JP3307609B2 - Semiconductor storage device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor storage device and method of manufacturing the same

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JP3307609B2
JP3307609B2 JP16990199A JP16990199A JP3307609B2 JP 3307609 B2 JP3307609 B2 JP 3307609B2 JP 16990199 A JP16990199 A JP 16990199A JP 16990199 A JP16990199 A JP 16990199A JP 3307609 B2 JP3307609 B2 JP 3307609B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置お
よびその製造方法に関し、特に高誘電率酸化物を用いた
フラットキャパシタを有する半導体記憶装置およびその
製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor memory device having a flat capacitor using a high dielectric constant oxide and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

【0003】[0003]

【発明の背景】DRAM(Dynamic Random Access Memo
ries)をはじめとする半導体記憶装置の集積度の向上に
伴い、容量絶縁膜としてシリコン酸化膜やシリコン窒化
膜に代わり、(Ba,Sr)TiO3をはじめとする高
誘電率酸化物膜が盛んに検討されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Dynamic Random Access Memo (DRAM)
ries) and other high-density oxide films such as (Ba, Sr) TiO 3 instead of silicon oxide films or silicon nitride films as capacitive insulating films have been prosperous. Is being considered.

【0004】このような高誘電率酸化物はその誘電率の
高さから、キャパシタセル構造において、現状主流のス
タック型構造等の立体構造だけではなく、平面型構造に
も適用することができる。
Because of the high dielectric constant of such a high-dielectric-constant oxide, it can be applied not only to a three-dimensional structure such as a stack type structure which is currently mainstream, but also to a planar type structure in a capacitor cell structure.

【0005】図8及び図9は、従来法による平面型キャ
パシタセル構造を有する半導体記憶装置のフラットキャ
パシタ部付近の製造工程断面図である。
FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views showing a manufacturing process near a flat capacitor portion of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure according to a conventional method.

【0006】まず、図8(a)に示すように、容量コン
タクト101を作り込んだ第1層間絶縁膜102上に、
Ti、TiN、Ru、RuO2からなる積層構成の下部
電極層103a、(Ba,Sr)TiO3からなる高誘
電率酸化物層104a、Ptからなる上部電極層105
aを化学気相成長法(CVD法)或いはスパッタ法によ
り順次形成する。
First, as shown in FIG. 8A, a capacitor contact 101 is formed on a first interlayer insulating film 102.
Lower electrode layer 103a having a laminated structure composed of Ti, TiN, Ru, RuO 2 , high dielectric constant oxide layer 104a composed of (Ba, Sr) TiO 3 , upper electrode layer 105 composed of Pt
a is sequentially formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a sputtering method.

【0007】次に、PRマスクを用いてドライエッチン
グ法により所望の形状に加工し、次いでPRマスクを除
去して、図8(b)に示すような、高誘電率酸化物から
なる容量絶縁膜104が下部電極103と上部電極10
5に挟まれた積層構成を有するフラットキャパシタ(薄
膜キャパシタ)を形成する。
Next, a desired shape is processed by a dry etching method using a PR mask, and then the PR mask is removed to form a capacitor insulating film made of a high dielectric constant oxide as shown in FIG. 104 is a lower electrode 103 and an upper electrode 10
5 to form a flat capacitor (thin film capacitor) having a laminated structure.

【0008】その後、図8(c)に示すように、第2層
間絶縁膜106をフラットキャパシタ上に覆うようにC
VD法によって形成する。
[0008] Thereafter, as shown in FIG. 8 (c), C is applied so as to cover the second interlayer insulating film 106 on the flat capacitor.
It is formed by the VD method.

【0009】続いて、図9(d)に示すように、プレー
ト電極へ引き出すためのプレートコンタクト用のコンタ
クト開口107aをPRマスクを用いてドライエッチン
グ法により形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 9D, a contact opening 107a for a plate contact for leading to a plate electrode is formed by a dry etching method using a PR mask.

【0010】その後、Tiからなる密着層108を第2
層間絶縁膜106上の、コンタクト開口107aの内表
面を含む領域上に形成し、次いでプレート電極109と
なるPtからなる電極材料層をスパッタ法によりコンタ
クト開口107aを埋め込むように堆積してコンタクト
プラグ107を形成し、続いてPRマスクを用いてドラ
イエッチング法により密着層とともに電極材料層を所望
の形状に加工してプレート電極109を形成し、従来法
による半導体記憶装置を得る(図9(e))。
After that, the adhesion layer 108 made of Ti is
The contact plug 107 is formed on a region including the inner surface of the contact opening 107a on the interlayer insulating film 106, and then an electrode material layer made of Pt to be the plate electrode 109 is deposited by a sputtering method so as to fill the contact opening 107a. Then, the electrode material layer is processed into a desired shape together with the adhesion layer by dry etching using a PR mask to form a plate electrode 109, thereby obtaining a conventional semiconductor memory device (FIG. 9E). ).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法により
形成された半導体記憶装置では、コンタクトプラグと上
部電極との接続部の界面には、Tiからなる密着層が存
在するため、プレート電極形成後に行う酸素雰囲気下で
の熱処理(アニール処理)により、密着層の酸化および
拡散が発生し、コンタクトの高抵抗化およびリーク電流
密度の増大が生じてしまうという問題がある。
In the semiconductor memory device formed by the above conventional method, an adhesion layer made of Ti exists at the interface between the contact plug and the upper electrode. The heat treatment (annealing treatment) performed in an oxygen atmosphere causes oxidation and diffusion of the adhesion layer, resulting in a problem that the resistance of the contact increases and the leak current density increases.

【0012】図3(a)及び(b)に、上記の従来法に
より形成された半導体記憶装置を400℃の酸素雰囲気
でアニール処理を施した後の、プレートコンタクトの抵
抗およびキャパシタの電流−電圧特性の評価結果を示
す。400℃の酸素雰囲気でのアニール処理によって、
コンタクト抵抗およびリーク電流密度が増大しており、
デバイス動作上問題があることがわかる。
FIGS. 3A and 3B show the resistance of the plate contact and the current-voltage of the capacitor after annealing the semiconductor memory device formed by the above-mentioned conventional method in an oxygen atmosphere at 400 ° C. The evaluation results of the characteristics are shown. By annealing at 400 ° C. in an oxygen atmosphere,
Contact resistance and leakage current density are increasing,
It turns out that there is a problem in device operation.

