JP2005033103A - Semiconductor memory device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強誘電体膜または高誘電体膜からなる容量絶縁膜を用いた容量素子を備えた半導体記憶装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor memory device including a capacitive element using a capacitive insulating film made of a ferroelectric film or a high dielectric film, and a manufacturing method thereof.
強誘電体材料を容量素子の容量絶縁膜として用い、ヒステリシス特性を利用した従来の半導体記憶装置について図面を参照して説明する。図1は、強誘電体材料を容量絶縁膜として用いた従来の半導体記憶装置のメモリセルの図である。メモリセル1は、図1に示すように、半導体基板10に形成されたトランジスタを構成するソース/ドレイン領域11およびゲート電極12と、一方のソース/ドレイン領域11aと他方のソース/ドレイン領域11bとを分離する素子分離層13と、半導体基板10の上に形成された層間絶縁膜14と、ソース/ドレイン領域11a、11bと電気的に接続するように層間絶縁膜14に形成されたコンタクトプラグ15と、層間絶縁膜14の上にコンタクトプラグ15と電気的に接続するように形成された下部電極16と、下部電極16と層間絶縁膜14とを覆うように形成された強誘電体材料からなる容量絶縁膜17と、容量絶縁膜17を覆うように形成された上部電極18とで構成されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、容量素子19は、下部電極16と、容量絶縁膜17と、上部電極18とで構成されている。下部電極16はビット線(図示せず)を介して、容量素子19が保持している記憶情報を判定するために容量素子19の分極量を検出/増幅するセンスアンプ(図示せず)と接続されている。上部電極18はメモリセル1ごとに電圧の印加が可能なセルプレート線(図示せず)と接続されている。トランジスタのゲート電極12はワード線(図示せず)と接続されており、ワード線(図示せず)を用いて、トランジスタのON/OFFを制御する。
A conventional semiconductor memory device using a ferroelectric material as a capacitive insulating film of a capacitive element and utilizing hysteresis characteristics will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram of a memory cell of a conventional semiconductor memory device using a ferroelectric material as a capacitive insulating film. As shown in FIG. 1, the
上記容量素子19を用いた半導体記憶装置における動作原理について図面を参照して説明する。図2は半導体記憶装置のデータ書き込み時の印加電界を示す図である。図3は図2における容量素子の分極状態を示す図である。図1と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。
An operation principle in a semiconductor memory device using the
図2に示す容量素子19Aと容量素子19Bとからなる半導体記憶装置において、図3(a)、(c)に示すように、容量素子19Aが分極量PAを保持し、容量素子19Bが分極量PBを保持した状態において、容量素子19Aにデータを書き込み、容量素子19Bにデータを書き込まない場合について説明する。
A semiconductor memory device comprising a
メモリセル1Aにおいて、ワード線を介してゲート電極12に電圧を印加してトランジスタをオンにする。また、ビット線に電圧V(V)を、セルプレート線に電圧0(V)を印加する。つまり、図2において、上部電極18に電圧0(V)を、下部電極16Aに電圧V(V)を印加することにより、容量素子19Aへの印加電圧はV(V)となる。これにより、図3(a)に示すように、電界Eが容量素子19Aの上部電極18と下部電極16Aとの間に発生し、容量素子19Aの分極量はPAからQAに変化する。その後、下部電極16Aの電圧を0(V)に戻し、容量素子19Aの印加電圧をV(V)から0(V)に変化させると、容量素子19Aの電界Eはゼロとなり、図3(b)に示すように、容量素子19Aの分極量はQAからRAに変化する。このように、容量素子19Aの分極量がPAからRAに変化することにより、データが容量素子19Aに書き込まれる。
In the
一方、メモリセル1Bにデータを新たに書き込まない場合、セルプレート線およびビット線の電圧は0(V)である。このとき、容量素子19Bの分極量PBは変化しない。
ところが、上述したような場合、容量素子19Aと容量素子19Bとの容量絶縁膜17は、下部電極16Aと下部電極16Bとの間において繋がっているため、容量素子19Aと容量素子19Bとの間の距離が接近する場合には、容量素子19Aに発生した電界Eが原因で、実際は容量素子19Bにデータが誤って書き込まれる。このような現象が起こるメカニズムについて以下に説明する。
However, in the case described above, the capacitive
図4は容量素子19Aに発生した電界が容量素子19Bに影響を与え、誤って書き込みが起こるメカニズムの模式図である。容量素子19Aに電圧を印加する前の分極状態は、図4(a)に示すようになる。このような状態において、容量素子19Aに電圧V(V)を印加すると、電界Eが容量素子19Aに発生する。このとき、図4(b)に示すように、容量素子19Aの分極方向は下部電極16Aから上部電極18に向かう方向に変化する。つまり、図3(a)に示すように、容量素子19Aの分極量はPAからQAに変化する。この時、下部電極16Aと下部電極16Bとの間にも容量絶縁膜17を介して電界が発生する。下部電極16Aと下部電極16Bとの間の距離が近い場合には、この電界により下部電極16Aと下部電極16Bとの間の容量絶縁膜17の分極方向が変化する。したがって、図4(b)に示すように、容量素子19Bの領域Dにおける分極の方向は、上部電極18から下部電極16Bに向かう方向に変化する。つまり、図3(c)に示すように、容量素子19Bの分極量は、領域Dにおける分極量の分だけ変化し、PBからQBに変化する。
FIG. 4 is a schematic diagram of a mechanism in which an electric field generated in the
その後、容量素子19Aの印加電圧を0(V)とすると、容量素子19Bに発生していた電界E'はゼロとなり、図3(d)に示すように、容量素子19Bの分極量はQBから分極量RBへ減少する。このように、本来、容量素子19Bは分極量PBを保持していなければいけないにも関わらず、容量素子19Aにデータの書き込みを行ったために、容量素子19Bの分極量がPBからRBへ減少する。そのため、容量素子19Bのデータを読み出すとき、容量素子19Bのデータを正確に読み出すことができなくなり、メモリセル1Bに誤動作が生じる。
Thereafter, when the applied voltage of the
このように、下部電極を覆うように形成された容量絶縁膜が、下部電極と下部電極との間で繋がっている半導体記憶装置において、隣接する容量素子間の距離が接近する場合には、一方の容量素子に発生した電界により、他方の容量素子のデータの一部が破壊され、メモリセルの誤動作が生じるという問題があった。 Thus, in the semiconductor memory device in which the capacitive insulating film formed so as to cover the lower electrode is connected between the lower electrode and the lower electrode, when the distance between adjacent capacitive elements approaches, Due to the electric field generated in one capacitor element, a part of the data of the other capacitor element is destroyed, causing a malfunction of the memory cell.
本発明は従来の上記問題に鑑みて、下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜の少なくとも一箇所を切断することにより、メモリセルの誤動作を防ぎつつ、信頼性の高い半導体記憶装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a highly reliable semiconductor memory device while preventing malfunction of a memory cell by cutting at least one portion of a capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode. The purpose is to do.
上記の課題を解決するために本発明は、セルプレート線方向に沿った下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜の少なくとも一箇所を切断することに特徴を有する。したがって、下部電極と下部電極との間の一部の第一の絶縁膜は容量絶縁膜に覆われていない。そのため、下部電極と容量絶縁膜と上部電極とからなる一方の容量素子に発生する電界は、下部電極間にある容量絶縁膜を介して他方の容量素子に伝播しない。その結果、一方の容量素子に発生する電界によって他方の容量素子の保持する分極量は変化しない。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction is cut. Therefore, a part of the first insulating film between the lower electrode and the lower electrode is not covered with the capacitive insulating film. For this reason, the electric field generated in one capacitive element including the lower electrode, the capacitive insulating film, and the upper electrode does not propagate to the other capacitive element through the capacitive insulating film between the lower electrodes. As a result, the amount of polarization held by the other capacitive element does not change due to the electric field generated in one capacitive element.
また上記の課題を解決するために本発明は、複数の下部電極間に下部電極の上面とほぼ同じ高さになるように形成された第二の絶縁膜と、複数の下部電極と第二の絶縁膜との上に形成された容量絶縁膜とを備え、下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜の少なくとも一箇所を切断することに特徴がある。したがって、下部電極と下部電極との間の一部の第二の絶縁膜が容量絶縁膜に覆われていないため、一方の容量素子に発生する電界は、下部電極間にある容量絶縁膜を介して他方の容量素子に伝播しない。そのため、一方の容量素子に発生する電界によって他方の容量素子の保持する分極量は変化しない。また、下部電極の上面と第二の絶縁膜の上面とがほぼ同じ高さに形成されているため、容量絶縁膜は平坦な下地上に形成することができ、その結果、膜厚のばらつきを抑制することができる。 In order to solve the above problems, the present invention provides a second insulating film formed between the plurality of lower electrodes so as to be substantially the same height as the upper surface of the lower electrode, a plurality of lower electrodes, And a capacitive insulating film formed on the insulating film, and is characterized by cutting at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode. Accordingly, since a part of the second insulating film between the lower electrode and the lower electrode is not covered with the capacitive insulating film, the electric field generated in one capacitive element passes through the capacitive insulating film between the lower electrodes. Does not propagate to the other capacitor element. Therefore, the amount of polarization held by the other capacitive element does not change due to the electric field generated in one capacitive element. In addition, since the upper surface of the lower electrode and the upper surface of the second insulating film are formed at substantially the same height, the capacitor insulating film can be formed on a flat base, resulting in variations in film thickness. Can be suppressed.
