JP2005159220A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる水素バリア膜を備えた半導体装置を提供する。
【解決手段】 この半導体装置では、強誘電体キャパシタCap上に成膜した絶縁性水素バリア膜12に、上部電極11の上面11Aの内側部11A-2を露出させる開口12Aを形成した。TiNからなる導電性水素バリア膜13を開口12A上から形成した。この導電性水素バリア膜13は、上面11Aの内側部11A-2を密着して覆う内側部13Aと、額縁部12Bを密着して覆う外側部13Bを有する。導電性水素バリア膜13をアスペクト比の小さい開口12Aへ成膜するので、導電性水素バリア膜13の段差を小さくすることが可能になった。
【選択図】 図1
Description
この発明は、容量絶縁膜を含むキャパシタを有する半導体装置およびその製造方法に関し、例えば、金属酸化物からなる強誘電体膜を容量絶縁膜として用いた強誘電体キャパシタを有する不揮発性半導体記憶装置に関する。
Pb(Zr,Ti)O3すなわちジルコン酸チタン酸鉛(PZT)や、SrBi2Ta2O9すなわちタンタル酸ビスマスストロンチウム(SBT)などに代表される強誘電体を容量絶縁膜に用いた不揮発性強誘電体メモリ素子は、その高速性や低消費電力といったことを背景に、近年、特に注目を浴びている。
この不揮発性強誘電体メモリを実現するに当たり、大きな技術的課題となっているのが水素に起因する強誘電体膜の特性劣化である。
通常、強誘電体材料はPZTやSBTなどの酸化物からなるので、水素などの強い還元性ガスに曝されると容易に還元され、その結果、強誘電体キャパシタの致命的な特性劣化が引き起こされ、信頼性特性に悪影響を及ぼす可能性が極めて高くなる。
このような問題を回避するため、特許文献1(特開平11-8360号公報)で提示されているような構造が採用されてきた。この構造について、図9を参照して説明する。
図9は、従来の半導体装置の構造を示す断面図である。半導体基板51上に、ソース/ドレイン領域54-1,54-2,ゲート酸化膜52,ゲート電極53およびサイドウォール絶縁膜55を含む電界効果型MOSトランジスタ50が形成される。このMOSトランジスタ50の上方に平坦化された第1の層間絶縁膜57を形成した後、密着層58、下部電極59、強誘電体膜60、上部電極61を順次形成する。下部電極59と強誘電体膜60と上部電極61が強誘電体キャパシタ70を構成している。
その後、酸化アルミニウム(以下Al2O3と記す)からなる絶縁性水素バリア膜62を、強誘電体キャパシタ70と層間絶縁膜57の全体を覆うように形成する。
引き続き、第2の層間絶縁膜64となる酸化シリコン(SiO2)膜を絶縁性水素バリア膜62の全面に成膜する。その後、第2の層間絶縁膜64に上部電極61へのコンタクトホール66を開口した後、さらに、コンタクトホール66を含む開口部を覆うように、窒化チタン膜(以下TiN膜と記す)からなる導電性水素バリア膜63を形成する。その後、MOSトランジスタ50のソース/ドレイン領域54-1,54-2へのコンタクトホール65-1,65-2を第1層間絶縁膜57に形成し、さらに、下部電極59へのコンタクトホール(図示せず)を形成した後、通常の配線および層間工程を経て半導体装置が完成する。
ところで、上述した製造方法による構造の半導体装置では、キャパシタ70の強誘電体膜60の側面は絶縁性水素バリア膜(Al2O3膜)62によって保護されている一方、上部電極61側は導電性水素バリア膜(TiN膜)63が水素の侵入を防ぐ役割を担っている。
この特許文献1(特開平11-8360号公報)で示されている方法では、TiN膜63は上部電極61へのコンタクトホール66を通じて形成されているが、そのコンタクトホール66のアスペクト比(=ホールの深さ÷ホール径)は通常1程度が想定される。TiN膜63の形成は一般的にDCマグネトロン反応性スパッタリング法によって行われる。このスパッタリングによるコンタクトホール66の底部へのTiN膜63の底部63Aの成膜の膜厚はTiN膜63の表面部63Bの膜厚の10〜20%程度と減少してしまうので、この膜厚減少分を見込んで、TiN膜63のスパッタリング膜厚を設定しなければならない。
通常、十分な水素バリア性を確保するためには、TiN膜63は、40〜50nm程度の膜厚が必要となってくる。したがって、TiN膜63のスパッタリング膜厚は最大500nm程度が必要となってしまう。
この場合、強誘電体キャパシタ70の直上に厚膜のTiN膜63が存在することによって、強誘電体キャパシタ70が存在する部分と存在しない部分との間の段差が非常に大きくなってしまう。この大きな段差は、その後の工程に対する影響が極めて大きく、例えば、フォトリソグラフィ工程での不具合や、場合によっては配線間の短絡といったプロセス上の問題を招く可能性がある。さらには、信頼性の低下などデバイス動作上の問題を誘起させる可能性もある。