【0013】上記のコンタクト抵抗が増大する原因は、
断面方向のAES分析の結果から、コンタクトプラグ1
07と上部電極105との界面に存在するTi密着層1
08の酸化に起因していることが示唆された。
The cause of the increase in the contact resistance is as follows.
From the result of the AES analysis in the sectional direction, the contact plug 1
Adhesion layer 1 existing at the interface between the electrode 07 and the upper electrode 105
08 was suggested to be due to oxidation.

【0014】また、リーク電流密度が増大する原因は、
断面方向のAES分析の結果から、Ti密着層108の
上部電極105方向への拡散に起因していることが示唆
された。
The cause of the increase in the leak current density is as follows.
The results of the AES analysis in the cross-sectional direction suggested that the Ti adhesion layer 108 was caused by diffusion in the direction of the upper electrode 105.

【0015】そこで本発明の目的は、プレートコンタク
トの構成において、少なくともコンタクトプラグと上部
電極との界面において密着層を有しない構成とし、酸素
アニール処理後のコンタクト抵抗およびリーク電流密度
の増大が抑制された半導体記憶装置およびその製造方法
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a plate contact having no contact layer at least at an interface between a contact plug and an upper electrode, thereby suppressing an increase in contact resistance and leak current density after oxygen annealing. And a method of manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、高誘電率
酸化物からなる容量絶縁膜が上部電極と下部電極とに挟
まれた積層構造を有するフラットキャパシタと、該フラ
ットキャパシタ上に層間絶縁膜を介して形成されたプレ
ート電極とを有し、該プレート電極と前記上部電極とが
前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトプラグにより電
気的に接続されている構造を有する半導体記憶装置であ
って、前記層間絶縁膜と前記プレート電極間に、Ti、
TiN、TiSiX、Ta、TaN、W、WSiのうち
1種類以上を含む材料からなる層を含む密着層を有し、
かつ、前記コンタクトプラグと前記上部電極との接続部
の界面には前記密着層が存在せず、前記上部電極、前記
コンタクトプラグ及び前記プレート電極がPt、Ru、
Ir、Re、Os、Rh及びその酸化物のうち一種以上
からなることを特徴とする半導体記憶装置に関する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flat capacitor having a laminated structure in which a capacitive insulating film made of a high dielectric constant oxide is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode, and an interlayer on the flat capacitor. A semiconductor memory device having a plate electrode formed through an insulating film, and having a structure in which the plate electrode and the upper electrode are electrically connected by a contact plug formed in the interlayer insulating film. Between the interlayer insulating film and the plate electrode,
An adhesion layer including a layer made of a material containing at least one of TiN, TiSi x , Ta, TaN, W, and WSi;
Further, the adhesion layer does not exist at the interface of the connection portion between the contact plug and the upper electrode, and the upper electrode, the upper electrode,
The contact plug and the plate electrode are Pt, Ru,
At least one of Ir, Re, Os, Rh and oxides thereof
A semiconductor memory device characterized by comprising the.

【0017】第2の発明は、前記層間絶縁膜と前記コン
タクトプラグとの界面にも前記密着層が形成されていな
い上記の半導体記憶装置に関する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the above-described semiconductor memory device, wherein the adhesion layer is not formed at the interface between the interlayer insulating film and the contact plug.

【0018】第3の発明は、高誘電率酸化物からなる容
量絶縁膜が上部電極と下部電極とに挟まれた積層構造を
有するフラットキャパシタと、該フラットキャパシタ上
に層間絶縁膜を介して形成されたプレート電極とを有
し、該プレート電極と前記上部電極とが前記層間絶縁膜
に形成されたコンタクトプラグにより電気的に接続され
ている構造を有し、前記層間絶縁膜と前記プレート電極
間に、Ti、TiN、TiSi X 、Ta、TaN、W、
WSiのうち1種類以上を含む材料からなる層を含む密
着層を有し、かつ、前記コンタクトプラグと前記上部電
極との接続部の界面には前記密着層が存在しない半導体
記憶装置の製造方法であって、フラットキャパシタ上に
層間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜に上部電極
へ達するようにコンタクト開口を形成する工程と、密着
層を形成する工程と、フォトリソグラフィによって上部
電極が露出するように該コンタクト開口底部に形成され
た密着層を除去する工程と、該コンタクト開口を埋め込
むようにプレート電極を形成する、あるいは該コンタク
ト開口を導電性材料で埋め込んだ後にプレート電極を形
成する工程とを有する半導体記憶装置の製造方法に関す
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a container made of a high dielectric constant oxide.
Laminated structure in which the insulating film is sandwiched between the upper and lower electrodes.
Having a flat capacitor and on the flat capacitor
And a plate electrode formed through an interlayer insulating film.
And the plate electrode and the upper electrode are formed of the interlayer insulating film.
Electrically connected by contact plugs formed in
The interlayer insulating film and the plate electrode
In between, Ti, TiN, TiSi x , Ta, TaN, W,
A dense layer including a layer made of a material containing at least one of WSi
A contact layer, and the contact plug and the upper electrode.
A method of manufacturing a semiconductor memory device in which the adhesion layer does not exist at an interface between a pole and a contact, wherein a step of forming an interlayer insulating film on a flat capacitor, and a step of contacting the interlayer insulating film to reach an upper electrode Forming an opening, forming an adhesion layer, removing the adhesion layer formed at the bottom of the contact opening so that the upper electrode is exposed by photolithography, and forming a plate electrode so as to fill the contact opening. Or forming a plate electrode after filling the contact opening with a conductive material.

