JP5452911B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、キャパシタを備える半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a capacitor.

不揮発性メモリの一種として、強誘電体のヒステリシス(履歴現象)を利用してデータを保持するFeRAM(Ferroelectric Random Access Memory:強誘電体メモリ)が知られている。   As a kind of nonvolatile memory, there is known an FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory) that retains data by using a hysteresis (history phenomenon) of a ferroelectric substance.

FeRAMには、セル構造の相違から大きき分類して2種類がある。1つは、メモリセル選択用の電界効果トランジスタと強誘電体キャパシタとを備える1T1C型セル構造を有するものであり、他の1つは、ゲート絶縁膜が強誘電体からなる電界効果トランジスタを備える1T型セル構造を有するものである。   There are two types of FeRAM, which are roughly classified according to the difference in cell structure. One has a 1T1C type cell structure including a field effect transistor for selecting a memory cell and a ferroelectric capacitor, and the other has a field effect transistor whose gate insulating film is made of a ferroelectric. It has a 1T type cell structure.

図4は、従来の1T1C型セル構造を有するFeRAMの図解的な平面図である。   FIG. 4 is a schematic plan view of a FeRAM having a conventional 1T1C type cell structure.

FeRAMは、P型のシリコン基板(図示せず)を備えている。シリコン基板の表面には、素子分離部(たとえば、LOCOS酸化膜)が選択的に形成されており、この素子分離部から複数の平面視長方形状のアクティブ領域101が露出している。アクティブ領域101は、その長手方向および長手方向と直交する方向に整列するマトリクス状に配置されている。   The FeRAM includes a P-type silicon substrate (not shown). An element isolation portion (for example, a LOCOS oxide film) is selectively formed on the surface of the silicon substrate, and a plurality of rectangular active regions 101 in plan view are exposed from the element isolation portion. The active regions 101 are arranged in a matrix that is aligned in the longitudinal direction and in a direction orthogonal to the longitudinal direction.

アクティブ領域101には、2つのメモリセルが形成されている。各メモリセルは、1T1C型セル構造を有している。   In the active region 101, two memory cells are formed. Each memory cell has a 1T1C type cell structure.

アクティブ領域101の長手方向の両端部および中央部には、シリコン基板の表層部に、N型の不純物領域が互いに間隔を空けて形成されている。アクティブ領域101の一端部の不純物領域は、一方のメモリセルに備えられる電界効果トランジスタのドレイン領域をなす。アクティブ領域101の他端部の不純物領域は、他方のメモリセルに備えられる電界効果トランジスタのドレイン領域をなす。アクティブ領域101の中央部の不純物領域は、2つのメモリセルに備えられる電界効果トランジスタに共通のソース領域をなす。   N-type impurity regions are formed at both ends and a central portion of the active region 101 in the longitudinal direction in the surface layer portion of the silicon substrate at intervals. The impurity region at one end of the active region 101 forms a drain region of a field effect transistor provided in one memory cell. The impurity region at the other end of the active region 101 forms a drain region of a field effect transistor provided in the other memory cell. The impurity region at the center of the active region 101 forms a source region common to the field effect transistors included in the two memory cells.

シリコン基板上には、ソース領域と各ドレイン領域との間の各チャネル領域に対向する位置に、ゲート電極102が設けられている。アクティブ領域101の長手方向と直交する方向に配列される電界効果トランジスタのゲート電極102は、一体化され、1本のワードラインWLを構成している。   On the silicon substrate, a gate electrode 102 is provided at a position facing each channel region between the source region and each drain region. The gate electrodes 102 of the field effect transistors arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the active region 101 are integrated to form one word line WL.

シリコン基板上には、層間絶縁膜が積層されている。層間絶縁膜上には、各メモリセルのドレイン領域と対向する位置(アクティブ領域101の長手方向の一端部および他端部の上方)に、強誘電体キャパシタ103が設けられている。強誘電体キャパシタ103は、下部電極104と上部電極105との間に強誘電体膜を介在させた積層構造を有している。   An interlayer insulating film is stacked on the silicon substrate. On the interlayer insulating film, a ferroelectric capacitor 103 is provided at a position facing the drain region of each memory cell (above one end and the other end in the longitudinal direction of the active region 101). The ferroelectric capacitor 103 has a laminated structure in which a ferroelectric film is interposed between the lower electrode 104 and the upper electrode 105.

下部電極104は、平面視略正方形状をなしている。下部電極104の中央部とドレイン領域との間には、第1コンタクトプラグ106が層間絶縁膜を貫通して設けられている。下部電極104は、第1コンタクトプラグ106を介して、ドレイン領域と電気的に接続されている。   The lower electrode 104 has a substantially square shape in plan view. A first contact plug 106 is provided through the interlayer insulating film between the center portion of the lower electrode 104 and the drain region. The lower electrode 104 is electrically connected to the drain region via the first contact plug 106.

上部電極105は、下部電極104よりも小さな平面視略正方形状をなしている。上部電極105の中央部の上方において、プレートラインPLがアクティブ領域101の長手方向と直交する方向に延びている。プレートラインPLは、上部電極105と電気的に接続されている。   The upper electrode 105 has a substantially square shape in plan view smaller than the lower electrode 104. Above the central portion of the upper electrode 105, the plate line PL extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the active region 101. The plate line PL is electrically connected to the upper electrode 105.

また、アクティブ領域101の上方において、ビットラインBLがアクティブ領域101の長手方向に延びている。ビットラインBLは、第2コンタクトプラグ107を介して、アクティブ領域101の中央部のソース領域と電気的に接続されている。   In addition, the bit line BL extends in the longitudinal direction of the active region 101 above the active region 101. The bit line BL is electrically connected to the source region at the center of the active region 101 via the second contact plug 107.

