JP2009124017A - Ferroelectric memory device, and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2009124017A JP2007297961A JP2007297961A JP2009124017A JP 2009124017 A JP2009124017 A JP 2009124017A JP 2007297961 A JP2007297961 A JP 2007297961A JP 2007297961 A JP2007297961 A JP 2007297961A JP 2009124017 A JP2009124017 A JP 2009124017A
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Takashi Noda
貴史 野田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric memory device which can be obtained by a simple process, and to provide a method for manufacturing the same. <P>SOLUTION: A ferroelectric memory device 100 includes: a semiconductor layer 10; a transistor 20 formed on the semiconductor layer 10, and equipped with a diffusion layer 22 configuring a source 22a or a drain 22b and a gate 24; a protection layer 28 formed at the upper part of a diffusion layer 22 and a gate 24, and equipped with an opening 28a at the upper part of the diffusion layer 22; and a ferroelectric capacitor 30 formed by successively laminating a lower electrode layer 32, a ferroelectric layer 34 and an upper electrode layer 36 on the opening 28a. The lower electrode layer 32 is directly connected to the diffusion layer 22. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、強誘電体メモリ装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a ferroelectric memory device and a method for manufacturing the same.

スタック構造の強誘電体キャパシタとして、選択トランジスタの一方に接続されたコンタクト部上に強誘電体キャパシタが形成され、選択トランジスタの他方に接続されたコンタクト部上にビット配線が形成される構造が知られている。しかしながら、この構造では、強誘電体キャパシタと選択トランジスタを接続させるためにコンタクト部を形成する必要がある。そのため、製造プロセスの複雑化を招くことが考えられる。
特開2004−6593号公報
As a ferroelectric capacitor having a stack structure, a structure in which a ferroelectric capacitor is formed on a contact portion connected to one side of a selection transistor and a bit wiring is formed on a contact portion connected to the other side of the selection transistor is known. It has been. However, in this structure, it is necessary to form a contact portion in order to connect the ferroelectric capacitor and the select transistor. For this reason, the manufacturing process may be complicated.
JP 2004-6593 A

本発明の目的は、簡易なプロセスで得ることができる強誘電体メモリ装置およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a ferroelectric memory device that can be obtained by a simple process and a method for manufacturing the same.

本発明に係る強誘電体メモリ装置は、
半導体層と、
前記半導体層に形成され、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタと、
前記拡散層および前記ゲートの上方に形成され、前記拡散層の上方に開口部を有する保護層と、
前記開口部に、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を有する強誘電体キャパシタと、を含み、
前記下部電極層は、前記拡散層と直接的に接続されている。
A ferroelectric memory device according to the present invention includes:
A semiconductor layer;
A diffusion layer formed in the semiconductor layer and constituting a source or drain, and a transistor having a gate;
A protective layer formed above the diffusion layer and the gate and having an opening above the diffusion layer;
A ferroelectric capacitor having a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer in the opening, and
The lower electrode layer is directly connected to the diffusion layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置は、下部電極層が拡散層と直接的に接続されているため、簡易なプロセスで得ることができる。   The ferroelectric memory device according to the present invention can be obtained by a simple process because the lower electrode layer is directly connected to the diffusion layer.

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの(以下「A」という)の「上方」に他の特定のもの(以下「B」という)を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、A上に直接Bを形成するような場合と、A上に他のものを介してBを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。   In the description of the present invention, the word “upper” is, for example, “forms another specific thing (hereinafter referred to as“ B ”)“ above ”a specific thing (hereinafter referred to as“ A ”)”. Etc. In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where B is directly formed on A and the case where B is formed on A via another are included. The word “upward” is used.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記拡散層の上方に形成されたシリサイド層を有し、
前記下部電極層は、前記シリサイド層を介して、前記拡散層と接続されていることができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
A silicide layer formed above the diffusion layer;
The lower electrode layer may be connected to the diffusion layer through the silicide layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記下部電極層の下にバリアメタル層を有することができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
A barrier metal layer may be provided under the lower electrode layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記トランジスタが形成される領域を画定する素子分離領域と、
前記上部電極層の上方に形成されたコンタクト部と、を有し、
前記コンタクト部は、前記素子分離領域の上方に位置することができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
An element isolation region defining a region in which the transistor is formed;
A contact portion formed above the upper electrode layer,
The contact portion may be located above the element isolation region.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記素子分離領域は、トレンチ絶縁層またはセミリセスLOCOS層からなることができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
The isolation region may be a trench insulating layer or a semi-recessed LOCOS layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置は、
半導体層と、
前記半導体層に形成された素子分離領域と、
前記半導体層に形成され、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタと、
前記トランジスタ上に形成された層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に形成され、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を有する強誘電体キャパシタと、
前記強誘電体キャパシタ上、かつ、前記素子分離領域上方に形成されたコンタクト部と、を含む。
A ferroelectric memory device according to the present invention includes:
A semiconductor layer;
An element isolation region formed in the semiconductor layer;
A diffusion layer formed in the semiconductor layer and constituting a source or drain, and a transistor having a gate;
An interlayer insulating layer formed on the transistor;
A ferroelectric capacitor formed in the interlayer insulating layer and having a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer;
And a contact portion formed on the ferroelectric capacitor and above the element isolation region.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記拡散層と接するように形成されたシリサイド層と、
前記シリサイド層と接するように形成されたバリアメタル層と、をさらに含み、
前記下部電極層は前記バリアメタル層と接していることができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
A silicide layer formed in contact with the diffusion layer;
A barrier metal layer formed so as to be in contact with the silicide layer,
The lower electrode layer may be in contact with the barrier metal layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記下部電極層と前記拡散層との間には、コンタクト部が形成されていないことができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
A contact part may not be formed between the lower electrode layer and the diffusion layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記層間絶縁層は、前記トランジスタと同じ層に形成されていることができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
The interlayer insulating layer may be formed in the same layer as the transistor.

