JP2009302334A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
強誘電体材料の自発分極を利用した強誘電体メモリ装置は、低電圧動作及び高速動作が可能な不揮発メモリ装置として期待されている。強誘電体メモリ装置は、多数のメモリセルを備えている。1つのスイッチング素子及び1つの強誘電体キャパシタ(1T1C)でメモリセルを構成することができるためDRAM並の高集積化が可能であり、大容量のメモリ装置としても期待されている。 A ferroelectric memory device using spontaneous polarization of a ferroelectric material is expected as a nonvolatile memory device capable of low voltage operation and high speed operation. A ferroelectric memory device includes a large number of memory cells. Since a memory cell can be constituted by one switching element and one ferroelectric capacitor (1T1C), it can be integrated as high as a DRAM and is expected as a large-capacity memory device.
このような強誘電体メモリ装置において、強誘電体キャパシタは、基板の上方に第1電極膜、強誘電体膜、及び第2電極膜を順に形成した後、第2電極膜上にマスクパターン(ハードマスク)を形成し、これをマスクにして第2電極膜、強誘電体膜、及び第1電極膜を順にエッチングして形成されている(例えば特許文献1)。 In such a ferroelectric memory device, the ferroelectric capacitor is formed by sequentially forming a first electrode film, a ferroelectric film, and a second electrode film on the substrate, and then forming a mask pattern (on the second electrode film). The second electrode film, the ferroelectric film, and the first electrode film are sequentially etched using this as a mask (for example, Patent Document 1).
前記のハードマスクとしては、例えば例えば第2電極膜上に、酸化アルミニウム膜と窒化チタン膜と酸化シリコン膜とが順に積層されたものが提案されている。このようなハードマスクを形成するには、まず第2電極膜上にスパッタリング法を用いて酸化アルミニウム膜、窒化チタン膜を順に形成する。そして、窒化チタン膜の上にCVD法で酸化シリコン膜を形成する。そして、酸化シリコン膜上にレジストパターンを形成し、これをマスクにして酸化シリコン膜をエッチングしこれをパターニングする。そして、レジストパターンを除去した後、パターニングされた酸化シリコン膜をマスクにして、窒化チタン膜及び酸化アルミニウム膜を順にエッチングする。これによりハードマスクが得られる。 As the hard mask, for example, a mask in which an aluminum oxide film, a titanium nitride film, and a silicon oxide film are sequentially laminated on a second electrode film has been proposed. In order to form such a hard mask, first, an aluminum oxide film and a titanium nitride film are sequentially formed on the second electrode film by sputtering. Then, a silicon oxide film is formed on the titanium nitride film by a CVD method. Then, a resist pattern is formed on the silicon oxide film, and this is used as a mask to etch the silicon oxide film and pattern it. Then, after removing the resist pattern, the titanium nitride film and the aluminum oxide film are sequentially etched using the patterned silicon oxide film as a mask. Thereby, a hard mask is obtained.
ところで、ハードマスクの形成時に酸化シリコン膜をエッチングすると、その側壁にエッチングガス由来の堆積物が付着することがある。また、レジストパターンの除去時に、その残渣が窒化チタン膜上に付着することがある。ハードマスクの形状を高精度とするために、通常は窒化チタン膜をエッチングする前にAPM洗浄(アンモニア過酸化水素水)を行って、堆積物や残渣を除去している。 By the way, if the silicon oxide film is etched during the formation of the hard mask, deposits derived from the etching gas may adhere to the side walls thereof. Further, when the resist pattern is removed, the residue may adhere to the titanium nitride film. In order to make the shape of the hard mask highly accurate, usually, APM cleaning (ammonia hydrogen peroxide solution) is performed before etching the titanium nitride film to remove deposits and residues.
また、強誘電体メモリ装置において、第1電極膜の下地に下地導電膜を形成することがある。下地導電膜は、酸素バリア膜や、自己配向性に優れた金属からなる結晶性向上導電膜等を有している。具体的には、チタンアルミナイトライド(TiAlN)からなる膜や、窒化チタン(TiN)からなる膜が用いられており、下地導電膜の下層側に設けられたプラグや配線の酸化による高抵抗化を防止することや、強誘電体膜の結晶性を向上させることが可能になっている。これらの膜も前記のハードマスクをマスクにしてエッチングされ、パターニングされている。
ところが、前記のようなハードマスクを用いても、下記の理由によりその形状を保つことができずに、強誘電体キャパシタを良好な形状に形成することができないことがある。
スパッタリング法で形成された窒化チタン膜は、APM洗浄によりウエットエッチングされてしまい、膜減りや表面荒れを生じてしまう場合がある。そこで、自己イオン化プラズマ法(Self−Ionized Plasma法、以下SIP法と称す)を用いて緻密な窒化チタン膜を形成し、この膜のAPM洗浄におけるエッチングレートを低くすることも考えられる。しかしながら、SIP法による成膜時にはアーキング(異常放電)を生じることがあり、これに起因して膜剥れを生じることがある。また、SIP法による膜は、膜質が緻密であり膜ストレスが大きいので、これをハードマスクに必要な膜厚に形成しようとすると膜ストレスが蓄積し、膜剥れを生じやくなる。当然ながら、膜剥れを生じたハードマスクは、エッチングにおいて正常に機能させることができない。
However, even if such a hard mask is used, the shape cannot be maintained for the following reasons, and the ferroelectric capacitor may not be formed in a good shape.
The titanium nitride film formed by the sputtering method is wet-etched by APM cleaning, and the film may be reduced or the surface may be roughened. Therefore, it is also conceivable to form a dense titanium nitride film by using a self-ionized plasma method (Self-Ionized Plasma method, hereinafter referred to as SIP method), and to lower the etching rate in the APM cleaning of this film. However, arcing (abnormal discharge) may occur during film formation by the SIP method, and film peeling may occur due to this. Further, since the film formed by the SIP method has a dense film quality and a large film stress, if it is formed to have a film thickness necessary for the hard mask, the film stress accumulates and the film is not easily peeled off. Needless to say, the hard mask in which film peeling has occurred cannot function normally in etching.