ワードラインWLへの電圧の印加により電界効果トランジスタがオンされた状態で、プレートラインPLとビットラインBLとの間に電圧が印加されると、強誘電体キャパシタ103の強誘電体膜に自発分極が生じる。これにより、データの書き込みが達成され、その分極状態が維持されることにより、データが保持される。データの読み出し時には、ワードラインWLへの電圧の印加により電界効果トランジスタがオンされた状態で、プレートラインPLとビットラインBLとの間にパルス電圧が印加される。このパルス電圧の印加により強誘電体膜の分極方向が変わると、プレートラインPLとビットラインBLとの間に電流が流れるので、その電流の有無により、論理信号「1」または「0」を得ることができる。
特開2004−95915号公報
When a voltage is applied between the plate line PL and the bit line BL in a state where the field effect transistor is turned on by applying a voltage to the word line WL, spontaneous polarization is applied to the ferroelectric film of the ferroelectric capacitor 103. Occurs. As a result, data writing is achieved and the polarization state is maintained, so that the data is retained. At the time of reading data, a pulse voltage is applied between the plate line PL and the bit line BL while the field effect transistor is turned on by applying a voltage to the word line WL. When the polarization direction of the ferroelectric film changes due to the application of the pulse voltage, a current flows between the plate line PL and the bit line BL, so that a logic signal “1” or “0” is obtained depending on the presence or absence of the current. be able to.
JP 2004-95915 A

FeRAMには、デザインルールがある。このデザインルールでは、ゲート電極102と第1コンタクトプラグ106との間の最小距離、下部電極104の周端縁と第1コンタクトプラグ106との間の最小距離、第1コンタクトプラグ106と第2コンタクトプラグ107との間の最小距離などが定められている。デザインルールに従いつつ、メモリセルの面積(セル面積)に対する強誘電体キャパシタの面積(キャパシタ面積)の割合を増やすには、FeRAMの各部のレイアウトに工夫が必要である。セル面積に対するキャパシタ面積の割合が大きいほど、FeRAMの動作マージン(動作安定性)が向上する。   FeRAM has design rules. In this design rule, the minimum distance between the gate electrode 102 and the first contact plug 106, the minimum distance between the peripheral edge of the lower electrode 104 and the first contact plug 106, the first contact plug 106 and the second contact. A minimum distance from the plug 107 is determined. In order to increase the ratio of the area of the ferroelectric capacitor (capacitor area) to the area of the memory cell (cell area) while complying with the design rule, it is necessary to devise the layout of each part of the FeRAM. As the ratio of the capacitor area to the cell area is larger, the operation margin (operation stability) of the FeRAM is improved.

そこで、本発明の目的は、デザインルールに従いつつ、セル面積に対するキャパシタ面積の割合の増大を図ることができる、半導体装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the ratio of the capacitor area to the cell area while following the design rule.

前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、第1導電型の半導体層と、前記半導体層の表面に選択的に形成され、複数のアクティブ領域を互いに分離する素子分離部と、各アクティブ領域において、前記半導体層の表層部に形成された第2導電型の第1不純物領域と、各アクティブ領域において、前記半導体層の表層部に前記第1不純物領域と間隔を空けて形成された第2導電型の第2不純物領域と、前記半導体層上に形成され、前記第1不純物領域と前記第2不純物領域との間の領域に対向するゲート電極と、前記第1不純物領域の上方に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に介在された強誘電体膜と、前記上部電極の上方に形成されたプレートラインと、下端が前記上部電極に接続され、上端が前記プレートラインに接続されたプレートビアと、前記プレートビアと平面視で重なる位置に形成され、かつ上端が前記下部電極に接続され、下端が前記第1不純物領域に接続された容量コンタクトプラグと、前記第2不純物領域の上方に形成されたビットラインと、下端が前記第2不純物領域に接続され、前記ビットラインと電気的に接続されたビットコンタクトプラグとを含み、前記アクティブ領域は、所定方向に延びる直線領域および前記直線領域の前記所定方向の中央において前記直線領域と直交する直交領域を有する平面視T字状をなし、隣接する前記アクティブ領域同士が前記所定方向および前記所定方向に直交する方向のいずれにおいても互いにずれることがないように、前記所定方向と直交する方向に複数並べて形成され、前記アクティブ領域の前記直線領域における前記直交領域が形成された側の辺と反対側の辺には、凹部が形成され、前記第1不純物領域は、各アクティブ領域の前記直線領域の両端部にそれぞれ形成され、前記第2不純物領域は、各アクティブ領域の前記直交領域の端部に形成され、前記ビットコンタクトプラグは、前記所定方向と直交する方向に隣り合う2つのアクティブ領域に形成されている4つの前記第1不純物領域に接続された前記容量コンタクトプラグを頂点とする四角形の中心に配置されており、前記下部電極、前記上部電極および前記強誘電体膜からなる強誘電体キャパシタを備え、前記強誘電体キャパシタは、平面視五角形状をなしている、半導体装置である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a semiconductor layer of a first conductivity type, an element isolation portion that is selectively formed on the surface of the semiconductor layer and separates a plurality of active regions from each other; In each active region, a first impurity region of a second conductivity type formed in the surface layer portion of the semiconductor layer, and in each active region, formed in the surface layer portion of the semiconductor layer with a space from the first impurity region. A second impurity region of a second conductivity type, a gate electrode formed on the semiconductor layer and facing a region between the first impurity region and the second impurity region, and above the first impurity region. A lower electrode formed on the upper electrode; an upper electrode formed on the lower electrode; a ferroelectric film interposed between the lower electrode and the upper electrode; and a plate formed above the upper electrode. Line and bottom A plate via connected to the upper electrode and having an upper end connected to the plate line; and a position overlapping the plate via in plan view; an upper end connected to the lower electrode; and a lower end connected to the first impurity region A capacitor contact plug connected to the second impurity region, a bit line formed above the second impurity region, and a bit contact plug having a lower end connected to the second impurity region and electrically connected to the bit line. The active region includes a straight region extending in a predetermined direction and a T-shape in a plan view having an orthogonal region orthogonal to the linear region in the center of the predetermined direction of the linear region, and the adjacent active regions are Orthogonal to the predetermined direction so that they do not deviate from each other in either the predetermined direction or the direction orthogonal to the predetermined direction Are formed side by side in the direction, and a recess is formed on the side of the active region opposite to the side where the orthogonal region is formed, and the first impurity region is formed in each active region. The second impurity region is formed at each end of the orthogonal region of each active region, and the bit contact plug is adjacent to a direction perpendicular to the predetermined direction. Arranged at the center of a quadrangle having the capacitor contact plugs connected to the four first impurity regions formed in the active region as apexes, and comprising the lower electrode, the upper electrode, and the ferroelectric film The semiconductor device includes a ferroelectric capacitor, and the ferroelectric capacitor has a pentagonal shape in plan view .

