JPH07302888A - 半導体集積回路コンデンサおよびその電極構造 - Google Patents
半導体集積回路コンデンサおよびその電極構造Info
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- JPH07302888A JPH07302888A JP7097071A JP9707195A JPH07302888A JP H07302888 A JPH07302888 A JP H07302888A JP 7097071 A JP7097071 A JP 7097071A JP 9707195 A JP9707195 A JP 9707195A JP H07302888 A JPH07302888 A JP H07302888A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 動的ランダム・アクセス・メモリ用のコンデ
ンサを提供する。 【構成】 コンデンサは、チタン酸バリウムストロンチ
ウムやチタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電
性材料と、白金などの金属の上部電極と、第１層が金
属、第２層が金属酸化物、第３層が、金属酸化物からの
原子が誘電体に向かって拡散し誘電体からの原子が金属
酸化物に向かって拡散するのを防止する拡散障壁を提供
する金属である、３つの層を含む下部電極構造とを備え
る。 【効果】 本発明は、誘電体の劣化による、または原子
の拡散によって別のコンデンサが高誘電率材料と直列に
形成されることによる、静電容量値の損失の問題を解決
する。
ンサを提供する。 【構成】 コンデンサは、チタン酸バリウムストロンチ
ウムやチタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電
性材料と、白金などの金属の上部電極と、第１層が金
属、第２層が金属酸化物、第３層が、金属酸化物からの
原子が誘電体に向かって拡散し誘電体からの原子が金属
酸化物に向かって拡散するのを防止する拡散障壁を提供
する金属である、３つの層を含む下部電極構造とを備え
る。 【効果】 本発明は、誘電体の劣化による、または原子
の拡散によって別のコンデンサが高誘電率材料と直列に
形成されることによる、静電容量値の損失の問題を解決
する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメモリに用いられるコン
デンサに関し、より詳しくは、動的ランダム・アクセス
・メモリ（ＤＲＡＭ）に適した酸化物型高誘電体コンデ
ンサの半導体側の電極構造に関する。
デンサに関し、より詳しくは、動的ランダム・アクセス
・メモリ（ＤＲＡＭ）に適した酸化物型高誘電体コンデ
ンサの半導体側の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】動的ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲ
ＡＭ）を高密度に拡張して１ギガビットまたはそれ以上
の集積度にするには、集積回路チップ上の狭くなった表
面積中に充分な大きさのコンデンサが構築できるよう
に、高誘電率の材料が必要である。１ギガビットのＤＲ
ＡＭに必要とされる充分な高誘電率を有する材料には、
複合酸化物型の材料、特にＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3やＰ
ｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）などの強誘電性または常誘
電性の材料があると思われる。これらの材料はケイ素ま
たはその合金と電気的に接触するように電極上に付着し
なければならない。高誘電率材料は種々の方法で付着さ
せることができるが、ある段階で５００℃以上の温度に
加熱するものが多い。デバイス製造の際に材料がより高
い温度に曝されることもあり得る。
ＡＭ）を高密度に拡張して１ギガビットまたはそれ以上
の集積度にするには、集積回路チップ上の狭くなった表
面積中に充分な大きさのコンデンサが構築できるよう
に、高誘電率の材料が必要である。１ギガビットのＤＲ
ＡＭに必要とされる充分な高誘電率を有する材料には、
複合酸化物型の材料、特にＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3やＰ
ｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）などの強誘電性または常誘
電性の材料があると思われる。これらの材料はケイ素ま
たはその合金と電気的に接触するように電極上に付着し
なければならない。高誘電率材料は種々の方法で付着さ
せることができるが、ある段階で５００℃以上の温度に
加熱するものが多い。デバイス製造の際に材料がより高
い温度に曝されることもあり得る。
【０００３】コンデンサ構造の加工の際に、電極の導電
性を維持し、高誘電性コンデンサと直列になる酸化ケイ
素層の形成を防止しなければならない。高誘電率材料の
構造と特性を保持するためには、電極と高誘電率材料と
の間の相互作用も回避しなければならない。
性を維持し、高誘電性コンデンサと直列になる酸化ケイ
素層の形成を防止しなければならない。高誘電率材料の