【0019】第4の発明は、高誘電率酸化物からなる容
量絶縁膜が上部電極と下部電極とに挟まれた積層構造を
有するフラットキャパシタと、該フラットキャパシタ上
に層間絶縁膜を介して形成されたプレート電極とを有
し、該プレート電極と前記上部電極とが前記層間絶縁膜
に形成されたコンタクトプラグにより電気的に接続され
ている構造を有し、前記層間絶縁膜と前記プレート電極
間に、Ti、TiN、TiSi X 、Ta、TaN、W、
WSiのうち1種類以上を含む材料からなる層を含む密
着層を有し、かつ、前記コンタクトプラグと前記上部電
極との接続部の界面には前記密着層が存在せず、前記層
間絶縁膜と前記コンタクトプラグとの界面にも前記密着
層が形成されていない半導体記憶装置の製造方法であっ
て、フラットキャパシタ上に層間絶縁膜を形成する工程
と、該層間絶縁膜上に密着層を形成する工程と、該密着
層および該層間絶縁膜に上部電極へ達し、上部電極が露
出するようにコンタクト開口を形成する工程と、該コン
タクト開口を埋め込むようにプレート電極を形成する、
あるいは該コンタクト開口を導電性材料で埋め込んだ後
にプレート電極を形成する工程と、プレート電極を形成
した後、酸素雰囲気下、300〜600℃でアニール処
理する工程とを有する半導体記憶装置の製造方法に関す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a container made of a high dielectric constant oxide.
Laminated structure in which the insulating film is sandwiched between the upper and lower electrodes.
Having a flat capacitor and on the flat capacitor
And a plate electrode formed through an interlayer insulating film.
And the plate electrode and the upper electrode are formed of the interlayer insulating film.
Electrically connected by contact plugs formed in
The interlayer insulating film and the plate electrode
In between, Ti, TiN, TiSi x , Ta, TaN, W,
A dense layer including a layer made of a material containing at least one of WSi
A contact layer, and the contact plug and the upper electrode.
The adhesion layer does not exist at the interface of the connection portion with the pole,
Adhesion also at the interface between the inter-insulation film and the contact plug
A method for manufacturing a semiconductor memory device having no layer formed thereon, comprising: a step of forming an interlayer insulating film on a flat capacitor; a step of forming an adhesion layer on the interlayer insulating film; Forming a contact opening so that the film reaches the upper electrode and the upper electrode is exposed; and forming a plate electrode so as to fill the contact opening.
Alternatively, a step of forming a plate electrode after filling the contact opening with a conductive material, and forming a plate electrode
And then annealing at 300 to 600 ° C. in an oxygen atmosphere.
And a method of manufacturing a semiconductor memory device having the steps of:

【0020】第5の発明は、プレート電極を形成した
後、酸素雰囲気下、300〜600℃でアニール処理す
る工程を有する上記第3の発明の半導体記憶装置の製造
方法に関する。
The fifth invention relates to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the third invention , which comprises a step of annealing at 300 to 600 ° C. in an oxygen atmosphere after forming a plate electrode.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】前記のように、従来法による半導
体記憶装置のコンタクト抵抗およびリーク電流密度の増
大はともに、プレートコンタクトの構成において、コン
タクトプラグ107と上部電極105の界面に存在する
密着層108に起因していると考えられる。そこで、本
発明者はコンタクトプラグ107と上部電極105の界
面に密着層108が存在しない構造を鋭意検討した結
果、極めて良好な特性を有する半導体記憶装置を得るこ
とができ、本発明を完成するに至った。
As described above, the increase in the contact resistance and the leak current density of the semiconductor memory device according to the conventional method are the same as those in the plate contact structure. 108. Then, the present inventor diligently studied a structure in which the adhesion layer 108 does not exist at the interface between the contact plug 107 and the upper electrode 105. As a result, a semiconductor memory device having extremely good characteristics can be obtained. Reached.

【0022】以下、本発明の好適な実施の形態を挙げて
詳細に説明する。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

【0023】第1の実施の形態 図1及び図2は、本発明の第1の実施形態を説明するた
めの平面型キャパシタセル構造を有する半導体記憶装置
のフラットキャパシタ部付近の製造工程断面図である。
First Embodiment FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing a manufacturing process in the vicinity of a flat capacitor portion of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure for explaining a first embodiment of the present invention. is there.

【0024】まず、図1(a)に示すように、容量コン
タクト101を作り込んだ第1層間絶縁膜102上に、
Ti、TiN、Ru、RuO2からなる積層構造の下部
電極層103a、(Ba,Sr)TiO3からなる高誘
電率酸化物層104a、Ptからなる上部電極105a
を化学気相成長法(CVD法)或いはスパッタ法により
順次形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a capacitor contact 101 is formed on a first interlayer insulating film 102.
Lower electrode layer 103a having a laminated structure composed of Ti, TiN, Ru, RuO 2 , high dielectric constant oxide layer 104a composed of (Ba, Sr) TiO 3 , upper electrode 105a composed of Pt
Are sequentially formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a sputtering method.

【0025】次に、PRマスクを用いてドライエッチン
グ法により所望の形状に加工し、次いでPRマスクを除
去して、図1(b)に示すような、高誘電率酸化物から
なる容量絶縁膜104が下部電極103と上部電極10
5に挟まれた積層構成を有するフラットキャパシタ(薄
膜キャパシタ)を形成する。
Next, a desired shape is processed by a dry etching method using a PR mask, and then the PR mask is removed to form a capacitor insulating film made of a high dielectric constant oxide as shown in FIG. 104 is a lower electrode 103 and an upper electrode 10
5 to form a flat capacitor (thin film capacitor) having a laminated structure.

【0026】その後、図1(c)に示すように、第2層
間絶縁膜106をCVD法によってフラットキャパシタ
を覆うように形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, a second interlayer insulating film 106 is formed so as to cover the flat capacitor by a CVD method.

【0027】続いて、図1(d)に示すように、第2層
間絶縁膜106に、プレート電極へ引き出すためのプレ
ートコンタクト用のコンタクト開口107aをPRマス
クを用いてドライエッチング法により上部電極105に
達するように形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, a contact opening 107a for a plate contact for leading out to a plate electrode is formed in the second interlayer insulating film 106 by dry etching using a PR mask. Is formed to reach.

【0028】その後、図2(e)に示すように、Tiか
らなる密着層108を、第2層間絶縁膜106上の、コ
ンタクト開口107aの内表面を含む領域上に形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 2E, an adhesion layer 108 made of Ti is formed on the region including the inner surface of the contact opening 107a on the second interlayer insulating film 106.

【0029】次に、図2(f)に示すように、PRマス
クを用いてドライエッチング法によりコンタクト開口1
07aの底部の密着層108を除去して上部電極105
を露出させる。
Next, as shown in FIG. 2F, the contact opening 1 is formed by dry etching using a PR mask.
07a is removed and the upper electrode 105 is removed.
To expose.