この半導体装置では、第1導電型の半導体層の表面に、複数のアクティブ領域を互いに分離する素子分離部が選択的に形成されている。各アクティブ領域は、所定方向に延びる直線領域および直線領域の所定方向の中央において直線領域と直交する直交領域を有する平面視T字状をなしている。そして、アクティブ領域は、所定方向と直交する方向に複数並べて形成されている。直線領域の両端部には、半導体層の表層部に、第2導電型の第1不純物領域が形成されている。直交領域の端部には、半導体層の表層部に、第2導電型の第2不純物領域が形成されている。半導体層上には、ゲート電極が設けられている。ゲート電極は、第1不純物領域と第2不純物領域との間の領域に対向している。また、第1不純物領域の上方には、下部電極および上部電極を備えるキャパシタが形成されている。第1不純物領域と下部電極とは、容量コンタクトプラグを介して、電気的に接続されている。また、第2不純物領域の上方には、ビットラインが形成されている。第2不純物領域とビットラインとは、ビットコンタクトプラグを介して、電気的に接続されている。   In this semiconductor device, an element isolation portion for isolating a plurality of active regions from each other is selectively formed on the surface of the first conductivity type semiconductor layer. Each active region has a T-shape in plan view having a linear region extending in a predetermined direction and an orthogonal region orthogonal to the linear region at the center of the linear region in the predetermined direction. A plurality of active areas are formed side by side in a direction orthogonal to the predetermined direction. At both ends of the straight line region, a first impurity region of the second conductivity type is formed in the surface layer portion of the semiconductor layer. A second impurity region of the second conductivity type is formed in the surface layer portion of the semiconductor layer at the end of the orthogonal region. A gate electrode is provided on the semiconductor layer. The gate electrode is opposed to a region between the first impurity region and the second impurity region. A capacitor including a lower electrode and an upper electrode is formed above the first impurity region. The first impurity region and the lower electrode are electrically connected via a capacitive contact plug. A bit line is formed above the second impurity region. The second impurity region and the bit line are electrically connected via a bit contact plug.

そして、ビットコンタクトプラグは、所定方向と直交する方向に隣り合う2つのアクティブ領域に形成されている4つの第1不純物領域に接続された容量コンタクトプラグを頂点とする四角形の中心に配置されている。これにより、容量コンタクトプラグとビットコンタクトプラグとの間にデザインルールで定められた最小距離を確保しつつ、所定方向に並ぶ2つの容量コンタクトプラグの間の距離を小さくすることができる。その結果、セル面積を縮小することができる。また、平面視におけるビットコンタクトプラグと下部電極との間にデザインルールで定められた最小距離を確保しつつ、キャパシタの面積を所定方向に拡大することができる。その結果、キャパシタ面積を増大することができる。よって、デザインルールに従いつつ、セル面積に対するキャパシタ面積の割合の増大を図ることができる。
また、アクティブ領域の直線領域における直交領域が形成された側の辺と反対側の辺には、凹部が形成されている。複数のアクティブ領域を所定方向と直交する方向に複数並べて形成する場合、互いに隣り合うアクティブ領域は、直線領域に形成された当該凹部と、直交領域とが互いに対向するように配置される。このようにアクティブ領域に凹部が形成されている場合、凹部が形成されていないアクティブ領域の場合と比較して、互いに隣り合うアクティブ領域をより一層近づけて形成することができる。これにより、半導体装置の集積度を、より一層向上できる。
The bit contact plug is arranged at the center of a quadrangle with the capacitor contact plugs connected to the four first impurity regions formed in the two active regions adjacent to each other in the direction orthogonal to the predetermined direction. . As a result, the distance between the two capacitor contact plugs arranged in the predetermined direction can be reduced while ensuring the minimum distance defined by the design rule between the capacitor contact plug and the bit contact plug. As a result, the cell area can be reduced. In addition, the area of the capacitor can be expanded in a predetermined direction while ensuring the minimum distance determined by the design rule between the bit contact plug and the lower electrode in plan view. As a result, the capacitor area can be increased. Therefore, it is possible to increase the ratio of the capacitor area to the cell area while following the design rule.
In addition, a recess is formed on the side opposite to the side where the orthogonal region is formed in the straight region of the active region. When a plurality of active regions are formed side by side in a direction orthogonal to the predetermined direction, the adjacent active regions are arranged such that the concave portion formed in the linear region and the orthogonal region face each other. In this way, when the concave portion is formed in the active region, the adjacent active regions can be formed closer to each other as compared with the case of the active region in which the concave portion is not formed. Thereby, the integration degree of the semiconductor device can be further improved.

この半導体装置は、上部電極の上方に形成されたプレートラインと、下端が上部電極に接続され、上端がプレートラインに接続されたプレートビアとをさらに備えている The semiconductor device includes a plate line formed above the upper electrode, the lower end is connected to the upper electrode, and further a plate via which the upper end is connected to the plate line.

量コンタクトプラグおよびプレートビアが平面視で重なっていている。このレイアウトにより、容量コンタクトプラグの形成時のフォトリソグラフィ工程およびプレートビアの形成時のフォトリソグラフィ工程に、同一のフォトマスク(レチクル)を用いることができる。 Capacity contact plug and plate vias are overlap in plan view. With this layout, the same photomask (reticle) can be used for the photolithography process when forming the capacitor contact plug and the photolithography process when forming the plate via.

また、半導体装置は、下部電極と上部電極との間に介在された強誘電体膜をさらに備えている。すなわち、半導体装置は、下部電極、上部電極およびこれらの間に介在される強誘電体膜からなる強誘電体キャパシタを備えている。前記強誘電体キャパシタは、平面視五角形状をなしている The semiconductor device further includes a ferroelectric film interposed between the lower electrode and the upper electrode. That is, the semiconductor device includes a ferroelectric capacitor including a lower electrode, an upper electrode, and a ferroelectric film interposed therebetween . Before SL ferroelectric capacitor is formed in a plan view pentagonal shape.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の第1実施形態に係るFeRAMの図解的な平面図である。図2は、図1に示すFeRAMの回路図である。図3は、図1に示すFeRAMの切断線III−IIIにおける模式的な断面図である。   FIG. 1 is a schematic plan view of an FeRAM according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the FeRAM shown in FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along section line III-III of FeRAM shown in FIG.