構造と特性を保持するためには、電極と高誘電率材料と
の間の相互作用も回避しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集積
回路コンデンサ、特に動的ランダム・アクセス・メモリ
（ＤＲＡＭ）に使用するのに適した集積回路コンデンサ
を提供することにある。
回路コンデンサ、特に動的ランダム・アクセス・メモリ
（ＤＲＡＭ）に使用するのに適した集積回路コンデンサ
を提供することにある。
【０００５】本発明のもう１つの目的は、第３層がチタ
ン酸塩成分に対する障壁となって、チタン酸塩成分が第
２層を形成する金属酸化物と相互作用するのを防止す
る、電極構造、たとえばコンデンサの底部電極を提供す
ることにある。
ン酸塩成分に対する障壁となって、チタン酸塩成分が第
２層を形成する金属酸化物と相互作用するのを防止す
る、電極構造、たとえばコンデンサの底部電極を提供す
ることにある。
【０００６】本発明のもう１つの目的は、導電性で、下
部の半導体たとえばケイ素への酸素の拡散を防止し、結
合すると誘電性界面に低誘電材料を形成する高誘電率材
料中への半導体原子たとえばケイ素の拡散を防止する、
３層電極構造を提供することにある。
部の半導体たとえばケイ素への酸素の拡散を防止し、結
合すると誘電性界面に低誘電材料を形成する高誘電率材
料中への半導体原子たとえばケイ素の拡散を防止する、
３層電極構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
領域上に半導体領域とオーム接触するように形成され
た、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれら
の合金からなる群から選択された金属の第１層と、第１
層上に第１層とオーム接触するように形成された、Ｒ
ｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの混合
物の酸化物からなる群から選択された金属酸化物の第２
層と、チタン酸バリウムストロンチウムやチタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電率材料がその上に形
成される、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏ
ｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選択された
金属の第３層とを含み、露出した表面を有する基板上の
半導体領域に接触する高誘電率材料のコンデンサの片面
の電極構造が提供される。
領域上に半導体領域とオーム接触するように形成され
た、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれら
の合金からなる群から選択された金属の第１層と、第１
層上に第１層とオーム接触するように形成された、Ｒ
ｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの混合
物の酸化物からなる群から選択された金属酸化物の第２
層と、チタン酸バリウムストロンチウムやチタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電率材料がその上に形
成される、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏ
ｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選択された
金属の第３層とを含み、露出した表面を有する基板上の
半導体領域に接触する高誘電率材料のコンデンサの片面
の電極構造が提供される。
【０００８】本発明はさらに、コンデンサ、および上記
の電極構造を備え、さらに複合酸化物型の材料、特にＢ
ａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3、Ｐ
ＬＴ、ＰＬＺＴ、またはＰｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）
などの強誘電材料または常誘電材料からなる群から選択
された高誘電率材料の第４層と、第４層の上に形成され
た導電性材料の第５層とを含むコンデンサを作成する方
法を提供する。
の電極構造を備え、さらに複合酸化物型の材料、特にＢ
ａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3、Ｐ
ＬＴ、ＰＬＺＴ、またはＰｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）
などの強誘電材料または常誘電材料からなる群から選択
された高誘電率材料の第４層と、第４層の上に形成され
た導電性材料の第５層とを含むコンデンサを作成する方
法を提供する。
【０００９】本発明の上記その他の特徴、目的、および
利点は、下記の発明の詳細な説明を図面を参照しながら
読めば明らかになるであろう。
利点は、下記の発明の詳細な説明を図面を参照しながら
読めば明らかになるであろう。
【００１０】
【実施例】図１には、電荷を蓄積するためのコンデンサ
１０および１１を含むメモリ・アレイ９が示されてい
る。図２は、図１のコンデンサ１０と半導体領域２６の