また、ハードマスクをマスクにして下地導電膜をエッチングすると、ハードマスクが貫通してしまうこともある。詳しくは、下地絶縁膜及びハードマスクはともにチタン含有金属で形成されており、これらの間でエッチングの選択比を確保することは難しく、通常は下地導電膜のエッチング時にハードマスクの窒化チタン膜もエッチングされる。ハードマスクの窒化チタン膜が除去された後には、酸化アルミニウム膜がマスクとして機能するようになっている。 Further, when the underlying conductive film is etched using the hard mask as a mask, the hard mask may penetrate. Specifically, both the base insulating film and the hard mask are formed of a titanium-containing metal, and it is difficult to secure an etching selectivity between them. Usually, the titanium nitride film of the hard mask is also used when etching the base conductive film. Etched. After the titanium nitride film of the hard mask is removed, the aluminum oxide film functions as a mask.
ところが、スパッタリング法で形成された酸化アルミニウム膜は、下地導電膜のエッチング時に除去されてしまうことがある。すると、強誘電体キャパシタがオーバーエッチされて肩落ち等の形状崩れを生じてしまう。また、酸化アルミニウム膜を厚く形成して対応しようとしても、これをパターニングする際に酸化シリコン膜の膜減りが顕著になり、ハードマスクの形状を保持することができなくなってしまう。 However, the aluminum oxide film formed by the sputtering method may be removed when the base conductive film is etched. As a result, the ferroelectric capacitor is over-etched, causing a shape collapse such as a shoulder drop. In addition, even if an aluminum oxide film is formed to be thick, the silicon oxide film is remarkably reduced when it is patterned, and the shape of the hard mask cannot be maintained.
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、良好なハードマスクを形成することにより、良好な強誘電体キャパシタを製造する方法を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a good ferroelectric capacitor by forming a good hard mask.
本発明の半導体装置の製造方法は、基板の上方に第1電極膜を形成する工程と、前記第1電極膜上に強誘電体膜を形成する工程と、前記強誘電体膜上に第2電極膜を形成する工程と、前記第2電極膜上に、酸化アルミニウム膜と第1窒化チタン膜と第2窒化チタン膜と酸化シリコン膜とを順に形成し、かつパターニングしてマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンをマスクに用いて、前記第1電極膜と強誘電体膜と第2電極膜とをエッチングし、強誘電体キャパシタを形成する工程と、を有し、前記マスクパターンを形成する工程では、前記第1窒化チタン膜をスパッタリング法で形成し、かつ前記第2窒化チタン膜を自己イオン化プラズマ法で形成することを特徴とする。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a first electrode film above a substrate, a step of forming a ferroelectric film on the first electrode film, and a second step on the ferroelectric film. A step of forming an electrode film, and an aluminum oxide film, a first titanium nitride film, a second titanium nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on the second electrode film, and a mask pattern is formed by patterning. And using the mask pattern as a mask, etching the first electrode film, the ferroelectric film, and the second electrode film to form a ferroelectric capacitor. In the forming step, the first titanium nitride film is formed by a sputtering method, and the second titanium nitride film is formed by a self-ionization plasma method.
酸化シリコン膜をエッチングしてパターニングすると、露出した第2窒化チタン膜上に異物が付着することがある。異物は、例えば除去したレジストパターンの残渣や、エッチング時の堆積物等である。通常は、アンモニア過酸化水素水によるAPM洗浄等で異物を除去している。ところが、スパッタリング法で形成された窒化チタン膜は、APM洗浄によりウエットエッチングされ、膜減りや表面荒れ等を生じることがある。すると、強誘電体キャパシタを良好にパターニングすることができなくなってしまう。 When the silicon oxide film is etched and patterned, foreign matter may adhere to the exposed second titanium nitride film. The foreign matter is, for example, a removed resist pattern residue or a deposit during etching. Usually, foreign matters are removed by APM cleaning with ammonia hydrogen peroxide solution. However, a titanium nitride film formed by sputtering may be wet etched by APM cleaning, resulting in film loss or surface roughness. As a result, the ferroelectric capacitor cannot be satisfactorily patterned.
本発明の方法では、第2窒化チタン膜を自己イオン化プラズマ法(SIP法)で形成しているので、その膜質がスパッタリング法で形成した膜よりも緻密になっている。したがって、APM洗浄により第2窒化チタン膜がエッチングされる量を格段に小さくすることができ、その膜減りや表面荒れを抑制することができるとともに、APM洗浄から第1窒化チタン膜を保護することができる。よって、第1窒化チタン膜及び第2窒化チタン膜の膜厚を確保するとともにその表面を良好にすることができ、強誘電体キャパシタを形成する工程におけるエッチングでマスクパターンを正常に機能させることができる。これにより、強誘電体キャパシタを所望の形状とすることができ、高信頼性の強誘電体キャパシタを形成することができる。このようにして、本発明によれば、良好な強誘電体キャパシタを備えた良好な半導体装置を製造することができる。 In the method of the present invention, since the second titanium nitride film is formed by the self ionization plasma method (SIP method), the film quality is denser than the film formed by the sputtering method. Therefore, the amount of etching of the second titanium nitride film by APM cleaning can be remarkably reduced, and the film thickness reduction and surface roughness can be suppressed, and the first titanium nitride film can be protected from APM cleaning. Can do. Therefore, the thickness of the first titanium nitride film and the second titanium nitride film can be ensured and the surface thereof can be improved, and the mask pattern can function normally by etching in the process of forming the ferroelectric capacitor. it can. Thereby, the ferroelectric capacitor can be formed in a desired shape, and a highly reliable ferroelectric capacitor can be formed. As described above, according to the present invention, a good semiconductor device including a good ferroelectric capacitor can be manufactured.
また、第1窒化チタン膜をスパッタリング法で形成しており、これをSIP法で形成する場合よりもその膜ストレスを小さくすることができる。したがって、酸化アルミニウム膜から第1窒化チタン膜が剥離してしまうことが防止され、マスクパターンを正常に機能させることができる。これにより、良好な強誘電体キャパシタを形成することができる。 Further, the first titanium nitride film is formed by the sputtering method, and the film stress can be reduced as compared with the case where it is formed by the SIP method. Therefore, the first titanium nitride film is prevented from peeling from the aluminum oxide film, and the mask pattern can function normally. Thereby, a favorable ferroelectric capacitor can be formed.
