JP4024397B2 - 強誘電体メモリ装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体メモリ装置及びその製造方法に係り、特に強誘電体メモリ装置(ferroelectric random access memory:FRAM)及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
強誘電体は強誘電性を有する物質である。強誘電性とは、強誘電体内に配列された電気双極子に外部電圧が印加されると自発分極が発生され、その自発分極は外部電界が除去された後にもある程度の残留分極を保有する性質をいう。強誘電体の残留分極をデータの貯蔵に利用すると、外部の電圧がなくてもデータの貯蔵が可能になる。また自発分極の方向は外部電界の方向を変化させて変えられる。
【0003】
強誘電体を用いたFRAMは2つの方式に大別されるが、強誘電体キャパシタに蓄積された電荷量の変化を検出する方式と、強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式がある。
【0004】
前記強誘電体キャパシタの蓄積電荷量を検出する方式には“一つのキャパシタと一つのトランジスタよりなるスイッチング素子”で単位セルを形成する構造が代表的である。この方式はDRAMで広く使われていることであって、相補型モス(CMOS)構造上に厚い層間絶縁膜を形成し、その上に強誘電体キャパシタを形成する構造である。
【0005】
強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式としては、MFMIS FET(Metal-Ferroelectric-Metal-Insulator-Semiconductor FET)構造が代表的である。この方式は“一つのトランジスタ”で単位セルを形成する構造である。
【0006】
前記強誘電体キャパシタの蓄積電荷量を検出する方式や強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式の全てが、下部金属膜−強誘電体膜−上部金属膜が積層して形成された強誘電体キャパシタ構造を含む。
【0007】
最も広く用いられる強誘電体キャパシタは強誘電体膜としてPZT(Pb(Zrx Ti1-X )O3 )を使用する。強誘電体膜としてPZT(Pb(Zrx Ti1-X )O3 )が使用される理由は、キュリー(Curie)温度が230−490℃で比較的高いし、Zr/Ti組成及び温度に従って色々な相異なる結晶相を有し、誘電率が高いからである。
【0008】
しかし、従来の下部金属膜−PZT膜−上部金属膜構造のキャパシタでは、ヒステリシスが電界軸を追って正方向あるいは負方向に移動する奥付け現状が発生する問題点がある。奥付けが発生すると、正の抗電圧と負の抗電圧の絶対値が変わって対称性が破壊され、残留分極(Pr)値も減少する。
【0009】
このように奥付けが発生する理由の一つは、PZT膜の熱処理工程によってPZT膜の上下界面特性が変わることに起因する。即ち、下部金属膜上にPZT膜を蒸着した後、PZT膜を結晶化するために熱処理する場合、PZT膜内のPbが下部金属膜との界面に移動して下部金属膜とPZT膜の界面を変化させる。反面、上部金属膜は既に熱処理が完了したPZT膜上に形成されるため、下部金属膜のような変化がない。従ってPZT膜の上下界面が変わって奥付けが発生する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が達成しようとする技術的課題は、上下界面特性が同じ強誘電体膜を含んで、奥付けのような問題点が発生しない強誘電体メモリ装置を提供することである。
【0011】
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、上下界面特性が同じ強誘電体膜を含む、強誘電体メモリ装置の製造に適合した製造方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記の技術的課題を達成するための本発明による強誘電体メモリ装置は、強誘電体膜の上下部に各々シード膜を具備する強誘電体キャパシタを具備する。即ち、本発明による強誘電体メモリ装置は下部電極、下部シード膜、強誘電体膜、上部シード膜及び上部電極が順々に積層された強誘電体キャパシタを具備する。
【0013】
前記他の技術的課題を達成するための本発明による強誘電体メモリ装置の製造方法によると、まず下部電極、下部シード膜、強誘電体膜、上部シード膜を順々に形成する。次に、上部シード膜が形成された結果物を熱処理して前記強誘電体膜を安定したぺロブスカイト結晶構造に作り、前記強誘電体膜の上下界面を同一にさせた後、上部電極を形成する。
【0014】
本発明において、前記強誘電体膜はPZT膜を使用して形成し、前記上下部シード膜を形成する段階は前記強誘電体膜の上下界面特性を同一にさせうる物質、例えば前記強誘電体膜を構成する物質より結晶化温度が低くて前記強誘電体膜を構成する物質と、格子定数が類似した強誘電体を使用して形成する。従ってPbTiO3 、TiO3 または前記強誘電体膜を構成するPZTよりPbの含量が多いか、Ti/Zrの値が大きいPZTが使用できる。