【0030】次いで、プレート電極109となるPtか
らなる電極材料層をスパッタ法によりコンタクト開口1
07aを埋め込むように形成してコンタクトプラグ10
7を形成し、続いてPRマスクを用いてドライエッチン
グ法により密着層とともに電極材料層を所望の形状に加
工してプレート電極109を形成する(図2(g))。
ここで、コンタクト開口107aを導電性材料で埋め込
んでコンタクトプラグ107を形成した後に、電極材料
層を形成してプレート電極を形成してもよい。その後、
酸素雰囲気下でアニール処理を行う。この酸素アニール
は、エッチングによりダメージを受けた高誘電率酸化物
膜を回復させるために行うものであり、この酸素アニー
ルによってリーク特性を改善することができる。このよ
うな酸素アニールの条件としては、温度として300℃
〜600℃、好ましくは350℃〜500℃、酸素雰囲
気としては、窒素、アルゴン等の不活性ガス中、酸素分
圧として0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%程度
で十分な効果を得ることができる。
Next, an electrode material layer made of Pt to be the plate electrode 109 is formed by a sputtering method on the contact opening 1.
07a are formed so as to be embedded.
Then, the electrode material layer is processed into a desired shape together with the adhesion layer by a dry etching method using a PR mask to form a plate electrode 109 (FIG. 2G).
Here, after forming the contact plug 107 by filling the contact opening 107a with a conductive material, a plate electrode may be formed by forming an electrode material layer. afterwards,
Annealing is performed in an oxygen atmosphere. This oxygen annealing is performed to recover the high dielectric constant oxide film damaged by the etching, and the leak characteristics can be improved by the oxygen annealing. The condition of such oxygen annealing is that the temperature is 300 ° C.
-600 ° C., preferably 350 ° C.-500 ° C., and an oxygen atmosphere in an inert gas such as nitrogen or argon having a partial pressure of oxygen of 0.1-10%, preferably about 0.5-5% is sufficient. The effect can be obtained.

【0031】図3(a)及び(b)は、それぞれ本実施
形態による半導体記憶装置を400℃の酸素雰囲気でア
ニール処理を施した後の、プレートコンタクトの抵抗お
よびキャパシタの電流−電圧特性の評価結果を示す。比
較のため、図9及び図10に示す前記従来法による半導
体記憶装置についての評価結果も合わせて示した。
FIGS. 3A and 3B show the evaluation of the resistance of the plate contact and the current-voltage characteristics of the capacitor after the semiconductor memory device according to the present embodiment is annealed in an oxygen atmosphere at 400 ° C., respectively. The results are shown. For comparison, the evaluation results of the semiconductor memory device according to the conventional method shown in FIGS. 9 and 10 are also shown.

【0032】従来法で作製した半導体記憶装置のコンタ
クト抵抗は、25点測定中、半数近くで高抵抗化してい
るのに対して、本実施形態による半導体記憶装置では、
25点測定中、全点で良好なコンタクト抵抗値が得られ
ていた。
The contact resistance of the semiconductor memory device manufactured by the conventional method is increased by almost half during the measurement at 25 points, whereas the semiconductor memory device according to the present embodiment has
During the measurement at 25 points, good contact resistance values were obtained at all points.

【0033】また、従来法で作製した半導体記憶装置の
リーク電流密度は、駆動電圧が1V以下においてリーク
電流密度が大きくデバイス動作上問題があるのに対し
て、本実施形態による半導体記憶装置では、駆動電圧
1.5Vにおいてもリーク電流密度が1×10-8A/c
2以下の良好なリーク特性を得ることができた。
The leakage current density of the semiconductor memory device manufactured by the conventional method is large when the driving voltage is 1 V or less, and there is a problem in device operation. On the other hand, in the semiconductor memory device according to the present embodiment, Even at a driving voltage of 1.5 V, the leakage current density is 1 × 10 −8 A / c.
Good leak characteristics of m 2 or less could be obtained.

【0034】本実施形態では、上部電極105とコンタ
クトプラグ107との界面に密着層108が存在しない
構造を採用しているので、密着層の酸化および拡散が生
じないため、酸素アニール処理後においても良好なコン
タクト抵抗およびリーク特性を示す。
In the present embodiment, the structure in which the adhesion layer 108 does not exist at the interface between the upper electrode 105 and the contact plug 107 is employed. Therefore, oxidation and diffusion of the adhesion layer do not occur. Shows good contact resistance and leak characteristics.

【0035】第2の実施の形態 図4及び図5は、本発明の第2の実施形態を説明するた
めの平面型キャパシタセル構造を有する半導体記憶素子
のフラットキャパシタ部の製造工程断面図である。
Second Embodiment FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views showing a manufacturing process of a flat capacitor portion of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure for explaining a second embodiment of the present invention. .

【0036】まず、図4(a)に示すように、容量コン
タクト101を作り込んだ第1層間絶縁膜102上に、
Ti、TiN、Ru、RuO2からなる積層構造の下部
電極層103a、(Ba,Sr)TiO3からなる高誘
電率酸化物層104a、Ptからなる上部電極層105
aを化学気相成長法(CVD法)或いはスパッタ法によ
り順次形成する。
First, as shown in FIG. 4A, on the first interlayer insulating film 102 in which the capacitance contact 101 has been formed,
Lower electrode layer 103a having a laminated structure composed of Ti, TiN, Ru, RuO 2 , high dielectric constant oxide layer 104a composed of (Ba, Sr) TiO 3 , upper electrode layer 105 composed of Pt
a is sequentially formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a sputtering method.

【0037】次に、PRマスクを用いてドライエッチン
グ法により所望の形状に加工し、次いでPRマスクを除
去して、図4(b)に示すような、高誘電率酸化物から
なる容量絶縁膜104が下部電極103と上部電極10
5に挟まれた積層構成を有するフラットキャパシタを形
成する。
Next, a desired shape is processed by a dry etching method using a PR mask, and then the PR mask is removed. As shown in FIG. 104 is a lower electrode 103 and an upper electrode 10
5 to form a flat capacitor having a laminated structure.

【0038】その後、図4(c)に示すように、第2層
間絶縁膜106をCVD法によってフラットキャパシタ
を覆うように形成し、次いでTiからなる密着層108
を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, a second interlayer insulating film 106 is formed so as to cover the flat capacitor by a CVD method, and then an adhesion layer 108 made of Ti is formed.
To form

【0039】次に、図5(d)に示すように、密着層1
08及び第2層間絶縁膜106に、プレート電極へ引き
出すためのプレートコンタクト用のコンタクト開口10
7aをPRマスクを用いてドライエッチング法により上
部電極105に達し、上部電極が露出するように形成す
る。
Next, as shown in FIG.
08 and the second interlayer insulating film 106, a contact opening 10 for a plate contact for leading out to a plate electrode.
7a is formed by dry etching using a PR mask so as to reach the upper electrode 105 and expose the upper electrode.

