JP2005050899A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、特にキャパシタを有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、キャパシタの誘電体膜に強誘電体膜を用いた強誘電体メモリ(FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory)の開発が進められている。
【0003】
図10は、従来技術に係る強誘電体メモリの一例を模式的に示した断面図である。図10に示すように、従来は、キャパシタの上部電極201とトランジスタのソース又はドレイン202とを、プラグ203、配線204、プラグ205及びプラグ206によって接続していた。
【0004】
しかしながら、キャパシタの上部電極201に接続されたプラグ203を設けていたため、プラグ203の高さに応じてプラグ205の高さを高くする必要があり、プラグ205のアスペクト比が高くなるという問題があった。アスペクト比が高くなると、プラグ205を層間絶縁膜207等の絶縁膜に形成された穴内に確実に埋め込むことが困難になり、コンタクト不良等、特性や信頼性の悪化につながる。
【0005】
公知技術として、特許文献1には、強誘電体キャパシタの上部電極上に配線を直接形成する構成が記載されている。しかしながら、この配線はプレート線であり、トランジスタのソース又はドレインに接続されるものではない。したがって、特許文献1に記載された配線は、プラグを介してトランジスタのソース又はドレインに接続されたものとは基本的に異なる。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−178155号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は、トランジスタのソース又はドレインに接続されるプラグのアスペクト比が高くなり、コンタクト不良等、特性や信頼性が悪化するという問題があった。
【0008】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、プラグのアスペクト比を低くすることができ、特性や信頼性を向上させることが可能な半導体装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一視点に係る半導体装置は、トランジスタが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上方に設けられ、第1の下部電極と、第1の上部電極と、前記第1の上部電極と前記第1の下部電極との間に設けられた第1の誘電体膜とを含む第1のキャパシタと、前記第1の上部電極に接続された配線と、
前記配線と前記トランジスタのソース及びドレインの一方とを電気的に接続する第1のプラグと、を備え、前記第1の上部電極の上面及び前記配線の下面は、実質的に同じ平面内に存在することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【0011】
図1は、本発明の実施形態に係る半導体装置(強誘電体メモリ)の構成例を模式的に示した断面図である。本半導体装置は、セルトランジスタ(T)のソース及びドレイン間にキャパシタ(C)の両端をそれぞれ接続し、これをユニットセルとし、このユニットセルを複数直列に接続した、TC並列ユニット直列接続型強誘電体メモリである。以下、図1を参照して、本半導体装置の構成について説明する。
【0012】
p型シリコン基板(半導体基板)100の表面領域には、STI(shallow trench isolation)型の素子分離領域(図示せず)が形成されており、シリコン基板100上にはMISトランジスタが形成されている。このMISトランジスタは、ゲート絶縁膜102、ワード線となるゲート電極(多結晶シリコン膜104及びタングステンシリサイド膜(WSix 膜)105からなるポリサイド構造)、ゲートキャップ膜106、シリコン窒化膜で形成されたゲート側壁膜103及びソース/ドレイン拡散層101によって形成されている。
【0013】
MISトランジスタは、層間絶縁膜107によって覆われており、層間絶縁膜107に形成されたコンタクトホール内には、ソース/ドレイン拡散層101の一方に接続されたn+ 多結晶シリコンプラグ108が形成されている。また、層間絶縁膜107上には層間絶縁膜109が形成されており、層間絶縁膜107及び層間絶縁膜109に形成されたコンタクトホール内には、ソース/ドレイン拡散層101の他方に接続されたn+ 多結晶シリコンプラグ110が形成されている。なお、n+ 多結晶シリコンプラグ110上には、例えばTiN/Tiといった積層構造のバリアメタル膜(図示せず)が形成されている。