本発明に係る強誘電体メモリ装置において、
前記層間絶縁層は、第1層目の層間絶縁層であることができる。
In the ferroelectric memory device according to the present invention,
The interlayer insulating layer may be a first interlayer insulating layer.

本発明に係る強誘電体メモリ装置の製造方法は、
半導体層に、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタを形成する工程と、
前記半導体層の上方に保護層を形成する工程と、
前記保護層において、前記拡散層の上方に開口部を形成する工程と、
前記開口部に、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を順に積層して強誘電体キャパシタを形成する工程と、を含み、
前記下部電極層は、前記拡散層と直接的に接続するように形成される。
A method for manufacturing a ferroelectric memory device according to the present invention includes:
Forming a transistor having a diffusion layer constituting a source or a drain and a gate in a semiconductor layer;
Forming a protective layer above the semiconductor layer;
In the protective layer, forming an opening above the diffusion layer;
Forming a ferroelectric capacitor by sequentially laminating a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer in the opening, and
The lower electrode layer is formed so as to be directly connected to the diffusion layer.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

1.第1の実施形態
1.1.第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置
図1は、第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置100を模式的に示す断面図である。
1. 1. First embodiment 1.1. 1 is a cross-sectional view schematically showing a ferroelectric memory device 100 according to a first embodiment.

強誘電体メモリ装置100は、図1に示すように、半導体層10と、トランジスタ20と、保護層28と、強誘電体キャパシタ30と、を含む。半導体装置100は、さらに、素子分離領域12と、シリサイド層26と、バリアメタル層31と、水素バリア層38と、を有することができる。   As shown in FIG. 1, the ferroelectric memory device 100 includes a semiconductor layer 10, a transistor 20, a protective layer 28, and a ferroelectric capacitor 30. The semiconductor device 100 can further include an element isolation region 12, a silicide layer 26, a barrier metal layer 31, and a hydrogen barrier layer 38.

半導体層10は、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。   As the semiconductor layer 10, for example, a single crystal silicon substrate can be used.

素子分離領域12は、半導体層10に形成される。素子分離領域12は、例えば、トレンチ絶縁層、セミリセスLOCOS(Local Oxidation of Silicon)層、LOCOS層からなることができるが、素子分離領域12の上方に強誘電体キャパシタ30が形成される場合があることを考慮すると、表面の平坦性が高いトレンチ絶縁層またはセミリセスLOCOS層からなることが好ましい。素子分離領域12は、半導体層10を電気的に絶縁分離する機能を有する。   The element isolation region 12 is formed in the semiconductor layer 10. The element isolation region 12 can be formed of, for example, a trench insulating layer, a semi-recessed LOCOS (Local Oxidation of Silicon) layer, and a LOCOS layer. However, the ferroelectric capacitor 30 may be formed above the element isolation region 12. In view of this, it is preferable that the surface is made of a trench insulating layer or a semi-recessed LOCOS layer having high surface flatness. The element isolation region 12 has a function of electrically insulating and isolating the semiconductor layer 10.

トランジスタ20は、素子分離領域12によって画定された領域に形成される。トランジスタは、ソース22aまたはドレイン22bを構成する拡散層22、およびゲート24を有する。拡散層22は、例えば、所定の導電型の不純物を拡散させた領域である。ゲート24は、ソース22aとドレイン22bとの間の半導体層10の上に形成される。ゲート24は、例えば、ゲート絶縁層24aと、ゲート絶縁層24aの上に形成されたゲート電極24bと、ゲート電極24bの側面に形成されたサイドウォール24cと、を有することができる。ゲート絶縁層24aおよびサイドウォール24cは、例えば、酸化シリコンからなることができる。ゲート電極24bは、例えば、ポリシリコンからなることができる。トランジスタ20は、ゲート電極24bに加えられた電位により、例えば、ソース22aとドレイン22bとの間の半導体層10に形成されるチャネルを流れる電流を、制御する機能を有する。   The transistor 20 is formed in a region defined by the element isolation region 12. The transistor has a diffusion layer 22 constituting a source 22a or a drain 22b, and a gate 24. The diffusion layer 22 is, for example, a region where impurities of a predetermined conductivity type are diffused. The gate 24 is formed on the semiconductor layer 10 between the source 22a and the drain 22b. The gate 24 can include, for example, a gate insulating layer 24a, a gate electrode 24b formed on the gate insulating layer 24a, and a sidewall 24c formed on a side surface of the gate electrode 24b. The gate insulating layer 24a and the sidewalls 24c can be made of, for example, silicon oxide. The gate electrode 24b can be made of polysilicon, for example. The transistor 20 has a function of controlling, for example, a current flowing in a channel formed in the semiconductor layer 10 between the source 22a and the drain 22b by the potential applied to the gate electrode 24b.

シリサイド層26は、拡散層22の上に形成される。シリサイド層26は、例えば、コバルト、チタン、ニッケルなどのシリサイド化材料と、シリコンとの化合物からなる。シリサイド層26の厚さは、例えば、20nm〜50nmとすることができる。   The silicide layer 26 is formed on the diffusion layer 22. The silicide layer 26 is made of, for example, a compound of a silicide material such as cobalt, titanium, or nickel and silicon. The thickness of the silicide layer 26 can be set to, for example, 20 nm to 50 nm.