FeRAM1は、複数のメモリセルを備えている。各メモリセルは、1T1C型セル構造を有している。なお、図1,2には、FeRAM1の一部が示されている。また、図2において、1つのメモリセルが破線で囲まれている。   The FeRAM 1 includes a plurality of memory cells. Each memory cell has a 1T1C type cell structure. 1 and 2 show a part of the FeRAM 1. In FIG. 2, one memory cell is surrounded by a broken line.

FeRAM1は、図3に示すように、P型の半導体層2を備えている。半導体層2は、Si(シリコン)基板またはSiC(炭化珪素)基板などの半導体基板であってもよいし、エピタキシャル成長またはCVD法により形成されるSi層またはSiC層などであってもよい。   The FeRAM 1 includes a P-type semiconductor layer 2 as shown in FIG. The semiconductor layer 2 may be a semiconductor substrate such as a Si (silicon) substrate or a SiC (silicon carbide) substrate, or may be a Si layer or a SiC layer formed by epitaxial growth or a CVD method.

半導体層2の表面には、複数のアクティブ領域3を避けて、素子分離部4が選択的に形成されている。素子分離部4は、たとえば、半導体層2の表面から比較的浅く掘り下がった溝に絶縁体が埋設されたSTI(Shallow Trench Isolation)構造を有するものであってもよいし、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法により半導体層2の表面に選択的に形成されたシリコン酸化膜であってもよい。   An element isolation portion 4 is selectively formed on the surface of the semiconductor layer 2 while avoiding a plurality of active regions 3. The element isolation portion 4 may have, for example, an STI (Shallow Trench Isolation) structure in which an insulator is embedded in a groove dug relatively shallow from the surface of the semiconductor layer 2 or a LOCOS (Local Oxidation of). A silicon oxide film selectively formed on the surface of the semiconductor layer 2 by the silicon method may be used.

図1には、アクティブ領域3の輪郭が太線で示されている。アクティブ領域3は、行方向および列方向にそれぞれ一定の間隔を空けて、行方向および列方向に整列するマトリクス状に配列されている。より具体的には、各アクティブ領域3は、隣接するアクティブ領域3同士が行方向および列方向のいずれにおいても互いにずれることがないように形成されている。各アクティブ領域3は、列方向に延びる直線領域3Aおよび直線領域3Aの列方向の中央において直線領域3Aと直交する直交領域3Bを有する平面視T字状をなしている。各アクティブ領域3の直線領域3Aは、その直交領域3Bに対して行方向の一方側に配置されている。各アクティブ領域3の直線領域3Aにおける直交領域3Bが形成された側の辺と反対側の辺には、凹部が形成されており、互いに隣り合うアクティブ領域3は、直線領域3Aに形成された当該凹部と、直交領域3Bとが互いに対向するように配置されている。 In FIG. 1, the outline of the active region 3 is indicated by a bold line. The active regions 3 are arranged in a matrix that is aligned in the row direction and the column direction at regular intervals in the row direction and the column direction. More specifically, each active region 3 is formed such that adjacent active regions 3 do not deviate from each other in either the row direction or the column direction. Each active region 3 has a T-shape in plan view having a linear region 3A extending in the column direction and an orthogonal region 3B orthogonal to the linear region 3A at the center of the linear region 3A in the column direction. The linear area 3A of each active area 3 is arranged on one side in the row direction with respect to the orthogonal area 3B. A concave portion is formed on the side opposite to the side where the orthogonal region 3B is formed in the linear region 3A of each active region 3, and the adjacent active regions 3 are formed in the linear region 3A. The recess and the orthogonal region 3B are arranged so as to face each other.

各アクティブ領域3には、図3に示すように、半導体層2の表層部に、2つのNチャネルMOSFET(Negative-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:以下「NMOS」という。)5のための不純物領域6,7が形成されている。不純物領域6は、直線領域3Aの両端部に形成され、2つのNMOS5の各ドレイン領域をなす。不純物領域7は、アクティブ領域3の直交領域3Bの端部に形成され、2つのNMOS5に共通のソース領域をなす。   In each active region 3, as shown in FIG. 3, impurities for two N-channel MOSFETs (hereinafter referred to as “NMOS”) 5 are formed in the surface layer portion of the semiconductor layer 2. Regions 6 and 7 are formed. The impurity regions 6 are formed at both ends of the linear region 3 </ b> A and form the drain regions of the two NMOSs 5. The impurity region 7 is formed at the end of the orthogonal region 3B of the active region 3 and forms a common source region for the two NMOSs 5.

半導体層2上には、ドレイン領域6とソース領域7との間の領域(NMOS5のチャネル領域)に対向する位置に、ゲート絶縁膜8が形成されている。ゲート絶縁膜8は、たとえば、SiO(酸化シリコン)からなる。ゲート絶縁膜8上には、ゲート電極9が形成されている。ゲート電極9は、たとえば、ドープトポリシリコン(たとえば、N型不純物が高濃度にドーピングされたポリシリコン)からなる。ゲート電極9の周囲には、サイドウォール10が形成されている。サイドウォール10によって、ゲート絶縁膜8およびゲート電極9の側面の全周が覆われている。サイドウォール10は、たとえば、SiN(窒化シリコン)またはSiOからなる。 On the semiconductor layer 2, a gate insulating film 8 is formed at a position facing the region between the drain region 6 and the source region 7 (the channel region of the NMOS 5). The gate insulating film 8 is made of, for example, SiO 2 (silicon oxide). A gate electrode 9 is formed on the gate insulating film 8. The gate electrode 9 is made of, for example, doped polysilicon (for example, polysilicon doped with an N-type impurity at a high concentration). A sidewall 10 is formed around the gate electrode 9. The sidewall 10 covers the entire circumference of the side surfaces of the gate insulating film 8 and the gate electrode 9. The sidewall 10 is made of, for example, SiN (silicon nitride) or SiO 2 .

図1,2に示すように、行方向に並ぶNMOS5のゲート電極9は、一体化されて、ワードラインWL1,WL2,・・・を構成している。ワードラインWL1,WL2,・・・は、アクティブ領域3の直交領域3Bに対する列方向の両側において、直線領域3Aにおけるドレイン領域6以外の領域と平面視で直交し、行方向に延びる直線状に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gate electrodes 9 of the NMOSs 5 arranged in the row direction are integrated to form word lines WL1, WL2,. The word lines WL1, WL2,... Are formed in a straight line extending in the row direction perpendicular to the regions other than the drain region 6 in the linear region 3A in plan view on both sides in the column direction of the active region 3 with respect to the orthogonal region 3B. Has been.