【0014】
層間絶縁膜109上には、下部電極、上部電極及び強誘電体膜(誘電体膜)からなる強誘電体キャパシタが形成されている。下部電極には、イリジウム膜(Ir膜)111、チタン膜(Ti膜)112及びSRO膜(SrRuO3 膜)113の積層構造が用いられる。下部電極上に形成された強誘電体膜114には、PZT膜(Pb(ZrxTi1−x )O3 膜)が用いられる。また、強誘電体膜114上に形成された上部電極には、SRO膜115及びプラチナ膜(Pt膜)116の積層構造が用いられる。
【0015】
キャパシタの外側には、拡散バリア膜119、CVD酸化膜120、拡散バリア膜121及び層間絶縁膜122によって絶縁領域が形成されている。拡散バリア膜119及び121は、水素に対するバリア性を有するものであり、例えば層間絶縁膜に用いられるシリコン酸化膜よりも水素に対するバリア性が高い。なお、拡散バリア膜119及び121は、酸素に対するバリア性も有していることが好ましい。本実施形態では、Al2O3 膜(アルミナ膜)を拡散バリア膜119及び121として用いている。CVD酸化膜120は、上部電極加工用のハードマスクとして用いられる。
【0016】
隣接するキャパシタ間には、シリコン基板100の主面に垂直な方向に延伸したヴィアプラグ123が形成されており、このヴィアプラグ123は多結晶シリコンプラグ108に接続されている。このヴィアプラグ123は、層間絶縁膜109、拡散バリア膜121及び層間絶縁膜122を貫通するヴィアホール内に、Al膜を埋め込んだものである。なお、ヴィアシリコンプラグ123の底面及び側面には、例えばTa、TaN或いはそれらの積層構造からなるバリアメタル膜(図示せず)が形成されている。
【0017】
上部電極を構成するPt膜116には配線(Al配線)124が直接接続されており、配線124とソース/ドレイン拡散層101の一方とはヴィアプラグ123及び多結晶シリコンプラグ108によって接続されている。また、ヴィアプラグ123を挟んで互いに隣接するキャパシタの上部電極どうしも、配線124によって接続されている。このように、配線124全体がシリコン基板100の主面に平行な方向に延伸しており、Pt膜116の上面及び配線124の下面は実質的に同じ平面内に存在する。また、配線124とヴィアプラグ123との境界も、実質的に上記平面内に存在する。
【0018】
配線124は、拡散バリア膜125によって覆われている。この拡散バリア膜125は、拡散バリア膜119及び121と同様、水素に対するバリア性を有するものであり(酸素に対するバリア性も有していることが好ましい)、Al2O3 膜(アルミナ膜)で形成されている。さらに、拡散バリア膜125上には層間絶縁膜126が形成されている。
【0019】
次に、図1に示した半導体装置の製造方法について、図2〜図9を用いて説明する。
【0020】
まず、図2に示すように、シリコン基板100の表面に溝を形成し、この溝内にシリコン酸化膜を埋め込んでSTI型の素子分離領域(図示せず)を形成する。続いて、スイッチ動作を行うためのMISトランジスタを以下のようにして形成する。まず、熱酸化により全面に厚さ6nm程度のシリコン酸化膜(ゲート絶縁膜102)を形成する。続いて、砒素をドープしたn+ 多結晶シリコン膜104、WSix 膜105及びシリコン窒化膜106(ゲートキャップ膜)を、順次形成する。その後、多結晶シリコン膜104、WSix 膜105及びシリコン窒化膜106を、通常の光リソグラフィ法及びRIE法によって加工し、ゲート電極を形成する。さらに、シリコン窒化膜を堆積し、このシリコン窒化膜をRIEによって加工し、ゲート電極の側壁にゲート側壁膜103を形成する。なお、詳細な説明は省略するが、本工程において、イオン注入法等によってソース/ドレイン拡散層101も形成される。
【0021】