上述の事情から、TiN膜63のスパッタリング膜厚を、水素バリア性を十分に確保できない膜厚まで薄くせざるを得なくなって、十分な強誘電体特性を有する不揮発性強誘電体メモリの製造が不可能であるという問題点がある。
特開平11−8360号公報
そこで、この発明の課題は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる水素バリア膜を備えた半導体装置およびその製造方法を提供することである。
上記課題を解決するため、この発明の半導体装置は、下部電極と上記下部電極上に形成された容量絶縁膜と上記容量絶縁膜上に形成された上部電極とを有するキャパシタを備え、
上記キャパシタを覆うと共に上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口とこの開口を規定する額縁部を有する絶縁性水素バリア膜と、
上記開口に露出した上記上部電極の上面と上記額縁部とに密着して上記上面と上記額縁部とを被覆する導電性水素バリア膜とを備えた。
上記キャパシタを覆うと共に上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口とこの開口を規定する額縁部を有する絶縁性水素バリア膜と、
上記開口に露出した上記上部電極の上面と上記額縁部とに密着して上記上面と上記額縁部とを被覆する導電性水素バリア膜とを備えた。
この発明の半導体装置では、上記導電性水素バリア膜は、上部電極の上面と額縁部とを被覆すると共に、上部電極の上面と絶縁性水素バリア膜の額縁部とに密着している。したがって、この導電性水素バリア膜は、絶縁性水素バリア膜の額縁部の厚さ分の段差をカバーすればよくなるから、従来に比べて、導電性水素バリア膜の段差を格段に減少できる。
したがって、この発明では、従来のように、額縁部上における導電性水素バリア膜の膜厚を、上部電極の上面における導電性水素バリア膜の膜厚よりも格段に厚くすることなく、上部電極の上面における導電性水素バリア膜の膜厚を、十分な水素バリア性を確保可能な膜厚に設定できる。
したがって、この発明の半導体装置では、キャパシタが存在する部分とキャパシタが存在しない部分との段差を、従来に比べて格段に低減できる。したがって、プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる導電性水素バリア膜を備えた半導体装置を実現できる。
また、一実施形態の半導体装置は、上記絶縁性水素バリア膜が酸化アルミニウムからなる。
この実施形態の半導体装置では、上記絶縁性水素バリア膜が酸化アルミニウムからなるので、上記絶縁性水素バリア膜は50nm程度の膜厚で十分な水素バリア効果が得られる。
また、一実施形態の半導体装置は、上記導電性水素バリア膜が窒化チタンからなる。
この実施形態の半導体装置では、上記導電性水素バリア膜が窒化チタンからなるので、上記導電性水素バリア膜は40〜50nm程度の膜厚で十分に水素バリア性を発揮できる。
また、一実施形態の半導体装置の製造方法は、下部電極を形成する工程と、
上記下部電極上に容量絶縁膜を形成する工程と、
上記容量絶縁膜上に上部電極を形成する工程と、
上記下部電極と上記容量絶縁膜と上記上部電極を覆う絶縁性水素バリア膜を形成する工程と、
上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口を上記絶縁性水素バリア膜に形成する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面を覆うと共に上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面に密着した導電性水素バリア膜を形成する工程と、
上記導電性水素バリア膜のうち、上記絶縁性水素バリア膜の上記開口から露出した上記上部電極の上面を覆う部分と上記絶縁性水素バリア膜のうちの上記開口の額縁部を密着して覆う部分とを残して、他の部分を除去する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜と上記導電性水素バリア膜とを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
上記層間絶縁膜に、上記導電性水素バリア膜に達するコンタクトホールを形成し、上記コンタクトホールに配線層を形成する工程を有する。
上記下部電極上に容量絶縁膜を形成する工程と、
上記容量絶縁膜上に上部電極を形成する工程と、
上記下部電極と上記容量絶縁膜と上記上部電極を覆う絶縁性水素バリア膜を形成する工程と、
上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口を上記絶縁性水素バリア膜に形成する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面を覆うと共に上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面に密着した導電性水素バリア膜を形成する工程と、