また、前記マスクパターンを形成する工程では、前記酸化アルミニウム膜を原子層成長法で形成することが好ましい。
原子層成長法(Atomic Layer Deposition、以下ALD法と称す)により形成した膜は、スパッタリング法による膜よりも緻密な膜質となる。したがって、同じ膜厚のものを比較すると、ALD法による膜はスパッタリング法による膜よりもエッチングレートが小さくなる。よって、マスクパターンの一部として良好に機能させることができ、例えば第1窒化チタン膜及び第2窒化チタン膜がエッチングにより除去された場合でも、マスクパターンを正常に機能させることができる。これにより、高信頼性の強誘電体キャパシタを形成することができる。
In the step of forming the mask pattern, the aluminum oxide film is preferably formed by an atomic layer growth method.
A film formed by atomic layer deposition (hereinafter referred to as ALD method) has a denser film quality than a film formed by sputtering. Therefore, when films having the same film thickness are compared, a film formed by the ALD method has a lower etching rate than a film formed by the sputtering method. Therefore, it can function well as part of the mask pattern. For example, even when the first titanium nitride film and the second titanium nitride film are removed by etching, the mask pattern can function normally. Thereby, a highly reliable ferroelectric capacitor can be formed.
また、前記第1電極を形成する工程の前に、前記基板の上方に下地導電膜を形成する工程を有するとともに、前記強誘電体キャパシタを形成する工程の後に、前記マスクパターンをマスクに用いて該下地導電膜をエッチングする工程を有することが好ましく、この場合には、前記下地導電膜を形成する工程は、下地導電膜の少なくとも一部を構成する酸素バリア膜を形成するプロセスを含むことが好ましく、前記酸素バリア膜は、チタン含有金属で形成することがより好ましい。 In addition, before the step of forming the first electrode, there is a step of forming a base conductive film above the substrate, and after the step of forming the ferroelectric capacitor, the mask pattern is used as a mask. Preferably, the method includes a step of etching the base conductive film. In this case, the step of forming the base conductive film includes a process of forming an oxygen barrier film constituting at least a part of the base conductive film. Preferably, the oxygen barrier film is more preferably formed of a titanium-containing metal.
下地導電膜を形成すれば、例えば強誘電体膜の配向性を向上させる機能等を下地導電膜にもたせることができ、この上に良好な強誘電体キャパシタを形成することができる。前記マスクパターンをマスクに用いて下地導電膜をエッチングするようにすれば、これと別にマスクパターンを形成するプロセスを省くことができるので、効率よく良好な強誘電体キャパシタを形成することが可能になる。また、前記のようにALD法で酸化アルミニウム膜を形成しているので、これが下地導電膜のエッチング時に除去されることが防止され、高信頼性の強誘電体キャパシタを形成することができる。 If the base conductive film is formed, for example, the function of improving the orientation of the ferroelectric film can be given to the base conductive film, and a good ferroelectric capacitor can be formed thereon. If the underlying conductive film is etched using the mask pattern as a mask, it is possible to omit the process of forming the mask pattern separately, so that it is possible to efficiently form a good ferroelectric capacitor. Become. Moreover, since the aluminum oxide film is formed by the ALD method as described above, it is prevented from being removed during the etching of the underlying conductive film, and a highly reliable ferroelectric capacitor can be formed.
一般に、強誘電体膜は、チタン酸ジルコン酸鉛((Pb(Zi,Ti)O3)、以下PZTと称す)等の金属酸化物で形成されている。強誘電体膜が還元されるとその特性が低下してしまうため、通常はその成膜プロセスを酸素雰囲気で行っている。一方、第1電極に電気的に接続されたプラグや配線等の導電部は、酸化されると高抵抗化してしまう。
下地導電膜を構成する酸素バリア膜を形成すれば、強誘電体膜の成膜プロセスで前記導電部が酸化されることを防止することができ、良好な半導体装置とすることができる。
In general, the ferroelectric film is formed of a metal oxide such as lead zirconate titanate ((Pb (Zi, Ti) O 3 ), hereinafter referred to as PZT). When the ferroelectric film is reduced, its characteristics deteriorate. Therefore, the film forming process is usually performed in an oxygen atmosphere. On the other hand, conductive parts such as plugs and wirings that are electrically connected to the first electrode increase in resistance when oxidized.
If the oxygen barrier film constituting the base conductive film is formed, the conductive portion can be prevented from being oxidized in the ferroelectric film forming process, and a good semiconductor device can be obtained.
また、酸素バリア膜をチタン含有金属で形成すれば、チタンは特に自己配向性に優れた材料であるので、良好な結晶配向の酸素バリア膜を形成することができる。したがって、酸素バリア膜上に、その結晶配向を反映させて良好な結晶配向の第1電極を形成することができ、さらに第1電極上に良好な結晶配向の強誘電体膜を形成することができる。このようにして、良好な強誘電体キャパシタを形成することができる。 Further, if the oxygen barrier film is formed of a titanium-containing metal, titanium is a material particularly excellent in self-orientation, so that an oxygen barrier film having a good crystal orientation can be formed. Therefore, it is possible to form a first electrode having a good crystal orientation on the oxygen barrier film, reflecting the crystal orientation, and to form a ferroelectric film having a good crystal orientation on the first electrode. it can. In this way, a good ferroelectric capacitor can be formed.
酸素バリア膜をチタン含有金属で形成すると、この膜とチタン含有金属からなる第1窒化チタン膜との間、あるいはチタン含有金属からなる第2窒化チタン膜との間で、エッチングの選択比を確保することが難しくなる。そのため、酸素バリア膜のエッチング時には第1窒化チタン膜や第2窒化チタン膜もエッチングされてしまい、極端な場合にはこれらが完全に除去されてしまう。
本発明によれば、第1窒化チタン膜及び第2窒化チタン膜が完全に除去された場合であっても、その下層側にALD法で形成された酸化アルミニウム膜がマスクパターンとして良好に機能するので、形状崩れを生じることなく強誘電体キャパシタを形成することができる。また、酸化アルミニウム膜をストッパ膜として機能させて、下地導電膜をパターニングするとともに第1窒化チタン膜及び第2窒化チタン膜を除去することもできる。これにより、マスクパターンを除去するプロセスが効率化される。
When the oxygen barrier film is formed of a titanium-containing metal, the etching selectivity is ensured between this film and the first titanium nitride film made of titanium-containing metal or the second titanium nitride film made of titanium-containing metal. It becomes difficult to do. Therefore, when the oxygen barrier film is etched, the first titanium nitride film and the second titanium nitride film are also etched. In an extreme case, these are completely removed.