次に、全面に層間絶縁膜107としてCVD酸化膜を堆積し、さらにCMP(化学的機械研磨)法によってCVD酸化膜を平坦化する。続いて、ソース/ドレイン拡散層101の一方に達するコンタクトホールを層間絶縁膜107に形成する。その後、スパッタリング法或いはCVD法によって薄いチタン膜(図示せず)を堆積し、さらにフォーミングガス中で熱処理を行うことでTiN膜(図示せず)を形成する。続いて、CVD法によりn+ 多結晶シリコン膜を全面に堆積し、さらにCMP法によってコンタクトホール外のn+ 多結晶シリコン膜を除去する。これにより、コンタクトホール内にn+ 多結晶シリコン膜が選択的に埋め込まれたプラグ108が形成される。その後、全面に層間絶縁膜109としてCVD窒化膜を堆積する。続いて、ソース/ドレイン拡散層101の他方に達するコンタクトホールを層間絶縁膜107及び109に形成する。さらに、TiN膜(図示せず)及びn+ 多結晶シリコン膜をコンタクトホール内に埋め込み、多結晶シリコンプラグ110を形成する。
【0022】
次に、全面にスパッタリング法によって、厚さ5nmのTi膜(図示せず)及び厚さ10nmのTiN膜(図示せず)を堆積する。続いて、キャパシタの下部電極として、厚さ120nm程度のIr膜111、厚さ2.5nm程度のTi膜112及び厚さ10nm程度のSRO膜113を、スパッタリング法によって全面に形成する。続いて、キャパシタの誘電体膜(強誘電体膜)としてPZT膜114をスパッタリング法によって全面に形成し、さらに酸素雰囲気中での急速加熱処理(RTA)により、PZT膜114を結晶化する。続いて、キャパシタの下部電極として、厚さ10nm程度のSRO膜115及びPt膜116を、スパッタリング法によって全面に形成する。その後、拡散バリア膜117としてAl2O3 膜を、スパッタリング法によって全面に堆積する。さらに、上部電極加工用のハードマスクとして用いられるCVD酸化膜118を堆積する。
【0023】
次に、図3に示すように、光リソグラフィ法及びRIE法によってCVD酸化膜118及び拡散バリア膜117をパターンニングする。
【0024】
次に、図4に示すように、パターニングされたCVD酸化膜118及び拡散バリア膜117をマスクとして、プラチナ膜116、SRO膜115及びPZT膜114をRIE法によってエッチングする。続いて、拡散バリア膜119としてAl2O3 膜をスパッタリング法によって全面に形成する。さらに、下部電極加工用のハードマスクとして用いられるCVD酸化膜120を、CVD法によって全面に形成する。
【0025】
次に、図5に示すように、光リソグラフィ法とRIE法によってCVD酸化膜120及び拡散バリア膜119をパターンニングする。
【0026】
次に、図6に示すように、パターニングされたCVD酸化膜120及び拡散バリア膜119をマスクとして、SRO膜113、Ti膜112及びIr膜111をパターニングする。これにより、キャパシタ構造の形成が終了する。その後、全面に拡散バリア膜121としてAl2O3 膜をスパッタリング法によって形成する。キャパシタ構造は、この拡散バリア膜121によって覆われる。続いて、層間絶縁膜122としてCVD酸化膜をCVD法によって全面に堆積する。さらに、キャパシタ加工時にPZT膜114に生じたダメージを除去するために、酸素雰囲気下で600℃程度の熱処理を行う。
【0027】
次に、図7に示すように、CMP法によってPt膜116が露出するまでエッチバック処理を行う。このエッチバック処理により、全面が平坦化される。続いて、光リソグラフィ法とRIE法とによって、CVD酸化膜122、拡散バリア層膜121及びCVD窒化膜109をエッチングし、多結晶シリコンプラグ108に達するヴィアホールを形成する。
【0028】
次に、図8に示すように、TiN/Ti構造のバリアメタル膜(図示せず)をスパッタリング法によって全面に堆積し、さらにバリアメタル膜上にAl膜をスパッタリング法によって全面に堆積する。これにより、ヴィアホール内にヴィアプラグ123用の導電部分が形成されるとともに、ヴィアホール以外の領域には配線用の導電部分124aが形成される。
【0029】
次に、図9に示すように、光リソグラフィ法とRIE法によって導電部分124aをパターニングして配線124を形成する。その後、全面に拡散バリア膜125としてAl2O3 膜をスパッタリング法によって形成する。
【0030】
さらに、層間絶縁膜126としてCVD酸化膜を全面に堆積することで、図1に示すような構造が得られる。その後の工程は図示しないが、ドライブ線及びビット線の形成工程、さらに上層メタル配線の形成工程等を経て、強誘電体メモリが完成する。
【0031】
以上のように、本実施形態の強誘電体メモリでは、上部電極を構成するPt膜116と配線124の下面とが実質的に同じ平面内に存在しており、従来のように上部電極に接続されたプラグを設けていない。したがって、ヴィアプラグ123のアスペクト比を低くすることができ、ヴィアプラグ123をヴィアホール内に確実に形成することができる。その結果、コンタクト不良等を防止することができ、特性や信頼性に優れた強誘電体メモリを得ることができる。