【0015】
また、前記下部電極は、白金族金属膜、導電性酸化物膜または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜を使って下部電極を形成し、前記上部電極を形成する段階は白金族金属膜、導電性酸化物膜または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜を使って形成する。
【0016】
本発明によると、上下部シード膜により強誘電体膜の上下界面特性が同一になるので、下部シード膜−強誘電体膜−上部シード膜構造を含む強誘電体メモリ装置では奥付けのような現状の発生が効果的に防止される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例に対して詳細に説明する。しかし本発明は以下に開示される実施例に限らず多様な形態に具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全にし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されることである。添付された図面で色々な膜と領域の厚さは明瞭性のために強調された。またいずれか一つの膜が他の膜または基板上に存在することと指称されるとき、他の膜または基板の真上にあることもでき、層間膜が存在することもできる。なお、図面の同一参照符号は同一部材を示す。
【0018】
<強誘電体メモリ装置>
第1実施例
図1には強誘電体キャパシタに蓄積された電荷量の変化を検出する方式を使用する本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の断面図が示されている。
【0019】
半導体基板100上にゲート絶縁膜102を介在して形成されたゲート104とソース領域106及びドレイン領域107よりなるトランジスタのスイッチング素子が形成されている。トランジスタが形成された基板100の全面にPSG(phosphosilicate glass)、BPSG(borophosphosilicate glass)、TEOS(tetraethylorthosilicate glass)及びUSG(undoped silicate glass)の内、選択された何れか一つよりなる層間絶縁膜108が積層されているし、層間絶縁膜内に形成されたコンタクトプラグ110がトランジスタのソース領域106と接触している。コンタクトプラグ110上に下部電極112が形成されている。下部電極112上には下部シード膜114、強誘電体膜116及び上部シード膜118よりなる誘電体膜Dが積層されているし、上部シード膜118上に上部電極120が形成されて強誘電体キャパシタを完成している。
【0020】
強誘電体膜116の上下部に形成されたシード膜114、118は強誘電体膜の上下部の界面特性を同一にして強誘電体キャパシタから奥付け現状が発生することを防止する。強誘電体膜116の上下部に形成されたシード膜114、118は強誘電体膜116より結晶化温度が低い物質より形成されることが望ましい。その理由は強誘電体膜116を安定したペロブスカイト構造に結晶化させるための熱処理工程時、上下部シード膜114、118がまず結晶化されて強誘電体膜116が上、下表面で中心方向に結晶化させることによって、強誘電体膜116の上下部界面特性を同一にさせうるからである。また上下部シード膜114、118は強誘電体膜116と格子定数が類似した強誘電性を有する物質より形成されることがさらに望ましい。
【0021】
例えば、強誘電体膜116をPZTを使用して形成する場合、シード膜114、118はPbTiO3 またはTiO3 を使用して形成することが望ましい。また、強誘電体膜116を構成するPZTよりPbの含量が豊かでTiの組成比が高いPZTもシード膜として使われうる。他の構成要素に比べてPbの含量が120%以上になるとか、Ti/Zrの値が48/52より大きい場合、即ち、Tiの組成比が高い場合結晶化がよく起こるからである。従ってPZT膜116の上下部に形成されたシード膜114、118はPZT膜116の熱処理工程時PZT膜116より先に結晶化されるため、PZT膜が上、下から中心方向に結晶化され、Pbのような元素が上下部電極膜に広がることが防止される。従ってPZT膜の上下部界面が同一に形成される。
【0022】
また上下部電極120、112は強誘電体膜116との界面で障壁が高い特徴を有し、強誘電体との反応性がない安定した物質より形成されることが望ましい。従ってPt、Ir、RuまたはRhのような白金族金属が電極物質として使われる。上下部電極120、112はまた、IrO2 、RuO2 、RhO2 またはLaSrCoO3 などの導電性酸化物膜より形成して疲労特性を改善できる。
【0023】
第2実施例
