JPH0414862A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0414862A JPH0414862A JP2118162A JP11816290A JPH0414862A JP H0414862 A JPH0414862 A JP H0414862A JP 2118162 A JP2118162 A JP 2118162A JP 11816290 A JP11816290 A JP 11816290A JP H0414862 A JPH0414862 A JP H0414862A
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Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路用のダイナミック・ランダムア
クセスメモリセルの構造に関し、特にメモリセルを構成
する容量部の構造に関する。
クセスメモリセルの構造に関し、特にメモリセルを構成
する容量部の構造に関する。
従来、この種のメモリセルはMOS型のトランジスタ1
個とポリシリコンを電極とするシリコン酸化膜およびシ
リコン窒化膜の積層構造からなる容量で構成されていた
。
個とポリシリコンを電極とするシリコン酸化膜およびシ
リコン窒化膜の積層構造からなる容量で構成されていた
。
上述した従来のメモリーセルでは、近年の集積回路ノよ
り一層の集積化に対応するためには容量部分の面積減少
分を誘電体膜の薄膜化によって補う必要がある。従来の
容量を形成する誘電体膜はシリコン酸化膜およびシリコ
ン窒化膜であるので誘電率は高々7程度であり、要求さ
れる容量を実現するにはシリコン酸化膜換算膜厚で10
nm以下というきわめて薄い膜厚が求められるが、許容
されるリーク電流以下の電流−電圧特性を有する誘電体
薄膜層を実現するのは非常に困難であるといった欠点が
ある。
り一層の集積化に対応するためには容量部分の面積減少
分を誘電体膜の薄膜化によって補う必要がある。従来の
容量を形成する誘電体膜はシリコン酸化膜およびシリコ
ン窒化膜であるので誘電率は高々7程度であり、要求さ
れる容量を実現するにはシリコン酸化膜換算膜厚で10
nm以下というきわめて薄い膜厚が求められるが、許容
されるリーク電流以下の電流−電圧特性を有する誘電体
薄膜層を実現するのは非常に困難であるといった欠点が
ある。
本発明の半導体装置のメモリセルは、MOS型のトラン
ジスタ1個と、1種類以上のバリアメタルとチタン酸ス
トロンチウム等の高誘電率を有するペロブスカイト型酸
化物膜の積層構造からなる容量とで構成さhている。
ジスタ1個と、1種類以上のバリアメタルとチタン酸ス
トロンチウム等の高誘電率を有するペロブスカイト型酸
化物膜の積層構造からなる容量とで構成さhている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明になる半導体装置のメモリセルの一実施
例を説明するための縦断面模式図である。
例を説明するための縦断面模式図である。
1はP型シリコン基板、2はN型拡散層、3は二酸化シ
リコン、4はゲートポリシリコン(ワード線)、5はア
ルミ配線(デイジット線)、6は層間膜2(燐珪酸ガラ
スを主成分とする誘電体)、7はタングステン、8はチ
タン、9は白金、10はチタン酸ストロンチウム、11
はアルミ配線、12は層間膜3(燐珪酸ガラスを主成分
とする誘電体)、13は保護膜(シリコン窒化膜)であ
る。
リコン、4はゲートポリシリコン(ワード線)、5はア
ルミ配線(デイジット線)、6は層間膜2(燐珪酸ガラ
スを主成分とする誘電体)、7はタングステン、8はチ
タン、9は白金、10はチタン酸ストロンチウム、11
はアルミ配線、12は層間膜3(燐珪酸ガラスを主成分
とする誘電体)、13は保護膜(シリコン窒化膜)であ
る。
製造は以下のように公知の半導体プロセス技術光リソグ
ラフイ−、プラズマエツチング、CVD、スパッタ、イ
オン注入、熱酸化などにより実現した。
ラフイ−、プラズマエツチング、CVD、スパッタ、イ
オン注入、熱酸化などにより実現した。
まずP型シリコン基板を酸化し、素子分離領域およびゲ
ート酸化膜を形成し、 次に減圧CVD法によりポリシリコンを堆積する。この
ポリシリコンに燐を拡散することにより、低抵抗のポリ
シリコンとし、これを光リソグラフィーおよびプラズマ
エツチング技術によりゲート電極4を形成する。この電
極がメモリーセルを選択するワード線となる。
ート酸化膜を形成し、 次に減圧CVD法によりポリシリコンを堆積する。この
ポリシリコンに燐を拡散することにより、低抵抗のポリ
シリコンとし、これを光リソグラフィーおよびプラズマ
エツチング技術によりゲート電極4を形成する。この電
極がメモリーセルを選択するワード線となる。
次に、イオン注入および熱拡散によりN型拡散層2を形
成後、CVD法により層間膜1の誘電体を堆積し、アル
ミ配線と2のN型拡散層とを接続するためのコンタクト
孔を形成する。
成後、CVD法により層間膜1の誘電体を堆積し、アル
ミ配線と2のN型拡散層とを接続するためのコンタクト
孔を形成する。
次にアルミを主成分とする金属膜をスパッタ法により堆
積後、光リソグラフィーおよびプラズマエツチングによ
りアルミ配線を形成する。このアルミ配線がメモリセル
にデータを読み書きするためのデイジット線となる。