According to the present invention, even when the first titanium nitride film and the second titanium nitride film are completely removed, the aluminum oxide film formed by the ALD method on the lower layer side functions well as a mask pattern. Therefore, a ferroelectric capacitor can be formed without causing shape collapse. Further, the aluminum oxide film can function as a stopper film to pattern the base conductive film and remove the first titanium nitride film and the second titanium nitride film. This increases the efficiency of the process of removing the mask pattern.
以下、本発明の一実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。まず、本発明の製造方法により得られる半導体装置の一例について、その構成を説明する。本例の半導体装置は、強誘電体キャパシタとスイッチング素子とを有するメモリセルを多数備えている。 Hereinafter, although one embodiment of the present invention is described, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiment. In the following description, various structures are illustrated using drawings, but in order to show the characteristic parts of the structures in an easy-to-understand manner, the structures in the drawings are shown in different sizes and scales from the actual structures. There is. First, the configuration of an example of a semiconductor device obtained by the manufacturing method of the present invention will be described. The semiconductor device of this example includes a large number of memory cells having ferroelectric capacitors and switching elements.
図1は、本例の強誘電体メモリ装置の要部を示す側断面構成図である。図1に示すように、強誘電体メモリ装置1はスタック型の構造となっており、トランジスタ22を有する基体2と、基体2上に設けられた強誘電体キャパシタ3と、を備えている。
FIG. 1 is a side sectional configuration diagram showing the main part of the ferroelectric memory device of this example. As shown in FIG. 1, the ferroelectric memory device 1 has a stack type structure, and includes a
基体2は、例えば単結晶シリコンからなるシリコン基板(基板)21上に設けられたトランジスタ22と、トランジスタ22を覆って設けられたSiO2からなる下地絶縁膜23と、を備えて構成されている。シリコン基板21の表層には素子分離領域24が設けられており、素子分離領域24の間が1つのメモリセルと対応している。
The
トランジスタ22は、シリコン基板21上に設けられたゲート絶縁膜221と、ゲート絶縁膜221上に設けられたゲート電極222と、シリコン基板21表層におけるゲート電極222の両側に設けられたソース領域223及びドレイン領域224と、ゲート電極222の側面に設けられたサイドウォール225と、から構成されている。本例では、ソース領域223上にこれと導通する第1プラグ25が設けられており、ドレイン領域224上にこれと導通する第2プラグ26が設けられている。
The
第1プラグ25及び第2プラグ26は、例えばW(タングステン)やMo(モリブデン)、Ta(タンタル)、Ti、Ni(ニッケル)等の導電材料からなるものである。第1プラグ25は、本例ではビット線(図示略)と電気的に接続されており、これを介してソース領域223とビット線とが導通するようになっている。
The
本実施形態では、第2プラグ26上及びその周辺の下地絶縁膜23上に、下層側から順に結晶性向上導電膜(下地導電膜)31、酸素バリア膜(下地導電膜)32が形成されている。酸素バリア膜32上に、強誘電体キャパシタ3が形成されている。
強誘電体キャパシタ3は、酸素バリア膜32上に形成された下部電極(第1電極膜)33と、この上に形成された強誘電体膜34と、この上に形成された上部電極(第2電極膜)35と、を有している。下部電極33は、酸素バリア膜32と結晶性向上導電膜31とを介して第2プラグ26と電気的に接続されている。すなわち、下部電極33とドレイン領域224は導通するようになっている。
In the present embodiment, a crystallinity improving conductive film (underlying conductive film) 31 and an oxygen barrier film (underlying conductive film) 32 are formed in order from the lower layer side on the
The
結晶性向上導電膜31は、例えばTiN等の導電材料からなるものであり、酸素バリア膜32は、例えばTiAlN、TiAl、TiSiN、TiN、TaN、TaSiN等の酸素バリア性を有する導電材料からなるものである。また、結晶性向上導電膜31及び酸素バリア膜32は、特に自己配向性に優れたTiを含む材料からなることが好ましく、このようにすれば下部電極33、強誘電体膜34の結晶配向を良好にすることができる。
The crystallinity improving
下部電極33は、単層膜あるいは多層膜からなるものである。下部電極を構成する膜としては、Ir(イリジウム)、Pt(プラチナ)、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Os(オスミウム)のうちから少なくとも1つ、またはこれらの合金、あるいはこれらの酸化物からなる膜を用いることができる。本例の下部電極33は、下層側から図示略のイリジウム膜、酸化イリジウム膜、プラチナ膜が順に積層された多層膜となっている。
The
強誘電体膜34は、ABO3の一般式で示されるペロブスカイト型の結晶構造を有する強誘電体材料で構成されている。例えば、Aサイト金属は、PbあるいはPbの一部をLa(ランタン)あるいはCa(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)に置換したものからなる。また、例えばBサイト金属は、Zr(ジルコニウム)又はTiからなり、これにV(バナジウム)、Nb(ニオブ)、Ta、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、及びMg(マグネシウム)のうちの1つ以上を添加してもよい。
The
強誘電体材料の具体例としては、PZTやSBT、(Bi,La)4Ti3O12(チタン酸ビスマスランタン:BLT)等が挙げられる。PZTは強誘電体材料として実績があるので、これを用いることにより高信頼性とすることができる。PZTを用いる場合には、自発分極量を大きくする観点から、Tiの含有量をZrの含有量よりも多くすることが好ましい。またこの場合には、ヒステリシス特性を良好にする観点から、結晶構造が、面心立方晶に属する(111)配向であるものが好ましい。 Specific examples of the ferroelectric material include PZT, SBT, (Bi, La) 4 Ti 3 O 12 (bismuth lanthanum titanate: BLT), and the like. Since PZT has a track record as a ferroelectric material, it can be made highly reliable by using it. In the case of using PZT, it is preferable to make the Ti content larger than the Zr content from the viewpoint of increasing the spontaneous polarization amount. In this case, from the viewpoint of improving the hysteresis characteristics, it is preferable that the crystal structure has a (111) orientation belonging to the face-centered cubic crystal.