図2には強誘電体キャパシタに蓄積された電荷量の変化を検出する方式を使用する本発明の第2実施例による強誘電体メモリ装置の断面図が示されている。本発明の第2実施例による強誘電体メモリ装置が第1実施例による強誘電体メモリ装置と違う点は、下部電極は白金族金属膜112及び導電性酸化物膜113の二重膜より構成され、上部電極は導電性酸化物膜119及び白金族金属膜120の二重膜より構成される点において差がある。導電性酸化物膜113、119を上下部電極の構成要素としてさらに形成する理由は、白金族金属膜だけで上下部電極を形成する場合、キャパシタで疲労のような現象が発生するからである。従って上下部シード膜と上下部白金族金属膜との間に、各々導電性酸化物膜をさらに形成することによってキャパシタの疲労特性を改善する。最終的に得られるキャパシタは下部白金族金属膜−下部導電性酸化物膜−下部シード膜−強誘電体膜−上部シード膜−上部導電性酸化物膜−上部白金族金属膜よりなり、強誘電体膜を基準として対称構造を形成する。従って本発明の第2実施例による強誘電体メモリ装置にでも奥付け現状が防止される。
【0024】
導電性酸化物膜113、119を形成する物質としてはIrO2 、RuO2 、RhO2 またはLaSrCoO3 などが使われることが望ましい。
【0025】
第3実施例
図3は本発明の第3実施例による強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式を使用する強誘電体メモリ装置の断面図である。
【0026】
半導体基板300上にゲート絶縁膜303が形成され、ゲート絶縁膜303上に下部電極304、下部シード膜306、強誘電体膜308、上部シード膜310及び上部電極312が順々に形成されている。また、前記ゲート絶縁膜303の縁部に隣接した半導体基板300の表面にソース及びドレイン領域301、302が形成されている。一般的に、ソース及びドレイン領域301、302は上部電極312まで形成した後形成される。
【0027】
図3に示している強誘電体メモリ装置は、強誘電体キャパシタが有する極性方向によってゲート絶縁膜303下の半導体基板300の表面にチャンネルの誘起可否が決定される。例えばチャンネルが導通状態であれば1、非導通状態であれば0と認識する。
【0028】
第3実施例による強誘電体メモリ装置はメモリセルが一つのトランジスタより形成される点においてメモリセルが一つのトランジスタと一つのキャパシタより構成された第1実施例の強誘電体メモリ装置と違い差があり、下部電極−下部シード膜−強誘電体膜−上部シード膜−上部電極の構造を成すキャパシタを採用している点においては同一である。従って各構成要素に対する説明は省略する。
【0029】
第4実施例
図4には本発明の第4実施例による強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式を使用する強誘電体メモリ装置の断面図が示されている。
第4実施例は上下部シード膜306、310と上下部電極304、312との間に各々導電性酸化物膜305、311をさらに具備する点だけが第3実施例と異なる。導電性酸化物膜305、311を形成する理由は第2実施例で説明した通りである。
【0030】
<強誘電体メモリ装置の製造方法>
本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の製造方法を図5乃至図7を参照して説明する。
【0031】
図5を参照すると、半導体基板100上にゲート絶縁膜102、ゲート電極104、ソース領域106及びドレイン領域107を具備するトランジスタを通常の方法を使用して形成する。次いで、結果物全面にPSG、BPSG、TEOS及びUSGの内、選択された何れか一つの絶縁物質を蒸着した後平坦化して層間絶縁膜108を形成する。次に、層間絶縁膜108を部分的に蝕刻してソース領域106を露出させるコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールを導電物質で満たすことによって、トランジスタのソースとキャパシタの下部電極を連結する導電性プラグ110を形成する。
【0032】
次に、導電性プラグ112が形成された結果物上にキャパシタの下部電極を形成するための物質を蒸着した後、通常の写真蝕刻工程を使用してパタニングすることによってキャパシタの下部電極112を形成する。この際、キャパシタの下部電極112は、Pt、Ir、RuまたはRhのような白金族金属、またはIrO2 、RuO2 、RhO2 またはLaSrCoO3 などの導電性酸化物または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜より形成する。
【0033】
図6を参考すると、下部電極112が形成された結果物全面に下部シード膜114、強誘電体膜116及び上部シード膜118を順々に形成する。上部シード膜118まで形成した後、結果物全面を熱処理して強誘電体膜116のぺロブスカイト構造を結晶化させると同時に安定化させる。
【0034】
この際、下部シード膜114及び上部シード膜118は熱処理工程時強誘電体膜116が膜全体に亙って均等であり、安定したぺロブスカイト構造に結晶化させて、強誘電体膜116の上下部界面特性を同一に形成すべきである。従って上下部シード膜114、118は強誘電体膜116より結晶化温度が低い物質より形成されることが望ましい。また、強誘電体膜116と格子定数が類似した物質より形成されることが望ましい。その理由は、熱処理工程時強誘電体膜116より上下部のシード膜114、118がまず結晶化されると、強誘電体膜116の上、下から中心方向に結晶化が起こって強誘電体膜116の上下部界面が同一に形成されるからである。また、シード膜114、118はキャパシタのキャパシタンスを考える時強誘電性を有する物質より形成されることがより望ましい。