図3に示すように、半導体層2上には、第1層間絶縁膜11が積層されている。第1層間絶縁膜11は、たとえば、SiOからなる。 As shown in FIG. 3, a first interlayer insulating film 11 is stacked on the semiconductor layer 2. The first interlayer insulating film 11 is made of, for example, SiO 2 .

第1層間絶縁膜11上には、各ドレイン領域6と対向する位置に、強誘電体キャパシタ12が配置されている。強誘電体キャパシタ12は、下部電極13、強誘電体膜14および上部電極15を第1層間絶縁膜11上にこの順に積層した構造を有している。言い換えれば、強誘電体キャパシタ12は、下部電極13と上部電極15との間に強誘電体膜14が介在された構造を有している。強誘電体キャパシタ12は、平面視で矩形状部分と略二等辺三角形状部分とを結合した五角形状(ホームベース形状)をなしている。また、強誘電体キャパシタ12は、その形成時におけるエッチング困難性のために、上方が窄まった断面台形状をなしている。 A ferroelectric capacitor 12 is disposed on the first interlayer insulating film 11 at a position facing each drain region 6. The ferroelectric capacitor 12 has a structure in which a lower electrode 13, a ferroelectric film 14 and an upper electrode 15 are laminated on the first interlayer insulating film 11 in this order. In other words, the ferroelectric capacitor 12 has a structure in which the ferroelectric film 14 is interposed between the lower electrode 13 and the upper electrode 15. The ferroelectric capacitor 12 has a pentagonal shape (home base shape) in which a rectangular portion and a substantially isosceles triangular portion are coupled in plan view. In addition, the ferroelectric capacitor 12 has a trapezoidal cross section with the upper portion narrowed due to difficulty in etching at the time of formation.

下部電極13は、平面視で矩形状部分と略二等辺三角形状部分とを結合した五角形状(ホームベース形状)をなしている。下部電極13は、Irなどの貴金属を含む導電材料からなる。   The lower electrode 13 has a pentagonal shape (home base shape) in which a rectangular portion and a substantially isosceles triangular portion are coupled in plan view. The lower electrode 13 is made of a conductive material containing a noble metal such as Ir.

強誘電体膜14は、下部電極13と相似かつ下部電極13よりも小さく上部電極15よりも大きい平面視五角形状をなしている。強誘電体膜14は、たとえば、PZT(Pb(Zr,Ti)O:チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。 The ferroelectric film 14 has a pentagonal shape in plan view that is similar to the lower electrode 13 and smaller than the lower electrode 13 and larger than the upper electrode 15. The ferroelectric film 14 is made of, for example, PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 : lead zirconate titanate).

上部電極15は、下部電極13と相似かつ下部電極13よりも小さい平面視五角形状なしている。上部電極15は、たとえば、IrO(酸化イリジウム)膜、Ir(イリジウム)膜およびIrTa(イリジウムタンタル)合金膜を強誘電体膜14上にこの順に積層した構造を有している。IrTa合金膜は、水素バリア性を有している。 The upper electrode 15 has a pentagonal shape in plan view that is similar to the lower electrode 13 and smaller than the lower electrode 13. The upper electrode 15 has a structure in which, for example, an IrO 2 (iridium oxide) film, an Ir (iridium) film, and an IrTa (iridium tantalum) alloy film are laminated on the ferroelectric film 14 in this order. The IrTa alloy film has a hydrogen barrier property.

第1層間絶縁膜11および強誘電体キャパシタ12の各表面は、強誘電体膜14の水素還元による特性劣化を防止するための水素バリア膜16により被覆されている。水素バリア膜16は、たとえば、Al(アルミナ)からなる。 Each surface of the first interlayer insulating film 11 and the ferroelectric capacitor 12 is covered with a hydrogen barrier film 16 for preventing characteristic deterioration due to hydrogen reduction of the ferroelectric film 14. The hydrogen barrier film 16 is made of, for example, Al 2 O 3 (alumina).

水素バリア膜16上には、第2層間絶縁膜17が積層されている。第2層間絶縁膜17は、たとえば、SiOからなる。 A second interlayer insulating film 17 is laminated on the hydrogen barrier film 16. The second interlayer insulating film 17 is made of, for example, SiO 2 .

図1,2に示すように、FeRAM1は、プレートラインPL1,PL2,・・・およびビットラインBL1,BL2,・・・をさらに備えている。プレートラインPL1,PL2,・・・およびビットラインBL1,BL2,・・・は、たとえば、第2層間絶縁膜17よりも上方において、層間絶縁膜(図示せず)により互いに絶縁される別の配線層に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the FeRAM 1 further includes plate lines PL1, PL2,... And bit lines BL1, BL2,. The plate lines PL1, PL2,... And the bit lines BL1, BL2,... Are separated from each other by an interlayer insulating film (not shown) above the second interlayer insulating film 17, for example. Formed in layers.

プレートラインPL1,PL2,・・・は、行方向に整列する各強誘電体キャパシタ12の上部電極15の中心上を経由する略直線状に延びている。プレートラインPL1,PL2,・・・は、たとえば、Al(アルミニウム)からなる。   The plate lines PL1, PL2,... Extend substantially linearly via the center of the upper electrode 15 of each ferroelectric capacitor 12 aligned in the row direction. The plate lines PL1, PL2,... Are made of, for example, Al (aluminum).

ビットラインBL1,BL2,・・・は、列方向に並ぶ各アクティブ領域3に形成されたソース領域7上を経由する直線状に延びている。ビットラインBL1,BL2,・・・は、たとえば、Alからなる。   The bit lines BL1, BL2,... Extend in a straight line passing over the source region 7 formed in each active region 3 arranged in the column direction. The bit lines BL1, BL2,... Are made of Al, for example.

図3に示すように、第1層間絶縁膜11には、各ドレイン領域6とこれに対向する強誘電体キャパシタ12の下部電極13との間に、容量コンタクトプラグ18が埋設されている。図1に示すように、各アクティブ領域3の2つのドレイン領域6上の容量コンタクトプラグ18は、アクティブ領域3の直線領域3Aの列方向の中央に対して対称をなす位置に配置されている。   As shown in FIG. 3, in the first interlayer insulating film 11, a capacitor contact plug 18 is buried between each drain region 6 and the lower electrode 13 of the ferroelectric capacitor 12 facing the drain region 6. As shown in FIG. 1, the capacitor contact plugs 18 on the two drain regions 6 of each active region 3 are arranged at positions symmetrical with respect to the center in the column direction of the linear region 3 </ b> A of the active region 3.

