、 前記第１の層間絶縁膜に、下端が前記第１の不純物拡散
層に接続された第１のプラグと、下端が前記第２の不純
物拡散層に接続された第２のプラグとを形成する第２の
工程と、 前記第１のプラグの上に容量下部電極を形成すると共
に、前記第２のプラグの上に第１の導電性水素透過防止
膜を形成する第３の工程と、 前記第１の層間絶縁膜の上に全面に亘って層間膜被覆水
素透過防止膜を堆積する第４の工程と、 前記層間膜被覆水素透過防止膜を平坦化して、前記容量
下部電極及び前記第１の導電性水素透過防止膜を露出さ
せる第５の工程と、 前記容量下部電極の上に容量絶縁膜及び容量上部電極を
形成して、前記容量下部電極、前記容量絶縁膜及び前記
容量上部電極よりなる容量素子を形成する第６の工程
と、 前記第１の導電性水素透過防止膜、前記容量素子及び前
記層間膜被覆水素透過防止膜の上に第２の層間絶縁膜を
堆積する第７の工程と、 前記第２の層間絶縁膜に、下端が前記第１の導電性水素
透過防止膜と接続された第３のプラグを形成する第８の
工程と、 前記第２の層間絶縁膜の上に、前記第３のプラグの上端
と接続された配線層を形成する第９の工程とを備えてい
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記第６の工程と前記第７の工程との
間に、前記容量素子を覆う容量素子被覆水素透過防止膜
を形成する工程をさらに備え、 前記第７の工程は、前記第２の層間絶縁膜を、前記第１
の導電性水素透過防止膜、前記容量素子被覆水素透過防
止膜及び前記層間膜被覆水素透過防止膜の上に堆積する
工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項１５】 第１の不純物拡散層及び第２の不純物
拡散層を有する半導体能動素子を覆うように第１の層間
絶縁膜を堆積する第１の工程と、 前記第１の層間絶縁膜の上に全面に亘って層間膜被覆水
素透過防止膜を堆積する工程と、 前記第１の層間絶縁膜及び前記層間膜被覆水素透過防止
膜に、下端が前記第１の不純物拡散層に接続された第１
のプラグと、下端が前記第２の不純物拡散層に接続され
た第２のプラグとを形成する第２の工程と、 前記第１のプラグの上に容量下部電極、容量絶縁膜及び
容量上部電極を順次形成して前記容量下部電極、前記容
量絶縁膜及び前記容量上部電極からなる容量素子を形成
すると共に、前記第２のプラグの上に第１の導電性水素
透過防止膜を形成する第３の工程と、 前記層間膜被覆水素透過防止膜、容量素子及び前記第１
の導電性水素透過防止膜の上に第２の層間絶縁膜を堆積
する第４の工程と、 前記第２の層間絶縁膜に、下端が前記第１の導電性水素
透過防止膜と接続された第３のプラグを形成する第５の
工程と、 前記第２の層間絶縁膜の上に、前記第３のプラグの上端
と接続された配線層を形成する第６の工程とを備えてい
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 前記第３の工程と前記第４の工程との
間に、前記容量素子を覆う容量素子被覆水素透過防止膜
を形成する工程をさらに備え、 前記第４の工程は、前記第２の層間絶縁膜を、前記第１
の導電性水素透過防止膜、前記容量素子被覆水素透過防
止膜及び前記層間膜被覆水素透過防止膜の上に堆積する
工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記第１の導電性水素透過防止膜を形
成する工程は、前記第１の導電性水素透過防止膜の上に
金属膜を前記容量下部電極と同じ工程で形成する工程を
含み、 前記容量下部電極を形成する工程は、前記第１のプラグ
と前記容量下部電極との間に第２の導電性水素透過防止
膜を前記第１の導電性水素透過防止膜と同じ工程で形成
する工程を含むことを特徴とする請求項１０〜１６のい
ずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 前記第１の導電性水素透過防止膜と前
記第２の導電性水素透過防止膜とは、協同して前記第３
のプラグが形成される開口部から進入している水素が前
記容量絶縁膜に至ることを防止することを特徴とする請
求項１７に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１９】 前記第１の導電性水素透過防止膜は、
前記第３のプラグが形成される開口部から進入してくる
水素の前記半導体能動素子への到達を許容することを特
徴とする請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022931A JP3967143B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 半導体装置及びその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002022931A JP3967143B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 半導体装置及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2003224209A true JP2003224209A (ja) | 2003-08-08 |
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-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002022931A patent/JP3967143B2/ja not_active Expired - Fee Related
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