【0035】
従って強誘電体膜116をPZTとして形成する場合、シード膜114、118はPbTiO3 、TiO2 または強誘電体膜116を構成するPZT膜よりPbの含量が豊かでTiの組成比が高いPZTを使って形成する。例えば、PZT膜で他の構成要素に比べてPbの含量が120%以上になったりTi/Zrの値が48/52より大きい場合、即ち、Tiの組成比が高い場合結晶化がよく起こる。
【0036】
下部シード膜114をPbTiO3 を利用して形成する場合、スパッタリング方法、金属有機化学気相蒸着(MOCVD)法またはゾル−ゲル方法を利用して形成できる。
MOCVD方法を使用する場合、CVDソースとしてテトラエチル鉛及びチタニウムイソプロプオキシド(titanium isopropoxide)を使用する。
ゾル−ゲル方法を使用する場合には、酢酸鉛(lead acetate)及びチタンイソプロプオキシドの混合溶液を回転コーティングして半導体基板100上に蒸着した後、500〜700℃範囲で熱処理して形成する。
下部シード膜114は200Å以下の厚さに形成することが望ましい。
【0037】
強誘電体膜116もスパッタリング方法、金属有機化学気相蒸着方法またはゾル−ゲル方法で形成する。強誘電体膜116はぺロブスカイト構造の酸化物、例えばPZTを利用して形成する。
【0038】
PZT膜をスパッタリング方法で蒸着する場合、PZTターゲット(例:Pb(Zr0.6 Ti0.4 )O3 +PbO(20モル%)の組成を有するターゲット)を、基板温度を450〜650℃とし、チャンバ圧力は1〜10mTorrに維持しながらアルゴンと酸素が含まれた雰囲気でスパッタリングして蒸着する。
【0039】
また、PZT膜をCVD方法を利用して蒸着する場合には、CVDソースとしてテトラエチル鉛、チタンイソプロプオキシド及びジルコニウムブドキシド(zirconium n-butoxide)を主成分として使用し、酸化ガスとしては酸素に二窒化酸素(N2 O)が10〜50%程度含まれたソースを運搬ガスのアルゴンに載せて基板温度450〜800℃、チャンバ圧力0.1〜10Torrに維持されたチャンバの中に流すことによって蒸着する。
上部シード膜118は下部シード膜114と同じ方法で形成する。
【0040】
図7を参照すると、下部電極112と同じ物質を使用して上部シード膜118上に上部電極120を形成する。下部電極112と同じ物質を使用する理由は、強誘電体膜116を基準として上下部構成要素を対称にさせることが奥付け防止に、即ち、強誘電体膜116の上下部界面特性を同一にするのに助けになるからである。
【0041】
最後に通常の写真蝕刻工程を通じて上部電極120、上部シード膜118、強誘電体膜116及び下部シード膜114をセル単位でパタニングしてキャパシタセルユニットを完成する。
【0042】
図面及び詳細な説明で本発明の望ましい実施例が記述され、特定用語が使われたが、これは請求範囲に開示されている発明の範疇であって、これを制限する目的でなく技術的な概念で使われたことである。従って本発明は前記実施例に限らず当業者の水準でその変形及び改良が可能である。
【0043】
【発明の効果】
本発明による強誘電体メモリ装置には、強誘電体膜の上下部にシード膜を具備する。強誘電体膜の上下部に形成されたシード膜は、強誘電体膜の上下部の界面特性を同一にして強誘電体キャパシタから奥付け現状が発生することを防止する。即ち、上、下シード膜は強誘電体膜の熱処理工程時強誘電体膜より先に結晶化されて、強誘電体膜を上、下から中心方向に結晶化させる。従って強誘電体膜の上下部界面特性が同一になって強誘電体キャパシタの特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 強誘電体キャパシタに蓄積された電荷量の変化を検出する方式を使用する本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の断面図である。
【図2】 強誘電体キャパシタに蓄積された電荷量の変化を検出する方式を使用する本発明の第2実施例による強誘電体メモリ装置の断面図である。
【図3】 強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式を使用する本発明の第3実施例による強誘電体メモリ装置の断面図である。
【図4】 強誘電体の自発分極による半導体の抵抗変化を検出する方式を使用する本発明の第4実施例による強誘電体メモリ装置の断面図である。
【図5】 図1に示されている本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
【図6】 図1に示されている本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
【図7】 図1に示されている本発明の第1実施例による強誘電体メモリ装置の製造方法を説明するための工程中間段階構造物の断面図である。
【符号の説明】
100 半導体基板 102 ゲート絶縁膜
104 ゲート 106 ソース領域
107 ドレイン領域 108 層間絶縁膜
110 コンタクトプラグ 112 下部電極