上部電極35は、本例ではグランド線(図示略)と電気的に接続されており、単層膜あるいは多層膜からなるものである。上部電極を構成する膜としては、先述した下部電極に適用可能な膜の他に、Al(アルミニウム)、Ag(銀)、Ni(ニッケル)等からなる膜を用いることもできる。本例では、下層側から図示略のプラチナ膜、酸化イリジウム膜、イリジウム膜が順に積層された多層膜となっている。
In this example, the
以上のような構成により、前記トランジスタ22のゲート電極222に電圧が印加されると、ソース領域223とドレイン領域224との間に電界が印加されてチャネルがオンとなり、ここに電流を流すことが可能となる。チャネルがオンになると、ソース領域223と電気的に接続された前記ビット線からの電気信号は、ドレイン領域224に伝達され、さらにドレイン電極224と電気的に接続された強誘電キャパシタ3の下部電極33に伝達される。これにより、強誘電体キャパシタ3の上部電極35と下部電極33との間に電圧を印加することができ、強誘電体膜34に電荷(データ)を蓄積させることができる。以上のように、強誘電体キャパシタ3への電気信号をトランジスタ22でスイッチングすることにより、強誘電体メモリ装置1は、データ(電荷)を読出しあるいは書込みすることができるようになっている。
With the above structure, when a voltage is applied to the
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明する。なお、本実施形態は、前記強誘電体メモリ装置1を製造する方法に基づいて説明する。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. This embodiment will be described based on a method for manufacturing the ferroelectric memory device 1.
図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)、図5(a)〜(c)、図6(a)〜(c)は、強誘電体メモリ装置1の製造方法を示す断面工程図である。なお、図2(b)以降の図は、トランジスタ22等の基体2の下層構造を省略して示している。
2 (a) to (c), FIG. 3 (a) to (c), FIG. 4 (a) to (c), FIG. 5 (a) to (c), and FIG. 6 (a) to (c). FIG. 6 is a cross-sectional process diagram illustrating a method for manufacturing the ferroelectric memory device 1. In FIG. 2B and subsequent figures, the lower layer structure of the
まず、図2(a)に示すように、公知の方法等を用いて基体2を形成する。具体的には、例えばシリコン基板21にLOCOS法やSTI法等で素子分離領域24を形成し、素子分離領域24の間におけるシリコン基板21上に熱酸化法等でゲート絶縁膜221を形成する。そして、ゲート電極222上に多結晶シリコン等からなるゲート電極222を形成する。そして、素子分離領域24とゲート電極222との間におけるシリコン基板21の表層に不純物を注入してドープ領域223、224を形成する。そして、エッチバック法等を用いてサイドウォール225を形成する。そして、サイドウォール225外側のドープ領域223、224に、不純物を再度注入して高濃度不純物領域とする。本実施形態では、ドープ領域223をソース領域として機能させ、ドープ領域224をドレイン領域として機能させる。
First, as shown in FIG. 2A, the
そして、トランジスタ22が形成されたシリコン基板21上に、例えばCVD法でSiO2を成膜して下地絶縁膜23を形成する。そして、ソース領域223上とドレイン領域224上とにおける下地絶縁膜23をエッチングして、ソース領域223を露出させる貫通孔とドレイン領域224を露出させる貫通孔とを形成する。そして、これら貫通孔内のそれぞれに、例えばTiとTiNをスパッタリング法で順に成膜して、密着層(図示略)を形成する。
Then, a
そして、前記貫通孔内を含む下地絶縁膜23上の全面に、例えばCVD法でタングステンを成膜して前記貫通孔内にタングステンを埋め込む。そして、下地絶縁膜23上をCMP法等で研磨することにより、下地絶縁膜23上のタングステンを除去する。このようにして、ソース領域223上の貫通孔内に第1プラグ25を埋設し、ドレイン領域224上の貫通孔内に第2プラグ26を埋設する。以上のようにして基体2が得られる。
Then, tungsten is formed on the entire surface of the
次に、図2(b)に示すように、第2プラグ26上及びその周辺の下地絶縁膜23上に、結晶性向上導電膜31aを形成する。具体的には、第2プラグ26上及び下地絶縁膜23上をNH3プラズマに曝露して、チタンの自己配向性を高めるための表面処理を行う。そして、下地絶縁膜23上に、例えばCVD法やスパッタリング法等を用いてチタンを成膜する。チタンは高い自己配向性を有しておりさらに前記表面処理によりこれを高めているので、良好な結晶配向とすることができ、六方晶に属する(001)配向の最密構造の膜が形成される。そして、この膜に例えば窒素雰囲気下で熱処理(例えば500℃以上650℃以下)を施す窒化処理により、TiNからなる結晶性向上導電膜31aを形成する。熱処理の温度を650℃未満とすれば、トランジスタ22への熱影響を小さくすることができる。また、500℃以上とすれば、窒化処理の短縮化が図られる。形成された結晶性向上導電膜31aは、元のメタル状態のTiの配向性を反映して、面心立方晶に属する(111)配向になる。
Next, as shown in FIG. 2B, a crystallinity improving
次に、図2(c)に示すように、結晶性向上導電膜31a上にスパッタリング法でTiAlNを成膜して、酸素バリア膜32aを形成する。酸素バリア膜32aは、その下地となる結晶性向上導電膜31aと結晶配向をマッチングさせることにより、エピタキシャルライクに形成することができる。すなわち、結晶性向上導電膜31aの結晶配向を反映させて、(111)配向の酸素バリア膜32aを形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, a TiAlN film is formed on the crystallinity improving
次に、図2(d)に示すように、酸素バリア膜32a上に積層体3aを形成する。積層体3aは、後に強誘電体キャパシタ3(図1参照)となるものである。
まず、酸素バリア膜32a上にスパッタリング法でイリジウム、酸化イリジウム、プラチナを順に成膜して、これら3層の膜からなる下部電極33aを形成する。下部電極33a膜は、酸素バリア膜32aの結晶配向を反映させてその結晶性を制御することができ、その最上層のプラチナ膜を(111)配向に形成することができる。そして、下部電極33a上に、例えばPZTをゾルゲル法(CSD法)やスパッタリング法、MOCVD法等で成膜して、強誘電体膜34aを形成する。強誘電体膜34aは、その下地となる下部電極33の結晶配向を反映させて、(111)配向に形成することができる。そして、強誘電体膜34a上に、スパッタリング法でプラチナ、酸化イリジウム、イリジウムを順に成膜して、これら3層の膜からなる上部電極35aを形成する。
Next, as shown in FIG. 2D, the
First, iridium, iridium oxide, and platinum are sequentially formed on the
次に、積層体3a上に、ハードマスク(マスクパターン)を形成する。