各容量コンタクトプラグ18は、図3に示すように、第1層間絶縁膜11を貫通する容量コンタクトホール19にバリアメタル20を介して埋設されている。バリアメタル20は、容量コンタクトホール19の側面およびドレイン領域6における容量コンタクトホール19に臨む部分を被覆している。これにより、容量コンタクトプラグ18の下端は、バリアメタル20を介して、ドレイン領域6に接続され、その上端は、下部電極13におけるその中心からワードラインWL1,WL2,・・・側と反対側(直線領域3Aの両端部の対向方向の外側)にずれた位置に接続されている。容量コンタクトプラグ18は、たとえば、W(タングステン)からなる。バリアメタル20は、たとえば、TiN(窒化チタン)からなる。   As shown in FIG. 3, each capacitor contact plug 18 is buried in a capacitor contact hole 19 penetrating the first interlayer insulating film 11 via a barrier metal 20. The barrier metal 20 covers the side surface of the capacitor contact hole 19 and the portion of the drain region 6 that faces the capacitor contact hole 19. As a result, the lower end of the capacitor contact plug 18 is connected to the drain region 6 through the barrier metal 20, and the upper end thereof is opposite to the word lines WL1, WL2,... It is connected to a position shifted to the outside of the opposite direction of both ends of the linear region 3A. The capacitor contact plug 18 is made of, for example, W (tungsten). The barrier metal 20 is made of, for example, TiN (titanium nitride).

また、第2層間絶縁膜17には、各強誘電体キャパシタ12の上部電極15とこれに対向するプレートラインPL1,PL2,・・・との間に、プレートビア21が埋設されている。具体的には、第2層間絶縁膜17には、平面視で容量コンタクトホール19と重なる位置に、プレートビアホール22が形成されている。プレートビアホール22は、第2層間絶縁膜17を貫通し、水素バリア膜16をさらに貫通して、その下端が上部電極15に達している。プレートビアホール22の側面ならびに上部電極15および水素バリア膜16におけるプレートビアホール22に臨む部分上には、バリアメタル23が形成されている。バリアメタル23は、たとえば、TiNからなる。プレートビア21は、バリアメタル23を介して、プレートビアホール22に埋設されている。これにより、プレートビア21の下端は、バリアメタル23を介して、上部電極15におけるその中心からワードラインWL1,WL2,・・・側と反対側にずれた位置に接続され、その上端は、プレートラインPL1,PL2,・・・に接続されている。   In the second interlayer insulating film 17, a plate via 21 is embedded between the upper electrode 15 of each ferroelectric capacitor 12 and the plate lines PL1, PL2,. Specifically, a plate via hole 22 is formed in the second interlayer insulating film 17 at a position overlapping the capacitor contact hole 19 in plan view. The plate via hole 22 penetrates the second interlayer insulating film 17, further penetrates the hydrogen barrier film 16, and its lower end reaches the upper electrode 15. A barrier metal 23 is formed on the side surface of the plate via hole 22 and on the portion of the upper electrode 15 and the hydrogen barrier film 16 that faces the plate via hole 22. The barrier metal 23 is made of TiN, for example. The plate via 21 is embedded in the plate via hole 22 via the barrier metal 23. As a result, the lower end of the plate via 21 is connected via the barrier metal 23 to a position shifted from the center of the upper electrode 15 to the side opposite to the word lines WL1, WL2,. It is connected to lines PL1, PL2,.

また、各ソース領域7の上方には、第1層間絶縁膜11を貫通するビットコンタクトホール24と、水素バリア膜16および第2層間絶縁膜17を連続して貫通するビットビアホール25とが互いに連通して形成されている。ビットコンタクトホール24の側面およびソース領域7におけるビットコンタクトホール24に臨む部分上には、バリアメタル20と同じ材料からなるバリアメタル26が形成されている。そして、バリアメタル26の内側には、容量コンタクトプラグ18と同じ材料からなるビットコンタクトプラグ27が埋設されている。これにより、ビットコンタクトプラグ27の下端は、バリアメタル26を介して、ソース領域7に接続されている。一方、ビットビアホール25の側面ならびに水素バリア膜16およびビットコンタクトプラグ27におけるビットビアホール25に臨む部分上には、バリアメタル23と同じ材料からなるバリアメタル28が形成されている。バリアメタル28の内側には、プレートビア21と同じ材料からなるビットビア29が埋設されている。ビットコンタクトプラグ27は、バリアメタル28およびビットビア29を介して、ビットラインBL1,BL2,・・・と電気的に接続されている。   In addition, above each source region 7, a bit contact hole 24 that penetrates the first interlayer insulating film 11 and a bit via hole 25 that continuously penetrates the hydrogen barrier film 16 and the second interlayer insulating film 17 communicate with each other. Is formed. A barrier metal 26 made of the same material as the barrier metal 20 is formed on the side surface of the bit contact hole 24 and on the portion of the source region 7 facing the bit contact hole 24. A bit contact plug 27 made of the same material as that of the capacitor contact plug 18 is embedded inside the barrier metal 26. Thus, the lower end of the bit contact plug 27 is connected to the source region 7 via the barrier metal 26. On the other hand, a barrier metal 28 made of the same material as the barrier metal 23 is formed on the side surface of the bit via hole 25 and on the portion of the hydrogen barrier film 16 and the bit contact plug 27 that faces the bit via hole 25. A bit via 29 made of the same material as that of the plate via 21 is embedded inside the barrier metal 28. The bit contact plug 27 is electrically connected to the bit lines BL1, BL2,... Via the barrier metal 28 and the bit via 29.

そして、アクティブ領域3の行方向の位置は、行方向に隣り合う2つのアクティブ領域3に形成されている4つのドレイン領域6に接続された容量コンタクトプラグ18を頂点とする四角形の中心に、ビットコンタクトプラグ27が配置されるように設定されている。   The position of the active region 3 in the row direction is a bit centered on a square centered at the capacitor contact plug 18 connected to the four drain regions 6 formed in the two active regions 3 adjacent in the row direction. The contact plug 27 is set to be disposed.