114 下部シード膜 116 強誘電体膜
118 上部シード膜 120 上部電極

Claims (18)

  1. 下部電極と、
    前記下部電極上に形成された下部シード膜であって、前記下部シード層上に形成された強誘電体より結晶化温度が低い物質よりなる下部シード膜と、
    前記下部シード膜上に形成された強誘電体膜と、
    前記強誘電体膜上に形成された上部シード膜であって、前記強誘電体より結晶化温度が
    低い物質よりなる上部シード膜と、
    前記上部シード膜上に形成された上部電極よりなる強誘電体キャパシタとを具備することを特徴とする強誘電体メモリ装置。
  2. 前記強誘電体膜は、PZT膜であることを特徴とする請求項1に記載の誘電体メモリ装置。
  3. 前記上下部シード膜は、前記強誘電体膜の上下界面特性を同一にするために形成された膜であることを特徴とする請求項1に記載の強誘電体メモリ装置。
  4. 前記上下部シード膜を形成する物質は、前記強誘電体膜を構成する物質より結晶化温度が低い同一の物質であることを特徴とする請求項3に記載の強誘電体メモリ装置。
  5. 前記上下部シード膜を形成する物質は、前記強誘電体膜を構成する物質と格子定数が類似した強誘電体であることを特徴とする請求項4に記載の強誘電体メモリ装置。
  6. 前記上下部シード膜を形成する物質は、各々PbTiO3 、TiO3 または強誘電体膜を構成するPZTよりPbの含量が多いか、Ti/Zrの値が大きいPZTであることを特徴とする請求項3に記載の強誘電体メモリ装置。
  7. 前記上下部電極は、各々白金族金属膜、導電性酸化物膜または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜よりなることを特徴とする請求項1に記載の強誘電体メモリ装置。
  8. 前記下部電極とソースが電気的に連結されたトランジスタをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の強誘電体メモリ装置。
  9. 前記下部電極の下のゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の下の半導体基板と、
    前記ゲート絶縁膜の縁部に隣接した前記半導体基板の一部領域にソース及びドレイン領域をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の強誘電体メモリ装置。
  10. 白金族金属膜、導電性酸化物膜または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜よりなった下部電極と、
    前記下部電極上にPbTiO3 、TiO3 またはPZTよりなる下部シード膜であって、前記PZTは前記下部シード膜上に形成される強誘電体膜用PZTよりPbの含量が多いか、Ti/Zrの値が大きいPZTの下部シード膜であって、前記強誘電体膜用PZTより結晶化温度が低い物質よりなる下部シード膜と、
    前記下部シード膜上に形成されたPZT強誘電体膜と、
    前記PZT膜上に形成され、前記下部シード膜と同一物質よりなる上部シード膜であって、前記PZTより結晶化温度が低い物質よりなる上部シード膜と、
    前記上部シード膜上に形成され、白金族金属膜、導電性酸化物膜または導電性酸化物膜−白金族金属膜の二重膜より形成された上部電極を具備することを特徴とする強誘電体メモリ装置。
  11. 半導体基板上に下部電極を形成する段階と、
    前記下部電極上に前記下部シード層上に形成される強誘電体より結晶化温度が低い物質よりなる下部シード膜を形成する段階と、
    前記下部シード膜上に強誘電体膜を形成する段階と、
    前記強誘電体膜上に前記強誘電体より結晶化温度が低い物質よりなる上部シード膜を形成する段階と、
    前記上部シード膜が形成された結果物を熱処理する段階と、
    前記上部シード膜上に上部電極を形成する段階とを具備することを特徴とする強誘電体メモリ装置の製造方法。
  12. 前記強誘電体膜を形成する段階は、PZT膜を使用して強誘電体膜を形成することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  13. 前記下部シード膜を形成する段階及び前記上部シード膜を形成する段階は、前記強誘電体膜を構成する物質より結晶化温度が低い物質を使用して前記上下部シード膜を形成することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  14. 前記下部シード膜を形成する段階及び前記上部シード膜を形成する段階は、前記強誘電体膜を構成する物質と格子定数が類似した強誘電体を使用して前記上下部シード膜を形成することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  15. 前記下部シード膜を形成する段階及び前記上部シード膜を形成する段階は、各々PbTiO3 、TiO3 または前記強誘電体膜を構成するPZTよりPbの含量が多いか、Ti/Zrの値が大きいPZTを使用して前記上下部シード膜を形成することを特徴とする請求項13に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  16. 前記下部電極を形成する段階は、白金族金属膜、導電性酸化物膜または白金族金属膜−導電性酸化物膜の二重膜を使って下部電極を形成し、