上記導電性水素バリア膜のうち、上記絶縁性水素バリア膜の上記開口から露出した上記上部電極の上面を覆う部分と上記絶縁性水素バリア膜のうちの上記開口の額縁部を密着して覆う部分とを残して、他の部分を除去する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜と上記導電性水素バリア膜とを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
上記層間絶縁膜に、上記導電性水素バリア膜に達するコンタクトホールを形成し、上記コンタクトホールに配線層を形成する工程を有する。
この実施形態の半導体装置の製造方法では、上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面を覆うと共に上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面に密着した導電性水素バリア膜を形成する工程を有した。これにより、上記導電性水素バリア膜は、上部電極の上面と額縁部とを被覆すると共に、上部電極の上面と絶縁性水素バリア膜の額縁部とに密着する。したがって、この導電性水素バリア膜は、絶縁性水素バリア膜の額縁部の厚さ分の段差をカバーすればよくなるから、従来に比べて、導電性水素バリア膜の段差を格段に減少できる。
したがって、この半導体装置の製造方法では、キャパシタが存在する部分とキャパシタが存在しない部分との段差を、従来に比べて格段に低減できる。したがって、プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる導電性水素バリア膜を備えた半導体装置を作製できる。
また、一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記絶縁性水素バリア膜を酸化アルミニウム膜とした。
この実施形態の半導体装置の製造方法では、上記絶縁性水素バリア膜を酸化アルミニウム膜としたことで、50nm程度の膜厚で十分な水素バリア効果が得られる。
また、一実施形態の半導体装置の製造方法は、上記導電性水素バリア膜を窒化チタン膜とした。
この実施形態では、上記導電性水素バリア膜を窒化チタン膜(TiN膜)としたことで、40〜50nm程度の膜厚で十分に水素バリア性を発揮できる。
この発明の半導体装置によれば、導電性水素バリア膜は、上部電極の上面と額縁部とを被覆すると共に、上部電極の上面と絶縁性水素バリア膜の額縁部とに密着している。したがって、この導電性水素バリア膜は、絶縁性水素バリア膜の額縁部の厚さ分の段差をカバーすればよくなるから、従来に比べて、導電性水素バリア膜の段差を格段に減少できる。
したがって、この発明の半導体装置では、キャパシタが存在する部分とキャパシタが存在しない部分との段差を、従来に比べて格段に低減できる。したがって、プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる導電性水素バリア膜を備えた半導体装置を実現できる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図1に、この発明の半導体装置の実施形態の断面を示す。この半導体装置は、半導体基板1、例えばシリコン(Si)からなる半導体基板1に形成された電界効果型MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタTrと、強誘電体キャパシタCapを備えた不揮発性強誘電体メモリをなす。
上記MOSトランジスタTrを覆うように、第1の層間絶縁膜7が形成されており、この第1の層間絶縁膜7上に密着層8を介して強誘電体キャパシタCapが形成されている。
このMOSトランジスタTrは、半導体基板1に形成されたLOCOS(Local Oxide Of Silicon)酸化膜6によって半導体基板1に形成された別のトランジスタ(図示せず)と互いに分離されている。このMOSトランジスタTrは、半導体基板1に形成されたソース/ドレイン領域4-1,4-2と、半導体基板1のチャネル領域の上に形成されたゲート酸化膜2と、ゲート電極3と、サイドウォール絶縁膜5とで構成される。ゲート電極3はゲート酸化膜2上に形成され、サイドウォール絶縁膜5はゲート電極3の側面に形成されている。
一方、第1の層間絶縁膜7上に形成された強誘電体キャパシタCapは、下部電極9と、下部電極9上に形成された強誘電体膜10と、強誘電体膜10上に形成された上部電極11とで構成されている。この下部電極9は強誘電体膜10よりも横方向に突出しており、強誘電体膜10は上部電極11よりも横方向に突出している。