【0040】その後、プレート電極109となるPtか
らなる電極材料層をスパッタ法によりコンタクト開口1
07aを埋め込むように形成してコンタクトプラグ10
7を形成し、続いてPRマスクを用いてドライエッチン
グ法により密着層とともに電極材料層を所望の形状に加
工してプレート電極109を形成する(図5(e))。
ここで、コンタクト開口107aを導電性材料で埋め込
んでコンタクトプラグ107を形成した後に、電極材料
層を形成してプレート電極を形成してもよい。その後、
前記第1の実施形態と同様に酸素アニールを行う。
After that, an electrode material layer made of Pt to be the plate electrode 109 is formed on the contact opening 1 by sputtering.
07a are formed so as to be embedded.
Then, the electrode material layer is processed into a desired shape together with the adhesion layer by a dry etching method using a PR mask to form a plate electrode 109 (FIG. 5E).
Here, after forming the contact plug 107 by filling the contact opening 107a with a conductive material, a plate electrode may be formed by forming an electrode material layer. afterwards,
Oxygen annealing is performed as in the first embodiment.

【0041】図6(a)及び(b)は、それぞれ本実施
形態による半導体記憶装置を400℃の酸素雰囲気でア
ニール処理を施した後の、プレートコンタクトの抵抗お
よびキャパシタの電流−電圧特性の評価結果を示す。
FIGS. 6A and 6B show the evaluation of the resistance of the plate contact and the current-voltage characteristics of the capacitor after the semiconductor memory device according to the present embodiment is annealed in an oxygen atmosphere at 400 ° C., respectively. The results are shown.

【0042】第1の実施形態と同様に、本実施形態によ
る半導体記憶装置では、25点測定中、全点で良好なコ
ンタクト抵抗値が得られており、また駆動電圧1.5V
においてもリーク電流密度が1×10-8A/cm2以下
の良好なリーク特性を得ることができる。
As in the first embodiment, in the semiconductor memory device according to the present embodiment, good contact resistance values are obtained at all points during the measurement at 25 points, and the driving voltage is 1.5 V
In this case, good leak characteristics with a leak current density of 1 × 10 −8 A / cm 2 or less can be obtained.

【0043】また、プレート電極の形成後にピーリング
試験によるプレート電極の密着性も評価し、その結果、
面内での密着性も良好であった。
After the formation of the plate electrode, the adhesion of the plate electrode was also evaluated by a peeling test.
The in-plane adhesion was also good.

【0044】第3の実施の形態 第1及び第2の実施形態では、密着層にTiを適用した
が、他の材料としてTaも適用することができる。この
本実施形態を、第2の実施形態で用いた図4及び図5を
用いて説明する。
Third Embodiment In the first and second embodiments, Ti is applied to the adhesion layer, but Ta can be applied as another material. This embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 used in the second embodiment.

【0045】まず、図4(a)に示すように、容量コン
タクト101を作り込んだ第1層間絶縁膜102上に、
Ti、TiN、Ru、RuO2からなる積層構造の下部
電極層103a、(Ba,Sr)TiO3からなる高誘
電率酸化物層104a、Ptからなる上部電極層105
aを化学気相成長法(CVD法)或いはスパッタ法によ
り順次形成する。
First, as shown in FIG. 4A, a capacitor contact 101 is formed on a first interlayer insulating film 102.
Lower electrode layer 103a having a laminated structure composed of Ti, TiN, Ru, RuO 2 , high dielectric constant oxide layer 104a composed of (Ba, Sr) TiO 3 , upper electrode layer 105 composed of Pt
a is sequentially formed by a chemical vapor deposition method (CVD method) or a sputtering method.

【0046】次に、PRマスクを用いてドライエッチン
グ法により所望の形状に加工し、次いでPRマスクを除
去して、図4(b)に示すような、高誘電率酸化物から
なる容量絶縁膜104が下部電極103と上部電極10
5に挟まれた積層構成を有するフラットキャパシタを形
成する。
Next, a desired shape is processed by a dry etching method using a PR mask, and then the PR mask is removed to form a capacitor insulating film made of a high dielectric constant oxide as shown in FIG. 104 is a lower electrode 103 and an upper electrode 10
5 to form a flat capacitor having a laminated structure.

【0047】その後、図4(c)に示すように、第2層
間絶縁膜106をCVD法によってフラットキャパシタ
を覆うように形成し、次いでTaからなる密着層107
を順次形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, a second interlayer insulating film 106 is formed so as to cover the flat capacitor by the CVD method, and then an adhesion layer 107 made of Ta is formed.
Are sequentially formed.

【0048】次に、図5(d)に示すように、密着層1
08および第2層間絶縁膜106に、プレート電極へ引
き出すためのプレートコンタクト用のコンタクト開口1
07aをPRマスクを用いてドライエッチング法により
上部電極105に達し、上部電極が露出するように形成
する。
Next, as shown in FIG.
08 and the second interlayer insulating film 106, a contact opening 1 for a plate contact for leading out to a plate electrode.
07a is formed by a dry etching method using a PR mask so as to reach the upper electrode 105 and expose the upper electrode.

【0049】その後、プレート電極109となるPtか
らなる電極材料層をスパッタ法によりコンタクト開口1
07aを埋め込むように形成してコンタクトプラグ10
7を形成し、続いてPRマスクを用いてドライエッチン
グ法により密着層とともに電極材料層を所望の形状に加
工してプレート電極109を形成する(図5(e))。
ここで、コンタクト開口107aを導電性材料で埋め込
んでコンタクトプラグ107を形成した後に、電極材料
層を形成してプレート電極を形成してもよい。その後、
前記第1の実施形態と同様に酸素アニールを行う。
After that, an electrode material layer made of Pt to be the plate electrode 109 is formed on the contact opening 1 by sputtering.
07a are formed so as to be embedded.
Then, the electrode material layer is processed into a desired shape together with the adhesion layer by a dry etching method using a PR mask to form a plate electrode 109 (FIG. 5E).
Here, after forming the contact plug 107 by filling the contact opening 107a with a conductive material, a plate electrode may be formed by forming an electrode material layer. afterwards,
Oxygen annealing is performed as in the first embodiment.

【0050】図7(a)及び(b)は、それぞれ上記実
施形態による半導体記憶装置を400℃の酸素雰囲気で
アニール処理を施した後の、プレートコンタクトの抵抗
およびキャパシタの電流−電圧特性の評価結果を示す。
FIGS. 7A and 7B show the evaluation of the resistance of the plate contact and the current-voltage characteristics of the capacitor after the semiconductor memory device according to the above embodiment is annealed in an oxygen atmosphere at 400 ° C., respectively. The results are shown.