【0032】
また、本実施形態では、従来のように上部電極に接続されたプラグを設けていないため、従来よりもリソグラフィ工程を減らすことが可能であり、製造工程の削減や歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【0033】
また、従来の強誘電体メモリでは、上部電極に接続されたプラグ及び配線をダマシン法によって絶縁膜内に形成している。そのため、キャパシタ構造を形成した後にシンター工程等の水素雰囲気下での処理を行う場合、該絶縁膜によってキャパシタへの水素の拡散をある程度防止することが可能である。本実施形態では、上部電極上に直接配線用の導電膜を形成し、この導電膜をエッチングによってパターニングして配線124を形成する。そのため、上述したような絶縁膜によって水素の拡散を抑えることは難しいが、配線124上に形成した拡散バリア膜125によって水素の拡散を抑制することができるため、キャパシタに対する水素ダメージを防止することができる。
【0034】
なお、上述した実施形態では、配線をアルミニウム膜(Al膜)で形成しているが、プラチナ膜(Pt膜)、イリジウム膜(Ir膜)、ルテニウム膜(Ru膜)、イリジウム酸化物膜(IrO2 膜)、ルテニウム酸化物膜(RuO2 膜)、SRO膜或いはTiN膜を用いてもよい。また、これらの導電膜を積層した膜を用いることも可能である。また、配線膜の形成方法には、スパッタリング法の他に、CVD法を用いることも可能である。
【0035】
また、上述した実施形態では、拡散バリア膜をAl2O3 膜(アルミニウム酸化物膜)で形成したが、タンタル酸化物膜を用いてもよい。また、拡散バリア膜の形成方法には、スパッタリング法の他に、CVD法を用いることも可能である。
【0036】
また、上述した実施形態では、キャパシタの強誘電体膜としてPZT膜を用いたが、SBT膜(SrBi2Ta2O9 膜)等、PZT膜以外の金属酸化物膜を用いてもよい。
【0037】
また、キャパシタの電極材料に、イリジウム膜(Ir膜)、ルテニウム膜(Ru膜)、イリジウム酸化物膜(IrO2 膜)、ルテニウム酸化物膜(RuO2 膜)等を用いることも可能である。
【0038】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、プラグのアスペクト比を低くすることができるため、コンタクト不良等を防止することができ、特性や信頼性に優れた半導体装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置の構成例を模式的に示した断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図7】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図8】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図9】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一部を模式的に示した断面図である。
【図10】従来技術に係る半導体装置の構成例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
100…シリコン基板、 101…ソース/ドレイン拡散層、
102…ゲート絶縁膜、 103…ゲート側壁膜、
104…多結晶シリコン膜、 105…WSi2 膜、
106…ゲートキャップ膜、
107、109、122、126…層間絶縁膜、
108、110…多結晶シリコンプラグ、
111…イリジウム膜、 112…チタン膜、
113…SRO膜、 114…強誘電体膜、
115…SRO膜、 116…プラチナ膜、
117、119、121、125…拡散バリア膜、
118、120…CVD酸化膜、 123…ヴィアプラグ、
124…配線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a capacitor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a ferroelectric memory (FeRAM: Ferroelectric Random Access Memory) using a ferroelectric film as a dielectric film of a capacitor has been developed.
