JP2006060107A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006060107A JP2006060107A JP2004241933A JP2004241933A JP2006060107A JP 2006060107 A JP2006060107 A JP 2006060107A JP 2004241933 A JP2004241933 A JP 2004241933A JP 2004241933 A JP2004241933 A JP 2004241933A JP 2006060107 A JP2006060107 A JP 2006060107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- oxygen
- contact plug
- dielectric layer
- oxygen barrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 87
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 33
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 45
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 36
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910018509 Al—N Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910011208 Ti—N Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 abstract 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
【課題】スタック型の強誘電体メモリの製造方法において、酸素アニール時に、強誘電体キャパシタとトランジスタのソースドレイン領域とを直結するコンタクトプラグが酸化することを、確実に防止する。
【解決手段】タングステンプラグ６１の周面に、酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５を形成する。下側電極８１、誘電体層９１、上側電極１５からなるキャパシタＣとタングステンプラグ６１との間に、導電性の酸素バリア層７１を形成する。この状態で、ＰＺＴからなる誘電体層９１の酸素欠損を回復される酸素アニール工程を行う。
【選択図】 図２
【解決手段】タングステンプラグ６１の周面に、酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５を形成する。下側電極８１、誘電体層９１、上側電極１５からなるキャパシタＣとタングステンプラグ６１との間に、導電性の酸素バリア層７１を形成する。この状態で、ＰＺＴからなる誘電体層９１の酸素欠損を回復される酸素アニール工程を行う。
【選択図】 図２
Description
この発明は、トランジスタのソースドレイン領域と、酸素含有化合物からなる誘電体層を備えたキャパシタと、がコンタクトプラグで直結された半導体装置を、前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール工程を経て製造する方法に関する。
近年、キャパシタの誘電体層として強誘電体層を設けた強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ：ferroelectric random access memory）の開発が進んでいる。強誘電体は、電圧を印加したときに起こる分極が印加を止めても残留し、この残留分極が数十年は保持されるという特徴を有する。また、強誘電体の分極は数ｎｓという非常に短い時間で起こり、電界を印加することで分極の向きが変わるという特徴を有する。従って、強誘電体メモリは情報の保持特性の高い不揮発性メモリであり、キャパシタに対する書き込みと読み出しを高速に実行することができる。
強誘電体メモリの構造として、トランジスタのソースドレイン領域とキャパシタとをコンタクトプラグで直結する「スタック型」がある。コンタクトプラグの材料としては、抵抗の低いタングステンが好適である。このようなスタック型の強誘電体メモリは、セル面積を小さくできる点で有効であるが、酸素含有化合物からなる強誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール時に、タングステンプラグが酸化されて抵抗が上昇するという問題点を有している。
下記の特許文献１には、酸素含有化合物からなる誘電体層（酸化タンタル等からなる高誘電体層やＢＳＴおよびＰＺＴ等からなる強誘電体層）を備えたキャパシタを有するスタック型のメモリについて記載されている。また、酸素アニール時にコンタクトプラグの酸化を防止する方法として、コンタクトプラグ（ポリシリコンプラグまたはタングステンプラグ）上に、タングステンシリサイドからなる酸素バリア膜を設ける方法が記載されている。
特開２００２−９４０３０号公報
特許文献１に記載された方法でスタック型の強誘電体メモリを製造する際には、トランジスタのソースドレイン領域の上にコンタクトプラグを形成した後、層間絶縁膜の上面全体に酸素バリア用の薄膜を形成し、その上に、下側電極用薄膜、強誘電体薄膜、上側電極用薄膜を順に形成し、これらの積層膜をフォトリソ・エッチング法によりパターニングして、キャパシタを形成する。その後に酸素アニール工程を行う。
すなわち、酸素アニール工程は、図３に示すように、ソースドレイン領域１２の上にコンタクトプラグ６０が形成され、その上に、酸素バリア膜７０がコンタクトプラグ６０の周囲の層間絶縁膜２上にもオーバーラップして形成され、その上に、下側電極８１、強誘電体層９１、上側電極１５からなるキャパシタＣが形成された状態で行われる。
