JPH0482265A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Publication number
JPH0482265A
JPH0482265A JP2195860A JP19586090A JPH0482265A JP H0482265 A JPH0482265 A JP H0482265A JP 2195860 A JP2195860 A JP 2195860A JP 19586090 A JP19586090 A JP 19586090A JP H0482265 A JPH0482265 A JP H0482265A
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JP
Japan
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layer
ferroelectric
electrode
semiconductor device
region
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Pending
Application number
JP2195860A
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English (en)
Inventor
Akira Fujisawa
藤沢 晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH0482265A publication Critical patent/JPH0482265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶素子、より詳しくは電気的に分極可
能な強誘電性の層を基質とする不揮発性半導体装置の製
造方法に関する。
〔従来の技術〕
電気的に分極可能な層に基づく記憶装置か50年代の初
期以来開発されている。
情報は上下の側の対応する電極に対して(通常の半導体
装置の場合には行及び列番地に対応して)電圧を与え、
それによってこれらの電極の交点の領域を分極させるこ
とによって記憶させることかできた。また読み出し過程
は例えば特定のメモリ領域の圧電あるいは焦電的な活性
化によりまたは破壊的な読み出しによって行うことが出
来る。さらに強誘電体の有する残留分極によって情報は
外部電源を供給することなく永久に保持することか可能
である。しかしながら周辺装置すなわち情報の書き込み
及び読み出しのために必要な電子制御装置か比較的複雑
であり大きなアクセス時間を要することか判明した。従
って70年代の終わりにおいては強誘電性記憶素子を制
御モジュールに対し7て直接にまたはこれと共に集積化
することが提案された。(R,Cクック、米国特許第4
149302号(1,979))。
最近では、第2図のようなM I S型1″−導体装置
に積層した構造の記憶装置かIEDM“ 87pp85
0−851に提案されている。第2図において、601
はP型シリコン基板、602は素子分離用のLOGO5
酸1ヒ膜、603.604はそれぞれソース、トレイン
となるN型拡散層である。
605はケー1へ電極であり、606は層間絶縁膜であ
る。608か強誘電体膜であり、下部電極6〔17と上
部電極609により挾まれ、キャパシタを構成している
〔発明か解決しようとする課題〕 このようにhiss型半導体装置の上部に積層した構造
では、強誘電体の電極と半導体基板上のソス、ドレイン
となる高濃度拡散層との接続をするための配線を行なう
必要があるため、素子面積が増大するという課題を有す
る。
本発明の目的はかかる課題を解決するためのもので、低
コス]・て集積度の高い半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明における強誘電性の層を基質とする容量素子か形
成された半導体装置の製造方法においては、半導体基板
の高濃度拡散層と、前記強誘電性の層を挟むように形成
された電極のうちいずれか一方の電極とを接続する接続
孔を形成する工程と、前記半導体基板の高濃度拡散層表
面上に前記電極となる薄膜層を形成する工程と、 前記電極となる薄膜層表面上に前記強誘電性の層となる
薄膜を形成する工程と、 前記強誘電性の薄膜上にマスク層を形成しパターニング
して容量素子となる領域にマスク層を残す工程と、 前記残されたマスク層を用いて容量素子とならない領域
にある、前記強誘電性の層となる薄膜および前記電極と
なる薄膜層を同時にエツチングにより除去する工程、 を含むことを特徴とする。
〔実 施 例〕
以下本発明を添付の図面並びに具体例を参照してさらに
詳細に説明する。
第1図に本発明による半導体装置の主要断面図を示す。
101は例えばP型Si表面である。102は例えばイ
オン注入法によって形成するN型の高濃度不純物拡散層
でありPl、1 OS )ランジスタのソース及びトレ
インとなる。103はMOSトランジスタのケート酸化
膜であり、例えばシリコン基板の熱酸化によって形成す
る。104は素子分離のためのLOCO3酸化膜である
。105はゲート電極であり例えばN型のポリシリコン
によって形成する。106.1]0は層間絶縁膜であり
例えば化学的気1[]成長法を用いて5i02を形成す
る。108は本発明にかかる強誘電性層である。この強
誘電性層は本発明の通りその材料はPbTio、か、P
ZT、あるいはPLZTてあり、その化学量論的組成に
対して鉛成分を適当量過剰に補償されたターゲットをも
ちいてスパッタリング法によって107にしめす、容量
素子をはさむ一方の電極(以下、下部電極と称す。)上
に形成する。下部電極107の材料としては例えば白金
が用いられ、例えばスパッタリングによって形成する。
109は容量素子の下部電極に対するもう一方の電極(
以下、上部電極と称す。)であり例えばアルミニュウム