まず、図3(a)に示すように、上部電極35a上にALD法で酸化アルミニウム膜41aを形成する。詳しくは、ALD装置の成膜室内に、積層体3aが形成された基体2を配置する。なお、必要に応じて上部電極35に表面処理を施しておき、その表面における結合の終端をヒドロキシル基(OH)としておく。そして、成膜室内にアルミニウム含有の原料ガス、例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)を供給し、この原料ガスを上部電極35a表面のヒドロキシル基と反応させる。これによりヒドロキシル基の水素原子と、トリメチルアルミニウムのメチル基の一つがとれて、上部電極35aの表面に酸素原子を介してジメチルアルミニウム(−Al(CH3)2)が結合する。そして、成膜室内のトリメチルアルミニウム等を排気した後、成膜室内に水蒸気を供給してこれをジメチルアルミニウムと反応させる。これにより、ジメチルアルミニウムのメチル基がヒドロキシル基と置換されるとともに、部分的にヒドロキシル基の水素原子がとれて、その酸素原子は2つのアルミニウム原子と結合するようになる。このようにして、上部電極35a上に酸化アルミニウムの原子層を形成することができ、このプロセスを繰り返すことにより原子層を積層させて、所望の厚さの酸化アルミニウム膜を形成する。
Next, a hard mask (mask pattern) is formed on the
First, as shown in FIG. 3A, an
ALD法によれば、原子層ごとにその表面を制御することができ、スパッタリング法によるものよりも緻密な膜質の酸化アルミニウム膜41aを形成することができる。したがって、ALD法による膜は、これをマスクとして機能させるために必要な膜厚が、スパッタリング法による膜よりも薄くなる。換言すれば、厚膜化することなく窒化チタンからなる膜等に対する選択比を向上させることができる。ここでは、酸化アルミニウム膜41aを通常と同等の厚さ(例えば20nm程度)に形成する。
According to the ALD method, the surface of each atomic layer can be controlled, and the
次に、図3(b)に示すように、酸化アルミニウム膜41a上にスパッタリング法で第1窒化チタン膜42aを形成する。具体的には、スパッタリング装置の成膜室に、酸化アルミニウム膜41aが形成された基体2を配置する。そして、チタンからなるターゲットを用いて、基板温度を200℃に設定するとともに、成膜室内に窒素ガス(反応ガス)及びアルゴンガス(不活性ガス)を流通させ、反応性スパッタリング法により酸化アルミニウム膜41a上に窒化チタンを成膜する。このようにして、例えば厚さが150nm程度の第1窒化チタン膜42aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a first
次に、図3(c)に示すように、第1窒化チタン膜42a上にSIP法で第2窒化チタン膜43aを形成する。具体的には、SIP技術を用いたスパッタリング装置の成膜室内に、第1窒化チタン膜42aが形成された基体2を配置する。SIP技術とは、電子閉じ込め能力が強い磁場分布上に高いDC電圧を印加することで、高密度プラズマにより高いイオン化密度を実現する技術のことである。そして、基板温度を200℃に設定するとともに、成膜室内に窒素ガス(反応ガス)及びアルゴンガス(不活性ガス)を流通させ、反応性スパッタリング法により第1窒化チタン膜42a上に窒化チタンを成膜する。これにより、例えば厚さが50nm程度の第2窒化チタン膜43aを形成する。このように膜質の異なる第1窒化チタン膜42aと第2窒化チタン膜43aとを積層して、積層膜の総厚を200nm程度とする。以下、スパッタリング法による膜とSIP法による膜との特性の違いを説明する。
Next, as shown in FIG. 3C, a second
図7(a)〜(c)は、スパッタリング法による膜及びSIP法による膜の物性値の比較を示すグラフであり、図7(a)には膜密度の比較を、図7(b)にはウエットエッチングレートの比較を、図7(c)にはドライエッチングレートの比較を、それぞれ示している。また、図7(a)〜(c)において、符号Aはスパッタリング法による窒化チタン膜を、符号BはSIP法による窒化チタン膜を、それぞれ示している。 FIGS. 7A to 7C are graphs showing a comparison of physical property values of a film formed by a sputtering method and a film formed by a SIP method. FIG. 7A shows a comparison of film densities, and FIG. Shows a comparison of wet etching rates, and FIG. 7C shows a comparison of dry etching rates. In FIGS. 7A to 7C, the symbol A indicates a titanium nitride film formed by sputtering, and the symbol B indicates a titanium nitride film formed by SIP.
スパッタリング法による膜Aは、スッパッタリング装置としてENDURA(APPLIED MATLS INC.製)を用いて、その101チャンバを成膜室とし、アルゴンガスの流量140sccm、窒素ガスの流量60〜90sccm程度、成膜パワー8kWで、50秒間成膜したものである。
SIP法による膜Bは、前記のENDURAのSIPチャンバを成膜室とし、アルゴンガスの流量16sccm、窒素ガスの流量75〜100sccm、成膜パワーを18kWで、50秒間成膜したものである。
The film A formed by the sputtering method uses ENDURA (manufactured by APPLICED MATLS INC.) As a sputtering apparatus, and its 101 chamber is used as a film formation chamber. The film was formed at a power of 8 kW for 50 seconds.
The film B formed by the SIP method is formed by using the ENDURA SIP chamber as a film formation chamber, forming a film for 50 seconds at an argon gas flow rate of 16 sccm, a nitrogen gas flow rate of 75 to 100 sccm, and a film formation power of 18 kW.
図7(a)に示すように、SIP法による膜は、スパッタリング法による膜よりも膜密度が高くなっており、緻密な膜質であることが分かる。また、図7(b)に示すように、SIP法による膜は、APM洗浄等によるウエットエッチングレートが、スパッタリング法による膜に比べて1/10程度になっている。図7(c)に示すように、SIP法による膜は、ドライエッチングレートが、スパッタリング法による膜の2倍程度になっている。 As shown in FIG. 7A, it can be seen that the film by the SIP method has a higher film density than the film by the sputtering method and has a dense film quality. Further, as shown in FIG. 7B, the film by the SIP method has a wet etching rate by APM cleaning or the like of about 1/10 that of the film by the sputtering method. As shown in FIG. 7C, the dry etching rate of the film by the SIP method is about twice that of the film by the sputtering method.