[0003]
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a ferroelectric memory according to the prior art. As shown in FIG. 10, conventionally, an
[0004]
However, since the
[0005]
As a known technique, Patent Document 1 describes a configuration in which wiring is directly formed on an upper electrode of a ferroelectric capacitor. However, this wiring is a plate line and is not connected to the source or drain of the transistor. Therefore, the wiring described in Patent Document 1 is basically different from that connected to the source or drain of the transistor through the plug.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-178155
[Problems to be solved by the invention]
Thus, conventionally, there has been a problem that the aspect ratio of the plug connected to the source or drain of the transistor is increased, and the characteristics and reliability are deteriorated such as contact failure.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of reducing the aspect ratio of a plug and improving the characteristics and reliability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a semiconductor substrate provided with a transistor, a first lower electrode, a first upper electrode, and the first upper electrode, which are provided above the semiconductor substrate. A first capacitor including a first dielectric film provided between the first lower electrode, a wiring connected to the first upper electrode,
A first plug that electrically connects the wiring and one of a source and a drain of the transistor, and the upper surface of the first upper electrode and the lower surface of the wiring exist in substantially the same plane. It is characterized by doing.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a semiconductor device (ferroelectric memory) according to an embodiment of the present invention. In this semiconductor device, both ends of a capacitor (C) are connected between the source and drain of a cell transistor (T), which are used as unit cells, and a plurality of unit cells are connected in series. It is a dielectric memory. Hereinafter, the configuration of the semiconductor device will be described with reference to FIG.
[0012]
An STI (shallow trench isolation) type element isolation region (not shown) is formed on the surface region of the p-type silicon substrate (semiconductor substrate) 100, and an MIS transistor is formed on the
[0013]
The MIS transistor is covered with an interlayer
[0014]
On the interlayer
[0015]
An insulating region is formed outside the capacitor by a
[0016]
A
[0017]
A wiring (Al wiring) 124 is directly connected to the
[0018]
The
[0019]
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
[0020]
First, as shown in FIG. 2, a groove is formed on the surface of the
[0021]
Next, a CVD oxide film is deposited as an
[0022]
Next, a Ti film (not shown) having a thickness of 5 nm and a TiN film (not shown) having a thickness of 10 nm are deposited on the entire surface by sputtering. Subsequently, as a lower electrode of the capacitor, an
[0023]
Next, as shown in FIG. 3, the
[0024]
Next, as shown in FIG. 4, the
[0025]
Next, as shown in FIG. 5, the
[0026]
Next, as shown in FIG. 6, the
[0027]
Next, as shown in FIG. 7, an etch back process is performed until the
[0028]
Next, as shown in FIG. 8, a barrier metal film (not shown) having a TiN / Ti structure is deposited on the entire surface by sputtering, and an Al film is further deposited on the entire surface by sputtering. As a result, a conductive portion for the via
[0029]
Next, as shown in FIG. 9, the
[0030]
Furthermore, a structure as shown in FIG. 1 is obtained by depositing a CVD oxide film on the entire surface as the
[0031]
As described above, in the ferroelectric memory of the present embodiment, the
[0032]
Further, in this embodiment, since the plug connected to the upper electrode is not provided as in the prior art, the number of lithography processes can be reduced as compared with the prior art, and the manufacturing process can be reduced and the yield can be improved. It becomes.
[0033]
In the conventional ferroelectric memory, the plug and the wiring connected to the upper electrode are formed in the insulating film by the damascene method. Therefore, when processing in a hydrogen atmosphere such as a sintering process is performed after forming the capacitor structure, the insulating film can prevent hydrogen diffusion to the capacitor to some extent. In this embodiment, a conductive film for wiring is formed directly on the upper electrode, and this conductive film is patterned by etching to form the
[0034]
In the embodiment described above, the wiring is formed of an aluminum film (Al film), but a platinum film (Pt film), an iridium film (Ir film), a ruthenium film (Ru film), an iridium oxide film (IrO). 2 film), ruthenium oxide film (RuO 2 film), SRO film or TiN film may be used. A film in which these conductive films are stacked can also be used. In addition to the sputtering method, a CVD method can be used as a method for forming the wiring film.