また、容量絶縁膜が切断されている部分にシールドを設ける。このシールドを設けることにより、下部電極と下部電極との間において発生する電界を弱めたり、電界を遮ったりすることができる。つまり、一方の容量素子に発生する電界によって他方の容量素子の保持する分極量は変化しない。 In addition, a shield is provided in a portion where the capacitive insulating film is cut. By providing this shield, an electric field generated between the lower electrode and the lower electrode can be weakened or the electric field can be blocked. That is, the polarization amount held by the other capacitive element does not change due to the electric field generated in one capacitive element.
また、シールドは容量絶縁膜よりも誘電率の低い絶縁膜からなる。したがって、容量絶縁膜よりも誘電率の低い絶縁膜からなるシールドの持つ寄生容量は容量絶縁膜の持つ寄生容量よりも小さいことから、一方の容量素子の下部電極と他方の容量素子の下部電極との間に発生した電界はシールドに集中するため、他方の容量素子に印加される電界は弱くなる。そのため、他方の容量素子の保持する分極量は変化しない。 The shield is made of an insulating film having a dielectric constant lower than that of the capacitive insulating film. Therefore, since the parasitic capacitance of the shield made of the insulating film having a lower dielectric constant than the capacitive insulating film is smaller than the parasitic capacitance of the capacitive insulating film, the lower electrode of one capacitive element and the lower electrode of the other capacitive element Since the electric field generated during this period is concentrated on the shield, the electric field applied to the other capacitor element becomes weak. Therefore, the polarization amount held by the other capacitive element does not change.
また、導電性材料からなるシールドは接地電位か、固定電位である。つまり、容量絶縁膜が切断されている部分に埋め込まれたシールドの電位を固定する。したがって、一方の容量素子に電圧を印加し、一方の容量素子の下部電極と他方の容量素子の下部電極との間に電位差が生じたとき、シールドと他方の容量素子の下部電極との間に電界は発生しない。したがって、他方の容量素子の保持する分極量は変化しない。 The shield made of a conductive material has a ground potential or a fixed potential. That is, the potential of the shield embedded in the portion where the capacitive insulating film is cut is fixed. Therefore, when a voltage is applied to one capacitive element and a potential difference is generated between the lower electrode of one capacitive element and the lower electrode of the other capacitive element, the voltage is between the shield and the lower electrode of the other capacitive element. No electric field is generated. Therefore, the amount of polarization held by the other capacitive element does not change.
また、下部電極の上に形成された容量絶縁膜の上面とほぼ同じ高さになるように、下部電極と下部電極との間を埋めるように形成された第三の絶縁膜を備え、第三の絶縁膜は容量絶縁膜より誘電率の低い絶縁膜とし、第三の絶縁膜の上面と容量絶縁膜の上面とに接して形成された上部電極を設ける。これにより、下部電極の上に形成された容量絶縁膜の上面と第三の絶縁膜の上面とがほぼ同じ高さとなり、上部電極を平坦な容量絶縁膜と第三の絶縁膜との上に形成することができる。したがって、断線が生じないようにすることができる。また、第三の絶縁膜の持つ寄生容量は容量絶縁膜の持つ寄生容量よりも小さいことから、一方の容量素子の下部電極と他方の容量素子の下部電極との間に発生した電界は第三の絶縁膜に集中するため、他方の容量素子に印加される電界は弱くなる。 A third insulating film formed so as to fill a space between the lower electrode and the lower electrode so as to be substantially the same height as the upper surface of the capacitive insulating film formed on the lower electrode; The insulating film is an insulating film having a dielectric constant lower than that of the capacitor insulating film, and an upper electrode formed in contact with the upper surface of the third insulating film and the upper surface of the capacitor insulating film is provided. As a result, the upper surface of the capacitive insulating film formed on the lower electrode and the upper surface of the third insulating film are almost the same height, and the upper electrode is placed on the flat capacitive insulating film and the third insulating film. Can be formed. Therefore, it is possible to prevent disconnection. In addition, since the parasitic capacitance of the third insulating film is smaller than the parasitic capacitance of the capacitive insulating film, the electric field generated between the lower electrode of one capacitive element and the lower electrode of the other capacitive element is Therefore, the electric field applied to the other capacitor element is weakened.
また、シールドと上部電極とを一体とした構成とする。これにより、上部電極とは別にシールドを設ける必要がなく、半導体記憶装置の製造工程を減らすことができる。 The shield and the upper electrode are integrated. Thereby, it is not necessary to provide a shield separately from the upper electrode, and the manufacturing process of the semiconductor memory device can be reduced.
また、容量絶縁膜が切断されている部分をスリットとし、スリットは下部電極と接しないように、下部電極の周縁部から容量絶縁膜の膜厚よりも厚い距離だけ離れた位置に設ける。さらに、スリットはエッチングによって容量絶縁膜に設ける。したがって、エッチングにより結晶性が乱れ、絶縁性が低下したスリット部分の容量絶縁膜は容量素子の記憶容量に寄与する領域に含まれない。そのため、容量絶縁膜の絶縁性が低下することにより発生するリーク電流を防ぐことができる。 Further, a portion where the capacitive insulating film is cut is used as a slit, and the slit is provided at a position away from the peripheral portion of the lower electrode by a distance larger than the thickness of the capacitive insulating film so as not to contact the lower electrode. Further, the slit is provided in the capacitor insulating film by etching. Therefore, the capacitor insulating film in the slit portion where the crystallinity is disturbed by etching and the insulating property is lowered is not included in the region contributing to the storage capacity of the capacitor. Therefore, it is possible to prevent a leakage current that is generated when the insulating property of the capacitor insulating film is lowered.
また、スリットの長辺は下部電極の幅とほぼ等しくする。したがって、下部電極と下部電極との最短距離の部分にスリットが形成され、下部電極と下部電極との間にある容量絶縁膜は切断される。そのため、一方の容量素子に発生する電界は、下部電極間にある容量絶縁膜を介して他方の容量素子に伝播しない。また、一方の容量素子に発生する電界を遮ることができる。 Further, the long side of the slit is made substantially equal to the width of the lower electrode. Accordingly, a slit is formed at the shortest distance between the lower electrode and the lower electrode, and the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode is cut. Therefore, the electric field generated in one capacitive element does not propagate to the other capacitive element through the capacitive insulating film between the lower electrodes. In addition, an electric field generated in one capacitor can be blocked.
また、全ての下部電極間にスリットを設ける。したがって、下部電極と下部電極との間にある容量絶縁膜は切断される。全ての下部電極と下部電極との間にスリットを設けることにより、全ての容量素子に対して、隣り合う容量素子に発生する電界を遮断する、もしくは弱くすることができる。 In addition, slits are provided between all lower electrodes. Therefore, the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode is cut. By providing the slits between all the lower electrodes, the electric field generated in the adjacent capacitive elements can be blocked or weakened for all the capacitive elements.
また、下部電極と下部電極との間の距離は0nmより大きく300nm以下である。したがって、隣接する容量素子間での電界の影響が顕著化する下部電極と下部電極との間の距離が300nm以下において、容量素子の誤動作を確実に防止することができる。 The distance between the lower electrode and the lower electrode is greater than 0 nm and not greater than 300 nm. Therefore, when the distance between the lower electrode and the lower electrode where the influence of the electric field between adjacent capacitive elements becomes remarkable is 300 nm or less, malfunction of the capacitive element can be reliably prevented.
また、下部電極と下部電極との間の距離は、複数ある下部電極と下部電極との間のうち、最も短い距離とする。したがって、少なくとも下部電極と下部電極との間の距離が最も短い距離を有する下部電極間において、隣り合う容量素子に発生する電界を遮断する、もしくは弱くすることができる。 The distance between the lower electrode and the lower electrode is the shortest distance among the plurality of lower electrodes and the lower electrode. Therefore, at least between the lower electrodes having the shortest distance between the lower electrode and the lower electrode, the electric field generated in the adjacent capacitor element can be blocked or weakened.
また上記の課題を解決するために本発明は、容量絶縁膜と容量絶縁膜に覆われてない部分とを覆うように上部電極を形成する工程を有することに特徴がある。したがって、容量絶縁膜が切断されている部分を埋め込むように上部電極が形成されるため、電界を遮る、もしくは弱くするシールドと上部電極とを一度に形成することができる。 In order to solve the above problem, the present invention is characterized in that it includes a step of forming an upper electrode so as to cover the capacitor insulating film and a portion not covered with the capacitor insulating film. Accordingly, since the upper electrode is formed so as to fill the portion where the capacitive insulating film is cut, the shield and the upper electrode that block or weaken the electric field can be formed at a time.
また上記の課題を解決するために本発明は、複数の下部電極の間に第二の絶縁膜を形成する工程を有することに特徴がある。したがって、下部電極の上面と第二の絶縁膜の上面とがほぼ同じ高さに形成されるため、容量絶縁膜は平坦な下地上に形成することができ、その結果、膜厚のばらつきと抑制することができる。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it includes a step of forming a second insulating film between a plurality of lower electrodes. Accordingly, since the upper surface of the lower electrode and the upper surface of the second insulating film are formed at substantially the same height, the capacitive insulating film can be formed on a flat base, and as a result, variations in film thickness and suppression are achieved. can do.