したがって、コンタクトプラグの上面に酸素バリア膜を形成する方法では、強誘電体メモリの微細化、高集積化に伴ってキャパシタの幅が小さくなると、オーバーラップ寸法ａが小さくなって、層間絶縁膜を介してコンタクトホールの側面からコンタクトプラグに酸素が侵入し易くなるため、コンタクトプラグの酸化防止効果が不十分となる。例えばオーバーラップ寸法ａが０．１μｍ以下になると、コンタクトホールの側面からの酸素侵入が顕著になると推測される。
したがって、コンタクトプラグの上面に酸素バリア膜を形成する方法では、強誘電体メモリの微細化、高集積化に伴ってキャパシタの幅が小さくなると、オーバーラップ寸法ａが小さくなって、層間絶縁膜を介してコンタクトホールの側面からコンタクトプラグに酸素が侵入し易くなるため、コンタクトプラグの酸化防止効果が不十分となる。例えばオーバーラップ寸法ａが０．１μｍ以下になると、コンタクトホールの側面からの酸素侵入が顕著になると推測される。
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、酸素含有化合物からなる誘電体層を備えたキャパシタと、トランジスタのソースドレイン領域と、がコンタクトプラグで直結されたスタック型のメモリにおいて、前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール時に前記コンタクトプラグの酸化を確実に防止できるようにすることを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、トランジスタのソースドレイン領域と、酸素含有化合物からなる誘電体層を備えたキャパシタと、がコンタクトプラグで直結された半導体装置を、前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール工程を経て製造する方法において、前記コンタクトプラグの周面に酸素バリア性能を有する薄膜が形成されるとともに、前記コンタクトプラグの上面に酸素バリア性能を有する導電性薄膜が形成された状態で、前記酸素アニール工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
本発明の方法によれば、コンタクトプラグの周面（コンタクトプラグと層間絶縁膜との間）に酸素バリア性能を有する薄膜が形成されているため、酸素アニール工程で、層間絶縁膜へ侵入した酸素がコンタクトホールの側面からコンタクトプラグに侵入しない。したがって、コンタクトプラグ上面の酸素バリア性能を有する導電性薄膜（導電性薄膜からなる酸素バリア層）のオーバーラップ寸法が、例えば０．１μｍ以下と小さい場合でも、コンタクトプラグの酸化が効果的に防止される。
本発明の方法の一例として、ゲートおよびソースドレイン領域からなる電界効果トランジスタが形成された半導体基板上に、層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを前記ソースドレイン領域の上に形成する工程と、前記コンタクトホールの側面に酸素バリア性能を有する薄膜を形成する工程と、前記薄膜が形成されたコンタクトホール内に導電性材料を充填してコンタクトプラグを形成する工程と、前記コンタクトプラグおよび前記絶縁性薄膜上に酸素バリア性能を有する導電性薄膜を形成する工程と、前記導電性薄膜上に、下側電極用薄膜、酸素含有化合物からなる誘電体薄膜、および上側電極用薄膜を順に形成する工程と、前記導電性薄膜、下側電極用薄膜、誘電体薄膜、および上側電極用薄膜をパターニングして、下側電極、誘電体層、上側電極からなるキャパシタと前記導電性薄膜からなる酸素バリア層とを、前記コンタクトプラグ上に形成する工程と、前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール工程と、をこの順に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法が挙げられる。
キャパシタを構成する「酸素含有化合物からなる誘電体層」としては、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ3 等からなる高誘電体層、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒx Ｔｉ(1-x) ）Ｏ3 ）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ2 Ｔａ2 Ｏ9 ）等からなる強誘電体層が挙げられる。
本発明の方法で使用する「酸素バリア性能を有する導電性薄膜」としては、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ、およびＣｒ−Ｔｉ−Ｎのいずれかからなるものが挙げられる。
本発明の方法で使用する「酸素バリア性能を有する導電性薄膜」としては、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ、およびＣｒ−Ｔｉ−Ｎのいずれかからなるものが挙げられる。
コンタクトプラグの周面に形成する（すなわち、コンタクトホールの側面に形成する）「酸素バリア性能を有する薄膜」は、絶縁性薄膜でも導電性薄膜でもよいが、コンタクトホールの側面と底面（ソースドレイン領域の上面）に同時に成膜される成膜法を採用して底面に形成された薄膜を除去しない場合は、導電性薄膜とする必要がある。コンタクトホールの側面のみに成膜される成膜法を採用した場合、および側面と底面に同時に成膜される成膜法を採用して底面に形成された薄膜を除去する場合は、絶縁性薄膜としてもよい。「酸素バリア性能を有する絶縁性薄膜」としては、ＡｌＮおよびＳｉＮX のいずれかからなるものが挙げられる。
本発明の方法は、前記コンタクトプラグが酸化されやすい材料（例えば、タングステンやアルミニウム）からなるものである場合に好適である。
本発明は、前記誘電体層が強誘電体層であるスタック型の強誘電体メモリの製造方法として好適である。
本発明は、前記誘電体層が強誘電体層であるスタック型の強誘電体メモリの製造方法として好適である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１および２を用いて、本発明の一実施形態について説明する。図１および２は、メモリのワード線に平行な断面図に相当する。