一部分の断面図を示す拡大図である。コンデンサ１０お
よび１１が、それぞれ半導体領域２６および２８の上の
上面２２上に形成されている。半導体領域２６および２
８は、コンデンサ１０および１１の下部電極構造１４と
基板１２中のドープされた領域３８および４０とを電気
的に結合する働きをする。半導体領域２６および２８
は、たとえば、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素
およびそれらの合金でよい。基板１２は、たとえば、ケ
イ素、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素およびそれらの合
金等の半導体でよい。コンデンサ１０および１１はそれ
ぞれ、下部電極構造１４と、たとえばチタン酸バリウ
ム、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電率
材料の誘電層１６と、アルミニウム、白金等などの導電
性材料の上部電極１８とを含むことができる。
１０および１１を含むメモリ・アレイ９が示されてい
る。図２は、図１のコンデンサ１０と半導体領域２６の
一部分の断面図を示す拡大図である。コンデンサ１０お
よび１１が、それぞれ半導体領域２６および２８の上の
上面２２上に形成されている。半導体領域２６および２
８は、コンデンサ１０および１１の下部電極構造１４と
基板１２中のドープされた領域３８および４０とを電気
的に結合する働きをする。半導体領域２６および２８
は、たとえば、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素
およびそれらの合金でよい。基板１２は、たとえば、ケ
イ素、ゲルマニウム、ガリウム、ヒ素およびそれらの合
金等の半導体でよい。コンデンサ１０および１１はそれ
ぞれ、下部電極構造１４と、たとえばチタン酸バリウ
ム、チタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）などの高誘電率
材料の誘電層１６と、アルミニウム、白金等などの導電
性材料の上部電極１８とを含むことができる。
【００１１】基板１２は上面２１上に形成された誘電層
２０を有することができる。たとえば酸化ケイ素の誘電
層２０は上面２２を有する。開口、バイア、または溝２
４および２５が、上面２２に、層２０を突き抜けて、あ
るいは基板１２の上面２１に食い込んで形成されてい
る。閉口、バイア、または溝２４および２５は、たとえ
ば層２０をマスクし、反応性イオン・エッチング（ＲＩ
Ｅ）によって形成される。溝２４および２５を、ドープ
されたケイ素、またはケイ素・ゲルマニウム等のドープ
されたケイ素合金、あるいはたとえば多結晶質のシリサ
イド（silicide）で充填して、半導体領域２６および２
８を形成する。半導体領域２６および２８はそれぞれ誘
電層２０の上面２２と同一平面にある上面２７および２
９を有する。同一平面にある上面２２、２７、２９は化
学機械式研磨（ＣＭＰ）で形成できる。半導体領域２６
および２８の上面２７および２９は、後でそれぞれコン
デンサ１０および１１の下部電極構造１４との電気接触
を行うための露出表面を形成する。
２０を有することができる。たとえば酸化ケイ素の誘電
層２０は上面２２を有する。開口、バイア、または溝２
４および２５が、上面２２に、層２０を突き抜けて、あ
るいは基板１２の上面２１に食い込んで形成されてい
る。閉口、バイア、または溝２４および２５は、たとえ
ば層２０をマスクし、反応性イオン・エッチング（ＲＩ
Ｅ）によって形成される。溝２４および２５を、ドープ
されたケイ素、またはケイ素・ゲルマニウム等のドープ
されたケイ素合金、あるいはたとえば多結晶質のシリサ
イド（silicide）で充填して、半導体領域２６および２
８を形成する。半導体領域２６および２８はそれぞれ誘
電層２０の上面２２と同一平面にある上面２７および２
９を有する。同一平面にある上面２２、２７、２９は化
学機械式研磨（ＣＭＰ）で形成できる。半導体領域２６
および２８の上面２７および２９は、後でそれぞれコン
デンサ１０および１１の下部電極構造１４との電気接触
を行うための露出表面を形成する。
【００１２】図２に示すように、コンデンサ１０および
１１の下部電極構造１４は３つの層を含む。すなわち、
半導体領域２６の上面２７および誘電層２０の上面２２
の上に互いに積み重ねて形成された第１層３１、第２層
３２、および第３層３３である。
１１の下部電極構造１４は３つの層を含む。すなわち、
半導体領域２６の上面２７および誘電層２０の上面２２
の上に互いに積み重ねて形成された第１層３１、第２層
３２、および第３層３３である。
【００１３】第１層３１は、半導体領域２６と誘電層２
０の上に、半導体領域２６とオーム接触するように形成
された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそ
れらの合金からなる群から選択された金属でよい。第１
層３１は、純アルゴン雰囲気中など酸素を含まないプラ
ズマ中でのスパッタ付着により、あるいは酸素のない雰
囲気または環境中での化学蒸着で形成することができ
る。
０の上に、半導体領域２６とオーム接触するように形成
された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそ
れらの合金からなる群から選択された金属でよい。第１
層３１は、純アルゴン雰囲気中など酸素を含まないプラ
ズマ中でのスパッタ付着により、あるいは酸素のない雰
囲気または環境中での化学蒸着で形成することができ
る。
【００１４】第２層３２は、第１層３１と誘電層２０と
の上に、第１層３１とオーム接触するように形成され
た、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれら
の合金の酸化物からなる群から選択された金属酸化物で
よい。第２層３２は、酸素含有プラズマ中での選択され
た金属ターゲットのスパッタ付着または反応性スパッタ
リングによるか、あるいは選択された金属ターゲットの
酸素中での反応性蒸着によるか、あるいは酸素雰囲気ま
たは環境中での適当な前駆体からの化学蒸着によって形
成することができる。
の上に、第１層３１とオーム接触するように形成され
た、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれら
の合金の酸化物からなる群から選択された金属酸化物で
よい。第２層３２は、酸素含有プラズマ中での選択され
た金属ターゲットのスパッタ付着または反応性スパッタ
リングによるか、あるいは選択された金属ターゲットの
酸素中での反応性蒸着によるか、あるいは酸素雰囲気ま
たは環境中での適当な前駆体からの化学蒸着によって形
成することができる。
【００１５】第３層３３は、第２層３２と誘電層２０の
上に第２層３２とオーム接触するように形成された、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよび
それらの合金からなる群から選択された金属でよい。第
３層３３は、スパッタ付着または蒸着によって形成する
ことができる。
上に第２層３２とオーム接触するように形成された、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよび
それらの合金からなる群から選択された金属でよい。第
３層３３は、スパッタ付着または蒸着によって形成する
ことができる。
【００１６】半導体領域２６および上面２７は層３１と
相互作用して、半導体領域２６の原子の化合物を生じ、
金属シリサイド（metal silicide）などの金属半導体層
３４を形成する。金属半導体層３４は、原子が領域２６
から第１層３１へ、またはその逆方向に拡散して化合物
を形成するのに充分な温度まで表面２７の温度が上がっ
たかどうかに応じて、形成されるかされないかが決ま
る。
相互作用して、半導体領域２６の原子の化合物を生じ、
金属シリサイド（metal silicide）などの金属半導体層
３４を形成する。金属半導体層３４は、原子が領域２６
から第１層３１へ、またはその逆方向に拡散して化合物
を形成するのに充分な温度まで表面２７の温度が上がっ
たかどうかに応じて、形成されるかされないかが決ま
る。
【００１７】誘電層１６は、複合酸化物型の材料、具体
的にはチタン酸バリウムストロンチウムやチタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）などの強誘電性あるいは常誘電性
材料からなる群から選択することができる高誘電率材料
である。
的にはチタン酸バリウムストロンチウムやチタン酸鉛ジ
ルコニウム（ＰＺＴ）などの強誘電性あるいは常誘電性
材料からなる群から選択することができる高誘電率材料
である。
【００１８】上部電極１８は、たとえばＰｔ、Ａｕ、Ｒ
ｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金
からなる群から選択された層状金属でよい。
ｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金
からなる群から選択された層状金属でよい。
【００１９】導線４０を通じて上部電極１８に電圧をか
け、下部電極１４、半導体領域２６、ドープした領域３
８、それに下の基板１２が導線４２を通じて導通してい
る場合には、基板１２に２次電圧Ｖ2をかけることによ
り、コンデンサ１０に１次電圧Ｖ1がかかる。半導体領
域２６と、金属半導体層３４が存在するならばそれと、
第１層３１、第２層３２、および第３層３３を含む下部
電極１４は導電性であるので、導線４０および上部電極
１８にかかった電圧Ｖ1は、導線４２により、誘電層１
６を横切って下部電極１４で電圧Ｖ2になる。コンデン
サ１０の両端間の電位差はＶ1−Ｖ2である。
け、下部電極１４、半導体領域２６、ドープした領域３
８、それに下の基板１２が導線４２を通じて導通してい
る場合には、基板１２に２次電圧Ｖ2をかけることによ
り、コンデンサ１０に１次電圧Ｖ1がかかる。半導体領
域２６と、金属半導体層３４が存在するならばそれと、
第１層３１、第２層３２、および第３層３３を含む下部
電極１４は導電性であるので、導線４０および上部電極
１８にかかった電圧Ｖ1は、導線４２により、誘電層１
６を横切って下部電極１４で電圧Ｖ2になる。コンデン
サ１０の両端間の電位差はＶ1−Ｖ2である。
【００２０】下部電極構造１４の第１層３１は、第１層
３１が形成された後、第１層の一部が酸化される可能性
がある第２層の形成中に、半導体領域２６の酸化を防止