また上記の課題を解決するために本発明は、複数の下部電極を覆うように容量絶縁膜を形成した後に、容量絶縁膜を覆うように上部電極を形成し、さらにその後に下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜と上部電極とを切断する工程を有することに特徴がある。したがって、一つのマスクパターンを用いて、容量絶縁膜と上部電極とをエッチングによって一度に除去することができる。 In order to solve the above-described problem, the present invention forms a capacitor insulating film so as to cover a plurality of lower electrodes, then forms an upper electrode so as to cover the capacitor insulating film, and thereafter, the lower electrode and the lower electrode And a step of cutting the capacitive insulating film and the upper electrode between them. Therefore, the capacitor insulating film and the upper electrode can be removed at a time by etching using one mask pattern.
また上記の課題を解決するために本発明は、スリットを形成する際に、スリット領域のみをエッチングする工程を有することに特徴がある。したがって、被エッチング領域が、広面径巾と狭面径巾とが混在することがないので、マイクロローティング効果によるエッチングレートのばらつきを抑制できる。そのため、スリットの形状のばらつきを抑制することができる。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it includes a step of etching only the slit region when forming the slit. Accordingly, the etched area does not include a wide surface width and a narrow surface width, so that variations in the etching rate due to the micro-rotating effect can be suppressed. Therefore, variations in the shape of the slit can be suppressed.
また上記の課題を解決するために本発明は、下部電極と下部電極との間を埋めるように第三の絶縁膜を形成する工程を有することに特徴がある。したがって、下部電極の上に形成された容量絶縁膜の上面と第三の絶縁膜の上面とがほぼ同じ高さに形成されるため、上部電極を平坦な下地上に形成することができる。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it includes a step of forming a third insulating film so as to fill a space between the lower electrode and the lower electrode. Therefore, since the upper surface of the capacitive insulating film formed on the lower electrode and the upper surface of the third insulating film are formed at substantially the same height, the upper electrode can be formed on a flat base.
以上のように本発明によると、下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜が切断され、その切断部にスリットが形成されていることにより、隣接する容量素子間で生じる電圧に起因した容量素子のデータの破壊とメモリセルの誤動作とを防ぎつつ、信頼性の高い半導体記憶装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the capacitance insulating film between the lower electrode and the lower electrode is cut, and a slit is formed in the cut portion, so that the capacitance caused by the voltage generated between adjacent capacitive elements. A highly reliable semiconductor memory device can be provided while preventing destruction of data of elements and malfunction of memory cells.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における半導体記憶装置およびその製造方法について図面を参照して説明する。図5は実施の形態1におけるメモリセルアレイを構成する複数のメモリセルの平面要部図である。図6は図5のX−X’線方向における半導体記憶装置の要部断面図である。図7は図6に係る半導体記憶装置の製造方法の工程断面図である。
(Embodiment 1)
A semiconductor memory device and a manufacturing method thereof according to
まず、シリコンからなる半導体基板50の表面部に素子分離層56を選択的に形成する。次に、半導体基板50に対して垂直な方向にゲート絶縁膜54を介してゲート電極52を形成する。半導体基板50に対して垂直な方向を以下、上または上方という。ゲート電極52をマスクとして半導体基板50に低濃度の不純物注入をし、エクステンション領域(符号なし)を形成する。次に、ゲート電極52およびゲート絶縁膜54の側面上にサイドウォール絶縁膜55を形成する。続いて、ゲート電極52とサイドウォール絶縁膜55とをマスクとして半導体基板50に高濃度の不純物注入を行い、ゲート電極52の両側方領域に不純物拡散層であるソース/ドレイン領域53を形成する。これにより、図7(a)に示すように、素子分離層56によって互いに絶縁された複数のトランジスタ51が半導体基板50上に形成される。本明細書中では、LDD構造を前提として説明したが、他の構造でもかまわない。
First, the
次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、酸化シリコン(SiO2)を複数のトランジスタ51が形成された半導体基板50上の全面に亘って堆積する。続いて、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械的研磨)法により、堆積した酸化シリコンの上面を平坦化する。これにより、膜厚500nm以上700nm以下の層間絶縁膜である第一の絶縁膜57が半導体基板50上に形成される。
Next, silicon oxide (SiO 2 ) is deposited over the entire surface of the
次に、第一の絶縁膜57の表面全面にフォトレジストを塗布する。そして、リソグラフィ法により、各トランジスタ51の一方のソース/ドレイン領域53の上方のフォトレジストにホールを形成する。このホール形状のレジストパターンをマスクとして、第一の絶縁膜57にドライエッチングを施す。その後、レジストパターンを除去する。これにより、コンタクトホールが一方のソース/ドレイン領域53の上方に形成される。
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the first insulating
次に、CVD法により、ポリシリコンからなる導電性材料をコンタクトホールを埋め込むように第一の絶縁膜57の表面全体に亘って堆積する。続いて、CMP法により、第一の絶縁膜57の上面が露出するまで導電性材料を除去する。その結果、一方のソース/ドレイン領域53上にコンタクトプラグ58が形成される。このコンタクトプラグ58の上面と第一の絶縁膜57の上面とは、ほぼ同じ高さとなるように平坦化されている。ここで、高さとは、半導体基板50を基準として、半導体基板50に対して垂直な方向のことである。
Next, a conductive material made of polysilicon is deposited over the entire surface of the first insulating
次に、スパッタリング法により、複数のコンタクトプラグ58の上面と第一の絶縁膜57の上面とに、窒化チタンアルミニウム(TiAlN)を堆積し、膜厚40nm以上100nm以下の窒化チタンアルミニウム膜を形成する。続いて、スパッタリング法により、窒化チタンアルミニウム膜の上にイリジウム(Ir)を堆積し、膜厚50nm以上100nm以下のイリジウム膜を形成する。続いて、スパッタリング法により、イリジウム膜の上に二酸化イリジウム(IrO2)を堆積し、膜厚50nm以上100nm以下の二酸化イリジウム膜を形成する。これにより、複数のコンタクトプラグ58の上面と第一の絶縁膜57の上面とに、窒化チタンアルミニウム膜とイリジウム膜と二酸化イリジウム膜とからなる導電性バリア層が形成される。
Next, titanium aluminum nitride (TiAlN) is deposited on the upper surfaces of the plurality of contact plugs 58 and the first insulating
窒化チタンアルミニウム膜は、導電性バリア層を形成した後の工程において発生する酸素や水素の拡散を防ぐことができる。また、イリジウム膜と二酸化イリジウム膜は、導電性バリア層を形成した後の工程において発生する酸素の拡散を防ぐことができる。これにより、導電性バリア層はコンタクトプラグ58への酸素や水素の拡散を防ぐことができる。また、コンタクトプラグ58のコンタクト抵抗の上昇や、容量絶縁膜60の水素による還元を防止することができる。
The titanium aluminum nitride film can prevent diffusion of oxygen and hydrogen generated in the process after the formation of the conductive barrier layer. In addition, the iridium film and the iridium dioxide film can prevent diffusion of oxygen generated in the process after the formation of the conductive barrier layer. Thereby, the conductive barrier layer can prevent diffusion of oxygen and hydrogen into the
続いて、スパッタリング法により、白金(Pt)を導電性バリア層の上面全体に亘って堆積する。これにより、膜厚50nm以上100nm以下の白金層が形成される。ここで、白金層は導電層である。このようにして、導電性バリア層の上に導電層が形成される。その後、コンタクトプラグ58の上方の導電層の表面にレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、導電層と導電性バリア層にドライエッチングを施す。その後、レジストパターンを除去する。これにより、コンタクトプラグ58の上方に導電層と導電性バリア層とからなる積層構造の下部電極59が形成される。つまり、下部電極59がコンタクトプラグ58を介して一方のソース/ドレイン領域53と電気的に接続されるように形成される。また、図5に示すように、セルプレート線方向であるX−X’線方向に沿って、複数の下部電極59が等間隔に形成される。さらに、図7(a)に示すように、断面図において下部電極59は四角形の形状をしている。なお、図7(a)に示すように、下部電極59Aを第一の下部電極とし、下部電極59Bを第二の下部電極とする。
Subsequently, platinum (Pt) is deposited over the entire upper surface of the conductive barrier layer by sputtering. Thereby, a platinum layer having a thickness of 50 nm or more and 100 nm or less is formed. Here, the platinum layer is a conductive layer. In this way, a conductive layer is formed on the conductive barrier layer. Thereafter, a resist pattern is formed on the surface of the conductive layer above the
次に、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属化学気相堆積)法により、下部電極59の上面および側面と第一の絶縁膜57の上面とを覆うように、金属酸化物で強誘電体材料であるビスマス層状ぺロブスカイト構造をもつタンタルニオブ酸ストロンチウムビスマス(SrBi2(TaxNb1-x)2O9)(以下、SBTNという)(ただし、xは0≦x≦1)を堆積する。これにより、図7(b)に示すように、膜厚50nm以上250nm以下のSBTN膜が形成される。このSBTN膜が下部電極59と第一の絶縁膜57とを覆うように形成された容量絶縁膜60である。このようにMOCVD法を用いると、下部電極59と第一の絶縁膜57との段差部における被覆率に優れた容量絶縁膜60を形成することができる。
Next, a ferroelectric material is formed of a metal oxide so as to cover the upper surface and side surfaces of the
続いて、本発明における半導体記憶装置の特徴的な構成について以下に詳しく説明する。 Next, a characteristic configuration of the semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail below.