    前記の上部電極を形成する段階は、白金族金属膜、導電性酸化物膜または導電性酸化物膜−白金族金属膜の二重膜を使って上部電極を形成することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  17. 前記下部電極を形成する段階前に、
    前記下部電極とソースが電気的に連結されたトランジスタを形成する段階をさらに具備することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
  18. 前記下部電極を形成する段階前に、半導体基板を提供する段階と、
    前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する段階をさらに具備し、
    前記上部電極を形成する段階後に前記ゲート絶縁膜の縁部に隣接した前記半導体基板の一部領域にソース及びドレイン領域を形成する段階をさらに具備することを特徴とする請求項11に記載の強誘電体メモリ装置の製造方法。
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3385889B2 (ja) * 1996-12-25 2003-03-10 株式会社日立製作所 強誘電体メモリ素子及びその製造方法
CN1181217C (zh) * 1997-11-21 2004-12-22 三星电子株式会社 使用籽晶层形成pzt薄膜的方法
JP4772188B2 (ja) * 1998-11-30 2011-09-14 アイメック 強誘電コンデンサの作成方法および基板上にpzt層を成長させる方法
US6541806B2 (en) * 1999-01-14 2003-04-01 Symetrix Corporation Ferroelectric device with capping layer and method of making same
US6316797B1 (en) * 1999-02-19 2001-11-13 Advanced Technology Materials, Inc. Scalable lead zirconium titanate(PZT) thin film material and deposition method, and ferroelectric memory device structures comprising such thin film material
US6590243B2 (en) * 1999-04-28 2003-07-08 Sharp Laboratories Of America, Inc. Ferroelastic lead germanate thin film and deposition method
KR100470165B1 (ko) 1999-06-28 2005-02-07 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자 제조 방법
JP3427795B2 (ja) * 1999-08-31 2003-07-22 日本電気株式会社 薄膜の製造方法及びそれを用いた薄膜キャパシタの製造方法
US6674109B1 (en) 1999-09-30 2004-01-06 Rohm Co., Ltd. Nonvolatile memory
JP3800294B2 (ja) * 1999-10-25 2006-07-26 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2001237395A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
US6627930B1 (en) * 2000-03-14 2003-09-30 Fujitsu Limited Ferroelectric thin film capacitors having multi-layered crystallographic textures
JP2002170938A (ja) * 2000-04-28 2002-06-14 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法
KR100472731B1 (ko) * 2000-06-30 2005-03-08 주식회사 하이닉스반도체 씨드층 제거 공정을 생략할 수 있는 반도체 메모리 소자제조 방법
US7527982B1 (en) 2000-07-14 2009-05-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Manufacturing method of a semiconductor device including a crystalline insulation film made of perovskite type oxide