先ず、図１（ａ）に示すように、電界効果トランジスタが形成されたシリコンウエハ（半導体基板）１上にＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜２を形成する。図１（ａ）において、符号１１はＬＯＣＯＳ膜からなる素子分離領域であり、符号１２は一方のソースドレイン領域である。なお、電界効果トランジスタのゲートと他方のソースドレイン領域は、図１の紙面に垂直な断面方向に存在する。
図１および２を用いて、本発明の一実施形態について説明する。図１および２は、メモリのワード線に平行な断面図に相当する。
先ず、図１（ａ）に示すように、電界効果トランジスタが形成されたシリコンウエハ（半導体基板）１上にＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜２を形成する。図１（ａ）において、符号１１はＬＯＣＯＳ膜からなる素子分離領域であり、符号１２は一方のソースドレイン領域である。なお、電界効果トランジスタのゲートと他方のソースドレイン領域は、図１の紙面に垂直な断面方向に存在する。
次に、層間絶縁膜２を貫通するコンタクトホール４を、フォトリソ・エッチング法により、ソースドレイン領域１２の上に形成する。図１（ｂ）はこの状態を示す。
次に、スパッタリング法により、ウエハ全面にＴｉ膜とＴｉＮ膜をこの順に形成することにより、Ｔｉ／ＴｉＮからなる密着層５を、コンタクトホール４の側面および底面と層間絶縁膜２の上面に形成する。次に、この密着層５の上に、すなわち、密着層５を介してコンタクトホール４の側面および底面と層間絶縁膜２の上面に、酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５を形成する。ここでは、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜３５を、原子比がＴｉ：Ａｌ＝６：４であるＴｉＡｌ合金からなるターゲットを用い、窒素雰囲気でスパッタリングを行うことにより形成した。図１（ｃ）はこの状態を示す。
次に、スパッタリング法により、ウエハ全面にＴｉ膜とＴｉＮ膜をこの順に形成することにより、Ｔｉ／ＴｉＮからなる密着層５を、コンタクトホール４の側面および底面と層間絶縁膜２の上面に形成する。次に、この密着層５の上に、すなわち、密着層５を介してコンタクトホール４の側面および底面と層間絶縁膜２の上面に、酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５を形成する。ここでは、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜３５を、原子比がＴｉ：Ａｌ＝６：４であるＴｉＡｌ合金からなるターゲットを用い、窒素雰囲気でスパッタリングを行うことにより形成した。図１（ｃ）はこの状態を示す。
次に、図１（ｄ）に示すように、ＣＶＤ法によりタングステン層６をウエハ全面に堆積することにより、コンタクトホール４内をタングステンで埋める。
次に、ＣＭＰ法により層間絶縁膜２が露出するまでウエハ表面を研磨して、タングステン層６と導電性薄膜３５と密着層５を除去することにより、タングステンプラグ６１を形成する。すなわち、図２（ａ）に示すように、コンタクトホール４内に密着層５および導電性薄膜３５を介してタングステンプラグ６１が形成される。これにより、タングステンプラグ６１の周面および下面に酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５が形成される。
次に、ＣＭＰ法により層間絶縁膜２が露出するまでウエハ表面を研磨して、タングステン層６と導電性薄膜３５と密着層５を除去することにより、タングステンプラグ６１を形成する。すなわち、図２（ａ）に示すように、コンタクトホール４内に密着層５および導電性薄膜３５を介してタングステンプラグ６１が形成される。これにより、タングステンプラグ６１の周面および下面に酸素バリア性能を有する導電性薄膜３５が形成される。
次に、ウエハ全面（タングステンプラグ６１および層間絶縁膜２上）に、酸素バリア性能を有する導電性薄膜７を形成する。ここでは、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜７を、原子比がＴｉ：Ａｌ＝６：４であるＴｉＡｌ合金からなるターゲットを用い、窒素雰囲気でスパッタリングを行うことにより形成した。次に、ウエハ全面（導電性薄膜７上）に、下側電極用薄膜８、誘電体薄膜９、および上側電極用薄膜１０を順に形成する。ここでは、下側電極用薄膜８として、イリジウム（Ｉｒ）薄膜、酸化イリジウム（ＩｒＯx ）薄膜、プラチナ（Ｐｔ）薄膜をこの順にスパッタリング法で、誘電体薄膜９としてＰＺＴ薄膜をスピンコート法で、上側電極用薄膜１０としてプラチナ（Ｐｔ）薄膜、酸化イリジウム（ＩｒＯx ）薄膜、イリジウム（Ｉｒ）薄膜をこの順にスパッタリング法で形成した。図２（ｂ）はこの状態を示す。
次に、導電性薄膜７、下側電極用薄膜８、誘電体薄膜９、および上側電極用薄膜１０をフォトリソ・エッチング法によりパターニングして、下側電極８１、誘電体層９１、上側電極１５からなるキャパシタＣを形成し、キャパシタＣとタングステンプラグ６１との間に酸素バリア層７１を存在させる。図２（ｃ）はこの状態を示す。
次に、この状態のウエハを６００℃の酸素雰囲気に５分間保持することにより、ＰＺＴからなる誘電体層９１を酸素アニールする。このとき、タングステンプラグ６１の周面に酸素バリア性を有する導電性薄膜３５が形成されていることから、層間絶縁膜２へ侵入した酸素がコンタクトホール４の側面からタングステンプラグ６１に侵入しない。そのため、タングステンプラグ６１上の酸素バリア層７１のオーバーラップ寸法ａが例えば０．１μｍ以下と小さい場合であっても、タングステンプラグ６１の酸化が効果的に防止される。
次に、この状態のウエハを６００℃の酸素雰囲気に５分間保持することにより、ＰＺＴからなる誘電体層９１を酸素アニールする。このとき、タングステンプラグ６１の周面に酸素バリア性を有する導電性薄膜３５が形成されていることから、層間絶縁膜２へ侵入した酸素がコンタクトホール４の側面からタングステンプラグ６１に侵入しない。そのため、タングステンプラグ６１上の酸素バリア層７１のオーバーラップ寸法ａが例えば０．１μｍ以下と小さい場合であっても、タングステンプラグ６１の酸化が効果的に防止される。