次に、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の第一の絶縁膜57の上に形成された容量絶縁膜60に、下部電極59の周縁部aから容量絶縁膜60の膜厚よりも厚い距離だけ離れた位置に開口部を有するレジストパターンを容量絶縁膜60の上面に形成する。ここで、本実施例においては、下部電極59の形状が四角形であるため、下部電極59の側面が周縁部aである。このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングにより、第一の絶縁膜57の上面が露出するまで容量絶縁膜60を除去する。ここで、エッチングガスは、フッ素(F)を含むガスを用いる。その後、レジストパターンを除去する。このようにして、図7(c)に示すように、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60を切断する。これにより、容量絶縁膜60に覆われていない部分が下部電極59Aと下部電極59Bとの間に形成される。この容量絶縁膜60に覆われていない部分がスリット63である。つまり、容量絶縁膜60は、下部電極59の側面においてほぼL字形状を有している。このスリット63は下部電極59の周縁部aから容量絶縁膜60の膜厚よりも厚い距離だけ離れた位置に形成されている。これは、容量絶縁膜60は下部電極全体を覆うように形成する必要があるのでスリット63は下部電極59が露出するように形成してはならないことに加え、容量絶縁膜60の膜厚と等しい距離にスリット63を形成すると、下部電極59を覆う容量絶縁膜60の絶縁性が低下するためである。
Next, the capacitive insulating
つまり、図6に示すように、容量絶縁膜60は、下部電極59の端部において第一の絶縁膜57の表面に沿う方向に張り出した形状をしている。これにより、スリット63を容量絶縁膜60に形成するエッチングの時に結晶性の乱れた端面が容量素子62の記憶容量に寄与する領域に含まれていない。そのため、容量絶縁膜60の絶縁性が低下することに起因したリーク電流の発生を防ぐことができる。したがって、容量素子62の信頼性を高くすることができる。
That is, as shown in FIG. 6, the
ここで、スリット63はマスク合わせのずれを考慮すると、図5に示すように、X−X’線方向において、下部電極59と下部電極59との等距離に形成することが望ましい。スリット63の幅は例えば150nmである。
Here, the
スリット63は下部電極間の電界を遮るためのものであるため、スリット63の長辺が下部電極59の幅以下であってもスリット63が存在しない場合と比べると電界を遮る効果を生ずる。
Since the
また、下部電極と下部電極の最短距離の部分全てにスリット63を設けることで、より効果を得られる。この場合において、図5に示すように下部電極同士の対向面が平行であるとき、スリット63の長辺が下部電極59の幅以上とする必要がある。このとき、スリット63の長辺が下部電極59の幅と等しければ、下部電極と下部電極の最短距離の部分全てにスリット63を設けることができるが、マスク合わせのずれを考慮するとそれ以上の幅を有することが望ましい。
Further, by providing the
さらには、スリット63の長辺を下部電極59の幅以上とすることで、下部電極と下部電極の最短距離以外の部分の電界も遮ることができ、より効果を得られる。
Furthermore, by setting the long side of the
ここで、スリット形状を有するレジストパターンを用いた製造方法について説明する。本実施の形態では、被エッチング領域が非常に狭いスリット63の部分のみをエッチングする。そのため、被エッチング領域が広い領域と狭い領域とが混在するときに起こるエッチング速度のばらつきが発生しない。したがって、エッチング後の形状のばらつきを抑制でき、形の揃った複数のスリット63を容易に形成することができる。
Here, a manufacturing method using a resist pattern having a slit shape will be described. In the present embodiment, only the portion of the
次に上部電極61を形成する工程を説明する。図7(d)に示すように、スパッタリング法により、スリット63を白金で埋め込むように容量絶縁膜60の表面全体に亘って堆積する。これにより、膜厚20nm以上100nm以下の白金膜が形成される。つまり、容量絶縁膜60を覆うように、白金膜からなる上部電極61が形成される。上部電極61は、図5に示すように、セルプレート線方向であるX−X’線方向に形成される。また、上部電極61はスリット63の中にも形成されるため、上部電極61はスリット63と同様にシールドとして下部電極間の電界を遮る役目を有する。
Next, a process for forming the
次に、CVD法により、上部電極61の全面に亘って保護絶縁膜(図示せず)を堆積する。続いて、保護絶縁膜の表面全面にフォトレジストを塗布する。そして、リソグラフィ法により、下部電極59と電気的に接続していない他方のソース/ドレイン領域53の上方にホールを形成する。このホールを有するレジストパターンをマスクとして保護絶縁膜および第一の絶縁膜57にドライエッチングを施す。その後、レジストパターンを除去する。これにより、コンタクトホールが他方のソース/ドレイン領域53の上方に形成される。
Next, a protective insulating film (not shown) is deposited over the entire surface of the
次に、CVD法により、このコンタクトホールを埋めるように保護絶縁膜の全面に亘って導電膜(図示せず)を堆積する。続いて、このコンタクトホールの上方の導電膜の表面にのみレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして導電膜にドライエッチングを施す。その後、レジストパターンを除去する。これにより、配線層であるビット線(図示せず)が他方のソース/ドレイン領域53と電気的に接続するように形成される。
Next, a conductive film (not shown) is deposited over the entire surface of the protective insulating film so as to fill the contact hole by CVD. Subsequently, a resist pattern is formed only on the surface of the conductive film above the contact hole. Using this resist pattern as a mask, the conductive film is dry etched. Thereafter, the resist pattern is removed. Thereby, a bit line (not shown) as a wiring layer is formed so as to be electrically connected to the other source /
続いて、以上のように形成された半導体記憶装置について以下に詳しく説明する。上述した下部電極59と、容量絶縁膜60と、上部電極61とから容量素子62が構成される。さらに、トランジスタ51と、コンタクトプラグ58と、容量素子62とによってメモリセル64が構成される。また、図5に示すように、複数のメモリセル64によってメモリセルアレイが構成される。図8は、図5に示すセルブロックの回路模式図である。図5および図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。図8に示すように、複数のワード線WLと複数のビット線BLとが直交するように形成されており、その交差するところにメモリセル64が配置されている。複数のセルプレート線CPがワード線WLと平行に形成されており、セルプレート線CPに容量素子62が接続されている。ワード線WLとセルプレート線CPとに平行な方向が、図5でのX−X’線方向であり、ビット線BLに平行な方向が、図5でのY−Y’線方向である。下部電極59は、コンタクトプラグ58を介してソース/ドレイン領域53と電気的に接続し、さらにソース/ドレイン領域53からビット線BLを介して、センスアンプ(図示せず)と接続している。センスアンプは容量素子62に記憶されたデータを判定するために容量素子62の保持する分極量を検出/増幅する。上部電極61は、メモリセル64ごとに電圧が印加できるセルプレート線CPと電気的に接続している。ゲート電極52は、電圧を印加することによってトランジスタ51のON/OFFを制御するワード線WLと接続している。なお、本実施の形態1では、上部電極61はセルプレート線CPを兼ねている。
Next, the semiconductor memory device formed as described above will be described in detail below. A
以上のような構成からなる容量素子62を用いた半導体記憶装置において、一方の容量素子にデータを書き込み、他方の容量素子にデータを書き込まない場合について図面を参照して説明する。図9は半導体記憶装置の動作図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。
In the semiconductor memory device using the
容量素子62Aが分極量PAを、容量素子62Bが分極量PBを保持した状態で、容量素子62Aにおいて、ワード線を介してゲート電極52Aに電圧を印加して、トランジスタ51AをONにする。その後、ビット線に電圧V(V)を、セルプレート線に電圧0(V)を印加する。一方、容量素子62Bにおいて、セルプレート線およびビット線に電圧0(V)を印加する。つまり、図9に示すように、容量素子62Aの上部電極61に電圧0(V)、下部電極59Aに電圧V(V)を印加すると、電界Eが上部電極61と下部電極59Aとの間に発生する。この電界Eにより、容量素子62Aの分極方向が変化し、データが容量素子62Aに書き込まれる。このとき、スリット63が下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60に形成されているため、容量素子62Aに発生した電界Eはスリット63によって遮断され、容量素子62Bの容量絶縁膜60には伝わらない。
In the state where the
したがって、容量素子62Bの分極方向は変化しない。つまり、容量素子62Bの分極量PBは変化しないため、従来例で発生した容量素子62Bのデータの破壊は起こらない。これにより、容量素子62Bのデータを正確に読み出すことができ、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。
Therefore, the polarization direction of the
次に、容量素子間の距離と分極量について説明する。図10は本発明と従来例とにおける容量素子間の距離と分極量との関係図である。半導体記憶装置の微細化が進むと、容量素子62Aと容量素子62Bとの間の距離が短くなる。例えば、従来のように下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60が繋がっている場合、容量素子62Aと容量素子62Bとの間の距離が300nm以下になると、図10の点線で示すように、容量素子62Aに発生した電界Eの影響により、容量素子62Bの分極量が約30%減少する。しかし、本実施の形態では、容量素子62Aと容量素子62Bとの距離が300nm以下のとき、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60にスリット63が形成されていることにより、容量素子62Aに発生した電界Eが遮られ、図10の実線で示すように、容量素子62Bの分極量は変化しない。したがって、容量素子62Aのデータを書き換えても、容量素子62Bのデータは破壊されないので、容量素子62Bのデータを正確に読み出すことができる。つまり、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。ここで、容量素子62Aと容量素子62Bとの距離とは、下部電極59Aと下部電極59Bとの距離である。
Next, the distance between the capacitive elements and the amount of polarization will be described. FIG. 10 is a relationship diagram between the distance between the capacitive elements and the amount of polarization in the present invention and the conventional example. As the semiconductor memory device is miniaturized, the distance between the
また、容量素子62Aに印加する電圧を大きくすることにより、容量素子62Aに発生する電界Eが大きくなった場合でも、本実施の形態では下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60にスリット63が形成されていることにより、容量素子62Aに発生した電界Eは容量素子62Bに伝播せず、スリット63によって遮られる。つまり、容量素子62Aと容量素子62Bとの間の距離に関係なく、容量素子62Bの分極量の変化は起こらない。従って、容量素子62Bのデータは破壊されないので、容量素子62Bの正確なデータの読み出しを行うことができる。つまり、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。
Further, even when the electric field E generated in the
本実施の形態における構成では、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の電位差はV(V)となり、下部電極59Aと下部電極59Bとの間に電界が発生する。しかし、下部電極59Aと下部電極59Bとの間のスリット63の中に、電圧0(V)が印加された上部電極61が埋め込まれているため、下部電極59Aと下部電極59Bとの間に発生した電界は上部電極61によって遮断される。したがって、上部電極61と下部電極59Bとの間に電界は発生せず、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。
In the configuration in this embodiment, the potential difference between the
さらに、本実施の形態における構成では、容量絶縁膜60は下部電極59の側面と上面とを覆うように形成され、上部電極61は容量絶縁膜60を覆うように形成されている。そのため、容量素子62においてデータを保持できる分極量が多くなる。
Further, in the configuration of the present embodiment, the
なお、実施の形態1において、上部電極61は容量絶縁膜60とスリット63とを覆うように形成された構成を示したが、これに限らず、上部電極61は下部電極59Aと下部電極59Bとの間を高さ方向に埋めるように形成された構成でもよい。このとき、下部電極59の高さ方向の途中まで埋めてもよいし、下部電極59の高さ方向に全て埋めてもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、第一の絶縁膜57は窒化シリコン(Si3N4)を含んでもよい。
In the first embodiment, the first insulating
実施の形態1において、CMP法のかわりにエッチバック法を用いても良い。 In the first embodiment, an etch back method may be used instead of the CMP method.