【0051】前記第1及び第2の実施形態と同様に、本
実施形態による半導体記憶装置では、25点測定中、全
点で良好なコンタクト抵抗値が得られており、また駆動
電圧1.5Vにおいてもリーク電流密度が1×10-8
/cm2以下の良好なリーク特性を得ることができる。
As in the first and second embodiments, in the semiconductor memory device according to the present embodiment, good contact resistance values are obtained at all points during the measurement at 25 points, and the driving voltage is 1.5 V. The leakage current density is 1 × 10 -8 A
/ Cm 2 or less.

【0052】[0052]

【その他の実施の形態】上記3つの実施形態において
は、下部電極103がTi、TiN、Ru、RuO2
らなる積層構造を有する形態について述べたが、Ru及
びRuO2層に代えて、Ru、Ir、Re、Os、Rh
の金属、又はそれらの酸化物やシリサイド化合物の中か
ら選ばれた少なくとも1種類以上の材料、或いはPt、
Au、Ag、Pd、Ni、Coの中から選ばれた少なく
とも1種類以上の材料からなる層を用いてもよい。ま
た、TiN、Ti層に代えて、Ti、TiN、TiSi
X、Ta、TaN、W、WSiの少なくとも1種類以上
の材料からなる層を用いても有効である。
Other Embodiments In the above three embodiments, the embodiment in which the lower electrode 103 has a laminated structure composed of Ti, TiN, Ru, and RuO 2 has been described. However, instead of the Ru and RuO 2 layers, Ru, Ir, Re, Os, Rh
Metal, or at least one or more materials selected from oxides and silicide compounds thereof, or Pt,
A layer made of at least one material selected from Au, Ag, Pd, Ni, and Co may be used. Also, instead of TiN and Ti layers, Ti, TiN, TiSi
It is also effective to use a layer made of at least one material of X, Ta, TaN, W, and WSi.

【0053】また、上記3つの実施形態においては、上
部電極、プレート電極およびコンタクトプラグはいずれ
もPtを用いて形成したが、Ru、Ir、Re、Os、
Rh等の貴金属材料やその酸化物の一種以上を用いて形
成してもよい。また、上部電極、プレート電極およびコ
ンタクトプラグは、上記の材料のうち異なる材料からそ
れぞれ形成されていてもよい。
In the above three embodiments, the upper electrode, the plate electrode, and the contact plug are all formed using Pt, but Ru, Ir, Re, Os,
It may be formed using one or more of a noble metal material such as Rh or an oxide thereof. In addition, the upper electrode, the plate electrode, and the contact plug may be formed from different materials among the above-described materials.

【0054】また、上記3つの実施形態においては、密
着層として、TiやTaからなる単層構造のものについ
て述べたが、Ti、TiN、TiSiX、Ta、Ta
N、W、WSiのうち1種類以上からなる材料からなる
単層であってもよい。また、密着層は、これらの材料か
らなる層を少なくとも絶縁膜側に配した積層型の密着層
であってもよい。例えば、これらの材料からなる層を最
下層とし、その上に、密着層の酸素バリアとしての機能
をより高めるために、Pt、Ru、Ir、Re、Os、
Rh等の貴金属やその酸化物等の1種以上からなる層を
積層した積層構造であってもよい。
In the above three embodiments, a single-layer structure made of Ti or Ta has been described as the adhesion layer, but Ti, TiN, TiSi x , Ta, Ta
It may be a single layer made of a material composed of one or more of N, W, and WSi. Further, the adhesion layer may be a laminated adhesion layer in which a layer made of these materials is arranged at least on the insulating film side. For example, a layer made of such a material is used as a lowermost layer, and Pt, Ru, Ir, Re, Os,
It may have a laminated structure in which layers composed of one or more kinds of noble metals such as Rh and oxides thereof are laminated.

【0055】また、上記3つの実施形態においては、高
誘電率酸化物として、(Ba,Sr)TiO3の例を述
べたが、本発明は、高誘電率酸化物が一般式ABO3
表され、AとしてBa、Sr、Pb、Ca、La、L
i、Kのうち1種類以上、BとしてTi、Zr、Ta、
Nb、Mg、Fe、Zn、Wのうち1種類以上を含むも
の、例えばSrTiO3、(Sr,Ca)TiO3、(B
a,Sr,Ca)TiO3、PbTiO3、Pb(Zr,
Ti)O3、(Pb,La)(Zr,Ti)O3、Pb
(Mg,Nb)O3、Pb(Mg,W)O3、Pb(Z
n,Nb)O3、LiTaO3、LiNbO3、KTa
3、KNbO3など、或は一般式(Bi22)(Am-1
m3m+1)(m=1,2,3,4,5)で表され、A
としてBa、Sr、Pb、Ca、K、Biのうち1種類
以上、BとしてNb、Ta、Ti、Wのうち1種類以上
を含むもの、例えばBi4Ti312、SrBi2Ta2
9、SrBi2Nb29、或は上記一般式とは異なる化学
組成をもつTa25からなるものついても同様の効果が
得られる。
Further, in the above three embodiments, the example of (Ba, Sr) TiO 3 was described as the high dielectric constant oxide, but the present invention relates to the case where the high dielectric constant oxide is represented by the general formula ABO 3 . And A is Ba, Sr, Pb, Ca, La, L
one or more of i and K, B is Ti, Zr, Ta,
One containing at least one of Nb, Mg, Fe, Zn and W, for example, SrTiO 3 , (Sr, Ca) TiO 3 , (B
a, Sr, Ca) TiO 3 , PbTiO 3, Pb (Zr,
Ti) O 3 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 , Pb
(Mg, Nb) O 3 , Pb (Mg, W) O 3 , Pb (Z
n, Nb) O 3 , LiTaO 3 , LiNbO 3 , KTa
O 3 , KNbO 3 , or the general formula (Bi 2 O 2 ) (A m-1
B m O 3m + 1 ) (m = 1, 2, 3, 4, 5);
Contains at least one of Ba, Sr, Pb, Ca, K, and Bi, and B contains at least one of Nb, Ta, Ti, and W, for example, Bi 4 Ti 3 O 12 and SrBi 2 Ta 2 O.
A similar effect can be obtained with SrBi 2 Nb 2 O 9 or Ta 2 O 5 having a chemical composition different from the above general formula.