する働きをする。たとえば、領域２６がケイ素である場
合、金属シリサイド層３４はルテニウム・シリサイド、
第１層３１はルテニウムでよい。第２層３２は、ルテニ
ウム酸化物でよく、酸素および半導体原子に対する拡散
障壁として働く。半導体原子は半導体領域２６から、酸
素原子は誘電層１６からのものである。
３１が形成された後、第１層の一部が酸化される可能性
がある第２層の形成中に、半導体領域２６の酸化を防止
する働きをする。たとえば、領域２６がケイ素である場
合、金属シリサイド層３４はルテニウム・シリサイド、
第１層３１はルテニウムでよい。第２層３２は、ルテニ
ウム酸化物でよく、酸素および半導体原子に対する拡散
障壁として働く。半導体原子は半導体領域２６から、酸
素原子は誘電層１６からのものである。
【００２１】第３層３３は、たとえば白金などの抗酸化
性金属がよく、続いて形成される誘電層１６の高誘電性
酸化物と第２層３２の金属酸化物との相互作用を防止す
る機能を有する。抗酸化性金属の３３層がなければ、層
３２の金属酸化物は誘電層１６と相互作用してこの中に
拡散するか、あるいは誘電層１６が金属酸化物層３２と
相互作用してその中に拡散する可能性がある。拡散の障
壁となる層３３がなければ、層３２からの金属酸化物が
誘電層１６中に移行または拡散する可能性が高い。
性金属がよく、続いて形成される誘電層１６の高誘電性
酸化物と第２層３２の金属酸化物との相互作用を防止す
る機能を有する。抗酸化性金属の３３層がなければ、層
３２の金属酸化物は誘電層１６と相互作用してこの中に
拡散するか、あるいは誘電層１６が金属酸化物層３２と
相互作用してその中に拡散する可能性がある。拡散の障
壁となる層３３がなければ、層３２からの金属酸化物が
誘電層１６中に移行または拡散する可能性が高い。
【００２２】好ましい実施態様においては、第１層３１
はＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ等の金属を含む。第２層３２
は、第１層３１を構成する１種または数種の金属の酸化
物を含むことになる。
はＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ等の金属を含む。第２層３２
は、第１層３１を構成する１種または数種の金属の酸化
物を含むことになる。
【００２３】図３にはメモリ・アレイ９に適したコンデ
ンサが示されている。図３においては、図１および図２
に対応する機能に同様の記号が付けてある。半導体領域
２６'は誘電層２０の表面２２の上方に延びて、半導体
領域２６'の上に形成された下部の電極構造１４'の表面
積を広げる。誘電層１６'と上部電極１８'が下部電極構
造１４'の上に形成されている。半導体領域２６'は立方
体、直方体、円筒形、円錐形、あるいは複合幾何形であ
り、基板１２の表面２１から突き出ている。表面２２の
上方にある形状は、下部電極１４'および上部電極１８'
に多くの表面積を与える働きをする。
ンサが示されている。図３においては、図１および図２
に対応する機能に同様の記号が付けてある。半導体領域
２６'は誘電層２０の表面２２の上方に延びて、半導体
領域２６'の上に形成された下部の電極構造１４'の表面
積を広げる。誘電層１６'と上部電極１８'が下部電極構
造１４'の上に形成されている。半導体領域２６'は立方
体、直方体、円筒形、円錐形、あるいは複合幾何形であ
り、基板１２の表面２１から突き出ている。表面２２の
上方にある形状は、下部電極１４'および上部電極１８'
に多くの表面積を与える働きをする。
【００２４】以上、基板と、露出した表面を有する基板
上の半導体領域と、半導体領域とオーム接触するように
半導体領域上に形成されたＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏ
ｓ、Ｐｄおよびこれらの合金からなる群から選択された
金属の第１層と、第１層とオーム接触するように第１層
上に形成されたＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄお
よびそれらの混合物の酸化物からなる群から選択された
金属酸化物の第２層と、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒ
ｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群か
ら選択された第３層と、複合酸化物型の材料、特にＢａ
xＳｒ(1-x)ＴｉＯ3やＰｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）等の
強誘電性または常誘電性材料からなる群から選択された
高誘電性材料の第４層と、第４層上に形成された導電性
材料の第５層とを含む、コンデンサおよび電極構造を記
述した。
上の半導体領域と、半導体領域とオーム接触するように
半導体領域上に形成されたＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏ
ｓ、Ｐｄおよびこれらの合金からなる群から選択された
金属の第１層と、第１層とオーム接触するように第１層
上に形成されたＲｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄお
よびそれらの混合物の酸化物からなる群から選択された