実施の形態1において、コンタクトプラグ58に用いられる導電性材料はタングステン(W)でもよい。
In the first embodiment, the conductive material used for the
実施の形態1において、下部電極59の形状は断面図において四角形の形状としたが、半円形状、三角形、凹形状でもよい。凹形状のとき、下部電極59の表面積が大きくなり、容量絶縁膜60を多く形成することができる。そのため、容量素子62においてデータを保持することができる分極量が増加する。下部電極59の形状は投影図において、円形状、楕円形状、四角形状でもよい。
In the first embodiment, the shape of the
実施の形態1において、下部電極59を構成する導電性バリア層として用いた窒化チタンアルミニウム膜の代わりに、窒化チタン(TiN)膜、または窒化珪素チタン(TiSiN)膜、または窒化タンタルアルミニウム(TaAlN)膜、または窒化珪素タンタル(TaSiN)膜でもよい。また、イリジウム膜と二酸化イリジウム膜とからなる積層膜の代わりに、ルテニウム(Ru)膜と二酸化ルテニウム(RuO2)膜とからなる積層膜でもよい。
In
実施の形態1において、コンタクトプラグ58の中に下部電極59を埋め込む構成でもよい。この場合、コンタクトプラグが下部電極を兼ねるため、製造工程が削減できる。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、容量絶縁膜60は、MOCVD法の代わりにMOD(Metal Organic Decomposition:有機金属分解)法、スパッタリング法を用いて形成してもよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において容量絶縁膜60は、SBTN膜で形成されたが、ビスマス層状ぺロブスカイト構造を有する強誘電体材料、チタンジルコン酸鉛(Pb(ZrxTi1-x)O3)、5酸化タンタル(Ta2O5)、チタン酸ストロンチウムバリウム((BaxSr1-x)TiO3)、チタン酸ビスマスランタン(BixLa1-x)4Ti3O12などの高誘電体材料でもよい。SBTN膜は膜疲労特性がよく、書き込み読み出し動作による強誘電体の劣化が低いので容量絶縁膜60として特に好ましい。更にこの材料を用いると、低電圧で動作させることが可能となる。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、容量絶縁膜60の膜厚はほぼ均一に形成されているので、それぞれの下部電極59を覆う容量絶縁膜60の量は均一となり、それぞれの容量素子62において保持することができる分極量のばらつきは生じない。
In the first embodiment, since the thickness of the
実施の形態1において、複数ある下部電極間のうち少なくともひとつに、スリット63を設け、スリット63の中に上部電極61を設けることにより、少なくともひとつの容量素子62のデータ破壊を防ぐことができる。さらに、スリット63を全ての下部電極59と下部電極59との間に設けることで、全ての容量素子62に対して、隣り合う容量素子62に発生した電界を遮断することができる。
In the first embodiment, the
ここで、図10に示すように、従来のように下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60が繋がっている場合、容量素子62Aと容量素子62Bとの間の距離が300nm以下になると、図10の点線で示すように、容量素子62Aに発生した電界Eの影響により、容量素子62Bの分極量が約30%減少する。このため、セルプレート線方向に並んだ下部電極59において、下部電極59と下部電極59との間の距離が短い領域すなわち300nm以下の領域にのみ、スリット63を形成してもよい。
Here, as shown in FIG. 10, when the capacitive insulating
実施の形態1において、スリット63は、第一の絶縁膜57が露出するまで容量絶縁膜60を除去して形成されたが、第一の絶縁膜57が露出するまで容量絶縁膜60を除去せず、容量絶縁膜60に溝を形成してもよい。この場合、この溝によって、一方の容量素子62に発生した電界を弱くすることができる。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、スリット63の形状は長方形で、スリット63の長辺は下部電極59の幅と同じある。しかし、スリット63の形状はこれに限らず、正方形、楕円、円でもよい。
In the first embodiment, the shape of the
実施の形態1において、セルプレート線方向に沿った下部電極と下部電極との間の容量絶縁膜が切断されている半導体記憶装置について説明したが、半導体基板と、前記半導体基板の上に形成された第一の絶縁膜と、前記第一の絶縁膜の上に形成された複数の下部電極と、前記複数の下部電極と前記第一の絶縁膜とを覆うように形成された容量絶縁膜と、前記容量絶縁膜の上に形成された上部電極とを備え、セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所に間隙部を有する半導体記憶装置でもよい。 In the first embodiment, the semiconductor memory device in which the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction is cut is described. However, the semiconductor memory device is formed on the semiconductor substrate. A first insulating film, a plurality of lower electrodes formed on the first insulating film, and a capacitor insulating film formed to cover the plurality of lower electrodes and the first insulating film A semiconductor memory including an upper electrode formed on the capacitor insulating film and having a gap at least at one location of the capacitor insulating film between the lower electrode and the lower electrode along a cell plate line direction. It may be a device.
実施の形態1において、上部電極61は白金膜によって形成されているが、白金膜の上にチタン膜を形成した構成にしてもよい。さらに、チタン膜の代わりに窒化チタン膜を用いてもよい。また、これに限らず、チタン膜の代わりにイリジウム膜、ルテニウム膜、ロジウム膜またはこれらの積層膜を含んでいればよい。
In the first embodiment, the
実施の形態1において、容量素子62形成の後に上部電極61の上面に、CVD法またはスパッタリング法を用いて、上部電極61、ならびに容量絶縁膜60および上部電極61を覆うように膜厚5nm以上100nm以下程度の酸化アルミニウムを含む絶縁性バリア膜を形成してもよい。これにより、容量素子62形成後の製造工程において発生する水素が容量素子62へ拡散することを防ぐことができる。
In the first embodiment, after the
実施の形態1は、1T/1C型のメモリセル、2T/2C型のメモリセルのどちらにおいても実施可能である。 The first embodiment can be applied to both 1T / 1C type memory cells and 2T / 2C type memory cells.