この強誘電体キャパシタCapは、第1の層間絶縁膜7上に形成された絶縁性水素バリア膜12によって覆われている。この絶縁性水素バリア膜12は、下部電極9と強誘電体膜10を覆うと共に下部電極9と強誘電体膜10に直接に密着している。また、この絶縁性水素バリア膜12は、上部電極11の側面に密着して覆っている。また、この絶縁性水素バリア膜12は、上部電極11の上面11Aの周縁部11A-1の内側の内側部11A-2を露出させる開口12Aと、この開口12Aを規定する額縁部12Bを有している。この額縁部12Bは、上部電極11の上面11Aの周縁部11A-1を直接に密着して覆っている。
この絶縁性水素バリア膜12は、膜厚が50nm〜100nm程度の酸化アルミニウム(Al2O3)で構成されている。
そして、導電性水素バリア膜13は、上記絶縁性水素バリア膜12の開口12Aで露出した上部電極11の上面11Aの内側部11A-2と、上記絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bを被覆すると共に、上記内側部11A-2と額縁部12Bに直接密着している。すなわち、導電性水素バリア膜13は、上面11Aの内側部11A-2を直接に密着して覆う内側部13Aと、額縁部12Bを直接に密着して覆う外側部13Bを有する。
この導電性水素バリア膜13は、膜厚が50nm〜100nm程度の窒化チタン(TiN)で構成されている。
また、上記第1の層間絶縁膜7上の絶縁性水素バリア膜12上、および、上記導電性水素バリア膜13上には、第2の層間絶縁膜14が形成されている。この第2の層間絶縁膜14,絶縁性水素バリア膜12,第1の層間絶縁膜7には、コンタクトホール15-1,15-2が形成されている。このコンタクトホール15-1,15-2は、MOSトランジスタTrのソース/ドレイン領域4-1,4-2に連通している。また、上記第2の層間絶縁膜14は、上記導電性水素バリア膜13の内側部13Aに連通するコンタクトホール16が形成されている。
そして、上記第2の層間絶縁膜14上には、金属配線17-1,17-2が形成されている。この金属配線17-1は、上記コンタクトホール15-1内に形成された接続部30でソース/ドレイン領域4-1に接続されている。また、金属配線17-2は、コンタクトホール15-2内に形成された接続部31でソース/ドレイン領域4-2に接続されている。また、金属配線17-2は、コンタクトホール16内の部分17-2Aが導電性水素バリア膜13に密接することで、強誘電体キャパシタCapの上部電極11に電気的に接続されている。
上記構成の半導体装置によれば、上記導電性水素バリア膜13は、上部電極11の上面11Aの内側部11A-2と絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bとを被覆すると共に、上部電極11の上面11Aの内側部11A-2と絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bとに密着している。したがって、この導電性水素バリア膜13は、絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bの厚さ分(例えば50nm程度)の段差をカバーすればよくなるから、従来に比べて、導電性水素バリア膜13の段差を格段に減少できる。
一例として、上部電極11上の絶縁性水素バリア膜12の開口12Aの寸法を1μm程度とすると、この絶縁性水素バリア膜12の開口12Aからなるホールのアスペクト比(ホールの深さ÷ホール径)は、50×10−9m÷(1×10−6m)=0.05となる。したがって、この絶縁性水素バリア膜12上に形成される導電性水素バリア膜13の膜厚を、上記上部電極11の上面11A上に形成される導電性水素バリア膜13の膜厚とほぼ等しくすることができる。
したがって、この半導体装置では、従来と異なり、額縁部12B上における導電性水素バリア膜13の外側部13Bの膜厚を、上部電極11の上面11Aにおける導電性水素バリア膜13の内側部13Aの膜厚よりも格段に厚くする必要がない。例えば、外側部13Bの膜厚は、内側部13Aの膜厚と同程度の50nm程度とすればよい。
したがって、この実施形態の半導体装置では、キャパシタCapが存在する部分とキャパシタCapが存在しない部分との段差を、従来に比べて格段に(例えば10分の1に)低減できる。したがって、プロセス上およびデバイス上の問題を引き起こすことなく、キャパシタCapの特性劣化を防ぐための十分な水素バリア性を確保できる導電性水素バリア膜13を備えた半導体装置を実現できる。
次に、上記構成の半導体装置の製造方法を説明する。
まず、第1の工程では、図2に示すように、素子分離のためのLOCOS酸化膜6が形成されたSiからなる半導体基板1上にゲート酸化膜2およびゲート電極3、ソース/ドレイン領域4-1,4-2、サイドウォール絶縁膜5を有するスイッチングトランジスタであるMOSトランジスタTrを形成する。その後、第1の層間絶縁膜7を堆積させて、さらに、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)法により表面を平坦化する。