ワードラインWL1,WL2,・・・への電圧の印加によりNMOS5がオンされた状態で、プレートラインPL1,PL2,・・・とビットラインBL1,BL2,・・・との間に電圧が印加されると、強誘電体キャパシタ12の強誘電体膜14に自発分極が生じる。これにより、データの書き込みが達成され、その分極状態が維持されることにより、データが保持される。データの読み出し時には、ワードラインWL1,WL2,・・・への電圧の印加によりNMOS5がオンされた状態で、プレートラインPL1,PL2,・・・とビットラインBL1,BL2,・・・との間にパルス電圧が印加される。このパルス電圧の印加により強誘電体膜14の分極方向が変わると、プレートラインPL1,PL2,・・・とビットラインBL1,BL2,・・・との間に電流が流れるので、その電流の有無により、論理信号「1」または「0」を得ることができる。   When the NMOS 5 is turned on by applying a voltage to the word lines WL1, WL2,..., A voltage is applied between the plate lines PL1, PL2,. Then, spontaneous polarization occurs in the ferroelectric film 14 of the ferroelectric capacitor 12. As a result, data writing is achieved and the polarization state is maintained, so that the data is retained. When reading data, the NMOS 5 is turned on by applying a voltage to the word lines WL1, WL2,..., And between the plate lines PL1, PL2,. A pulse voltage is applied to. When the polarization direction of the ferroelectric film 14 is changed by application of the pulse voltage, current flows between the plate lines PL1, PL2,... And the bit lines BL1, BL2,. Thus, the logic signal “1” or “0” can be obtained.

以上のように、FeRAM1では、複数のアクティブ領域3が行方向に複数並べて形成されている。各アクティブ領域3は、列方向に延びる直線領域3Aおよび直線領域3Aの列方向の中央において直線領域3Aと直交する直交領域3Bを有する平面視T字状をなしている。直線領域3Aの両端部には、P型の半導体層2の表層部に、N型のドレイン領域6が形成されている。直交領域3Bの端部には、半導体層2の表層部に、N型のソース領域7が形成されている。半導体層2上には、ゲート電極9が設けられている。ゲート電極9は、ドレイン領域6とソース領域7との間の領域に対向している。また、ドレイン領域6の上方には、下部電極13、強誘電体膜14および上部電極15を備える強誘電体キャパシタ12が形成されている。ドレイン領域6と下部電極13とは、容量コンタクトプラグ18を介して、電気的に接続されている。また、ソース領域7の上方には、ビットラインBL1,BL2,・・・が形成されている。ソース領域7とビットラインBL1,BL2,・・・とは、ビットコンタクトプラグ27を介して、電気的に接続されている。   As described above, in FeRAM 1, a plurality of active regions 3 are formed side by side in the row direction. Each active region 3 has a T-shape in plan view having a linear region 3A extending in the column direction and an orthogonal region 3B orthogonal to the linear region 3A at the center of the linear region 3A in the column direction. N-type drain regions 6 are formed in the surface layer portion of the P-type semiconductor layer 2 at both ends of the linear region 3A. An N-type source region 7 is formed in the surface layer portion of the semiconductor layer 2 at the end of the orthogonal region 3B. A gate electrode 9 is provided on the semiconductor layer 2. The gate electrode 9 is opposed to a region between the drain region 6 and the source region 7. A ferroelectric capacitor 12 including a lower electrode 13, a ferroelectric film 14 and an upper electrode 15 is formed above the drain region 6. The drain region 6 and the lower electrode 13 are electrically connected via a capacitor contact plug 18. In addition, bit lines BL1, BL2,... Are formed above the source region 7. The source region 7 and the bit lines BL1, BL2,... Are electrically connected via a bit contact plug 27.

そして、ビットコンタクトプラグ27は、行方向に隣り合う2つのアクティブ領域3に形成されている4つのドレイン領域6に接続された容量コンタクトプラグ18を頂点とする四角形の中心に配置されている。これにより、容量コンタクトプラグ18とビットコンタクトプラグ27との間にデザインルールで定められた最小距離を確保しつつ、列方向に並ぶ2つの容量コンタクトプラグ18の間の距離を小さくすることができる。その結果、セル面積を縮小することができる。また、平面視におけるビットコンタクトプラグ27と下部電極との間にデザインルールで定められた最小距離を確保しつつ、強誘電体キャパシタ12の面積を列方向に拡大することができる。その結果、キャパシタ面積を増大することができる。よって、デザインルールに従いつつ、セル面積に対するキャパシタ面積の割合の増大を図ることができる。   The bit contact plug 27 is arranged at the center of a quadrangle with the capacitor contact plugs 18 connected to the four drain regions 6 formed in the two active regions 3 adjacent in the row direction as apexes. As a result, the distance between the two capacitor contact plugs 18 arranged in the column direction can be reduced while ensuring the minimum distance determined by the design rule between the capacitor contact plug 18 and the bit contact plug 27. As a result, the cell area can be reduced. Further, the area of the ferroelectric capacitor 12 can be expanded in the column direction while ensuring the minimum distance defined by the design rule between the bit contact plug 27 and the lower electrode in plan view. As a result, the capacitor area can be increased. Therefore, it is possible to increase the ratio of the capacitor area to the cell area while following the design rule.

また、容量コンタクトプラグ18およびプレートビア21が平面視で重なる位置に形成されるので、容量コンタクトプラグ18の形成時のフォトリソグラフィ工程およびプレートビア21の形成時のフォトリソグラフィ工程に、同一のフォトマスク(レチクル)を用いることができる。
また、アクティブ領域3の直線領域3Aにおける直交領域3Bが形成された側の辺と反対側の辺には、凹部が形成されている。複数のアクティブ領域3を行方向に複数並べて形成する場合、互いに隣り合うアクティブ領域3は、直線領域3Aに形成された当該凹部と、直交領域3Bとが互いに対向するように配置される。このようにアクティブ領域3に凹部が形成されている場合、凹部が形成されていないアクティブ領域の場合と比較して、互いに隣り合うアクティブ領域3をより一層近づけて形成することができる。これにより、半導体装置1の集積度を、より一層向上できる。
Further, since the capacitor contact plug 18 and the plate via 21 are formed at positions overlapping in plan view, the same photomask is used for the photolithography process when the capacitor contact plug 18 is formed and the photolithography process when the plate via 21 is formed. (Reticle) can be used.
Further, a concave portion is formed on the side opposite to the side where the orthogonal region 3B is formed in the linear region 3A of the active region 3. When a plurality of active regions 3 are formed side by side in the row direction, the adjacent active regions 3 are arranged such that the concave portions formed in the linear region 3A and the orthogonal region 3B face each other. Thus, when the recessed part is formed in the active area | region 3, compared with the case of the active area | region where the recessed part is not formed, the adjacent active region 3 can be formed still closer. Thereby, the integration degree of the semiconductor device 1 can be further improved.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、その実施形態には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   Although one embodiment of the present invention has been described above, various design changes can be made to the embodiment within the scope of the matters described in the claims.