したがって、この実施形態の方法によれば、スタック型の強誘電体メモリにおける、キャパシタの強誘電体層の酸素アニール時に、タングステンプラグの酸化を確実に防止することができる。
なお、この実施形態では、タングステンプラグ６１の周面に形成する酸素バリア性を有する導電性薄膜３５として、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜をコンタクトホール４の側面と底面に形成し、底面の導電性薄膜３５をそのまま残している。そのため、底面のＴｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜のＡｌ成分がソースドレイン領域に及ぼす悪影響（タングステンプラグとソースドレイン領域との間の抵抗を上昇させること等）を避ける目的で、導電性薄膜３５とコンタクトホール４との間に密着層５を設けている。したがって、酸素バリア性を有する導電性薄膜３５の材質によっては、或いは底面に導電性薄膜３５を形成しない場合には、このような密着層５を省略することもできる。
なお、この実施形態では、タングステンプラグ６１の周面に形成する酸素バリア性を有する導電性薄膜３５として、Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜をコンタクトホール４の側面と底面に形成し、底面の導電性薄膜３５をそのまま残している。そのため、底面のＴｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜のＡｌ成分がソースドレイン領域に及ぼす悪影響（タングステンプラグとソースドレイン領域との間の抵抗を上昇させること等）を避ける目的で、導電性薄膜３５とコンタクトホール４との間に密着層５を設けている。したがって、酸素バリア性を有する導電性薄膜３５の材質によっては、或いは底面に導電性薄膜３５を形成しない場合には、このような密着層５を省略することもできる。
１…シリコンウエハ（半導体基板）、２…ＳｉＯ2 膜（層間絶縁膜）、３５…Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜（酸素バリア性能を有する導電性薄膜）、４…コンタクトホール、５…Ｔｉ／ＴｉＮからなる密着層、６…タングステン、６１…タングステンプラグ、７…Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ薄膜（酸素バリア性能を有する導電性薄膜）、８…Ｉｒ／ＩｒＯx ／Ｐｔ積層膜（下側電極用薄膜）、９…ＰＺＴ薄膜（誘電体薄膜）、１０…Ｐｔ／ＩｒＯx ／Ｉｒ積層膜（上側電極用薄膜）、１１…ＬＯＣＯＳ膜（素子分離領域）、１２…ソースドレイン領域、１５…上側電極、７１…導電性の酸素バリア層、８１…下側電極、９１…誘電体層、Ｃ…キャパシタ。
Claims (5)
- トランジスタのソースドレイン領域と、酸素含有化合物からなる誘電体層を備えたキャパシタと、がコンタクトプラグで直結された半導体装置を、前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール工程を経て製造する方法において、
前記コンタクトプラグの周面に酸素バリア性能を有する薄膜が形成されるとともに、前記コンタクトプラグの上面に酸素バリア性能を有する導電性薄膜が形成された状態で、前記酸素アニール工程を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - ゲートおよびソースドレイン領域からなる電界効果トランジスタが形成された半導体基板上に、層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを前記ソースドレイン領域の上に形成する工程と、
前記コンタクトホールの側面に酸素バリア性能を有する薄膜を形成する工程と、
前記薄膜が形成されたコンタクトホール内に導電性材料を充填してコンタクトプラグを形成する工程と、
前記コンタクトプラグおよび前記絶縁性薄膜上に酸素バリア性能を有する導電性薄膜を形成する工程と、
前記導電性薄膜上に、下側電極用薄膜、酸素含有化合物からなる誘電体薄膜、および上側電極用薄膜を順に形成する工程と、
前記導電性薄膜、下側電極用薄膜、誘電体薄膜、および上側電極用薄膜をパターニングして、下側電極、誘電体層、上側電極からなるキャパシタと前記導電性薄膜からなる酸素バリア層とを、前記コンタクトプラグ上に形成する工程と、
前記誘電体層の酸素欠損を回復させる酸素アニール工程と、をこの順に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記導電性薄膜はＴｉ−Ａｌ−Ｎ、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｎ、およびＣｒ−Ｔｉ−Ｎのいずれかからなる請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記コンタクトプラグはタングステンからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記誘電体層は強誘電体層である請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004241933A JP2006060107A (ja) | 2004-08-23 | 2004-08-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004241933A JP2006060107A (ja) | 2004-08-23 | 2004-08-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006060107A true JP2006060107A (ja) | 2006-03-02 |
Family