なお、本実施の形態1は、図5に示したようなメモリセルアレイに限らない。 The first embodiment is not limited to the memory cell array as shown in FIG.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態1と実施の形態2との異なる点は、スリット63に電界を遮るシールド65を形成した点にある。実施の形態1と共通点は説明を省略する。
(Embodiment 2)
A semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that a
上部電極61が形成されるまでの工程は実施の形態1と同じである。図11は実施の形態2に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。上部電極61の表面全体にフォトレジストを塗布する。そして、スリット63に埋め込まれた上部電極61と容量絶縁膜60の上に形成された上部電極61とを分離するようなレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして上部電極61にドライエッチングを施す。その後、レジストパターンを除去する。このようにして、図11に示すように、上部電極61はスリット63に埋め込まれた電極と、容量絶縁膜60の上に形成された上部電極61とに分離される。そして、スリット63に埋め込まれた電極の電位を接地することで、電界を遮るシールドとして機能するシールド65となる。
The steps until the
以上のように形成された容量素子62は、上部電極61と同じ材料からなるシールド65がスリット63の中に形成された構成である。したがって、電位がV(V)である下部電極59Aと電位が0(V)である下部電極59Bとの間に接地電位であるシールド65が挿入されているため、シールド65によって下部電極59Aと下部電極59Bとの間に発生する電界を効果的に遮断することができる。つまり、一方の容量素子62Aに発生した電界は遮られ、シールド65と下部電極59Bとの間に電界は発生しない。これにより、容量素子62Bのデータ破壊は起こらず、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。
The
なお、本実施の形態では、シールド65を上部電極61と同じ材料で形成したが、これに限られるものではなく、導電性材料で形成し電位を接地すれば足りる。シールド65は半導体基板50と接続することで、電位を固定してもよい。また、本実施の形態2において、上述した電圧と異なる電圧を下部電極59と上部電極60とに印加した場合は、シールド65と下部電極59Bとの間に電位差が生じないようにシールド65の電位を設定すればよい。
In the present embodiment, the
また、シールド65と下部電極59Bとの間の電位差が、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の電位差よりも小さくなるようにシールド65の電位を設定してもよい。この場合、シールド65は電界を弱めるシールドとして機能する。
Further, the potential of the
なお、本実施の形態2は、図5に示すように、セルプレート線方向であるX−X’線方向に直交するY−Y’線方向のメモリセルにおいても実施可能である。この場合、図5のY−Y’線方向において微細化が進み、容量素子62と容量素子62との間の距離が短くなったとき、隣り合うX−X’線方向のメモリセルアレイにおいて発生した電界をシールドによって効果的に遮ることができる。したがって、メモリセルの誤動作を防ぐことができる。
As shown in FIG. 5, the second embodiment can also be implemented in a memory cell in the Y-Y ′ line direction orthogonal to the X-X ′ line direction, which is the cell plate line direction. In this case, when the miniaturization progresses in the YY ′ line direction of FIG. 5 and the distance between the
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態1と実施の形態3との異なる点は、容量絶縁膜60が下部電極59の上に形成された後、上部電極61が容量絶縁膜60の上に形成され、その後ドライエッチングにより、下部電極59Aと下部電極59Bとの間にスリット63が形成されることである。実施の形態1と共通点については説明を省略する。なお、スリット63についても、実施の形態1と同じである。
(Embodiment 3)
A semiconductor memory device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the first embodiment and the third embodiment is that after the capacitive insulating
容量絶縁膜60が形成されるまでの工程は実施の形態1と同じである。図12は実施の形態3に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図13は図12の製造方法の工程断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。容量絶縁膜60が形成された後、図13(a)に示すように、容量絶縁膜60の表面全体を覆うように上部電極61を形成する。この上部電極61を形成する工程は実施の形態1と同じであるので省略する。
The steps until the
次に、上部電極61の表面全面にフォトレジストを塗布する。そして、下部電極59の周縁部aから容量絶縁膜60の膜厚よりも厚い距離だけ離れた位置に開口部を有するレジストパターンを下部電極59Aと下部電極59Bとの間の上部電極61の上面に形成する。このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングにより、第一の絶縁膜57の上面が露出するまで上部電極61および容量絶縁膜60を除去する。その後、レジストパターンを除去する。このようにして、図13(b)に示すように、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60と上部電極61とを切断する。これにより、スリット63が下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60に形成される。
Next, a photoresist is applied to the entire surface of the
また、実施の形態1と比較して、スリット63は、容量絶縁膜60と上部電極61とが形成された後に形成されるため、一つのマスクパターンを用いて、一度に容量絶縁膜60と上部電極61とを除去することができ、容易にスリット63を形成することができる。
Further, compared with the first embodiment, the
本実施の形態3において、CVD法により、酸化シリコンからなる絶縁膜をスリット63の中に堆積してもよい。また、さらに容量素子62の間を下部電極59の高さ方向に埋めるように絶縁膜を堆積してもよい。ここで、酸化シリコンからなる絶縁膜は、容量絶縁膜60よりも誘電率の低い絶縁膜である。そのため、下部電極59Aと下部電極59Bとの間に電圧が印加された場合、その電圧の大半がスリット63に埋め込まれた絶縁膜に印加される。つまり、容量素子62Bへの影響はほとんどない。したがって、一方の容量素子62に発生した電界による他方の容量素子62のデータの破壊が低減される。ここで、酸化シリコンの代わりに窒化シリコンを含む絶縁膜でもよい。
In the third embodiment, an insulating film made of silicon oxide may be deposited in the
なお、本実施の形態3は、図5に示すように、セルプレート線方向であるX−X’線方向に直交するY−Y’線方向のメモリセルにおいても実施可能である。この場合、図5のY−Y’線方向において微細化が進み、容量素子62と容量素子62との間の距離が短くなったとき、隣り合うX−X’線方向のメモリセルアレイにおいて発生した電界を遮ることができる。
As shown in FIG. 5, the third embodiment can also be implemented in a memory cell in the Y-Y ′ line direction orthogonal to the X-X ′ line direction which is the cell plate line direction. In this case, when the miniaturization progresses in the YY ′ line direction of FIG. 5 and the distance between the
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4における半導体記憶装置について図面を参照せずに説明する。実施の形態2と実施の形態4との異なる点は、スリットの中に形成されるシールドが導電性材料ではなく、誘電率の低い絶縁膜から形成されていることである。また、実施の形態2においてシールドの電位は固定されていたが、本実施の形態においては、シールドの電位は固定されていない。なお、スリットについても、実施の形態1と同じである。
(Embodiment 4)
A semiconductor memory device according to Embodiment 4 of the present invention will be described without referring to the drawings. The difference between the second embodiment and the fourth embodiment is that the shield formed in the slit is formed of an insulating film having a low dielectric constant, not a conductive material. Further, although the shield potential is fixed in the second embodiment, the shield potential is not fixed in the present embodiment. The slit is the same as that in the first embodiment.
スリットが形成されるまでの工程は実施の形態1と同じであり、その後の工程については、図を用いて説明は行わない。CVD法により、容量絶縁膜よりも誘電率の低い絶縁膜である酸化シリコンをスリットの中を埋め込むように堆積する。これにより、シールドがスリットに形成される。以上のように形成された容量素子は、容量絶縁膜よりも誘電率の低い絶縁膜からなるシールドがスリットの中に形成された構成である。したがって、容量絶縁膜よりも誘電率の低い絶縁膜からなるシールドの持つ寄生容量は容量絶縁膜の持つ寄生容量よりも小さいことから、一方の容量素子の下部電極と他方の容量素子の下部電極との間に生じた電位差により発生した電界は、シールドに集中する。そのため、他方の容量素子に印加される電界は弱くなり、他方の容量素子の分極量は変化しない。これにより、一方の容量素子に発生した電界による他方の容量素子のデータの破壊が低減され、メモリセルの誤動作を防ぐことができる。 The steps until the slit is formed are the same as those in the first embodiment, and the subsequent steps will not be described with reference to the drawings. Silicon oxide, which is an insulating film having a dielectric constant lower than that of the capacitor insulating film, is deposited by CVD so as to fill the slit. Thereby, a shield is formed in the slit. The capacitive element formed as described above has a configuration in which a shield made of an insulating film having a dielectric constant lower than that of the capacitive insulating film is formed in the slit. Therefore, since the parasitic capacitance of the shield made of the insulating film having a lower dielectric constant than the capacitive insulating film is smaller than the parasitic capacitance of the capacitive insulating film, the lower electrode of one capacitive element and the lower electrode of the other capacitive element The electric field generated by the potential difference generated between the two is concentrated on the shield. Therefore, the electric field applied to the other capacitive element becomes weak, and the polarization amount of the other capacitive element does not change. Thereby, the destruction of data in the other capacitive element due to the electric field generated in one capacitive element is reduced, and malfunction of the memory cell can be prevented.
なお、本実施の形態において、容量絶縁膜と誘電率の低い絶縁膜とを覆うように上部電極を形成してもよい。 Note that in this embodiment, the upper electrode may be formed so as to cover the capacitor insulating film and the insulating film having a low dielectric constant.