保護層28は、ゲート22およびシリサイド層26の上に形成される。保護層28は、素子分離領域12の上に形成されてもよい。保護層28は、例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコンからなることができる。保護層28の厚さは、例えば、50nm〜200nmとすることができる。保護層28は、例えば、後述する強誘電体層34の結晶化のための酸化雰囲気における熱処理により、ゲート22が酸化されることを防止する機能を有する。保護層28は、シリサイド層26の上に形成された開口部28aを有する。開口部28aは、ソース22aもしくはドレイン22bの上方どちらかに1つ形成されてもよいし、図示はしないが、ソース22aおよびドレイン22bの上方にそれぞれ1つずつ形成されてもよい。   The protective layer 28 is formed on the gate 22 and the silicide layer 26. The protective layer 28 may be formed on the element isolation region 12. The protective layer 28 can be made of, for example, silicon nitride or silicon oxynitride. The thickness of the protective layer 28 can be set to, for example, 50 nm to 200 nm. The protective layer 28 has a function of preventing the gate 22 from being oxidized by, for example, heat treatment in an oxidizing atmosphere for crystallizing the ferroelectric layer 34 described later. The protective layer 28 has an opening 28 a formed on the silicide layer 26. One opening 28a may be formed above either the source 22a or the drain 22b, or although not shown, one opening 28a may be formed above each of the source 22a and the drain 22b.

なお、保護層28には、後述するコンタクトホール52、53が形成されることができる。   Note that contact holes 52 and 53 described later can be formed in the protective layer 28.

強誘電体キャパシタ30は、開口部28aに形成される。強誘電体キャパシタ30は、層間絶縁層40に形成されることができる。強誘電体キャパシタ30は、下部電極層32と、強誘電体層34と、上部電極層36と、を有する。   The ferroelectric capacitor 30 is formed in the opening 28a. The ferroelectric capacitor 30 can be formed on the interlayer insulating layer 40. The ferroelectric capacitor 30 has a lower electrode layer 32, a ferroelectric layer 34, and an upper electrode layer 36.

下部電極層32は、シリサイド層26の上に形成される。下部電極層32は、シリサイド層28を介して、拡散層22と直接的に接続される。ここで「直接的に接続」とは、例えばコンタクト部や配線を介することなく、下部電極層32が拡散層22と電気的に接続されることを意味する。下部電極層32の幅は、開口部28aの幅より、大きくてもよいし、小さくてもよい。下部電極層32は、図示のように、保護層28の上にも形成されることができる。下部電極層32は、例えば、白金、イリジウム、それらの合金、それらの導電性酸化物からなることができる。下部電極層32は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。下部電極層32の厚さは、例えば、50nm〜500nmとすることができる。   The lower electrode layer 32 is formed on the silicide layer 26. The lower electrode layer 32 is directly connected to the diffusion layer 22 through the silicide layer 28. Here, “directly connected” means that the lower electrode layer 32 is electrically connected to the diffusion layer 22 without using, for example, a contact portion or wiring. The width of the lower electrode layer 32 may be larger or smaller than the width of the opening 28a. The lower electrode layer 32 can also be formed on the protective layer 28 as shown. The lower electrode layer 32 can be made of, for example, platinum, iridium, alloys thereof, or conductive oxides thereof. The lower electrode layer 32 may be a single layer of the exemplified materials or a structure in which a plurality of materials are stacked. The thickness of the lower electrode layer 32 can be set to, for example, 50 nm to 500 nm.

下部電極層32の下には、バリアメタル層31が形成されることができる。バリアメタル層31は、例えば、チタンアルミニウム、窒化チタンアルミニウムからなることができる。バリアメタル層31の厚さは、例えば、50nm〜100nmとすることができる。バリアメタル層31は、例えば、下部電極層32を構成する物質とシリサイド層26を構成する物質とが、反応することを防止する機能を有する。また、バリアメタル層31は、例えば、下部電極層32とシリサイド層26との密着性を高める機能を有する。   Under the lower electrode layer 32, a barrier metal layer 31 may be formed. The barrier metal layer 31 can be made of, for example, titanium aluminum or titanium aluminum nitride. The thickness of the barrier metal layer 31 can be set to, for example, 50 nm to 100 nm. For example, the barrier metal layer 31 has a function of preventing a substance constituting the lower electrode layer 32 and a substance constituting the silicide layer 26 from reacting with each other. The barrier metal layer 31 has a function of improving the adhesion between the lower electrode layer 32 and the silicide layer 26, for example.

強誘電体層34は、下部電極層32の上に形成される。強誘電体層34は、ペロブスカイト型酸化物の強誘電体材料からなることができる。強誘電体層34は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O:PZT)、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti,Nb)O:PZTN)からなることができる。強誘電体層34の厚さは、例えば、50nm〜500nmとすることができる。 The ferroelectric layer 34 is formed on the lower electrode layer 32. The ferroelectric layer 34 can be made of a perovskite oxide ferroelectric material. The ferroelectric layer 34 is made of, for example, lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 : PZT) or lead zirconate titanate niobate (Pb (Zr, Ti, Nb) O 3 : PZTN). be able to. The thickness of the ferroelectric layer 34 can be set to, for example, 50 nm to 500 nm.

上部電極層36は、強誘電体層34の上に形成される。上部電極層36は、例えば、白金、イリジウム、それらの合金、それらの導電性酸化物などからなることができる。上部電極層36は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。上部電極層36の厚さは、例えば、50nm〜500nmとすることができる。   The upper electrode layer 36 is formed on the ferroelectric layer 34. The upper electrode layer 36 can be made of, for example, platinum, iridium, alloys thereof, conductive oxides thereof, or the like. The upper electrode layer 36 may be a single layer made of the materials exemplified above, or may have a structure in which a plurality of materials are laminated. The thickness of the upper electrode layer 36 can be set to, for example, 50 nm to 500 nm.

水素バリア層38は、上部電極層36の上面と、上部電極層36、強誘電体層34、下部電極層層32およびバリアメタル層31の側面と、を被覆するように形成される。水素バリア層38は、保護層28の上に形成されてもよい。水素バリア層38は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタンからなることができる。水素バリア層38の厚さは、例えば、10nm〜100nmとすることができる。水素バリア層38は、水素などの還元種から、強誘電体キャパシタ30を保護する機能を有する。   The hydrogen barrier layer 38 is formed so as to cover the upper surface of the upper electrode layer 36 and the side surfaces of the upper electrode layer 36, the ferroelectric layer 34, the lower electrode layer 32, and the barrier metal layer 31. The hydrogen barrier layer 38 may be formed on the protective layer 28. The hydrogen barrier layer 38 can be made of, for example, aluminum oxide or titanium oxide. The thickness of the hydrogen barrier layer 38 can be set to, for example, 10 nm to 100 nm. The hydrogen barrier layer 38 has a function of protecting the ferroelectric capacitor 30 from reducing species such as hydrogen.