なお、他のスパッタリング装置を用いて成膜した膜についても同様の傾向となる。例えば、スッパッタリング装置としてCERAUS ZX−1000(ULVAC社製)を用いて、アルゴンガスの流量10sccm、窒素ガスの流量20sccm程度、成膜パワー2.5kWで、246秒間成膜したところ、同様の結果が得られた。 Note that the same tendency applies to films formed using other sputtering apparatuses. For example, when a CERAUS ZX-1000 (manufactured by ULVAC) is used as a sputtering apparatus, a film is formed for 246 seconds with an argon gas flow rate of 10 sccm, a nitrogen gas flow rate of about 20 sccm, and a film formation power of 2.5 kW. Results were obtained.
SIP法では通常のスパッタリング法よりも、高密度のプラズマを用いるとともに成膜パワーを大きくして成膜する。そのため、成膜時にアーキングと呼ばれる異常放電を生じることがあり、異常放電により損傷した部分を起点にして膜剥れを生じることがある。また、通常のスパッタリング法による膜よりも膜ストレスが大きいため、ある程度以上の厚さ(例えば200nm)に成膜しようとすると、膜剥れを生じることがある。
本発明では、第1窒化チタン膜42aと第2窒化チタン膜43aとの積層膜のうち、第2窒化チタン膜43aのみをSIP法で形成しているので、膜剥れを生じることなく前記積層膜を所定の厚さにすることができる。
In the SIP method, the film is formed by using high-density plasma and increasing the film formation power as compared with the normal sputtering method. For this reason, abnormal discharge called arcing may occur during film formation, and film peeling may occur starting from a portion damaged by the abnormal discharge. In addition, since the film stress is larger than that of a film formed by a normal sputtering method, the film may be peeled off when attempting to form a film with a certain thickness (for example, 200 nm).
In the present invention, since only the second
次に、図4(a)に示すように、第2窒化チタン膜43a上に酸化シリコン膜44aを形成する。具体的には、CVD装置の成膜室内に第2窒化チタン膜43aが形成された基体2を配置する。そして、基板温度を390℃に設定するとともに、成膜室にTEOSガス(テトラエトキシシラン)、酸素ガス、ヘリウム等からなる混合ガスを流通させる。そして、第2窒化チタン膜43a上に、CVD法で酸化シリコンを700〜800nm程度の厚さに成膜し、酸化シリコン膜44aを形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示すように、酸化シリコン膜44a上にレジスト材料を塗布法等で成膜した後、この膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング技術を用いパターニングして、レジストパターンRを形成する。
次に、図4(c)に示すように、レジストパターンRをマスクにして酸化シリコン膜44aをエッチングし、これをパターニングする。
Next, as shown in FIG. 4B, after a resist material is formed on the
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、図5(a)に示すように、レジストパターンRをアッシング等により除去する。酸化シリコン膜44aをパターニングした際に、その側壁にはエッチングガス由来の堆積物が付着していることがある。また、酸化シリコン膜44aの間に露出した第2窒化チタン膜43a上には、レジストパターンRの残渣が付着していることもある。ここでは、アンモニア過酸化水素水を用いたAPM洗浄することにより、前記堆積物や残渣を除去する。APM洗浄を行うと、第2窒化チタン膜43aはウエットエッチングされる。第2窒化チタン膜43aはSIP法で形成されており、図7(b)に示したように、スパッタリング法で形成された膜よりもウエットエッチングレートが格段に低くなっている。したがって、ウエットエッチング(APM洗浄)による膜減りや、サイドエッチ等による表面荒れが格段に低減される。よって、第2窒化チタン膜43aを良好な状態に保持することができるとともに、これに覆われた第1窒化チタン膜42aをウエットエッチングから保護することができる。
Next, as shown in FIG. 5A, the resist pattern R is removed by ashing or the like. When the
次に、図5(b)に示すように、パターニングされた酸化シリコン膜44aをマスクにして、第2窒化チタン膜43a、第1窒化チタン膜42a、及び酸化アルミニウム膜41aを順にドライエッチングする。ドライエッチングにより酸化シリコン膜44aもエッチングされて、その膜厚が薄くなる。高度の異方性でエッチングするために、例えばリアクティブイオンエッチング(RIE)やスパッタエッチング等を採用し、化学的エッチングよりも物理的エッチングを強くすると、材質の違いによって選択比を確保することが難しくなる。すなわち、酸化アルミニウム膜41aをパターニングする際に酸化シリコン膜44aがエッチングされる量は、主として酸化アルミニウム膜41aの厚さに依存するようになる。前記のように、厚膜化することなく酸化アルミニウム膜41aを形成しているので、これをパターニングする際に酸化シリコン膜44aが貫通してしまうことが防止される。したがって、貫通した部分に第2窒化チタン膜43aが露出し、ここがエッチングされて損傷することが防止される。以上のようにして、パターニングされた、酸化シリコン膜44aと第2窒化チタン膜43aと第1窒化チタン膜42aと酸化アルミニウム膜41aとからなる良好なハードマスク4が得られる。
Next, as shown in FIG. 5B, the second
次に、図5(c)に示すように、ハードマスク4をマスクにして上部電極35a、強誘電体膜34a及び下部電極33aを順にドライエッチングしてパターニングし、強誘電体キャパシタ3を形成する。ここでは、臭化水素(HBr)、酸素ガス、アルゴン、及びオクタフルオロシクロブタン(C4F8)からなる混合ガスをエッチングガスとして、プラズマエッチングによりパターニングする。前記のように良好なハードマスク4を形成しているので、良好な形状に強誘電体キャパシタ3を形成することができる。
なお、このプロセスの途中あるいは後のプロセスの途中で、ハードマスク4を構成する1層あるいは2層以上の膜が、エッチングにより完全に除去される場合がある。本発明では、形成した当初のハードマスクのうち少なくとも一部が機能する場合には、そのいくつかの層が除去された状態でも同様にハードマスクと称する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
In the middle of this process or a later process, one layer or two or more layers constituting the
次に、図6(a)に示すように、酸化シリコン膜44aが残っている場合には、これをドライエッチングあるいはウエットエッチングにより除去する。
次に、図6(b)に示すように、酸化シリコン膜44aが除去されたハードマスク4をマスクにして、酸素バリア膜32a、結晶性向上導電膜31aを順にドライエッチングして、これをパターニングする。ここでは、下地絶縁膜23をストッパ膜としてパターニングを行うとともに、酸化アルミニウム膜41aをストッパ膜として第1窒化チタン膜42a及び第2窒化チタン膜43aを前記ドライエッチングにより除去する。酸化アルミニウム膜41aはALD法により形成された緻密な膜であるので、ドライエッチングで貫通してしまうことが防止される。これにより、上部電極35に表面荒れ等を生じることが防止され、良好な強誘電体キャパシタ3とすることができる。また、強誘電体キャパシタ3を形成した後に第1窒化チタン膜42a及び第2窒化チタン膜43aを除去するプロセスを省くことができる。
なお、下地絶縁膜を複数層からなるものとし、その最上層を結晶性向上導電膜31aに対して選択比を確保できる材料(例えばSiN)で形成すれば、これをストッパ膜として良好に機能させることができる。
Next, as shown in FIG. 6A, if the
Next, as shown in FIG. 6B, using the
Note that if the base insulating film is composed of a plurality of layers, and the uppermost layer is formed of a material (for example, SiN) that can ensure the selection ratio with respect to the crystallinity-improving