【0056】また、第1〜第3の実施形態では、高誘電
率酸化物膜が(Ba,Sr)TiO 3からなる単層構造
を有する場合について述べたが、異なる高誘電率材料か
らなる多層構造であってもよい。また、上記高誘電率酸
化物膜が形成されていれば、その高誘電率特性が損なわ
れない範囲で、他の誘電率材料からなる層が積層された
多層構造であってもよい。
In the first to third embodiments, the high dielectric
Oxide film is (Ba, Sr) TiO ThreeSingle-layer structure
Has been described, but different high dielectric constant materials
It may have a multi-layered structure. In addition, the above high dielectric constant acid
If the oxide film is formed, its high dielectric constant
Layers of other dielectric constant materials were stacked
It may have a multilayer structure.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、プレート電極とキャパシタ間のコンタクトの構
成において、コンタクトプラグと上部電極との界面には
Ti等の密着層が存在しないため、プレート電極形成後
に行う酸素雰囲気下での熱アニール処理を行っても、コ
ンタクト抵抗およびリーク電流密度の増大を抑制するこ
とができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the structure of the contact between the plate electrode and the capacitor, there is no adhesion layer such as Ti at the interface between the contact plug and the upper electrode. Even if thermal annealing is performed in an oxygen atmosphere after the formation of the plate electrode, increase in contact resistance and leak current density can be suppressed.

【0058】また本発明によれば、プレート電極/層間
絶縁膜界面に密着層が存在するため、両者の密着性が確
保されている。さらに、コンタクトプラグと上部電極と
は直接接しているため密着性が良好である。よって、プ
レート電極下の全領域で密着性が確保されている。
Further, according to the present invention, since the adhesion layer exists at the interface between the plate electrode and the interlayer insulating film, the adhesion between them is ensured. Further, since the contact plug and the upper electrode are in direct contact with each other, good adhesion is obtained. Therefore, adhesion is ensured in all regions below the plate electrode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の平面型キャパシタセル構造を有する半
導体記憶装置の製造工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure according to the present invention.

【図2】本発明の平面型キャパシタセル構造を有する半
導体記憶装置の図1に続く製造工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing step following the step shown in FIG. 1 of the semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure according to the present invention;

【図3】本発明の第1の実施形態および従来法による半
導体記憶装置の400℃、酸素雰囲気でのアニール処理
後のコンタクト抵抗(a)及びリーク電流密度(b)を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a contact resistance (a) and a leak current density (b) of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention and a conventional method after annealing in an oxygen atmosphere at 400 ° C.

【図4】本発明の平面型キャパシタセル構造を有する半
導体記憶装置の他の製造工程断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another manufacturing step of the semiconductor memory device having the planar capacitor cell structure of the present invention.

【図5】本発明の平面型キャパシタセル構造を有する半
導体記憶装置の図4に続く製造工程断面図である。
5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor memory device having the planar capacitor cell structure according to the present invention, which is subsequent to FIG. 4;

【図6】本発明の第2の実施形態の半導体記憶装置の4
00℃、酸素雰囲気でのアニール処理後のコンタクト抵
抗(a)及びリーク電流密度(b)を示す図である。
FIG. 6 illustrates a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing a contact resistance (a) and a leak current density (b) after annealing treatment in an oxygen atmosphere at 00 ° C.

【図7】本発明の第3の実施形態の半導体記憶装置の4
00℃、酸素雰囲気でのアニール処理後のコンタクト抵
抗(a)及びリーク電流密度(b)を示す図である。
FIG. 7 illustrates a fourth example of the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing a contact resistance (a) and a leak current density (b) after annealing treatment in an oxygen atmosphere at 00 ° C.

【図8】従来法による平面型キャパシタセル構造を有す
る半導体記憶装置の製造工程断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure according to a conventional method.

【図9】従来法による平面型キャパシタセル構造を有す
る半導体記憶装置の製造工程断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor memory device having a planar capacitor cell structure according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 容量コンタクト 102 第1層間絶縁膜 103 下部電極 103a 下部電極層 104 容量絶縁膜 104a 高誘電率酸化物層 105 上部電極 105a 上部電極層 106 第2層間絶縁膜 107 プレートコンタクトプラグ 107a コンタクト開口 108 密着層 109 プレート電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Capacitance contact 102 1st interlayer insulation film 103 Lower electrode 103a Lower electrode layer 104 Capacitance insulation film 104a High dielectric constant oxide layer 105 Upper electrode 105a Upper electrode layer 106 Second interlayer insulation film 107 Plate contact plug 107a Contact opening 108 Adhesion layer 109 plate electrode