[0035]
In the embodiment described above, the diffusion barrier film is formed of an Al 2 O 3 film (aluminum oxide film), but a tantalum oxide film may be used. In addition to the sputtering method, a CVD method can be used as a method for forming the diffusion barrier film.
[0036]
In the above-described embodiment, the PZT film is used as the ferroelectric film of the capacitor. However, a metal oxide film other than the PZT film such as an SBT film (SrBi 2 Ta 2 O 9 film) may be used.
[0037]
Further, an iridium film (Ir film), a ruthenium film (Ru film), an iridium oxide film (IrO 2 film), a ruthenium oxide film (RuO 2 film), or the like can be used as the electrode material of the capacitor.
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining the disclosed constituent elements. For example, even if several constituent requirements are deleted from the disclosed constituent requirements, the invention can be extracted as an invention as long as a predetermined effect can be obtained.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the aspect ratio of the plug can be reduced, contact failure and the like can be prevented, and a semiconductor device having excellent characteristics and reliability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a part of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a semiconductor device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
100 ... silicon substrate, 101 ... source / drain diffusion layer,
102 ... Gate insulating film, 103 ... Gate sidewall film,
104 ... polycrystalline silicon film, 105 ... WSi 2 film,
106: gate cap film,
107, 109, 122, 126 ... interlayer insulating film,
108, 110 ... polycrystalline silicon plug,
111 ... Iridium film, 112 ... Titanium film,
113 ... SRO film, 114 ... Ferroelectric film,
115 ... SRO film, 116 ... Platinum film,
117, 119, 121, 125 ... diffusion barrier film,
118, 120 ... CVD oxide film, 123 ... Via plug,
124 ... Wiring
Claims (12)
前記半導体基板の上方に設けられ、第1の下部電極と、第1の上部電極と、前記第1の上部電極と前記第1の下部電極との間に設けられた第1の誘電体膜とを含む第1のキャパシタと、
前記第1の上部電極に接続された配線と、
前記配線と前記トランジスタのソース及びドレインの一方とを電気的に接続する第1のプラグと、
を備え、
前記第1の上部電極の上面及び前記配線の下面は、実質的に同じ平面内に存在する
ことを特徴とする半導体装置。A semiconductor substrate provided with a transistor;
A first dielectric film provided above the semiconductor substrate, and provided between the first lower electrode, the first upper electrode, and the first upper electrode and the first lower electrode; A first capacitor comprising:
A wiring connected to the first upper electrode;
A first plug electrically connecting the wiring and one of a source and a drain of the transistor;
With
The semiconductor device according to claim 1, wherein an upper surface of the first upper electrode and a lower surface of the wiring are present in substantially the same plane.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring extends in a direction parallel to a main surface of the semiconductor substrate.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein a boundary between the wiring and the first plug exists substantially in the plane.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein the first plug extends in a direction perpendicular to a main surface of the semiconductor substrate.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a second plug that electrically connects the lower electrode and the other of the source and the drain of the transistor.
前記第2の上部電極は前記配線に接続され、前記第2の上部電極の上面は実質的に前記平面内に存在する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。A second dielectric film provided above the semiconductor substrate, and provided between the second lower electrode, the second upper electrode, and the second upper electrode and the second lower electrode; A second capacitor comprising:
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second upper electrode is connected to the wiring, and an upper surface of the second upper electrode is substantially in the plane.
前記第1のプラグは前記絶縁領域内に形成されている
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。An insulating region provided at least between the first capacitor and the second capacitor;
The semiconductor device according to claim 6, wherein the first plug is formed in the insulating region.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, further comprising a diffusion barrier film that covers the wiring and prevents diffusion of hydrogen into the capacitor.
ことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 8, wherein the diffusion barrier film includes at least one of an aluminum oxide film and a tantalum oxide film.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。2. The wiring according to claim 1, wherein the wiring includes at least one of an aluminum film, a platinum film, an iridium film, a ruthenium film, an iridium oxide film, a ruthenium oxide film, a SrRuO 3 film, and a TiN film. Semiconductor device.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring is formed by etching.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The semiconductor device according to claim 1, wherein the dielectric film includes a ferroelectric film.
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2003
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