次に、第2の工程では、図3に示すように、DCマグネトロンスパッタ法により、Tiを20nmの膜厚で成膜し、酸素雰囲気中で熱処理を行い、TiO2からなる密着層8を形成する。さらに、同じく、DCマグネトロンスパッタ法で白金(Pt)を200nmの膜厚に成膜して、Ptからなる下部電極9を形成する。
次に、SBT膜からなる強誘電体膜10を形成する。この強誘電体膜10を形成する方法では、まず、Sr、Bi、Ta、それぞれの金属元素を含んだ有機金属溶液を、スピンコート法を用いて、塗布・乾燥を行い、その後、775℃、30分の結晶化アニールを常圧酸素雰囲気中で行う。これを、所望の厚さになるまで繰り返す。ここで、有機金属溶液の元素比は、Sr:Bi:Ta=0.8/2.2/2.0としており、最終的な膜厚は300nmである。この膜厚300nmのSBT膜からなる強誘電体膜10を形成した後、上部電極11となるPt膜をDCマグネトロンスパッタ法で厚さ100nmに成膜する。
その後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、Ptからなる上部電極11とSBT膜からなる強誘電体膜10およびPtからなる下部電極9をそれぞれ所定の寸法にパターニングして形成し、強誘電体キャパシタCapを形成する。ここで、Ptからなる上部電極11は、寸法を2.0μm角とした。その後、ドライエッチングなどによる強誘電体キャパシタCapのダメージを回復する目的で、775℃、30分の熱処理を常圧酸素雰囲気中で行う。
次に、図3に示すように、絶縁性水素バリア膜12となるAl2O3膜を反応性RFスパッタリング法で厚さ50nmに成膜した。
次に、第3の工程では、図4に示すように、Ptからなる上部電極11上のAl2O3膜にコンタクトホールつまり開口12Aをフォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて形成する。ここで、コンタクトホールである開口12Aの寸法は1μm角とした。この開口12Aによって、上部電極11の上面11Aの内側部11A-2が露出される。また、この開口12Aの額縁部12Bによって、上部電極11の周縁部11A-1を覆っている。この額縁部12Bは周縁部11A-1に密接している。
次に、第4の工程では、図5に示すように、導電性水素バリア膜13となるTiN膜13を反応性DCマグネトロンスパッタ法で50nmの膜厚に成膜する。このとき、Ptからなる上部電極11上のコンタクトホールをなす開口12Aはアスペクト比が非常に小さいことから、ほぼ50nmの膜厚のTiN膜で導電性水素バリア膜13が形成されている。この後、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて、上記TiN膜を所定の形状に加工して、導電性水素バリア膜13とする。
この導電性水素バリア膜13は、内側部13Aと外側部13Bを有し、内側部13Aは上部電極11の上面11Aの内側部11A-2を密着して覆い、外側部13Bは絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bを密着して覆う。
次に、第5の工程では、図6に示すように、第2の層間絶縁膜14となるSiO2膜を、常圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、600nmの膜厚に成膜する。その後、このSiO2膜に、ソース/ドレイン領域4-1,4-2に連通するコンタクトホール15-1,15-2を形成し、上部電極11へのコンタクトホール16を、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いて形成する。このコンタクトホール16は、導電性水素バリア膜13に連通している。
この第2の層間絶縁膜14のコンタクトホール16を規定する額縁部14Aは、絶縁性水素バリア膜12の額縁部12Bおよび導電性水素バリア膜13の外側部13Bを覆っており、導電性水素バリア膜13の内側部13Aの周辺部13A-1も覆っている。
次に、所定の配線工程および層間工程、パッシベーション工程を行い、この実施形態の半導体装置が完成される。
たとえば、この実施形態の半導体装置の製造方法では、図7に示すように、第6の工程で、第1の配線17-1,17-2を形成した後、第3の層間絶縁膜18を成膜し、さらに、第1の配線17-1への接続口(ビアホール)19を層間絶縁膜18に開口する。さらに、第2の配線20-1,20-2を形成し、最後にパッシベーション膜21を成膜して、上記半導体装置を完成させた。
図8に、上述の製造方法で形成された半導体装置の強誘電体キャパシタCapのヒステリシス特性を示す。このヒステリシス特性によれば、角形も良好であり、強誘電体メモリ素子としての動作マージンを示すヒステリシスの反転と非反転分極量の差(ΔQ)も約25μC/cm2と非常に大きくなっている。