KR100382719B1 (ko) * 2000-08-25 2003-05-09 삼성전자주식회사 강유전체 커패시터를 포함하는 반도체 장치 및 그 제조방법
JP3627640B2 (ja) * 2000-09-22 2005-03-09 松下電器産業株式会社 半導体メモリ素子
JP3833887B2 (ja) * 2000-10-30 2006-10-18 株式会社東芝 強誘電体メモリ及びその製造方法
KR20020078307A (ko) * 2001-04-09 2002-10-18 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 커패시터 제조 방법
US6507060B2 (en) * 2001-05-23 2003-01-14 Winbond Electronics Corp. Silicon-based PT/PZT/PT sandwich structure and method for manufacturing the same
KR100408410B1 (ko) * 2001-05-31 2003-12-06 삼성전자주식회사 엠아이엠(mim) 커패시터를 갖는 반도체 소자 및 그제조 방법
KR100420121B1 (ko) * 2001-06-21 2004-03-02 삼성전자주식회사 강유전막을 평탄화막으로 이용하는 강유전체 메모리 장치 및 그 제조방법
US6475813B1 (en) * 2001-08-13 2002-11-05 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD and annealing processes for C-axis oriented ferroelectric thin films
JP3971598B2 (ja) 2001-11-01 2007-09-05 富士通株式会社 強誘電体キャパシタおよび半導体装置
US6664116B2 (en) * 2001-12-12 2003-12-16 Sharp Laboratories Of America, Inc. Seed layer processes for MOCVD of ferroelectric thin films on high-k gate oxides
JP4331442B2 (ja) * 2002-06-14 2009-09-16 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 強誘電体キャパシタ及びその製造方法並びに強誘電体メモリ
KR100846368B1 (ko) * 2002-06-29 2008-07-15 주식회사 하이닉스반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법
KR100481853B1 (ko) * 2002-07-26 2005-04-11 삼성전자주식회사 확장된 플레이트 라인을 갖는 강유전체 메모리소자 및 그제조방법
US20040023416A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Gilbert Stephen R. Method for forming a paraelectric semiconductor device
US7031138B2 (en) * 2002-12-09 2006-04-18 Infineon Technologies Ag Ferroelectric capacitor and process for its manufacture
US20040152214A1 (en) * 2003-01-30 2004-08-05 Sanjeev Aggarwal Method of making a haze free, lead rich PZT film
KR20040070564A (ko) * 2003-02-04 2004-08-11 삼성전자주식회사 강유전체 커패시터 및 그 제조방법
US6794198B1 (en) * 2003-06-25 2004-09-21 Sharp Laboratories Of America, Inc. MOCVD selective deposition of c-axis oriented Pb5Ge3O11 thin films on high-k gate oxides
US7183121B2 (en) * 2003-09-26 2007-02-27 Infineon Technologies Ag Process for fabrication of a ferrocapacitor
JP2005251843A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Nec Electronics Corp 半導体装置、その製造方法及び記憶装置
JP4679270B2 (ja) * 2005-06-30 2011-04-27 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
KR100655691B1 (ko) * 2005-09-21 2006-12-08 삼성전자주식회사 커패시터 및 이의 제조 방법.