をスパッタリングによって形成する。本実施例において
はアルミニュウム層は上部電極としての役割と同時にビ
ットラインとしての役割をも持たせているがこれを分離
して、異なる材料や層で形成しても良いことは言うまで
もない。
第1図のような構造とすることにより、容量素子の下部
電極か直接高濃度拡散層上に形成されているため配線面
積が小さくなり結果として素子而積が小さく高集積化が
可能となる。
第2図−第5図は第1図に示した本発明の半導体装置の
容量素子を製造するための主要工程断面図であり、その
好適な実施例を工程を追って説明する。
(a)まず、第2図に示すように、容量素子の下部電極
を形成する領域における高濃度拡散層102上の層間絶
縁膜の5i02.106及びゲート酸化膜103、に接
続孔を設ける。この接続孔の直径は例えば5μmであり
、5i02の厚さは2000人である。こうした接続孔
は例えば層間絶縁膜上にフォトリソ技術によりレジスト
のパターニングを行い、例えばフッ酸の水溶液でエツチ
ングを行うことにより形成する。
(b)次に第3図のように下部電極となる白金107を
例えばスパッタリングにより1000人、つづいて強誘
電層となるPZT108を例えばスパッタリングにより
200OA形成する。
(C)次に第4図のように強誘電性薄膜108上にマス
ク層となる、例えばフォトレジスト40]を10000
人形成する。しかる後にフォトリソ技術を用いて容量素
子となる領域にマスク層となるフォトレジストを残す。
(d)次に例えばスパッタエツチングにより容量素子と
ならない領域のPZT及び下部電極となる白金の二つの
層を同時に除去する。しかる後にマスク層として用いた
フォトレジストを除去し第5図に示す構造を得る。
そして最終的に第1図に示す構造を形成してjjく。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、 強誘電性の層を基質とする容量素子の下部電極が半導体
基板の高濃度拡散層上に形成されているため集積度の高
い不揮発性半導体装置を製作することが可能となった。
また容量素子の下部電極層及び強誘電性の層を同時にパ
ターニングしたために工程か簡略化させることができた
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電気的に分極可能な強誘電性の層を基
質とする半導体装置の主要断面図を示す。 第2図から第5図は本発明の電気的に分極可能な強誘電
性の層を基質とする半導体装置の容量素子の製造工程の
主要断面図を示す。 第6図は従来の電気的に分極可能な強誘電性の層を基質
とする半導体装置の主要断面図を示す。 101 ・ 102・ 103 ・ 104  ・ 105・ 106 ・ 107 ・ 108・ 109 ・ 110 ・ 111 ・ 401 ・ ・P型シリコン基板 ・高濃度不純物拡散層 ・ゲート酸化膜 ・LOCO5酸化膜 ・ケート電極 ・層間絶縁膜 ・下部電極 ・強誘電性層 ・ケイ化チタン ・アルミニウム上部電極と配線 ・層間絶縁膜 ・マスク層となるフォトレジス 601 ・ ・ ・ ・ 602 ・ ・ ・ ・ 603.604 605 ・ ・ ・ ・ 606 ・ ・ ・ ・ 607 ・ ・ ・ ・ 608・ ・ ・ ・ 609 ・ ・ ・ ・ P型ンリコン基板 LOCO3酸化膜 N型拡散層 ケート電極 層間絶縁膜 容量素子の下部電極 強誘電体膜 容量素子の上部電極 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 浮三部(他1名)h4二巳 第3回 +cb IOへ OS +Qχ 算 ■ 算+口 I 5図 隼6目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 強誘電性の層を基質とする容量素子が形成された半導体
    装置において、 半導体基板の高濃度拡散層と、前記強誘電性の層を挟む
    ように形成された電極のうちいずれか一方の電極とを接
    続する接続孔を形成する工程と、前記半導体基板の高濃
    度拡散層表面上に前記電極となる薄膜層を形成する工程
    と、 前記電極となる薄膜層表面上に前記強誘電性の層となる
    薄膜を形成する工程と、 前記強誘電性の薄膜上にマスク層を形成しパターニング
    して容量素子となる領域にマスク層を残す工程と、 前記残されたマスク層を用いて容量素子とならない領域
    にある、前記強誘電性の層となる薄膜および前記電極と
    なる薄膜層を同時にエッチングにより除去する工程、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP2195860A 1990-07-24 1990-07-24 半導体装置の製造方法 Pending JPH0482265A (ja)

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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

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US6544844B2 (en) 1999-10-08 2003-04-08 Macronix International Co., Ltd. Method for forming a flash memory cell having contoured floating gate surface
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WO1992002048A1 (en) 1992-02-06
EP0495113A1 (en) 1992-07-22
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