そして、本実施形態では酸化アルミニウム膜41aを除去せずに保持しておき、適宜APM洗浄等を行った後に回復アニールを行う。具体的には、酸素雰囲気で強誘電体キャパシタ3が形成された基体2を熱処理する。強誘電体キャパシタ3の強誘電体膜34に酸素欠損を生じていた場合には、これを回復させることができ、良好な強誘電体キャパシタ3とすることができる。なお、上部電極の上面が露出した状態で回復アニールを行うと、ここに表面荒れを生じることがある。本実施形態では、酸素バリア膜32a及び結晶性向上導電膜31aのパターニング時に酸化アルミニウム膜41aが良好に保持されるので、回復アニール時に上部電極35を酸化アルミニウム膜41aで保護することができる。また、上部電極35を保護する膜を別に形成する必要がないため、プロセスが簡略化される。
また、酸化アルミニウム膜41aを除去すること等により図1に示した強誘電体メモリ装置1が得られる。なお、強誘電体キャパシタ3を覆って水素バリア膜を形成する場合には、酸化アルミニウム膜41aを除去せずに、水素バリア膜の一部としてもよい。
In the present embodiment, the
Further, the ferroelectric memory device 1 shown in FIG. 1 is obtained by removing the
本発明の半導体装置の製造方法にあっては、スパッタリング法による第1窒化チタン膜42a上にSIP法による第2窒化チタン膜43aを形成しているので、膜剥れを生じることがなく、かつAPM洗浄で膜減りや表面荒れを生じない良好なハードマスク4が得られる。したがって、良好なハードマスク4をマスクに用いることによりエッチングの安定化が図られ、良好に強誘電体キャパシタ3を形成することができる。よって、高信頼性の強誘電体キャパシタ3とすることができ、これを備えた良好な半導体装置を製造することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the second
1・・・半導体装置、3・・・強誘電体キャパシタ、31、31a・・・結晶性向上導電膜(下地導電膜)、32、32a・・・酸素バリア膜(下地導電膜)、33、33a・・・下部電極(第1電極膜)、34、34a・・・強誘電体膜、35、35a・・・上部電極(第2電極膜)、4・・・ハードマスク(マスクパターン)、41a・・・酸化アルミニウム膜、42a・・・第1窒化チタン膜、43a・・・第2窒化チタン膜、44a・・・酸化シリコン膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device, 3 ... Ferroelectric capacitor, 31, 31a ... Crystallinity improvement electrically conductive film (underlying conductive film), 32, 32a ... Oxygen barrier film (underlying electrically conductive film), 33, 33a ... Lower electrode (first electrode film), 34, 34a ... Ferroelectric film, 35, 35a ... Upper electrode (second electrode film), 4 ... Hard mask (mask pattern), 41a ... aluminum oxide film, 42a ... first titanium nitride film, 43a ... second titanium nitride film, 44a ... silicon oxide film
Claims (5)
前記第1電極膜上に強誘電体膜を形成する工程と、
前記強誘電体膜上に第2電極膜を形成する工程と、
前記第2電極膜上に、酸化アルミニウム膜と第1窒化チタン膜と第2窒化チタン膜と酸化シリコン膜とを順に形成し、かつパターニングしてマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをマスクに用いて、前記第1電極膜と強誘電体膜と第2電極膜とをエッチングし、強誘電体キャパシタを形成する工程と、を有し、前記マスクパターンを形成する工程では、前記第1窒化チタン膜をスパッタリング法で形成し、かつ前記第2窒化チタン膜を自己イオン化プラズマ法で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first electrode film above the substrate;
Forming a ferroelectric film on the first electrode film;
Forming a second electrode film on the ferroelectric film;
Forming an aluminum oxide film, a first titanium nitride film, a second titanium nitride film, and a silicon oxide film in order on the second electrode film, and patterning to form a mask pattern;
Etching the first electrode film, the ferroelectric film, and the second electrode film using the mask pattern as a mask to form a ferroelectric capacitor, and forming the mask pattern Then, the first titanium nitride film is formed by a sputtering method, and the second titanium nitride film is formed by a self-ionized plasma method.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8921200B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-12-30 | Panasonic Corporation | Nonvolatile storage element and method of manufacturing thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003258201A (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2004153019A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP2007081013A (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2008010755A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2008078416A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2008520105A (en) * | 2004-11-12 | 2008-06-12 | スパンジョン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | Protection of the active layer of the memory cell during processing of other devices |
-
2008
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003258201A (en) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing semiconductor device |
JP2004153019A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP2008520105A (en) * | 2004-11-12 | 2008-06-12 | スパンジョン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | Protection of the active layer of the memory cell during processing of other devices |
JP2007081013A (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2008010755A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2008078416A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8921200B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-12-30 | Panasonic Corporation | Nonvolatile storage element and method of manufacturing thereof |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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