なお、水素バリア層38には、後述するコンタクトホール51が形成されることができる。   Note that a contact hole 51 described later can be formed in the hydrogen barrier layer 38.

強誘電体メモリ装置100は、さらに、層間絶縁層40と、コンタクトホール51〜53と、コンタクトバリア層61〜63と、コンタクト部71〜73と、配線81〜83と、を有することができる。   The ferroelectric memory device 100 can further include an interlayer insulating layer 40, contact holes 51 to 53, contact barrier layers 61 to 63, contact portions 71 to 73, and wirings 81 to 83.

層間絶縁層40は、トランジスタ20および強誘電体キャパシタ30を覆うように、全面に形成される。具体的には、層間絶縁層40は、保護層28および水素バリア層38の上に形成されることができる。層間絶縁層40は、トランジスタ20と同じ層に形成されることができ、第1層目の層間絶縁層であることができる。層間絶縁層40は、例えば、酸化シリコンからなることができる。層間絶縁層40の厚さは、例えば、1μm〜2μmとすることができる。   The interlayer insulating layer 40 is formed on the entire surface so as to cover the transistor 20 and the ferroelectric capacitor 30. Specifically, the interlayer insulating layer 40 can be formed on the protective layer 28 and the hydrogen barrier layer 38. The interlayer insulating layer 40 can be formed in the same layer as the transistor 20 and can be a first interlayer insulating layer. The interlayer insulating layer 40 can be made of, for example, silicon oxide. The thickness of the interlayer insulating layer 40 can be set to 1 μm to 2 μm, for example.

コンタクトホール51は、層間絶縁層40および上部電極層36上の水素バリア層38を貫通して形成される。コンタクトホール52は、層間絶縁層40およびゲート電極24b上の保護層28を貫通して形成される。コンタクトホール53は、層間絶縁層40およびシリサイド層26上の保護層28を貫通して形成される。   The contact hole 51 is formed through the interlayer insulating layer 40 and the hydrogen barrier layer 38 on the upper electrode layer 36. The contact hole 52 is formed through the interlayer insulating layer 40 and the protective layer 28 on the gate electrode 24b. The contact hole 53 is formed through the interlayer insulating layer 40 and the protective layer 28 on the silicide layer 26.

コンタクトバリア層61〜63は、コンタクトホール51〜53の内面と、コンタクトホール51〜53の底面である上部電極層36の上面、ゲート電極24bの上面およびシリサイド層26の上面と、にそれぞれ形成される。コンタクトバリア層61〜63は、例えば、窒化チタンからなることができる。コンタクトバリア層61〜63の厚さは、例えば、10nm〜100nmとすることができる。コンタクトバリア層61〜63は、例えば、コンタクト部71〜73を構成する物質と上部電極層36などを構成する物質とが反応することを防止する機能を有する。また、コンタクトバリア層61〜63は、例えば、コンタクト部71〜73が酸化されることを防止する機能を有する。   The contact barrier layers 61 to 63 are respectively formed on the inner surfaces of the contact holes 51 to 53, the upper surface of the upper electrode layer 36 that is the bottom surface of the contact holes 51 to 53, the upper surface of the gate electrode 24b, and the upper surface of the silicide layer 26. The The contact barrier layers 61 to 63 can be made of, for example, titanium nitride. The thickness of the contact barrier layers 61 to 63 can be set to 10 nm to 100 nm, for example. For example, the contact barrier layers 61 to 63 have a function of preventing a substance constituting the contact portions 71 to 73 from reacting with a substance constituting the upper electrode layer 36 and the like. Further, the contact barrier layers 61 to 63 have a function of preventing the contact portions 71 to 73 from being oxidized, for example.

コンタクト部71〜73は、コンタクトバリア層61〜63で被覆されたコンタクトホール51〜53にそれぞれ形成される。コンタクト部71〜73の上には、配線81〜83がそれぞれ形成される。コンタクト部71〜73および配線81〜83は、例えば、アルミニウムを含んだ導電材料からなることができる。コンタクト部71〜73によって、配線81〜83と、上部電極層36、ゲート電極24bおよびシリサイド層26と、をそれぞれ電気的に接続することができる。   The contact parts 71 to 73 are formed in the contact holes 51 to 53 covered with the contact barrier layers 61 to 63, respectively. On the contact portions 71 to 73, wirings 81 to 83 are formed, respectively. The contact portions 71 to 73 and the wirings 81 to 83 can be made of a conductive material containing aluminum, for example. By the contact portions 71 to 73, the wirings 81 to 83 can be electrically connected to the upper electrode layer 36, the gate electrode 24b, and the silicide layer 26, respectively.

第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置100は、例えば、以下のような特徴を有する。   The ferroelectric memory device 100 according to the first embodiment has the following features, for example.

強誘電体メモリ装置100は、保護層28の開口部28aに、強誘電体キャパシタ30が形成され、下部電極層32が拡散層22と直接的に接続されることができる。すなわち、下部電極層32は、コンタクト部や配線を介することなく、拡散層22と電気的に接続されることができる。そのため、強誘電体メモリ装置100は、簡易な構造を有し、安価に形成されることができる。   In the ferroelectric memory device 100, the ferroelectric capacitor 30 is formed in the opening 28 a of the protective layer 28, and the lower electrode layer 32 can be directly connected to the diffusion layer 22. That is, the lower electrode layer 32 can be electrically connected to the diffusion layer 22 without using a contact portion or a wiring. Therefore, the ferroelectric memory device 100 has a simple structure and can be formed at low cost.

強誘電体メモリ装置100は、拡散層22およびゲート24の上方に形成された保護層28を有することができる。これにより、例えば、強誘電体層34の結晶化のための酸化雰囲気における熱処理により、ゲート22が酸化されることを防止することができる。   The ferroelectric memory device 100 may have a protective layer 28 formed above the diffusion layer 22 and the gate 24. Thereby, for example, the gate 22 can be prevented from being oxidized by heat treatment in an oxidizing atmosphere for crystallization of the ferroelectric layer 34.

強誘電体メモリ装置100は、下部電極層32の下に、バリアメタル層31を有することができる。これにより、例えば、下部電極層32を構成する物質とシリサイド層26を構成する物質とが反応することを防止することができる。また、例えば、下部電極層32とシリサイド層26との密着性を高めることができる。   The ferroelectric memory device 100 can have a barrier metal layer 31 under the lower electrode layer 32. Thereby, for example, it is possible to prevent the substance constituting the lower electrode layer 32 from reacting with the substance constituting the silicide layer 26. Further, for example, the adhesion between the lower electrode layer 32 and the silicide layer 26 can be improved.

1.2.第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造方法
次に、第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図2〜8は、第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置100の製造工程を概略的に示す断面図である。
1.2. Method for Manufacturing Ferroelectric Memory Device According to First Embodiment Next, a method for manufacturing a ferroelectric memory device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 2 to 8 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the ferroelectric memory device 100 according to the first embodiment.

図2に示すように、半導体層10に素子分離領域12を形成する。素子分離領域12は、例えば、公知のSTI(Shallow Trench Isolation)法、セミリセスLOCOS法、LOCOS法により形成されることができるが、素子分離領域12の上方に強誘電体キャパシタ30が形成される場合があることを考慮すると、表面の平坦性が高いSTI法で形成されるトレンチ絶縁層、またはセミリセスLOCOS法で形成されるセミリセスLOCOS層からなることが好ましい。   As shown in FIG. 2, the element isolation region 12 is formed in the semiconductor layer 10. The element isolation region 12 can be formed by, for example, a known STI (Shallow Trench Isolation) method, a semi-recessed LOCOS method, or a LOCOS method. When the ferroelectric capacitor 30 is formed above the element isolation region 12 In view of the above, it is preferable to include a trench insulating layer formed by an STI method having a high surface flatness or a semi-recessed LOCOS layer formed by a semi-recessed LOCOS method.

次に、素子分離領域12に画定された領域に、拡散層22およびゲート24を有するトランジスタ20を形成する。拡散層22は、ソース22aおよびドレイン22bを構成するように、公知の技術により、形成されることができる。ゲート24は、ゲート絶縁層24a、ゲート電極24bおよびサイドウォール24cを有するように、公知の技術により、形成されることができる。   Next, the transistor 20 having the diffusion layer 22 and the gate 24 is formed in a region defined by the element isolation region 12. The diffusion layer 22 can be formed by a known technique so as to constitute the source 22a and the drain 22b. The gate 24 can be formed by a known technique so as to include the gate insulating layer 24a, the gate electrode 24b, and the sidewalls 24c.

次に、拡散層22の上にシリサイド層26を形成する。シリサイド層26の形成は、まず、シリサイド用金属を全面に形成する。その後、シリサイド化反応を起こすための熱処理を行う。そして、未反応の金属を除去することにより、シリサイド層26を形成することができる。   Next, a silicide layer 26 is formed on the diffusion layer 22. In forming the silicide layer 26, first, a silicide metal is formed on the entire surface. Thereafter, a heat treatment for causing a silicidation reaction is performed. Then, the silicide layer 26 can be formed by removing the unreacted metal.

なお、シリサイド層26は、トランジスタ20が形成される前に、形成されてもよい。   Note that the silicide layer 26 may be formed before the transistor 20 is formed.

図3に示すように、全面に保護層28を形成する。保護層28は、例えば、スパッタ法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成される。   As shown in FIG. 3, a protective layer 28 is formed on the entire surface. The protective layer 28 is formed by, for example, a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

図4に示すように、シリサイド層26上の保護層28をパターニングして、開口部28aを形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。   As shown in FIG. 4, the protective layer 28 on the silicide layer 26 is patterned to form an opening 28a. The patterning is performed by, for example, a known photolithography technique and etching technique.

図5に示すように、全面に、下部電極層32a、強誘電体層34aおよび上部電極層36aをこの順で形成する。下部電極層32aおよび上部電極層36aは、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法により形成される。強誘電体層34aは、例えば、ゾルゲル法、CVD法、MOD(Metal Organic Deposition)法、スパッタ法により形成される。強誘電体層34aは、結晶化のために酸化雰囲気中で熱処理されることができる。熱処理の温度は、例えば、700℃程度であることができる。熱処理は、強誘電体層34aをパターニングした後に行ってもよい。   As shown in FIG. 5, a lower electrode layer 32a, a ferroelectric layer 34a, and an upper electrode layer 36a are formed in this order on the entire surface. The lower electrode layer 32a and the upper electrode layer 36a are formed by, for example, a sputtering method, a plating method, or a vacuum evaporation method. The ferroelectric layer 34a is formed by, for example, a sol-gel method, a CVD method, a MOD (Metal Organic Deposition) method, or a sputtering method. The ferroelectric layer 34a can be heat-treated in an oxidizing atmosphere for crystallization. The temperature of the heat treatment can be about 700 ° C., for example. The heat treatment may be performed after patterning the ferroelectric layer 34a.

なお、下部電極層32aを形成する前に、全面にバリアメタル層31aを形成することができる。バリアメタル層31aは、例えば、スパッタ法、CVD法により形成される。   Note that the barrier metal layer 31a can be formed on the entire surface before the lower electrode layer 32a is formed. The barrier metal layer 31a is formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.

図6に示すように、上部電極層36a、強誘電体層34aおよび下部電極層32aをパターニングして、上部電極層36、強誘電体層34および下部電極層32を有する強誘電体キャパシタ30を形成する。また、バリアメタル層31aをパターニングして、バリアメタル層31を形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。なお、パターニングは、上部電極層36a、強誘電体層34a、下部電極層32aおよびバリアメタル層31aを一括して行ってもよいし、各層の形成後に行ってもよい。   As shown in FIG. 6, the upper electrode layer 36a, the ferroelectric layer 34a, and the lower electrode layer 32a are patterned to form a ferroelectric capacitor 30 having the upper electrode layer 36, the ferroelectric layer 34, and the lower electrode layer 32. Form. Further, the barrier metal layer 31a is formed by patterning the barrier metal layer 31a. The patterning is performed by, for example, a known photolithography technique and etching technique. The patterning may be performed on the upper electrode layer 36a, the ferroelectric layer 34a, the lower electrode layer 32a, and the barrier metal layer 31a all at once or after the formation of each layer.

図7に示すように、上部電極層36の上面と、上部電極層36、強誘電体層34、下部電極層層32およびバリアメタル層31の側面と、を被覆するように水素バリア層38を形成する。水素バリア層38は、例えば、ALCVD(Atomic Layer CVD)法、CVD法により形成される。なお、図示はしないが、水素バリア層38は、保護層28の全面を被覆するように形成されてもよい。   As shown in FIG. 7, a hydrogen barrier layer 38 is formed so as to cover the upper surface of the upper electrode layer 36 and the side surfaces of the upper electrode layer 36, the ferroelectric layer 34, the lower electrode layer layer 32, and the barrier metal layer 31. Form. The hydrogen barrier layer 38 is formed by, for example, an ALCVD (Atomic Layer CVD) method or a CVD method. Although not shown, the hydrogen barrier layer 38 may be formed so as to cover the entire surface of the protective layer 28.

次に、トランジスタ20および強誘電体キャパシタ30を覆うように、全面に層間絶縁層40を形成する。層間絶縁層40は、例えば、スピンコート法により形成される。   Next, an interlayer insulating layer 40 is formed on the entire surface so as to cover the transistor 20 and the ferroelectric capacitor 30. The interlayer insulating layer 40 is formed by, for example, a spin coating method.

図8に示すように、層間絶縁層40と、上部電極層36上の水素バリア層38、ゲート電極24b上の保護層28およびシリサイド層26上の保護層28と、をパターニングして、コンタクトホール51〜53を形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。   As shown in FIG. 8, the interlayer insulating layer 40, the hydrogen barrier layer 38 on the upper electrode layer 36, the protective layer 28 on the gate electrode 24b, and the protective layer 28 on the silicide layer 26 are patterned to form contact holes. 51-53 are formed. The patterning is performed by, for example, a known photolithography technique and etching technique.

図1に示すように、コンタクトホール51〜53の側面と、コンタクトホール51〜53の底面である上部電極層36の上面、ゲート電極24bの上面および拡散層22の上面と、にコンタクトバリア層61〜63をそれぞれ形成する。コンタクトバリア層61〜63は、例えば、スパッタ法、CVD法により形成される。   As shown in FIG. 1, the contact barrier layer 61 is formed on the side surfaces of the contact holes 51 to 53, the upper surface of the upper electrode layer 36 that is the bottom surface of the contact holes 51 to 53, the upper surface of the gate electrode 24 b, and the upper surface of the diffusion layer 22. To 63 are formed. The contact barrier layers 61 to 63 are formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.

次に、コンタクトバリア層61〜63で被覆されたコンタクトホール51〜53に、コンタクト部71〜73をそれぞれ形成する。コンタクト部71〜73は、例えば、スパッタ法、めっき法により形成される。   Next, contact portions 71 to 73 are formed in the contact holes 51 to 53 covered with the contact barrier layers 61 to 63, respectively. The contact parts 71 to 73 are formed by, for example, a sputtering method or a plating method.

次に、コンタクト部71〜73の上に、配線81〜83をそれぞれ形成する。配線81〜83は、例えば、スパッタ法、めっき法により形成される。   Next, wirings 81 to 83 are formed on the contact portions 71 to 73, respectively. The wirings 81 to 83 are formed by, for example, a sputtering method or a plating method.

以上により、強誘電体メモリ装置100を製造することができる。   As described above, the ferroelectric memory device 100 can be manufactured.

第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置100の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。   The manufacturing method of the ferroelectric memory device 100 according to the first embodiment has the following features, for example.

強誘電体メモリ装置100の製造方法によれば、保護層28の開口部28aに、強誘電体キャパシタ30が形成され、下部電極層32が拡散層22と直接的に接続するように形成されることができる。すなわち、例えば、下部電極層32と拡散層22とを電気的に接続させるためのコンタクト部や配線を形成する必要がない。そのため、簡易なプロセスで、強誘電体メモリ装置100を製造することができる。   According to the method for manufacturing the ferroelectric memory device 100, the ferroelectric capacitor 30 is formed in the opening 28 a of the protective layer 28, and the lower electrode layer 32 is formed so as to be directly connected to the diffusion layer 22. be able to. That is, for example, there is no need to form a contact portion or wiring for electrically connecting the lower electrode layer 32 and the diffusion layer 22. Therefore, the ferroelectric memory device 100 can be manufactured by a simple process.

2.第2の実施形態
2.1.第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置
図9は、第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置200を模式的に示す断面図である。以下、第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置100と実質的に同一の材料については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2. Second Embodiment 2.1. 9. Ferroelectric Memory Device According to Second Embodiment FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a ferroelectric memory device 200 according to the second embodiment. Hereinafter, substantially the same material as that of the ferroelectric memory device 100 according to the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and detailed description thereof is omitted.

