JP2020113604A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態は、半導体装置の一例としての、プレーナ構造の強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリに関する。図1A〜図1Kは、第1の実施形態に係る強誘電体メモリの製造方法を示す断面図である。ここでは、便宜上、強誘電体メモリの構造については、その製造方法と共に説明する。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、半導体装置の一例としての、スタック構造の強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリに関する。図2A〜図2Hは、第2の実施形態に係る強誘電体メモリの製造方法を示す断面図である。ここでは、便宜上、強誘電体メモリの構造については、その製造方法と共に説明する。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、半導体装置の一例としての、スタック構造の強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリに関する。図3A〜図3Dは、第3の実施形態に係る強誘電体メモリの製造方法を示す断面図である。ここでは、便宜上、強誘電体メモリの構造については、その製造方法と共に説明する。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、半導体装置の一例としての、スタック構造の強誘電体キャパシタを備えた強誘電体メモリに関する。図4A〜図4Cは、第4の実施形態に係る強誘電体メモリの製造方法を示す断面図である。ここでは、便宜上、強誘電体メモリの構造については、その製造方法と共に説明する。
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、半導体装置の一例としての、1T1C型の強誘電体メモリに関する。図5A〜図5Gは、第5の実施形態に係る強誘電体メモリの製造方法を示す断面図である。ここでは、便宜上、強誘電体メモリの構造については、その製造方法と共に説明する。
下部電極と、
前記下部電極上に形成され、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜と、
前記第1の誘電体膜上に形成された第2の誘電体膜と、
前記第2の誘電体膜上に形成された上部電極と、
を有することを特徴とする半導体装置。
(付記2)
前記第2の誘電体膜と前記上部電極との間に形成され、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第3の誘電体膜を有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜と、
前記第1の誘電体膜上に形成された第2の誘電体膜と、
前記第2の誘電体膜上に形成された電極と、
を有することを特徴とする半導体装置。
(付記4)
前記第2の誘電体膜は、チタン酸ジルコン酸鉛系の膜、ビスマス層状化合物系の膜、SrBi2Ta2O9系の膜又はSrBi4Ti4O15系の膜であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記5)
前記第2の誘電体膜は、La、Si、Sr、Ca、Ba、Na、K、Nb、Ta、W、Mn、Fe、Co、Ir、Ru、Bi、Cr若しくは希土類元素又はこれらの任意の組み合わせを含有することを特徴とする付記4に記載の半導体装置。
(付記6)
前記第2の誘電体膜は、Sr、Ca、Nb、Ir若しくはLa又はこれらの任意の組み合わせが添加されたチタン酸ジルコン酸鉛系の膜であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記7)
前記第1の誘電体膜の厚さは、0.1nm以上10nm以下であることを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記8)
前記第2の誘電体膜の厚さは、10nm以上80nm以下であることを特徴とする付記1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置。
(付記9)
下部電極上に、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜を形成する工程と、
前記第1の誘電体膜上に第2の誘電体膜を形成する工程と、
前記第2の誘電体膜上に上部電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記10)
前記第2の誘電体膜と前記上部電極との間に、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第3の誘電体膜を形成する工程を有することを特徴とする付記9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記11)
半導体基板上に、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜を形成する工程と、
前記第1の誘電体膜上に第2の誘電体膜を形成する工程と、
前記第2の誘電体膜上に電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記12)
前記第2の誘電体膜は、チタン酸ジルコン酸鉛系の膜、ビスマス層状化合物系の膜、SrBi2Ta2O9系の膜又はSrBi4Ti4O15系の膜であることを特徴とする付記9乃至11のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
120:容量絶縁膜
121、123、221:HfyB1−yOx膜
122、222:強誘電体膜
130:上部電極
230:電極
Claims (7)
- 下部電極と、
前記下部電極上に形成され、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜と、
前記第1の誘電体膜上に形成された第2の誘電体膜と、
前記第2の誘電体膜上に形成された上部電極と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜と、
前記第1の誘電体膜上に形成された第2の誘電体膜と、
前記第2の誘電体膜上に形成された電極と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の誘電体膜は、チタン酸ジルコン酸鉛系の膜、ビスマス層状化合物系の膜、SrBi2Ta2O9系の膜又はSrBi4Ti4O15系の膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記第2の誘電体膜は、Sr、Ca、Nb、Ir若しくはLa又はこれらの任意の組み合わせが添加されたチタン酸ジルコン酸鉛系の膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 下部電極上に、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜を形成する工程と、
前記第1の誘電体膜上に第2の誘電体膜を形成する工程と、
前記第2の誘電体膜上に上部電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上に、組成がHfyB1−yOx(0<y≦1、0<x、BはZr、La、Si、Pb、Bi、Y、Sc、Al、Gd、Sn、Ru若しくはNb又はこれらの任意の組み合わせ)で表される第1の誘電体膜を形成する工程と、
前記第1の誘電体膜上に第2の誘電体膜を形成する工程と、
前記第2の誘電体膜上に電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第2の誘電体膜は、チタン酸ジルコン酸鉛系の膜、ビスマス層状化合物系の膜、SrBi2Ta2O9系の膜又はSrBi4Ti4O15系の膜であることを特徴とする請求項5又は6に記載の半導体装置の製造方法。
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