これに対して、従来方法により形成した強誘電体キャパシタのヒステリシス特性を図9に示す。この従来の例では、導電性水素バリア膜をなすTiN膜を200nmの膜厚に成膜したが、ヒステリシス特性の角形が劣化していて、ヒステリシスの反転と非反転分極量の差ΔQも20μC/cm2以下となっている。すなわち、上記実施形態と比較して、従来例では、動作マージンの減少が顕著に現れている。
なお、上記実施形態では、絶縁性水素バリア膜12としてAl2O3膜を用いたが、絶縁性水素バリア膜の組成はこれに限定されるものではなく、水素の侵入を十分に防止できる絶縁膜であれば他の膜を使用してもよい。また、この実施形態では、導電性水素バリア膜13としてTiN膜を用いたが、導電性水素バリア膜はこれに限定されるものではなく、十分に水素の侵入を防止できる導電膜であれば他の膜を使用してもよい。
1 半導体基板
2 ゲート酸化膜
3 ゲート電極
4-1,4-2 ソース/ドレイン領域
5 サイドウォール絶縁膜
6 LOCOS酸化膜
7 第1の層間絶縁膜
8 密着層
9 下部電極
10 強誘電体膜
11 上部電極
12 絶縁性水素バリア膜
13 導電性水素バリア膜
14 第2の層間絶縁膜
15-1,15-2 ソース/ドレイン領域へのコンタクトホール
16 上部電極へのコンタクトホール
17-1,17-2 第1の配線層
18 第3の層間絶縁膜
19 ビアホール
20-1,20-2 第2の配線層
21 パッシベーション膜
Tr 電界効果型MOSトランジスタ
Cap 強誘電体キャパシタ
2 ゲート酸化膜
3 ゲート電極
4-1,4-2 ソース/ドレイン領域
5 サイドウォール絶縁膜
6 LOCOS酸化膜
7 第1の層間絶縁膜
8 密着層
9 下部電極
10 強誘電体膜
11 上部電極
12 絶縁性水素バリア膜
13 導電性水素バリア膜
14 第2の層間絶縁膜
15-1,15-2 ソース/ドレイン領域へのコンタクトホール
16 上部電極へのコンタクトホール
17-1,17-2 第1の配線層
18 第3の層間絶縁膜
19 ビアホール
20-1,20-2 第2の配線層
21 パッシベーション膜
Tr 電界効果型MOSトランジスタ
Cap 強誘電体キャパシタ
Claims (6)
- 下部電極と上記下部電極上に形成された容量絶縁膜と上記容量絶縁膜上に形成された上部電極とを有するキャパシタを備え、
上記キャパシタを覆うと共に上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口とこの開口を規定する額縁部を有する絶縁性水素バリア膜と、
上記開口に露出した上記上部電極の上面と上記額縁部とに密着して上記上面と上記額縁部とを被覆する導電性水素バリア膜とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
上記絶縁性水素バリア膜が酸化アルミニウムからなることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
上記導電性水素バリア膜が窒化チタンからなることを特徴とする半導体装置。 - 下部電極を形成する工程と、
上記下部電極上に容量絶縁膜を形成する工程と、
上記容量絶縁膜上に上部電極を形成する工程と、
上記下部電極と上記容量絶縁膜と上記上部電極を覆う絶縁性水素バリア膜を形成する工程と、
上記上部電極の上面の少なくとも一部を露出させる開口を上記絶縁性水素バリア膜に形成する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面を覆うと共に上記絶縁性水素バリア膜および上記上部電極の露出した上面に密着した導電性水素バリア膜を形成する工程と、
上記導電性水素バリア膜のうち、上記絶縁性水素バリア膜の上記開口から露出した上記上部電極の上面を覆う部分と上記絶縁性水素バリア膜のうちの上記開口の額縁部を密着して覆う部分とを残して、他の部分を除去する工程と、
上記絶縁性水素バリア膜と上記導電性水素バリア膜とを覆う層間絶縁膜を形成する工程と、
上記層間絶縁膜に、上記導電性水素バリア膜に達するコンタクトホールを形成し、上記コンタクトホールに配線層を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4に記載の半導体装置の製造方法において、
上記絶縁性水素バリア膜を酸化アルミニウム膜としたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4に記載の半導体装置の製造方法において、
上記導電性水素バリア膜を窒化チタン膜としたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JP2008010767A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003398865A patent/JP2005159220A/ja active Pending
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