ID=36107305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004241933A Withdrawn JP2006060107A (ja) | 2004-08-23 | 2004-08-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006060107A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242928A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置の製造方法及び強誘電体メモリ装置 |
| JP2007250633A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| US7553677B2 (en) | 2006-07-24 | 2009-06-30 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing ferroelectric memory |
| JP2010040722A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 強誘電体メモリとその製造方法 |
-
2004
- 2004-08-23 JP JP2004241933A patent/JP2006060107A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242928A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置の製造方法及び強誘電体メモリ装置 |
| JP2007250633A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Seiko Epson Corp | 強誘電体メモリ装置の製造方法 |
| US7553677B2 (en) | 2006-07-24 | 2009-06-30 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing ferroelectric memory |
| JP2010040722A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 強誘電体メモリとその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100406536B1 (ko) | 산소확산방지막으로서 알루미늄 산화막을 구비하는강유전체 메모리 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP2008294194A (ja) | 強誘電体キャパシタの製造方法及び強誘電体キャパシタ | |
| CN100543939C (zh) | 半导体器件及其制造方法、以及薄膜器件 | |
| JP2002280523A (ja) | 半導体記憶装置とその製造方法 | |
| KR19990083038A (ko) | 개선된 강유전성 용량 특성을 갖는 강유전체 메모리 장치 | |
| US7547638B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2005183841A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US7573120B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| US6908867B2 (en) | Method of manufacturing a FeRAM with annealing process | |
| US20090256259A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| US20060240577A1 (en) | Ferroelectric capacitor and manufacturing method thereof | |
| JP2006060107A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4296375B2 (ja) | 強誘電体メモリ素子の製造方法および強誘電体メモリ装置 | |
| KR100403957B1 (ko) | 강유전체 메모리 소자의 제조 방법 | |
| JP4579236B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2005093605A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP4289843B2 (ja) | 半導体素子のキャパシタ製造方法 | |
| JP2006060019A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2006060020A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6958501B2 (en) | Contact-making structure for a ferroelectric storage capacitor and method for fabricating the structure | |
| US20050274999A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2006059968A (ja) | 半導体装置及びその製造方法、強誘電体キャパシタ構造 | |
| KR100801202B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
| KR100991378B1 (ko) | 플라즈마 손상에 의한 강유전체 캐패시터의 유효 정전용량감소를 방지할 수 있는 강유전체 캐패시터 및 그 제조방법 | |
| JP2005539387A (ja) | プラグ構造上のキャパシタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |