JP2009259903A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009259903A JP2009259903A JP2008104667A JP2008104667A JP2009259903A JP 2009259903 A JP2009259903 A JP 2009259903A JP 2008104667 A JP2008104667 A JP 2008104667A JP 2008104667 A JP2008104667 A JP 2008104667A JP 2009259903 A JP2009259903 A JP 2009259903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- plug
- interlayer insulating
- insulating film
- forming
- 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.)
- Abandoned
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
- H01L21/76826—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by contacting the layer with gases, liquids or plasmas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
- H01L21/76832—Multiple layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
- H01L28/75—Electrodes comprising two or more layers, e.g. comprising a barrier layer and a metal layer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
- H10B53/30—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors characterised by the memory core region
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
【課題】コンタクトホールの開口が容易であり、歩留まりが改善され、キャパシタ特性が向上した強誘電体メモリ等の半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板1上に層間絶縁膜6を形成する工程と、層間絶縁膜6を貫通し半導体基板表面を露出する第1のホール及び第2のホールを形成する工程と、第1のホール及び第2のホールにそれぞれ導電膜を埋め込んで第1のプラグ10及び第2のプラグ10を形成する工程と、層間絶縁膜6上に第1のプラグ10と接続し、順に積層された導電性バリア膜、下部電極、誘電体膜、及び上部電極を有するキャパシタCを形成する工程と、キャパシタC、層間絶縁膜6、及び第2のプラグ10を覆うように少なくとも1つのAlON層を有する水素バリア膜20を形成する工程と、を備える。
【選択図】図4
【解決手段】半導体基板1上に層間絶縁膜6を形成する工程と、層間絶縁膜6を貫通し半導体基板表面を露出する第1のホール及び第2のホールを形成する工程と、第1のホール及び第2のホールにそれぞれ導電膜を埋め込んで第1のプラグ10及び第2のプラグ10を形成する工程と、層間絶縁膜6上に第1のプラグ10と接続し、順に積層された導電性バリア膜、下部電極、誘電体膜、及び上部電極を有するキャパシタCを形成する工程と、キャパシタC、層間絶縁膜6、及び第2のプラグ10を覆うように少なくとも1つのAlON層を有する水素バリア膜20を形成する工程と、を備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するものである。
強誘電体メモリ(FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory)は、キャパシタ部分にPZT(Pb(ZrxTi1−x)O3)、BIT(Bi4Ti3O12)、SBT(SrBi2Ta2O9)などの強誘電体膜を用い、その残留分極を利用してデータを保持する不揮発性メモリである。
PZT等の強誘電体は酸化物であるため、水素を主としたガスが侵入すると還元されて結晶特性が崩れ、強誘電体特性が劣化する。キャパシタサイズの微小化に伴い、水素による影響はより大きくなる。半導体装置の製造工程では水素を含んだ雰囲気中での処理が多いため、強誘電体膜への水素の侵入を防止する必要がある。
このような問題を解決するため、キャパシタをアルミナ(Al2O3)膜で覆うことで、水素の侵入を防止するFeRAMが提案されている(例えば特許文献1、2参照)。キャパシタを覆うアルミナ膜の膜厚を厚くすることで、水素ダメージからの保護効果は大きくなる。
しかし、キャパシタを覆うアルミナ膜の膜厚が厚いと、スイッチングトランジスタの拡散層へのコンタクトホールやキャパシタ上部電極へのコンタクトホールの開口が困難になり、コンタクトイールド(歩留まり)が低下するという問題を有していた。
また、厚いアルミナ膜に含まれる多量の酸素が、キャパシタ下部電極の下側部分に形成されるバリアメタル膜へ拡散し、バリアメタル膜の酸化や剥がれが生じ、キャパシタ特性の劣化が生じるという問題を有していた。
米国特許第7,029,925号明細書
国際公開第2004/095578号パンフレット
本発明はコンタクトホールの開口が容易であり、歩留まりが改善され、キャパシタ特性が向上した半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様による半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜を貫通するように形成されたホール内に埋め込まれた第1のプラグ及び第2のプラグと、前記第1の層間絶縁膜上に前記第1のプラグに接続するように形成された導電性バリア膜と、前記導電性バリア膜上に順に積層された下部電極、誘電体膜、及び上部電極と、を有するキャパシタと、前記キャパシタ、前記第1の層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うように形成され、少なくとも1つのアルミニウム酸窒化物層を有する水素バリア膜と、前記水素バリア膜上に形成された第2の層間絶縁膜と、前記第2の層間絶縁膜及び前記水素バリア膜を貫通し、前記上部電極の上面を露出するように形成されたホール内に埋め込まれた第3のプラグと、前記第2の層間絶縁膜及び前記水素バリア膜を貫通し、前記第2のプラグの上面を露出するように形成されたホール内に埋め込まれた第4のプラグと、前記第2の層間絶縁膜上に、前記第3のプラグ及び前記第4のプラグに接続するように形成された配線層と、を備えるものである。
本発明の一態様による半導体装置の製造方法は、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し前記半導体基板表面を露出する第1のホール及び第2のホールを形成する工程と、前記第1のホール及び第2のホールにそれぞれ導電膜を埋め込んで第1のプラグ及び第2のプラグを形成する工程と、前記層間絶縁膜上に前記第1のプラグと接続し、順に積層された導電性バリア膜、下部電極、誘電体膜、及び上部電極を有するキャパシタを形成する工程と、前記キャパシタ、前記層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うように少なくとも1つのアルミニウム酸窒化物層を有する水素バリア膜を形成する工程と、を備えるものである。
本発明によれば、コンタクトホールの開口が容易であり、歩留まりが改善され、キャパシタ特性が向上する。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を図1〜図5の工程断面図を用いて説明する。各図において(a)はスイッチングトランジスタのワード線に直交する方向に沿った縦断面、(b)はワード線方向に沿った縦断面を示す。
図1に示すように、公知のプロセスで半導体基板1にトランジスタTを形成する。トランジスタTはゲート絶縁膜2、ワード線となるゲート電極3、ゲートキャップ膜及びゲート側壁膜4、及びソース・ドレイン拡散層5によって形成される。
拡散層5は深い拡散層5a、浅い拡散層5b、及びシリサイド層5cを有するLDD(Lightly Doped Drain)構造となっている。
そして、CVD(化学気相成長)法及びCMP(化学的機械研磨)を用いてシリコン酸化膜を堆積、平坦化し、層間絶縁膜6を形成する。
続いて、後の工程で形成されるFeRAMのキャパシタ部とトランジスタTのアクティブエリア(ソース、ドレイン)との接続を行うプラグ10を形成する。プラグ10はタングステンからなる。プラグ10の形成にはブランケットCVD法とCMPとを併用する。
そして、層間絶縁膜6及びプラグ10上にTiAlN膜11、Ir膜12、PZT膜13、SRO(SrRuO3)膜14、及びIrO2膜15を順に形成する。
TiAlN膜11は例えばスパッタ法により膜厚30nmに形成する。Ir膜12は例えばスパッタ法により膜厚120nmに形成する。TiAlN膜11はバリアメタル膜(導電性バリア膜)、Ir膜12はキャパシタの下部電極膜となる。
PZT膜13は例えばスパッタ法により膜厚100nmに形成する。温度600℃のCVD法で形成してもよい。
SRO膜14は例えばスパッタ法により膜厚10nmに形成する。IrO2膜15は例えばスパッタ法により膜厚70nmに形成する。SRO膜14及びIrO2膜15はキャパシタの上部電極膜となる。
図1(b)は図1(a)におけるA−A’線での断面に相当し、図1(a)は図1(b)におけるB−B’線での断面に相当する。
図2に示すように、IrO2膜15上に膜厚100nmのAlON膜16及び膜厚500nmのSiO2膜17を形成する。さらにSiO2膜17上にレジスト18を形成し、キャパシタ加工のマスクとなるようにパターニングする。
図3に示すように、レジスト18をマスクとしてSiO2膜17をRIE(反応性イオンエッチング)でエッチング除去する。レジスト18の除去後、SiO2膜17をマスクとしてAlON膜16、IrO2膜15、SRO膜14、PZT膜13、Ir膜12、及びTiAlN膜11をRIEでエッチング除去し、キャパシタCの加工を行う。
SiO2膜17及びAlON膜16はキャパシタ加工のハードマスクの役割を果たす。ここでRIEは200℃異常の高温RIEが好適である。
また、この時、キャパシタ(ハードマスク)間隔が広い領域S1では層間絶縁膜6及びプラグ10が一部除去され、プラグ10上部が露出される。
キャパシタ加工後、ハードマスク(SiO2膜17及びAlON膜16)は除去しても良いし、残しても良い。本実施形態ではSiO2膜17のみ除去し、AlON膜16を残す。AlON膜16が後工程での上部電極膜を介したPZT膜13への水素ダメージ等を抑制するためである。
図4に示すように、キャパシタC、層間絶縁膜6、及びプラグ10を覆うように膜厚50nmのアルミニウム酸窒化膜(AlOxNy膜:例えばAlON膜)20をALD(Atomic Layer Deposition)法で形成する。ALD法でなくプラズマCVD法やスパッタ法を用いてもよい。アルミニウム酸窒化膜20は後の多層工程におけるキャパシタCへの水素ダメージ等を抑制するダメージブロック膜(水素バリア膜)として機能する。
図5に示すように、AlON膜20上にシリコン酸化膜を堆積、平坦化し、層間絶縁膜21を形成する。そして、所定領域の層間絶縁膜21、アルミニウム酸窒化膜20、16を除去してIrO2膜15の上面が露出するコンタクトホールを開口する。このコンタクトホールにアルミニウムを埋め込んでプラグ22を形成する。
また、プラグ10の上面が露出するように層間絶縁膜21及びアルミニウム酸窒化膜20を除去してコンタクトホールを開口する。このコンタクトホールにタングステンを埋め込んでプラグ23を形成する。そして、プラグ22、23と接続するメタル配線24を形成する。
(比較例)比較例による半導体装置の製造方法について説明する。図3に示す工程までは上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。図6に示すように、キャパシタC、層間絶縁膜6、及びプラグ10を覆うようにAl2O3膜30を形成する。Al2O3膜30は後の多層工程におけるキャパシタCへの水素ダメージ等を抑制するダメージブロック膜として機能する。十分な水素ダメージ等抑制効果を得るために、Al2O3膜30の膜厚は150nmとした。
図7に示すように、Al2O3膜30上にシリコン酸化膜を堆積、平坦化し、層間絶縁膜31を形成する。そして、IrO2膜15とコンタクトするプラグ32及びプラグ10とコンタクトするプラグ33を形成する。続いて、プラグ32、33と接続するメタル配線34等の形成を行う。
ここで、ダメージブロック膜であるAl2O3膜30の膜厚が150nmもあるため、コンタクトホールの開口が困難になる。特に、プラグ33を形成するためのコンタクトホール開口が困難であり、プラグ10上面を露出できずに、図7(a)に示すようにプラグ33がプラグ10と接触できず、コンタクトイールドが低下する。
コンタクトホールの開口の難易度はアスペクト比に依存する。コンタクトホールの開口深さに対してコンタクト径が小さい程、コンタクトホールの開口が困難になる。特に、コンタクト径がコンタクトホールの開口深さの1/4以下のときに、プラグ33のコンタクトイールドが大きく低下した。
これはセル部に多数のコンタクトホールを開口する必要があるChainFeRAM(TC並列ユニット直列接続型構造)ではより大きな問題となる。
また、Al2O3膜30に含まれる多量の酸素がTiAlN膜11へ拡散して、TiAlN膜11の酸化や剥がれが生じ、キャパシタ特性が劣化する。
一方、上記実施形態では、キャパシタを覆うダメージブロック膜20としてアルミニウム酸窒化膜を用いている。アルミニウム酸窒化膜は窒素を含んでいるためAl2O3膜と比べて水素ダメージ等の抑制効果が大きく、同じ膜厚ではAl2O3膜より大きい水素ダメージ等抑制効果が得られる。
キャパシタを覆うダメージブロック膜をAlON膜とした場合とAl2O3膜とした場合の膜厚とキャパシタ分極量の関係の一例を図8に示す。このグラフから分かるように、例えば膜厚50nmのAlON膜20は、比較例におけるダメージブロック膜である膜厚150nmのAl2O3膜30と同等の水素ダメージ等抑制効果を得ることができる。
アルミニウム酸窒化膜を用いることでダメージブロック膜が薄くなり、プラグ23形成のためのコンタクトホールの開口径が開口深さの1/4以下であっても、プラグ10上面を露出するコンタクトホールを開口することができる。
このように、本実施形態ではキャパシタを覆うダメージブロック膜としてアルミニウム酸窒化膜を用いることでダメージブロック膜を薄膜化し、プラグ(特にプラグ23)形成のためのコンタクトホール開口を容易にし、コンタクトイールドを改善し、製品歩留まりを向上することが出来る。
また、膜厚の薄いアルミニウム酸窒化膜は酸素含有量が少ないため、TiAlN膜11の酸化や剥がれの発生が抑制され、キャパシタ特性を向上できる。
上述した実施の形態は一例であって限定的なものではないと考えられるべきである。例えば上記実施形態ではダメージブロック膜としての膜厚50nmのアルミニウム酸窒化膜20をALD法で形成していたが、スパッタ法で30nm形成した後にALD法で20nm形成するようにしてもよい。
ALD法はカバレッジが良いが、水素を含む還元性の雰囲気中で行われるため、PZT膜13に僅かながらダメージを与える虞がある。一方、スパッタ法はPZT膜13にダメージを与えることなくアルミニウム酸窒化膜を成膜できるが、カバレッジが良くない。
そのため、まずはスパッタ法でPZT膜13にダメージを与えずにアルミニウム酸窒化膜を形成し、その後ALD法を用いて、スパッタ法で形成したアルミニウム酸窒化膜がALD法によるダメージをブロックしつつ、カバレッジ良くアルミニウム酸窒化膜を形成する。これにより、さらにキャパシタ特性が良く、信頼性の高い半導体装置が得られる。
また、ダメージブロック膜をAl2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造にしてもよい。このようなダメージブロック膜の形成方法を説明する。図3に示す工程までは上記実施形態と同様であるため、説明を省略する。続いて、図9に示すように、キャパシタC、層間絶縁膜6、及びプラグ10を覆うように膜厚50nmのAl2O3膜40を形成する。
そして、図10(a)に示すように、N2プラズマ又はN2雰囲気中650℃3分の窒化処理でAl2O3膜40の表面層を窒素化し、アルミニウム酸窒化物層(例えばAlON層)41を形成する。この時、アルミニウム酸窒化物層41及びAl2O3膜40に含まれる窒素濃度は図10(b)に示すように表面側から深くなるに伴い徐々に小さくなる。
このようなAl2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造でも上記実施形態におけるアルミニウム酸窒化膜20と同等の水素ダメージ等抑制効果を得ることができる。また、アルミニウム酸窒化膜を形成するための特定のスパッタ装置を用いる必要がないため、製造コストを低減できる。
また、Al2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造の形成方法は、例えば膜厚30nmのAl2O3膜の成膜と、このAl2O3膜上への膜厚20nmのアルミニウム酸窒化膜の成膜とからなるようにしてもよい。
また、ダメージブロック膜をAl2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造を多層化したものにしてもよい。例えば、膜厚20nmのAl2O3膜の成膜及びその表面の窒化処理を2回行って、図11(a)に示すようなAl2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造50を2層有するようにしてもよい。
また、膜厚10nmのAl2O3膜の成膜及びその表面の窒化処理を3回行って、図10(b)に示すようなAl2O3/アルミニウム酸窒化物の積層構造60を3層有するようにしてもよい。ここで、図10(a)、(b)はプラグ10上に形成されるダメージブロック膜のみ示している。
このような積層構造のダメージブロック膜でも、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、多層化によりダメージ抑制効果を向上させることができ、その結果、ダメージブロック膜をさらに薄膜化することができる。
上記実施形態ではキャパシタ加工に用いられるハードマスクをAlON膜16膜/SiO2膜17の積層構造としていたが、Al2O3/SiO2の構造にしてもよい。このハードマスクとしては、アルミニウム酸窒化膜(AlxOyNZ膜:例えばAlON膜)、シリコン酸化膜(SiOx膜:例えばSiO2膜)、酸化アルミニウム膜(AlxOy膜:例えばAl2O3膜)、シリコンアルミニウム酸化膜(SiAlxOy膜:例えばSiAlO膜)、酸化ジルコニウム膜(ZrOx膜:例えばZrO2膜)、シリコン窒化膜(SixNy膜:例えばSi3N4膜)、窒化チタンアルミニウム膜 (TiAlxNy膜: 例えばTiAl0.5N0.5膜)、又はこれらを組み合わせた積層膜を用いることができる。
本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 半導体基板
2 ゲート絶縁膜
3 ゲート電極
4 ゲートキャップ膜及びゲート側壁膜
5 ソース・ドレイン拡散層
6、21 層間絶縁膜
10、22、23 プラグ
11 TiAlN膜
12 Ir膜
13 PZT膜
14 SRO膜
15 IrO2膜
16 AlON膜
17 SiO2膜
20 アルミニウム酸窒化膜
24 メタル配線
2 ゲート絶縁膜
3 ゲート電極
4 ゲートキャップ膜及びゲート側壁膜
5 ソース・ドレイン拡散層
6、21 層間絶縁膜
10、22、23 プラグ
11 TiAlN膜
12 Ir膜
13 PZT膜
14 SRO膜
15 IrO2膜
16 AlON膜
17 SiO2膜
20 アルミニウム酸窒化膜
24 メタル配線
Claims (5)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜を貫通するように形成されたホール内に埋め込まれた第1のプラグ及び第2のプラグと、
前記第1の層間絶縁膜上に前記第1のプラグに接続するように形成された導電性バリア膜と、前記導電性バリア膜上に順に積層された下部電極、誘電体膜、及び上部電極と、を有するキャパシタと、
前記キャパシタ、前記第1の層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うように形成され、少なくとも1つのアルミニウム酸窒化物層を有する水素バリア膜と、
前記水素バリア膜上に形成された第2の層間絶縁膜と、
前記第2の層間絶縁膜及び前記水素バリア膜を貫通し、前記上部電極の上面を露出するように形成されたホール内に埋め込まれた第3のプラグと、
前記第2の層間絶縁膜及び前記水素バリア膜を貫通し、前記第2のプラグの上面を露出するように形成されたホール内に埋め込まれた第4のプラグと、
前記第2の層間絶縁膜上に、前記第3のプラグ及び前記第4のプラグに接続するように形成された配線層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の層間絶縁膜及び前記水素バリア膜を貫通し、前記第2のプラグの上面を露出するように形成され、前記第4のプラグが埋め込まれるホールは、径が深さの1/4以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 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し前記半導体基板表面を露出する第1のホール及び第2のホールを形成する工程と、
前記第1のホール及び第2のホールにそれぞれ導電膜を埋め込んで第1のプラグ及び第2のプラグを形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に前記第1のプラグと接続し、順に積層された導電性バリア膜、下部電極、誘電体膜、及び上部電極を有するキャパシタを形成する工程と、
前記キャパシタ、前記層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うように少なくとも1つのアルミニウム酸窒化物層を有する水素バリア膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記水素バリア膜を形成する工程は、
前記キャパシタ、前記層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うようにスパッタ法で第1のアルミニウム酸窒化膜を形成する工程と、
前記第1のアルミニウム酸窒化膜上にALD法で第2のアルミニウム酸窒化膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記水素バリア膜を形成する工程は、
前記キャパシタ、前記層間絶縁膜、及び前記第2のプラグを覆うようにAl2O3膜を形成する工程と、
前記Al2O3膜の表面部を窒化処理しアルミニウム酸窒化物層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008104667A JP2009259903A (ja) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
US12/392,052 US20090256259A1 (en) | 2008-04-14 | 2009-02-24 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008104667A JP2009259903A (ja) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009259903A true JP2009259903A (ja) | 2009-11-05 |
Family
ID=41163299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008104667A Abandoned JP2009259903A (ja) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090256259A1 (ja) |
JP (1) | JP2009259903A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020126866A (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8384190B2 (en) * | 2009-03-06 | 2013-02-26 | Texas Instruments Incorporated | Passivation of integrated circuits containing ferroelectric capacitors and hydrogen barriers |
US9272262B2 (en) * | 2011-12-16 | 2016-03-01 | King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) | Materials for gas capture, methods of making materials for gas capture, and methods of capturing gas |
US20180240861A1 (en) | 2017-02-23 | 2018-08-23 | International Business Machines Corporation | Multilayer dielectric for metal-insulator-metal capacitor (mimcap) capacitance and leakage improvement |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030143853A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-07-31 | Celii Francis G. | FeRAM capacitor stack etch |
-
2008
- 2008-04-14 JP JP2008104667A patent/JP2009259903A/ja not_active Abandoned
-
2009
- 2009-02-24 US US12/392,052 patent/US20090256259A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020126866A (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP7360004B2 (ja) | 2019-02-01 | 2023-10-12 | 富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090256259A1 (en) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100808537B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
KR100830108B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
US7190015B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US7547638B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP4893304B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2009259903A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2006310637A (ja) | 半導体装置 | |
JP2005327847A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2010093064A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP3906215B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5239294B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100403957B1 (ko) | 강유전체 메모리 소자의 제조 방법 | |
JP5190198B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2009094363A (ja) | 半導体記憶装置及び半導体記憶装置の製造方法 | |
JP2006186260A (ja) | 半導体記憶装置及びその製造方法 | |
JP4798979B2 (ja) | 強誘電体メモリの製造方法 | |
JP4002882B2 (ja) | 容量素子、半導体記憶装置及びその製造方法 | |
JP4649899B2 (ja) | 半導体記憶装置およびその製造方法 | |
JP2023091207A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2009010194A (ja) | 強誘電体メモリ及びその製造方法 | |
JP2006066796A (ja) | 強誘電体メモリ及びその製造方法 | |
JP2006157062A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2006060020A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR20040001869A (ko) | 강유전체 메모리 소자의 제조 방법 | |
KR20050041089A (ko) | 강유전체메모리소자의 캐패시터 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100915 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20101122 |