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。本実施の形態5と実施の形態1との違いは、上部電極61な下地上に形成することにより、断線が生じないようにすることができる。以下このための工程について説明する。
(Embodiment 5)
A semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that the disconnection is not caused by forming the
図14は実施の形態5に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。図14に示すように、CVD法により、酸化シリコンを下部電極59Aと下部電極59Bとの間を埋め込むように容量絶縁膜60の表面全体に亘って堆積する。その後、CMP法により、下部電極59の上面に形成された容量絶縁膜60が露出するまで酸化シリコンを除去する。これにより、酸化シリコンからなる第三の絶縁膜66が下部電極59Aと下部電極59Bとの間に形成される。また第三の絶縁膜66は、容量絶縁膜60の上面と第三の絶縁膜66の上面とがほぼ同じ高さとなるように形成される。これにより、シールド65と第三の絶縁膜66は下部電極59Aと下部電極59Bとの間に形成される。そして、上部電極61が容量絶縁膜60と第三の絶縁膜66との上面全体に形成される。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor memory device according to the fifth embodiment. The same components as those in FIG. As shown in FIG. 14, silicon oxide is deposited over the entire surface of the capacitive insulating
以上のように形成された容量素子62において、シールド63と第三の絶縁膜66は容量絶縁膜60よりも誘電率の低い絶縁膜からなるため、シールド63と第三の絶縁膜66の持つ寄生容量は、容量絶縁膜60の持つ寄生容量よりも小さい。そのため、下部電極59Aと下部電極59Bとの間に生じる電位差により発生した電界はシールド63と第三の絶縁膜66とに集中し、容量素子62Bに印加される電界は弱くなり、容量素子62Bの分極量は変化しない。したがって、一方の容量素子62に発生した電界による他方の容量素子62のデータの破壊が低減され、メモリセル64の誤動作を防ぐことができる。なお、容量絶縁膜60の上面と第三の絶縁膜66の上面とがほぼ同じ高さになるように形成すると上部電極61は平坦な下地上に形成されるため、断線が生じない。本実施の形態においては、上部電極61を容量絶縁膜60と第三の絶縁膜66との上に容易に形成するために、容量絶縁膜60の上面と第三の絶縁膜66の上面とがほぼ同じ高さになるように形成したが、これに限らず高さが異なっても電界を弱めるシールドとしての効果は生じる。
In the
本実施の形態5において、シールド65および第三の絶縁膜66は、窒化シリコンを含んでもよい。
In the fifth embodiment, the
本実施の形態5において、シールド65と第三の絶縁膜66とは異なる材料にしてもよい。
In the fifth embodiment, the
本実施の形態5において、上部電極61は図14に示すように、X線方向に形成されているが、第三の絶縁膜66の上に形成された上部電極61を部分的に除去し、上部電極61を容量素子62ごとに形成するようにしてもよい。この場合、図5に示すように、セルプレート線方向であるX−X’線方向に直交するY−Y’線方向のメモリセルにおいても実施可能である。
In the fifth embodiment, the
(実施の形態6)
本発明の実施の形態6における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態5との異なる点は、上部電極61を平坦な下地上に形成する構成において、容量絶縁膜60よりも誘電率の低い絶縁膜に代えて、導電性材料からなるシールド65がスリット63に形成されていることである。なお、シールド65については、実施の形態2と同じである。これに伴い、本実施の形態は実施の形態5と比べて異なる点がある。以下、具体的に説明する。なお、実施の形態5と共通点については説明を省略する。
(Embodiment 6)
A semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A difference from the fifth embodiment is that, in a configuration in which the
図15は実施の形態6に係る半導体記憶装置の製造方法の工程断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。図15(a)に示すように、上部電極61が形成されるまでの工程は実施の形態1と同じであるので、省略する。上部電極61の表面全体にフォトレジストを塗布する。そして、スリット63に埋め込まれた上部電極61のみを残すようなレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングにより、スリット63の中に形成された上部電極61を残すように他の上部電極61を除去する。これにより、図15(b)に示すように、上部電極61と同じ導電性材料からなるシールド65がスリット63の中に形成される。この後、第三の絶縁膜66を形成した後、新たに上部電極61と形成する。この第三の絶縁膜66と上部電極61を形成する工程については、実施の形態4と同じであるので省略する。
FIG. 15 is a process sectional view of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the sixth embodiment. The same components as those in FIG. As shown in FIG. 15A, the process until the
(実施の形態7)
本発明の実施の形態7における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態1と実施の形態7との異なる点は、スペーサ絶縁膜である第二の絶縁膜67が下部電極59Aと下部電極59Bとの間に形成されていることである。実施の形態1と共通点は説明を省略する。なお、スリット63に関しては、実施の形態1と同じである。
(Embodiment 7)
A semiconductor memory device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the first embodiment and the seventh embodiment is that a second insulating
下部電極59が形成されるまでの工程は実施の形態1と同じである。図16は実施の形態7に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。CVD法により、酸化シリコンを下部電極59Aと下部電極59Bとの間を埋め込むように下部電極59の表面全体に亘って堆積する。続いて、CMP法を用いて、下部電極59の上部表面が露出するまで酸化シリコンを除去する。これにより、下部電極59Aと下部電極59Bとの間は酸化シリコンによって充填される。その結果、酸化シリコンからなる第二の絶縁膜67が下部電極59と下部電極59との間に形成される。第二の絶縁膜67によって下部電極59Aと下部電極59Bとは電気的に絶縁されている。
The steps until the
次に、SBTNからなる容量絶縁膜60を下部電極59の上面と第二の絶縁膜67の上面とに形成する。この容量絶縁膜60を形成する工程は実施の形態1と同じであるので省略する。次に、下部電極59Aと下部電極59Bとの間の容量絶縁膜60に、容量絶縁膜60の端部が第二の絶縁膜67の表面に張り出すようにスリット63を形成する。このスリット63を形成する工程は実施の形態1と同じであるので省略する。次に、スリット63の中を埋めるように容量絶縁膜60の表面全体に亘って上部電極61を形成する。この上部電極61を形成する工程は実施の形態1と同じであるので省略する。
Next, a capacitive insulating
以上のように形成された容量素子62は、図16に示すように、第二の絶縁膜67は下部電極59Aと下部電極59Bとの間を埋め込むように形成されており、かつ下部電極59の上面と第二の絶縁膜67の上面とがほぼ同じ高さになるように形成されている。これにより、下部電極59の上面と第二の絶縁膜67の上面とがほぼ同じ高さであるため、平坦な下地上に容量絶縁膜60を形成でき、その結果、均一な膜厚の容量絶縁膜60を容易に形成することができる。また、上部電極61はスリット63と容量絶縁膜60とを覆うように形成されている。これにより、スリット63の中に上部電極61が埋め込まれているため、容量素子62Aに発生した電界は上部電極61によって遮断され、上部電極61と下部電極59Bとの間に電界は発生せず、容量素子62Bのデータの破壊は起こらない。
In the
本実施の形態7において、第二の絶縁膜67が形成される前に、下部電極59の側面と第一の絶縁膜57の表面とを酸化アルミニウムからなる絶縁性バリア層で覆ってもよい。これにより、絶縁性バリア層は下部電極59が形成された後の製造工程において発生する水素や酸素が下部電極59に拡散するのを防ぐことができる。したがって、下部電極59を構成する導電性バリア層が水素によって還元され、導電性バリア層の酸素バリア性が劣化することを防止できる。
In the seventh embodiment, before the second insulating
本実施の形態7において、上部電極61をバリア膜で覆ってもよい。これにより、バリア膜は、白金の触媒反応により発生する活性水素および配線層をアニールする水素雰囲気中の水素原子が上部電極61を拡散して容量絶縁膜60に到達するのを防ぐことができる。したがって、容量絶縁膜60は水素によって還元されず、容量素子62の特性が向上する。
In the seventh embodiment, the
(実施の形態8)
本発明の実施の形態8における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態7と本実施の形態との異なる点は、上部電極61が形成された後に、スリット63を埋めている上部電極61と、容量絶縁膜60の上の上部電極61とを分離し、電界を遮るシールド65がスリット63に形成されていることである。なお、シールド65は、実施の形態2と同じである。実施の形態1および実施の形態7と共通点は説明を省略する。
(Embodiment 8)
A semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the seventh embodiment and the present embodiment is that after the
上部電極61が形成されるまでの工程は実施の形態7と同じである。図17は実施の形態8に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。シールドを形成する工程以降は実施の形態2と同じであるので省略する。
The process until the
(実施の形態9)
本発明の実施の形態9における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態8と本実施の形態との異なる点は、容量絶縁膜60よりも誘電率の低い絶縁膜からなるシールド65がスリット63に形成されており、上部電極61がシールド65の上面と容量絶縁膜60の上面とに接するように形成されていることである。なお、シールド65については、実施の形態4と同じである。実施の形態1と共通点は説明を省略する。
(Embodiment 9)
A semiconductor memory device according to Embodiment 9 of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the eighth embodiment and the present embodiment is that a
スリット63が形成されるまでの工程は実施の形態7と同じである。図18は実施の形態9に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。スリットに容量絶縁膜60よりも誘電率の低い絶縁膜を形成する工程は実施の形態4と同じであるから、省略する。さらに、上部電極61を形成する工程は実施の形態1と同じであるので省略する。
The process until the
(実施の形態10)
本発明の実施の形態10における半導体記憶装置について図面を参照して説明する。実施の形態1と本実施の形態との異なる点は、スリット63の中に形成された上部電極61を一部除去することにより、容量素子62と容量素子62とを完全に分離することである。実施の形態1と共通点については説明を省略する。
(Embodiment 10)
A semiconductor memory device according to
上部電極61が形成されるまでの工程は実施の形態1と同じである。図19は実施の形態10に係る半導体記憶装置の要部断面図である。図6と同一構成要素は同符号を付して説明を省略する。上部電極61の表面全体にフォトレジストを塗布する。そして、上部電極61が容量絶縁膜60を完全に覆うように、スリット63の中心部の上部電極61に開口部を有するレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチングにより、第一の絶縁膜57の上面が露出するまで上部電極61を除去する。その後、レジストパターンを除去する。これにより、図19に示すように、スリット63が容量素子62と容量素子62との間に形成される。
The steps until the
本発明にかかる半導体記憶装置およびその製造方法は、容量素子のデータの破壊とメモリセルの誤動作とを防ぐことが必要な半導体記憶装置等に適用できる。 The semiconductor memory device and the manufacturing method thereof according to the present invention can be applied to a semiconductor memory device or the like that needs to prevent destruction of data of a capacitive element and malfunction of a memory cell.