積後、光リソグラフィーおよびプラズマエツチングによ
りアルミ配線を形成する。このアルミ配線がメモリセル
にデータを読み書きするためのデイジット線となる。
この後、CVD法により層間膜2の誘電体を堆積し、6
のタングステンと2の拡散層とを接続するためのコンタ
クト孔を形成し、選択CVD法によりタングステンを埋
め込む。
のタングステンと2の拡散層とを接続するためのコンタ
クト孔を形成し、選択CVD法によりタングステンを埋
め込む。
次に、1(1−100nmのチタン、30〜150 n
mの白金、10〜200nmのチタン酸ストロンチウ
ムをこの順にスパッタ法により堆積後、光リソグラフィ
ーおよびプラズマエツチングにより8,9.10の積層
した容量部を形成する。
mの白金、10〜200nmのチタン酸ストロンチウ
ムをこの順にスパッタ法により堆積後、光リソグラフィ
ーおよびプラズマエツチングにより8,9.10の積層
した容量部を形成する。
次にCVD法により層間膜3の誘電体を堆積し、11の
容量電極用のアルミ配線の引き出しのためのコンタクト
孔を形成後、アルミを主成分とする金属膜を堆積し光リ
ソクラフィーおよびプラズマエツチングにより11のア
ルミ配線を形成する。
容量電極用のアルミ配線の引き出しのためのコンタクト
孔を形成後、アルミを主成分とする金属膜を堆積し光リ
ソクラフィーおよびプラズマエツチングにより11のア
ルミ配線を形成する。
最後にデバイスの保護を目的とする誘電体膜をプラズマ
CVD法により形成してメモリセルを作製した。
CVD法により形成してメモリセルを作製した。
第2図は本発明になる半導体装置のメモリセルの第2の
実施例を説明するための縦断面模式図である。21はP
型シリコン基板、22はN型拡散層、23は二酸化シリ
コン、24はチタン、25は白金、26はチタン酸スト
ロンチウム、27はアルミ配線、28は保護膜、29は
アルミ配線、30はゲートポリシリコンである。この実
施例では、N型拡散層とチタンとを直接接続する構造と
なっており選択CVD法によるタングステンの埋め込み
がないのが特徴である。
実施例を説明するための縦断面模式図である。21はP
型シリコン基板、22はN型拡散層、23は二酸化シリ
コン、24はチタン、25は白金、26はチタン酸スト
ロンチウム、27はアルミ配線、28は保護膜、29は
アルミ配線、30はゲートポリシリコンである。この実
施例では、N型拡散層とチタンとを直接接続する構造と
なっており選択CVD法によるタングステンの埋め込み
がないのが特徴である。
以上説明したように本発明は、従来のメモリセルのシリ
コン酸化膜およびシリコン窒化膜の積層構造よりなる容
量に代えて、】種類以上のバリアメタルと高誘電率を有
するペロフスヵイト型酸化物の積層構造からなる容量部
を有している。このため、容量部の誘電体膜の膜厚を厚
くすることができ、集積回路設計において要求さhるリ
ーク電流特性を満たすダイナミックメモリセルを容易に
実現できる効果がある。
コン酸化膜およびシリコン窒化膜の積層構造よりなる容
量に代えて、】種類以上のバリアメタルと高誘電率を有
するペロフスヵイト型酸化物の積層構造からなる容量部
を有している。このため、容量部の誘電体膜の膜厚を厚
くすることができ、集積回路設計において要求さhるリ
ーク電流特性を満たすダイナミックメモリセルを容易に
実現できる効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体装置のメモ
リセルの縦断面模式図、第2図は第2の実施例を示すメ
モリセルの縦断面模式図である。 1・・・・・P型シリコン基板、2・・・・・・N型拡
散層、3・・・・二酸化シリコン、4・・・・・・ケー
トポリシリコン、5・・・・・・アルミ配線、6・・・
・・層間膜2.7・・・・・タングステン、8・・・・
・・チタン、9・・・・白金、10・・・・・・チタン
酸ストロンチウム、11・・・・・・アルミ配線、12
・・・・・・層間膜3.13・・・・・・保護膜、14
・・・・・層間膜1.21・・・・・・P型ンリコン基
板、22・・・・N型拡散層、23・・・・・・二酸化
シリコン、24・・・・・チタン、25・・・・・・白
金、26・・・・・・チタン酸ストロンチウム、27・
・・・・・アルミ配線、28・・・・・・保護膜、29
・・・・・アルミ配線、30・・・・・ゲートポリシリ
コン。 代理人 弁理士 内 原 晋
リセルの縦断面模式図、第2図は第2の実施例を示すメ
モリセルの縦断面模式図である。 1・・・・・P型シリコン基板、2・・・・・・N型拡
散層、3・・・・二酸化シリコン、4・・・・・・ケー
トポリシリコン、5・・・・・・アルミ配線、6・・・
・・層間膜2.7・・・・・タングステン、8・・・・
・・チタン、9・・・・白金、10・・・・・・チタン
酸ストロンチウム、11・・・・・・アルミ配線、12
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シリコン、24・・・・・チタン、25・・・・・・白
金、26・・・・・・チタン酸ストロンチウム、27・
・・・・・アルミ配線、28・・・・・・保護膜、29
・・・・・アルミ配線、30・・・・・ゲートポリシリ
コン。 代理人 弁理士 内 原 晋
Claims (4)
- (1)半導体集積回路用のダイナミックメモリセルにお
いて、容量が1種類以上のバリアメタルとペロブスカイ