強誘電体メモリ装置200は、図9に示すように、強誘電体キャパシタ230が、拡散層22の上方の第1領域201、および素子分離領域12の上方の第2領域202に形成され、コンタクト部71が第2領域202に形成されることが、強誘電体メモリ装置100と異なる。ここで、例えば、強誘電体メモリ装置100の強誘電体キャパシタ30も、第1領域201および第2領域202に形成されることができるが、強誘電体キャパシタ230は、例えば、強誘電体キャパシタ30に比べて、第2領域202に形成される割合が大きい。すなわち、強誘電体キャパシタ230は、例えば、強誘電体キャパシタ30に比べて、その幅を大きくすることができる。   In the ferroelectric memory device 200, as shown in FIG. 9, the ferroelectric capacitor 230 is formed in the first region 201 above the diffusion layer 22 and the second region 202 above the element isolation region 12, and contact is made. Unlike the ferroelectric memory device 100, the portion 71 is formed in the second region 202. Here, for example, the ferroelectric capacitor 30 of the ferroelectric memory device 100 can also be formed in the first region 201 and the second region 202, but the ferroelectric capacitor 230 is, for example, a ferroelectric capacitor. Compared to 30, the ratio formed in the second region 202 is larger. That is, the width of the ferroelectric capacitor 230 can be made larger than that of the ferroelectric capacitor 30, for example.

第2領域202に形成される保護層28は、開口部を有さないことができる。そのため、第2領域202に形成される下部電極層232は、第1領域201に形成される下部電極層232に比べて、表面の平坦性が高い。これにより、第2領域202に形成される下部電極層232上に形成される強誘電体層234は、第1領域201に形成される強誘電体層234に比べて、結晶性が高く、還元種などからダメージを受け難くなることができる。   The protective layer 28 formed in the second region 202 can have no opening. Therefore, the lower electrode layer 232 formed in the second region 202 has higher surface flatness than the lower electrode layer 232 formed in the first region 201. Accordingly, the ferroelectric layer 234 formed on the lower electrode layer 232 formed in the second region 202 has higher crystallinity than the ferroelectric layer 234 formed in the first region 201, and is reduced. It can be difficult to receive damage from seeds.

なお、前述のように、素子分離領域12は、表面の平坦性が高いトレンチ絶縁層またはセミリセスLOCOS層からなることが好ましい。   As described above, the element isolation region 12 is preferably formed of a trench insulating layer or a semi-recessed LOCOS layer having a high surface flatness.

第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置200は、例えば、以下の特徴を有する。   The ferroelectric memory device 200 according to the second embodiment has the following features, for example.

強誘電体メモリ装置200は、コンタクト部71が素子分離領域12の上方の第2領域202に形成されることができる。第2領域202に形成される強誘電体層234は、第1領域201に形成される強誘電体層234に比べ、平坦性の高い下部電極層232上に形成されている。これにより、例えばコンタクト部71が形成されているコンタクトホール51の部分から還元種などが混入しても、コンタクト部71の下方であるの強誘電体層234はダメージを受け難く、信頼性の高い強誘電体キャパシタ230を得ることができる。   In the ferroelectric memory device 200, the contact portion 71 can be formed in the second region 202 above the element isolation region 12. The ferroelectric layer 234 formed in the second region 202 is formed on the lower electrode layer 232 having higher flatness than the ferroelectric layer 234 formed in the first region 201. Thereby, for example, even if reducing species or the like is mixed from the contact hole 51 where the contact portion 71 is formed, the ferroelectric layer 234 below the contact portion 71 is not easily damaged and has high reliability. A ferroelectric capacitor 230 can be obtained.

強誘電体メモリ装置200は、第1領域201に比べ、表面の平坦性が高い第2領域202に形成された下部電極層232上に強誘電体層234が形成されていることができる。そのため、強誘電体層234全体として高い結晶性を有することができ、強誘電体特性が良好な強誘電体キャパシタ230を得ることができる。   In the ferroelectric memory device 200, the ferroelectric layer 234 can be formed on the lower electrode layer 232 formed in the second region 202 having a higher surface flatness than the first region 201. Therefore, the ferroelectric layer 234 as a whole can have high crystallinity, and the ferroelectric capacitor 230 with excellent ferroelectric characteristics can be obtained.

強誘電体メモリ装置200は、素子分離領域12が、表面の平坦性が高いトレンチ絶縁層またはセミリセスLOCOS層からなることができる。そのため、表面の平坦性の高い下部電極層232上に、強誘電体層234が形成されることができる。   In the ferroelectric memory device 200, the element isolation region 12 may be formed of a trench insulating layer or a semi-recessed LOCOS layer having a high surface flatness. Therefore, the ferroelectric layer 234 can be formed on the lower electrode layer 232 having a high surface flatness.

2.2.第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置
第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造方法は、強誘電体キャパシタ230が、拡散層22の上方の第1領域、および素子分離領域12の上方の第2領域に形成され、第2領域にコンタクト部71が形成されること以外は、第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造方法と基本的に同じである。よって、その説明を省略する。
2.2. Ferroelectric Memory Device According to Second Embodiment The ferroelectric memory device manufacturing method according to the second embodiment includes a ferroelectric capacitor 230, a first region above the diffusion layer 22, and an element isolation region. 12 is basically the same as the manufacturing method of the ferroelectric memory device according to the first embodiment except that the contact portion 71 is formed in the second region above the first region and the contact region 71 is formed in the second region. Therefore, the description is omitted.

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, it will be readily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.

