JP2830019B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置に関し、特に強誘電体を集積化
した半導体装置の構造に関する。

［従来の技術］ 従来の半導体装置の構造断面を第１図に示す。第１図
では、101の半導体基板に102,103の拡散層と104のゲー
トで構成されるMOSFET、及び1.06の下部金属電極、107
の強誘電体、108の上部金属電極をそれぞれ示す。該コ
ンデンサー構造の両側電極は、110の配線を通じて他の
回路と接続される。また該強誘電体によるコンデンサー
構造は、コンデンサー，誘電分極反転を用いたメモリー
機能等多様な応用に供される。

［発明が解決しようとする課題］ 該強誘電体を用いた半導体装置の応用は多様であるも
のの、長期信頼性，安定性又は分極反転の繰返しによる
劣化等、経時による特性の劣化が顕著であった。本発明
はかかる欠点を克服し、高信頼度な半導体装置を提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 長期使用による劣化のメカニズムは、種々の検討の結
果、主として水分の侵入と可動イオンの侵入の２点に絞
れてきた。したがって本発明は、これらの不純物の侵入
を防止することに主眼に置き、半導体基板に設置され、
上部電極、下部電極及び前記上部電極と前記下部電極に
挟まれた強誘電体を構成要素とするコンデンサーを有す
る半導体装置であって、前記上部電極と下部電極を跨い
で、前記上部電極および前記下部電極と接触していない
前記強誘電体の側面部上に直接窒化シリコン膜を被膜し
たことを特徴とする。

［作用］ 窒化シリコン膜は、通常の半導体装置の最終保護膜と
して用いられ、環境からの汚染特に水分の侵入に対して
非常に強固な防止能力をもつ。

［実施例］ 本発明の実施例を第２図に示す。第２図は第１図の強
誘電体コンデンサー構造の一部を抜き出した構造断面で
あり、201の下部電極、202の強誘電体、203の上部電極
をそれぞれ示す。また該構造の周囲は、第２図に示すよ
うに205の窒化シリコン膜で被膜される。但し、204の配
線で他の回路へ結線するため接続孔では、窒化シリコン
膜がエッチングされる。通常、金属薄膜は、窒化シリコ
ン膜と同等かそれ以上の耐湿性を示し、特にこの部分で
問題はない。また第３図に示すように、強誘電体が金属
部と接触していない側面部のみを301の窒化シリコンで
被膜してもよい。

また窒化シリコン膜の被膜は通常のCVD法又はプラズ
マ法で容易に得ることができ、被膜法の良さから側面部
にも安定に被膜することができる。

［発明の効果］ 本発明の構造によれば、水の侵入や可能イオンの侵入
を極力防ぐことができ、分極反転の場合、反転回数とし
て３桁向上することができた。また長期信頼性や、高温
バイアス試験でも１桁近く寿命を向上させることができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の構造を示す断面構造図。 第２図は本発明の実施例を示す断面構造図。 第３図は本発明の実施例を示す断面構造図。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板に設置され、上部電極、下部電
   極及び前記上部電極と前記下部電極に挟まれた強誘電体
   を構成要素とするコンデンサーを有する半導体装置であ
   って、 前記上部電極と下部電極を跨いで、前記上部電極および
   前記下部電極と接触していない前記強誘電体の側面部上
   に直接窒化シリコン膜を被膜したことを特徴とする半導
   体装置。