TW200730042A (en) * 2005-10-14 2007-08-01 Ibiden Co Ltd Method for manufacturing high-dielectric sheet
WO2007115255A2 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 University Of Florida Research Foundation, Inc. Integrated power passives
JP4699408B2 (ja) * 2006-08-24 2011-06-08 富士通株式会社 電子デバイス及びその製造方法
KR20090017758A (ko) * 2007-08-16 2009-02-19 삼성전자주식회사 강유전체 커패시터의 형성 방법 및 이를 이용한 반도체장치의 제조 방법
KR20110044489A (ko) * 2009-10-23 2011-04-29 삼성전자주식회사 유전층을 포함하는 반도체 구조물, 이를 이용하는 커패시터 및 반도체 구조물의 형성 방법
CN102487124B (zh) * 2011-09-19 2014-07-23 中国科学院物理研究所 纳米多层膜、场效应管、传感器、随机存储器及制备方法
KR20180131118A (ko) * 2017-05-31 2018-12-10 에스케이하이닉스 주식회사 강유전층을 구비하는 반도체 장치 및 그 제조 방법
KR102433290B1 (ko) 2018-02-08 2022-08-17 에스케이하이닉스 주식회사 강유전성 소자의 제조 방법
US11114564B2 (en) 2018-08-21 2021-09-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ferroelectric MFM inductor and related circuits
US11393833B2 (en) 2020-04-22 2022-07-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Ferroelectric random access memory device with seed layer

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119154A (en) * 1990-12-03 1992-06-02 Micron Technology, Inc. Ferroelectric capacitor and method for forming local interconnect
US5206788A (en) * 1991-12-12 1993-04-27 Ramtron Corporation Series ferroelectric capacitor structure for monolithic integrated circuits and method
EP0568064B1 (en) * 1992-05-01 1999-07-14 Texas Instruments Incorporated Pb/Bi-containing high-dielectric constant oxides using a non-Pb/Bi-containing perovskite as a buffer layer
KR950009813B1 (ko) * 1993-01-27 1995-08-28 삼성전자주식회사 반도체장치 및 그 제조방법
US5471364A (en) * 1993-03-31 1995-11-28 Texas Instruments Incorporated Electrode interface for high-dielectric-constant materials
JPH0799252A (ja) * 1993-06-22 1995-04-11 Sharp Corp 強誘電体膜の製造方法及びそれを用いた半導体装置
US5566045A (en) * 1994-08-01 1996-10-15 Texas Instruments, Inc. High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers
KR100360468B1 (ko) * 1995-03-20 2003-01-24 삼성전자 주식회사 강유전성박막제조방법및이를적용한캐패시터및그제조방법
US5978207A (en) * 1996-10-30 1999-11-02 The Research Foundation Of The State University Of New York Thin film capacitor
US5719417A (en) * 1996-11-27 1998-02-17 Advanced Technology Materials, Inc. Ferroelectric integrated circuit structure
US6048738A (en) * 1997-03-07 2000-04-11 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method of making ferroelectric memory cell for VLSI RAM array

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