ト型酸化物膜の積層構造を有することを特徴とする半導
体装置。 - (2)特許請求の範囲第1項に記載のペロブスカイト型
酸化物膜をチタンにたいするストロンチウムの化学量論
比が0.8〜1.2であるチタン酸ストロンチウム膜と
した半導体装置。 - (3)特許請求の範囲第1項に記載のバリアメタルにお
いてチタン、白金を積層した構造を有することを特徴と
する半導体装置。 - (4)特許請求の範囲第1項に記載のバリアメタルにお
いてタングステンを主成分とした金属、チタンおよび白
金を積層した構造を有することを特徴とする半導体装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2118162A JPH0414862A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2118162A JPH0414862A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0414862A true JPH0414862A (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=14729641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2118162A Pending JPH0414862A (ja) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0414862A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5371700A (en) * | 1992-10-19 | 1994-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device with covered sidewall spacers |
EP0671768A2 (en) * | 1994-02-14 | 1995-09-13 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to electrodes for LSI |
US5539613A (en) * | 1992-06-08 | 1996-07-23 | Nec Corporation | Compact semiconductor device including a thin film capacitor of high reliability |
US5923062A (en) * | 1994-10-11 | 1999-07-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device incorporating capacitors |
US6087693A (en) * | 1994-07-11 | 2000-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with reduced stepped portions |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2118162A patent/JPH0414862A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5539613A (en) * | 1992-06-08 | 1996-07-23 | Nec Corporation | Compact semiconductor device including a thin film capacitor of high reliability |
US5371700A (en) * | 1992-10-19 | 1994-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device with covered sidewall spacers |
EP0671768A2 (en) * | 1994-02-14 | 1995-09-13 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to electrodes for LSI |
EP0671768A3 (en) * | 1994-02-14 | 1997-08-20 | Texas Instruments Inc | Improvements in or regarding electrodes for LSI. |
US6087693A (en) * | 1994-07-11 | 2000-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with reduced stepped portions |
US5923062A (en) * | 1994-10-11 | 1999-07-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device incorporating capacitors |
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