JPH0492468A - 半導体装置 - Google Patents
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
き換え可能な不揮発性メモリの構造に関するものである
。
トランジスタが−R9に使用されEPROM(紫外線消
去型不揮発性メモ’))EEFROM (電気的書き換
え可能型不揮発性メモ1月などとして実用化されている
ものの、これらは書き換え電圧が約20V前後と高いこ
とや書き換え時間が長いことが問題とされている。従っ
て最近は、電気的に分極が反転可能な強誘電体膜を用い
て、書き込み時間と読み出し時間が原理的にほぼ同じで
、電源をきっても分極が保持される不揮発性メモリが提
案されている。この様な強誘電体膜を用いた不揮発性メ
モリについては、例えば米国特許4149302の様に
、シリコン基板上に強誘電体膜からなるキャパシタを集
積した構造や、米国特許3832700の様にMIS型
トランジスタのゲート部分に強誘電体膜を配置したもの
、あるいはIEDNI 87pp、850−851の様
に強誘電体膜をM OS型半導体装置に積石した構造の
不揮発性メモリなどあるが、いずれに於いても集積化、
製造工程の面で満足のいくものが得られていない。
導体基板、202のLOGOS、203のゲート膜、2
04のポリシリコン電極、205の低4度拡散層、20
6のサイドウオール膜、207の高濃度拡散層をへて、
第2フイールド208をデポし、コンタクトフォトエッ
チ後、209のバリアメタルと210のAL系合金配線
を形成する。続いてスパッタでpt下部電極211とP
ZT (PbTi03/PbZr03)212と、pt
上部電極213デポしパターニングで強誘電体メモリ膜
を形成する。02中でアニール後、CVD酸化膜214
をデポ後、コンタクトフォトエッチし215のバリアメ
タルと216のAff系配線を形成後、パッシベーショ
ン膜217を形成して完成する。
Tが形成され、結晶性が粗悪の為、02中で500°C
以上の熱処理が必要とするが、この時、AgとPZT又
はSlとのバリア性が十分てないのでコンタクト部のリ
ーク又は特性劣化を生しる。又、PZTのスイッチング
特性、ヒステリシス特性は、H2処理により非常に低下
するという問題があった。
集積度を下げずに、高歩留り高信頼性の強誘電メモリを
集積した半導体装置を供給し実用化することを目的とし
ている。
以上が、Au、Ag、Cu、Ni、Co、Rt、Rh、
W等の電解、又は無電解メッキ層を用い、従来のAL系
電極を用いないことにある。又、該メッキ電極上に、R
u、T、Zr、Ni等の無電解メッキを形成し、又、そ
れらの酸化物、窒化物、硼化物層を一部形成することに
より、メッキ電極と、絶縁膜との密着性を大巾に改善し
、PZTのスイッチング特性、ヒステリシスカーブに悪
影響を及ぼすプラズマ窒化物等の使用をさけ得るもので
ある。
より、SlあるいはPZTとの反応を防止することがで
きる6さらに、メッキにより非常に良好なカバレッジを
得る上、スパッタダメージや、回復の為のH2モニター
が不用となる。
は半導体基板、102はLOGOS、1、03はゲート
膜、104はポリシリコン電極、105はMo5iX、
10Bは低濃度拡散層、107はサイドウオール膜、1
08は高濃度拡散層、109は第2フイールド膜であり
コンタクトエッチ後、バリアメタル110を形成する。
00人スパッタで形成し、バリア性を向上させる為02
プラズマ中で30秒処理後、P t / T iを10
00人/200人形成し、配線部以外をレジストでパタ
ーン形成し、Auメッキ配線111を1.0μ電気メッ
キで形成後、レジストをハクJし、イオンシーリングで
Auメッキ層をマスクとしてバリア層をエツチングする
。次に、Ru112を800人無電解でメ、ツキ後、5
00℃〜800℃で酸化し、数百人のRuO□113層
を形成する。続いて、PZT3000人114と上部電
極のP t 1 ]、 5をスパッタでつけ、フォトエ
ッチて所定のバクーンに強誘電体を形成する。次にプラ
ズマTEO3膜116を1.OuとサーマルTEOS膜
0.4Uをつけ全面RIEでエッチバックし、平坦化し
た後、SOGを1000人スピン塗布し500℃でアニ
ールする。さらに平面部のSOGをArとC2F6系ガ
スでエッチバックした後、ホールをあけ、上部配線を形
成する。
て、Auメッキ118を用いた。Auメッキ上には下部
電極配線と同様にRu無電解メッキを用いた。パッシベ
ーションはプラズマTEO5膜119を用いた。
上させる為、500〜700°Cの02中でのアニール
が必要となるが、本発明では、Auメッキ配線とSiと
のコンタクト特性は全く変化せず良好であった。さらに
、PZTとRu O2/Ru / A uとの反応も、
特性劣化もなかった。
るが、本発明方法により筒管性が大巾に向上し、SiO
□膜の使用が可能となった。このことは、プラズマ窒化
膜等を使わなくても良い為PZT特性劣化をもたらすH
2の影響をさけれる上、誘電率の高い窒化膜から低い酸
化膜を厚くつけれる為、層間容量を減らす声、でも効果
がある。
するので合理化ともなる。又、メッキ配線は、スパック
ダメージをなくし、回復の為のH2モニターも不用であ
る上、カバレッジも良く、従来のAL系配線の欠点を一
掃し、強誘電体を有した集積回路技術には不可欠な方法
といえる。
Cu、Ag、Ni、C01Pt、Rh■r等でも同等で
あり、その上への無電解メッキ層もRuの他、T1、Z
r、Cr等でも同等の効果を有し、又、酸化の代りに窒
化、硼化により、TiN、ZrBz等を形成しても、前
述の効果を示すものである。
、従来の半導体装置の断面図を示した。 101 、 】 03、 106、 108. 109. 110. 111 ・ 】 12 ・ 113 ・ 114. 115. 116、 118 ・ 119 、 202 ・ ・半導体基板 0GOS ゲート膜 ・ Po1ySi 1莫 Mo5iX 1莫 低濃度拡散層 ・サイドウオール膜 ・高濃度拡散層 ・第2フィールド月莫 ・バリアメタル ・Auメッキ配線 ・Ru無電解メッキ層 Ru0= ・PZT ・上部ptii極 ・層間SiO□ ・バリアメタル ・第2層Auメッキ配線 パッシベーション膜 ・第1AL配線 ・・ 下部pt電極 ・・ 第2AL配線 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)強誘電体膜が半導体基板上に集積された半導体装置
に於て、前記強誘電体を挟む上、下電極の少なくとも1
層以上が、Au、Cu、Ag、Ni、Co、Pt、Rh
、W等の電解、又は無電解メッキ層より成ることを特徴
とする半導体装置。 2)前記メッキ電極表面上へ、種類の異なる無電解金属
メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置。 3)前記無電解メッキ層の一部は、該金属の酸化物、窒
化物、硼化物層を形成していることを特徴とする請求項
1、2記載の半導体装置。 4)配線層として、バリアメタルと、金属メッキから成
る配線構造を有していることを特徴とする請求項1、2
、3記載の半導体装置。
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