第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing a ferroelectric memory device according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る強誘電体メモリ装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the ferroelectric memory device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る強誘電体メモリ装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the ferroelectric memory device which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体層、12 素子分離領域、20 トランジスタ、22 拡散層、22a ソース、22b ドレイン、24 ゲート、24a ゲート絶縁層、24b ゲート電極、24c サイドウォール、26 シリサイド層、28 保護層、28a 開口部、30 強誘電体キャパシタ、31 バリアメタル層、32 下部電極層、34 強誘電体層、36 上部電極層、38 水素バリア層、40 層間絶縁層、51〜53 コンタクトホール、61〜63 コンタクトバリア層、71〜73 コンタクト部、81〜83 配線、100 強誘電体メモリ装置、200 強誘電体メモリ装置、201 第1領域、202 第2領域、230 強誘電体キャパシタ、232 下部電極層、234 強誘電体層、236 上部電極層 10 semiconductor layer, 12 element isolation region, 20 transistor, 22 diffusion layer, 22a source, 22b drain, 24 gate, 24a gate insulating layer, 24b gate electrode, 24c sidewall, 26 silicide layer, 28 protective layer, 28a opening, 30 Ferroelectric capacitor, 31 Barrier metal layer, 32 Lower electrode layer, 34 Ferroelectric layer, 36 Upper electrode layer, 38 Hydrogen barrier layer, 40 Interlayer insulating layer, 51-53 contact hole, 61-63 Contact barrier layer, 71-73 contact portion, 81-83 wiring, 100 ferroelectric memory device, 200 ferroelectric memory device, 201 first region, 202 second region, 230 ferroelectric capacitor, 232 lower electrode layer, 234 ferroelectric Layer, 236 Upper electrode layer

Claims (11)

半導体層と、
前記半導体層に形成され、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタと、
前記拡散層および前記ゲートの上方に形成され、前記拡散層の上方に開口部を有する保護層と、
前記開口部に、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を有する強誘電体キャパシタと、を含み、
前記下部電極層は、前記拡散層と直接的に接続されている、強誘電体メモリ装置。
A semiconductor layer;
A diffusion layer formed in the semiconductor layer and constituting a source or drain, and a transistor having a gate;
A protective layer formed above the diffusion layer and the gate and having an opening above the diffusion layer;
A ferroelectric capacitor having a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer in the opening, and
The ferroelectric memory device, wherein the lower electrode layer is directly connected to the diffusion layer.
請求項1において、
前記拡散層の上方に形成されたシリサイド層を有し、
前記下部電極層は、前記シリサイド層を介して、前記拡散層と接続されている、強誘電体メモリ装置。
In claim 1,
A silicide layer formed above the diffusion layer;
The ferroelectric memory device, wherein the lower electrode layer is connected to the diffusion layer through the silicide layer.
請求項1または2において、
前記下部電極層の下にバリアメタル層を有する、強誘電体メモリ装置。
In claim 1 or 2,
A ferroelectric memory device having a barrier metal layer under the lower electrode layer.
請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記トランジスタが形成される領域を画定する素子分離領域と、
前記上部電極層の上方に形成されたコンタクト部と、を有し、
前記コンタクト部は、前記素子分離領域の上方に位置する、強誘電体メモリ装置。
In any of claims 1 to 3,
An element isolation region defining a region in which the transistor is formed;
A contact portion formed above the upper electrode layer,
The ferroelectric memory device, wherein the contact portion is located above the element isolation region.
請求項4において、
前記素子分離領域は、トレンチ絶縁層またはセミリセスLOCOS層からなる、強誘電体メモリ装置。
In claim 4,
The ferroelectric memory device, wherein the element isolation region includes a trench insulating layer or a semi-recessed LOCOS layer.
半導体層と、
前記半導体層に形成された素子分離領域と、
前記半導体層に形成され、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタと、
前記トランジスタ上に形成された層間絶縁層と、
前記層間絶縁層に形成され、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を有する強誘電体キャパシタと、
前記強誘電体キャパシタ上、かつ、前記素子分離領域上方に形成されたコンタクト部と、を含む強誘電体メモリ装置。
A semiconductor layer;
An element isolation region formed in the semiconductor layer;
A diffusion layer formed in the semiconductor layer and constituting a source or drain, and a transistor having a gate;
An interlayer insulating layer formed on the transistor;
A ferroelectric capacitor formed in the interlayer insulating layer and having a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer;
A ferroelectric memory device comprising: a contact portion formed on the ferroelectric capacitor and above the element isolation region.
請求項6において、
前記拡散層と接するように形成されたシリサイド層と、
前記シリサイド層と接するように形成されたバリアメタル層と、をさらに含み、
前記下部電極層は前記バリアメタル層と接している、強誘電体メモリ装置。
In claim 6,
A silicide layer formed in contact with the diffusion layer;
A barrier metal layer formed so as to be in contact with the silicide layer,
The ferroelectric memory device, wherein the lower electrode layer is in contact with the barrier metal layer.
請求項6または7において、
前記下部電極層と前記拡散層との間には、コンタクト部が形成されていない、強誘電体メモリ装置。
In claim 6 or 7,
A ferroelectric memory device, wherein a contact portion is not formed between the lower electrode layer and the diffusion layer.
請求項6ないし8のいずれかにおいて、
前記層間絶縁層は、前記トランジスタと同じ層に形成されている、強誘電体メモリ装置。
In any of claims 6 to 8,
The ferroelectric memory device, wherein the interlayer insulating layer is formed in the same layer as the transistor.
請求項6ないし9のいずれかにおいて、
前記層間絶縁層は、第1層目の層間絶縁層である、強誘電体メモリ装置。
In any of claims 6 to 9,
The ferroelectric memory device, wherein the interlayer insulating layer is a first interlayer insulating layer.
半導体層に、ソースまたはドレインを構成する拡散層、およびゲートを有するトランジスタを形成する工程と、
前記半導体層の上方に保護層を形成する工程と、
前記保護層において、前記拡散層の上方に開口部を形成する工程と、
前記開口部に、下部電極層、強誘電体層および上部電極層を順に積層して強誘電体キャパシタを形成する工程と、を含み、
前記下部電極層は、前記拡散層と直接的に接続するように形成される、強誘電体メモリ装置の製造方法。
Forming a transistor having a diffusion layer constituting a source or a drain and a gate in a semiconductor layer;
Forming a protective layer above the semiconductor layer;
In the protective layer, forming an opening above the diffusion layer;
Forming a ferroelectric capacitor by sequentially laminating a lower electrode layer, a ferroelectric layer, and an upper electrode layer in the opening, and
The method of manufacturing a ferroelectric memory device, wherein the lower electrode layer is formed so as to be directly connected to the diffusion layer.
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