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高誘電率酸化物からなる容量絶縁膜が上
部電極と下部電極とに挟まれた積層構造を有するフラッ
トキャパシタと、該フラットキャパシタ上に層間絶縁膜
を介して形成されたプレート電極とを有し、該プレート
電極と前記上部電極とが前記層間絶縁膜に形成されたコ
ンタクトプラグにより電気的に接続されている構造を有
する半導体記憶装置であって、 前記層間絶縁膜と前記プレート電極間に、Ti、Ti
N、TiSiX、Ta、TaN、W、WSiのうち1種
類以上を含む材料からなる層を含む密着層を有し、か
つ、前記コンタクトプラグと前記上部電極との接続部の
界面には前記密着層が存在せず、 前記上部電極、前記コンタクトプラグ及び前記プレート
電極がPt、Ru、Ir、Re、Os、Rh及びその酸
化物のうち一種以上からなる ことを特徴とする半導体記
憶装置。
1. A flat capacitor having a laminated structure in which a capacitive insulating film made of a high dielectric constant oxide is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode, and a plate electrode formed on the flat capacitor via an interlayer insulating film. A semiconductor memory device having a structure in which the plate electrode and the upper electrode are electrically connected by a contact plug formed in the interlayer insulating film, wherein the interlayer insulating film and the plate electrode In between, Ti, Ti
An adhesion layer including a layer made of a material containing at least one of N, TiSi x , Ta, TaN, W, and WSi; and the adhesion at an interface of a connection portion between the contact plug and the upper electrode. No layer , the upper electrode, the contact plug and the plate
The electrode is made of Pt, Ru, Ir, Re, Os, Rh and its acid.
A semiconductor memory device comprising at least one of the following compounds .
【請求項2】 前記高誘電率酸化物が、一般式ABO3
で表され、AとしてBa、Sr、Pb、Ca、La、L
i、Kのうち1種類以上、BとしてTi、Zr、Ta、
Nb、Mg、Fe、Zn、Wのうち1種類以上を含むも
の、或は一般式(Bi22)(Am-1m3m+1)(m=
1,2,3,4,5)で表され、AとしてBa、Sr、
Pb、Ca、K、Biのうち1種類以上、BとしてN
b、Ta、Ti、Wのうち1種類以上を含むもの、或は
Ta25からなる請求項記載の半導体記憶装置。
2. The high dielectric constant oxide has a general formula of ABO 3
Where A is Ba, Sr, Pb, Ca, La, L
one or more of i and K, B is Ti, Zr, Ta,
One containing at least one of Nb, Mg, Fe, Zn and W, or a compound represented by the general formula (Bi 2 O 2 ) (A m-1 B m O 3m + 1 ) (m =
1, 2, 3, 4, 5), where A is Ba, Sr,
At least one of Pb, Ca, K, and Bi, and N as B
b, Ta, Ti, include one or more of W, or a semiconductor memory device according to claim 1, wherein comprising a Ta 2 O 5.
【請求項3】 前記層間絶縁膜と前記コンタクトプラグ
との界面にも前記密着層が形成されていない請求項1
は2記載の半導体記憶装置。
3. A process according to claim 1 wherein the adhesive layer in the interface is not formed between said interlayer insulating film wherein contact plugs also
Is a semiconductor memory device described in 2 .
【請求項4】 高誘電率酸化物からなる容量絶縁膜が上
部電極と下部電極とに挟まれた積層構造を有するフラッ
トキャパシタと、該フラットキャパシタ上に層間絶縁膜
を介して形成されたプレート電極とを有し、該プレート
電極と前記上部電極とが前記層間絶縁膜に形成されたコ
ンタクトプラグにより電気的に接続されている構造を有
し、前記層間絶縁膜と前記プレート電極間に、Ti、T
iN、TiSi X 、Ta、TaN、W、WSiのうち1
種類以上を含む材料からなる層を含む密着層を有し、か
つ、前記コンタクトプラグと前記上部電極との接続部の
界面には前記密着層が存在しない半導体記憶装置の製造
方法であって、 フラットキャパシタ上に層間絶縁膜を形成する工程と、
該層間絶縁膜に上部電極へ達するようにコンタクト開口
を形成する工程と、密着層を形成する工程と、フォトリ
ソグラフィによって上部電極が露出するように該コンタ
クト開口底部に形成された密着層を除去する工程と、該
コンタクト開口を埋め込むようにプレート電極を形成す
る、あるいは該コンタクト開口を導電性材料で埋め込ん
だ後にプレート電極を形成する工程とを有する半導体記
憶装置の製造方法。
4. A capacitor insulating film comprising a high dielectric constant oxide is
Having a laminated structure sandwiched between the base electrode and the lower electrode.
Capacitor and an interlayer insulating film on the flat capacitor
And a plate electrode formed through the plate,
Electrode and the upper electrode are formed on the interlayer insulating film.
It has a structure that is electrically connected by a contact plug.
And Ti, T between the interlayer insulating film and the plate electrode.
one of iN, TiSi x , Ta, TaN, W, WSi
Having an adhesion layer including a layer made of a material containing at least
One of the connection portions between the contact plug and the upper electrode
A method for manufacturing a semiconductor memory device in which the adhesion layer does not exist at an interface, comprising: forming an interlayer insulating film on a flat capacitor;
Forming a contact opening in the interlayer insulating film to reach the upper electrode, forming an adhesion layer, and removing the adhesion layer formed at the bottom of the contact opening so that the upper electrode is exposed by photolithography. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a step of forming a plate electrode so as to fill the contact opening, or forming a plate electrode after filling the contact opening with a conductive material.
【請求項5】 高誘電率酸化物からなる容量絶縁膜が上
部電極と下部電極とに挟まれた積層構造を有するフラッ
トキャパシタと、該フラットキャパシタ上に層間絶縁膜
を介して形成されたプレート電極とを有し、該プレート
電極と前記上部電極とが前記層間絶縁膜に形成されたコ
ンタクトプラグにより電気的に接続されている構造を有
し、前記層間絶縁膜と前記プレート電極間に、Ti、T
iN、TiSi X 、Ta、TaN、W、WSiのうち1
種類以上を含む材料からなる層を含む密着層を有し、か
つ、前記コンタクトプラグと前記上部電極との接続部の
界面には前記密着層が存在せず、前記層間絶縁膜と前記
コンタクトプラグとの界面にも前記密着層が形成されて
いない半導体記憶装置の製造方法であって、 フラットキャパシタ上に層間絶縁膜を形成する工程と、
該層間絶縁膜上に密着層を形成する工程と、該密着層お
よび該層間絶縁膜に上部電極へ達し、上部電極が露出す
るようにコンタクト開口を形成する工程と、該コンタク
ト開口を埋め込むようにプレート電極を形成する、ある
いは該コンタクト開口を導電性材料で埋め込んだ後にプ
レート電極を形成する工程と、プレート電極を形成した
後、酸素雰囲気下、300〜600℃でアニール処理す
る工程とを有する半導体記憶装置の製造方法。
5. A capacitor insulating film comprising a high dielectric constant oxide is
Having a laminated structure sandwiched between the base electrode and the lower electrode.
Capacitor and an interlayer insulating film on the flat capacitor
And a plate electrode formed through the plate,
Electrode and the upper electrode are formed on the interlayer insulating film.
It has a structure that is electrically connected by a contact plug.
And Ti, T between the interlayer insulating film and the plate electrode.
one of iN, TiSi x , Ta, TaN, W, WSi
Having an adhesion layer including a layer made of a material containing at least
One of the connection portions between the contact plug and the upper electrode
The adhesion layer does not exist at the interface, and the interlayer insulating film and the
The adhesion layer is also formed at the interface with the contact plug.
A method of manufacturing a semiconductor memory device not, a step of forming an interlayer insulating film on a flat capacitor,
Forming an adhesive layer on the interlayer insulating film, forming a contact opening so as to reach an upper electrode in the adhesive layer and the interlayer insulating film and exposing the upper electrode, and filling the contact opening. Forming a plate electrode, or forming a plate electrode after filling the contact opening with a conductive material, and forming the plate electrode
Then, annealing treatment is performed at 300 to 600 ° C. in an oxygen atmosphere.
And a method of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項6】 プレート電極を形成した後、酸素雰囲気
下、300〜600℃でアニール処理する工程を有する
請求項記載の半導体記憶装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 4, further comprising a step of annealing at 300 to 600 ° C. in an oxygen atmosphere after forming the plate electrode.
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