1 メモリセル
1A メモリセル
1B メモリセル
10 半導体基板
11 ソース/ドレイン領域
11a ソース/ドレイン領域
11b ソース/ドレイン領域
12 ゲート電極
13 素子分離層
14 層間絶縁膜
15 コンタクトプラグ
16 下部電極
16A 下部電極
16B 下部電極
17 容量絶縁膜
18 上部電極
19 容量素子
19A 容量素子
19B 容量素子
E 電界
E’電界
D 領域
50 半導体基板
51 トランジスタ
51A トランジスタ
51B トランジスタ
52 ゲート電極
53 ソース/ドレイン領域
54 ゲート絶縁膜
55 サイドウォール絶縁膜
56 素子分離層
57 第一の絶縁膜
58 コンタクトプラグ
59 下部電極
59A 下部電極
59B 下部電極
60 容量絶縁膜
61 上部電極
62 容量素子
62A 容量素子
62B 容量素子
63 スリット
64 メモリセル
65 シールド
66 第三の絶縁膜
67 第二の絶縁膜
a 周縁部
CP セルプレート線
WL ワード線
BL ビット線
/BL ビット線
DESCRIPTION OF
50
Claims (35)
前記半導体基板の上に形成された第一の絶縁膜に形成された複数の下部電極と、
前記複数の下部電極と前記第一の絶縁膜とを覆うように形成された容量絶縁膜と、
前記容量絶縁膜の上に形成された上部電極とを備えた複数の容量素子を有する半導体記憶装置において、
前記複数の容量素子はセルプレート線に接続されており、
前記セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所が切断されていることを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor substrate;
A plurality of lower electrodes formed on a first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A capacitive insulating film formed to cover the plurality of lower electrodes and the first insulating film;
In a semiconductor memory device having a plurality of capacitive elements including an upper electrode formed on the capacitive insulating film,
The plurality of capacitive elements are connected to a cell plate line,
A semiconductor memory device, wherein at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction is cut.
前記半導体基板の上に形成された第一の絶縁膜に形成された複数の下部電極と、
前記複数の下部電極の間に形成された第二の絶縁膜と、
前記第二の絶縁膜と前記複数の下部電極との上に形成された容量絶縁膜と、
前記容量絶縁膜の上に形成された上部電極とを備えた複数の容量素子を有する半導体記憶装置において
前記複数の容量素子はセルプレート線に接続されており、
前記セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所が切断されていることを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor substrate;
A plurality of lower electrodes formed on a first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A second insulating film formed between the plurality of lower electrodes;
A capacitive insulating film formed on the second insulating film and the plurality of lower electrodes;
In a semiconductor memory device having a plurality of capacitive elements provided with an upper electrode formed on the capacitive insulating film, the plurality of capacitive elements are connected to a cell plate line,
A semiconductor memory device, wherein at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction is cut.
前記半導体基板の上に形成された第一の絶縁膜と、
前記第一の絶縁膜の上に形成された複数の下部電極と、
前記複数の下部電極と前記第一の絶縁膜とを覆うように形成された容量絶縁膜と、
前記容量絶縁膜の上に形成された上部電極とを備え、
前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所が切断されており、
前記容量絶縁膜が切断されている部分にシールドを有する半導体記憶装置。 A semiconductor substrate;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of lower electrodes formed on the first insulating film;
A capacitive insulating film formed to cover the plurality of lower electrodes and the first insulating film;
An upper electrode formed on the capacitive insulating film,
At least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode is cut;
A semiconductor memory device having a shield at a portion where the capacitive insulating film is cut.
前記半導体基板の上に形成された第一の絶縁膜と、
前記第一の絶縁膜の上に形成された複数の下部電極と、
前記複数の下部電極の間に形成された第二の絶縁膜と、
前記第二の絶縁膜と前記複数の下部電極との上に形成された容量絶縁膜と、
前記容量絶縁膜の上に形成された上部電極とを備え、
前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所が切断されており、
前記容量絶縁膜が切断されている部分にシールドを有する半導体記憶装置。 A semiconductor substrate;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plurality of lower electrodes formed on the first insulating film;
A second insulating film formed between the plurality of lower electrodes;
A capacitive insulating film formed on the second insulating film and the plurality of lower electrodes;
An upper electrode formed on the capacitive insulating film,
At least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode is cut;
A semiconductor memory device having a shield at a portion where the capacitive insulating film is cut.
前記第三の絶縁膜は前記容量絶縁膜より誘電率の低い絶縁膜からなり、
前記上部電極は前記第三の絶縁膜の上面と前記容量絶縁膜の上面とに接して形成されている請求項3から請求項9のいずれかひとつに記載の半導体記憶装置。 A third insulating film formed so as to cover the shield between the lower electrode and the lower electrode;
The third insulating film is an insulating film having a lower dielectric constant than the capacitive insulating film,
The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the upper electrode is formed in contact with an upper surface of the third insulating film and an upper surface of the capacitive insulating film.
前記拡散層と前記下部電極とを電気的に接続するプラグとを備えた請求項1から請求項23のいずれかひとつに記載の半導体記憶装置。 A diffusion layer formed on the semiconductor substrate;
24. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a plug that electrically connects the diffusion layer and the lower electrode.
前記第一の絶縁膜の上に複数の下部電極を形成する工程(b)と、
前記第一の絶縁膜と前記複数の下部電極とを覆うように容量絶縁膜を形成する工程(c)と、
前記容量絶縁膜の上に上部電極を形成する工程(d)と、
前記上部電極と接続するセルプレート線を形成する工程(e)とを有し、
前記工程(c)の後に、前記セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所を切断する工程(f)を含む半導体記憶装置の製造方法。 Forming a first insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a plurality of lower electrodes on the first insulating film (b);
Forming a capacitive insulating film so as to cover the first insulating film and the plurality of lower electrodes;
Forming an upper electrode on the capacitive insulating film (d);
Forming a cell plate line connected to the upper electrode (e),
After the step (c), the method for manufacturing a semiconductor memory device includes a step (f) of cutting at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction. .
前記第一の絶縁膜の上に複数の下部電極を形成する工程(b)と、
前記複数の下部電極の間に第二の絶縁膜を形成する工程(g)と、
前記複数の下部電極と前記第二の絶縁膜との上に容量絶縁膜を形成する工程(h)と、
前記容量絶縁膜の上に上部電極を形成する工程(d)と、
前記上部電極と接続するセルプレート線を形成する工程(e)とを有し、
前記工程(h)の後に、前記セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜の少なくとも一箇所を切断する工程(f)を含む半導体記憶装置の製造方法。 Forming a first insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a plurality of lower electrodes on the first insulating film (b);
Forming a second insulating film between the plurality of lower electrodes (g);
Forming a capacitive insulating film on the plurality of lower electrodes and the second insulating film (h);
Forming an upper electrode on the capacitive insulating film (d);
Forming a cell plate line connected to the upper electrode (e),
After the step (h), the method for manufacturing a semiconductor memory device includes a step (f) of cutting at least one portion of the capacitive insulating film between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction. .
前記容量絶縁膜が切断された部分にシールドを形成する工程(i)を有する請求項27または請求項28記載の半導体記憶装置の製造方法。 After step (f)
29. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 27 or 28, further comprising a step (i) of forming a shield at a portion where the capacitive insulating film is cut.
前記下部電極と前記下部電極との間に前記シールドを覆うように第三の絶縁膜を形成する工程を有する請求項29記載の半導体記憶装置の製造方法。 After step (i) and before step (d),
30. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 29, further comprising a step of forming a third insulating film so as to cover the shield between the lower electrode and the lower electrode.
前記容量絶縁膜と前記容量絶縁膜が切断された部分とを覆うように形成する工程を含む請求項27または請求項28記載の半導体記憶装置の製造方法。 The step (d)
29. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming the capacitor insulating film and a portion where the capacitor insulating film is cut.
前記第一の絶縁膜の上に複数の下部電極を形成する工程(b)と、
前記第一の絶縁膜と前記複数の下部電極とを覆うように容量絶縁膜を形成する工程(c)と、
前記容量絶縁膜を覆うように上部電極を形成する工程(j)と、
前記上部電極と接続するセルプレート線を形成する工程(e)とを有し、
前記工程(j)の後に、前記セルプレート線方向に沿った前記下部電極と前記下部電極との間の前記容量絶縁膜と前記上部電極との少なくとも一箇所を切断する工程(k)を含む半導体記憶装置の製造方法。 Forming a first insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a plurality of lower electrodes on the first insulating film (b);
Forming a capacitive insulating film so as to cover the first insulating film and the plurality of lower electrodes;
Forming an upper electrode so as to cover the capacitive insulating film;
Forming a cell plate line connected to the upper electrode (e),
After step (j), a semiconductor including step (k) of cutting at least one of the capacitor insulating film and the upper electrode between the lower electrode and the lower electrode along the cell plate line direction A method for manufacturing a storage device.
スリットを形成する工程(l)である請求項27から請求項32のいずれかひとつに記載の半導体記憶装置の製造方法。 The step (f) and the step (k) are:
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to any one of claims 27 to 32, which is a step (l) of forming a slit.
前記下部電極から前記スリットまでの距離が前記容量絶縁膜の膜厚よりも厚い距離だけ離れた位置の前記容量絶縁膜をエッチングによって除去する工程を有する請求項33記載の半導体記憶装置の製造方法。 The step (l)
34. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 33, further comprising a step of removing the capacitor insulating film at a position where a distance from the lower electrode to the slit is larger than a thickness of the capacitor insulating film by etching.
前記セルプレート線を形成する工程である請求項27から請求項34のいずれかひとつに記載の半導体記憶装置。 The step (d) and the step (j) include
The semiconductor memory device according to any one of claims 27 to 34, which is a step of forming the cell plate line.
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