たとえば、本発明は、FeRAMに限らず、常誘電体キャパシタを備えるDRAM(Dynamic Random Access Memory)に適用することもできる。   For example, the present invention can be applied not only to FeRAM but also to a DRAM (Dynamic Random Access Memory) including a paraelectric capacitor.

図1は、本発明の第1実施形態に係るFeRAMの図解的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of an FeRAM according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すFeRAMの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the FeRAM shown in FIG. 図3は、図1に示すFeRAMの切断線III−IIIにおける模式的な断面図である。3 is a schematic cross-sectional view taken along section line III-III of FeRAM shown in FIG. 図4は、従来のFeRAMの図解的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of a conventional FeRAM.

符号の説明Explanation of symbols

1 FeRAM
2 半導体層
3 アクティブ領域
3A 直線領域
3B 直交領域
4 素子分離部
6 ドレイン領域
7 ソース領域
9 ゲート電極
12 強誘電体キャパシタ
13 下部電極
14 強誘電体膜
15 上部電極
18 容量コンタクトプラグ
21 プレートビア
27 ビットコンタクトプラグ
BL1,BL2 ビットライン
PL1,PL2 プレートライン
WL1,WL2 ワードライン
1 FeRAM
2 Semiconductor layer 3 Active region 3A Linear region 3B Orthogonal region 4 Element isolation part 6 Drain region 7 Source region 9 Gate electrode 12 Ferroelectric capacitor 13 Lower electrode 14 Ferroelectric film 15 Upper electrode 18 Capacitor contact plug 21 Plate via 27 bit Contact plug BL1, BL2 Bit line PL1, PL2 Plate line WL1, WL2 Word line

Claims (1)

第1導電型の半導体層と、
前記半導体層の表面に選択的に形成され、複数のアクティブ領域を互いに分離する素子分離部と、
各アクティブ領域において、前記半導体層の表層部に形成された第2導電型の第1不純物領域と、
各アクティブ領域において、前記半導体層の表層部に前記第1不純物領域と間隔を空けて形成された第2導電型の第2不純物領域と、
前記半導体層上に形成され、前記第1不純物領域と前記第2不純物領域との間の領域に対向するゲート電極と、
前記第1不純物領域の上方に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成された上部電極と、
前記下部電極と前記上部電極との間に介在された強誘電体膜と、
前記上部電極の上方に形成されたプレートラインと、
下端が前記上部電極に接続され、上端が前記プレートラインに接続されたプレートビアと、
前記プレートビアと平面視で重なる位置に形成され、かつ上端が前記下部電極に接続され、下端が前記第1不純物領域に接続された容量コンタクトプラグと、
前記第2不純物領域の上方に形成されたビットラインと、
下端が前記第2不純物領域に接続され、前記ビットラインと電気的に接続されたビットコンタクトプラグとを含み、
前記アクティブ領域は、所定方向に延びる直線領域および前記直線領域の前記所定方向の中央において前記直線領域と直交する直交領域を有する平面視T字状をなし、隣接する前記アクティブ領域同士が前記所定方向および前記所定方向に直交する方向のいずれにおいても互いにずれることがないように、前記所定方向と直交する方向に複数並べて形成され、
前記アクティブ領域の前記直線領域における前記直交領域が形成された側の辺と反対側の辺には、凹部が形成され、
前記第1不純物領域は、各アクティブ領域の前記直線領域の両端部にそれぞれ形成され、
前記第2不純物領域は、各アクティブ領域の前記直交領域の端部に形成され、
前記ビットコンタクトプラグは、前記所定方向と直交する方向に隣り合う2つのアクティブ領域に形成されている4つの前記第1不純物領域に接続された前記容量コンタクトプラグを頂点とする四角形の中心に配置されており、
前記下部電極、前記上部電極および前記強誘電体膜からなる強誘電体キャパシタを備え、
前記強誘電体キャパシタは、平面視五角形状をなしている、半導体装置。
A first conductivity type semiconductor layer;
An element isolation portion that is selectively formed on the surface of the semiconductor layer and isolates a plurality of active regions from each other;
In each active region, a first impurity region of a second conductivity type formed in a surface layer portion of the semiconductor layer;
In each active region, a second impurity region of a second conductivity type formed in the surface layer portion of the semiconductor layer and spaced from the first impurity region;
A gate electrode formed on the semiconductor layer and facing a region between the first impurity region and the second impurity region;
A lower electrode formed above the first impurity region;
An upper electrode formed on the lower electrode;
A ferroelectric film interposed between the lower electrode and the upper electrode;
A plate line formed above the upper electrode;
A plate via having a lower end connected to the upper electrode and an upper end connected to the plate line;
A capacitor contact plug formed at a position overlapping the plate via in plan view, and having an upper end connected to the lower electrode and a lower end connected to the first impurity region;
A bit line formed above the second impurity region;
A bit contact plug having a lower end connected to the second impurity region and electrically connected to the bit line;
The active region has a T-shape in plan view having a linear region extending in a predetermined direction and an orthogonal region orthogonal to the linear region in the center of the linear region in the predetermined direction, and the adjacent active regions are in the predetermined direction And a plurality of them arranged in a direction orthogonal to the predetermined direction so as not to be shifted from each other in any of the directions orthogonal to the predetermined direction,
A concave portion is formed on the side opposite to the side on which the orthogonal region is formed in the linear region of the active region,
The first impurity regions are respectively formed at both ends of the linear region of each active region,
The second impurity region is formed at an end of the orthogonal region of each active region,
The bit contact plug is disposed at the center of a quadrangle having apexes of the capacitor contact plugs connected to the four first impurity regions formed in two active regions adjacent to each other in a direction orthogonal to the predetermined direction. and,
A ferroelectric capacitor comprising the lower electrode, the upper electrode and the ferroelectric film;
The ferroelectric capacitor is a semiconductor device having a pentagonal shape in plan view .
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