金属酸化物の第２層と、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒ
ｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群か
ら選択された第３層と、複合酸化物型の材料、特にＢａ
xＳｒ(1-x)ＴｉＯ3やＰｂＺｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）等の
強誘電性または常誘電性材料からなる群から選択された
高誘電性材料の第４層と、第４層上に形成された導電性
材料の第５層とを含む、コンデンサおよび電極構造を記
述した。
【００２５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２６】（１）基板と、上記基板上の半導体領域
と、上記半導体領域とオーム接触するように上記半導体
領域上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、
Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選択された金属
の第１層と、上記第１層とオーム接触するように上記第
１層上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、
Ｐｄおよびそれらの合金の酸化物からなる群から選択さ
れた金属酸化物の第２層と、その上に高誘電性材料を形
成することのできる、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、
Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選
択された金属の第３層とを備える、半導体集積回路コン
デンサ電極構造。 （２）上記半導体領域が、ケイ素、ゲルマニウムおよび
それらの合金からなる群から選択された材料を含むこと
を特徴とする、上記（１）に記載の半導体集積回路コン
デンサ電極構造。 （３）上記半導体領域および上記第１層の金属がこれら
の界面において化合物を形成していることを特徴とす
る、上記（１）に記載の半導体集積回路コンデンサ電極
構造。 （４）上記化合物がシリサイドであることを特徴とす
る、上記（３）に記載の半導体集積回路コンデンサ電極
構造。 （５）基板と、上記基板上の半導体領域と、上記半導体
領域とオーム接触するように上記半導体領域上に形成さ
れた、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれ
らの合金からなる群から選択された金属の第１層と、上
記第１層とオーム接触するように上記第１層上に形成さ
れた、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれ
らの混合物からなる群から選択された金属酸化物の第２
層と、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐ
ｄおよびそれらの合金からなる群から選択された金属の
第３層と、高誘電率材料の第４層と、上記第４層上に形
成された導電性材料の第５層とを備える、半導体集積回
路コンデンサ。 （６）上記高誘電率材料がＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、
ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3、ＰＬＴ、またはＰｂＺｒXＴ
1-XＯ3（ＰＺＴ）であることを特徴とする上記（５）に
記載の半導体集積回路コンデンサ。 （７）上記コンデンサが動的ランダム・アクセス・メモ
リ（ＤＲＡＭ）のためのコンデンサであることを特徴と
する上記（５）に記載の半導体集積回路コンデンサ。
と、上記半導体領域とオーム接触するように上記半導体
領域上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、
Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選択された金属
の第１層と、上記第１層とオーム接触するように上記第
１層上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、
Ｐｄおよびそれらの合金の酸化物からなる群から選択さ
れた金属酸化物の第２層と、その上に高誘電性材料を形
成することのできる、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、
Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれらの合金からなる群から選
択された金属の第３層とを備える、半導体集積回路コン
デンサ電極構造。 （２）上記半導体領域が、ケイ素、ゲルマニウムおよび
それらの合金からなる群から選択された材料を含むこと
を特徴とする、上記（１）に記載の半導体集積回路コン
デンサ電極構造。 （３）上記半導体領域および上記第１層の金属がこれら
の界面において化合物を形成していることを特徴とす
る、上記（１）に記載の半導体集積回路コンデンサ電極
構造。 （４）上記化合物がシリサイドであることを特徴とす
る、上記（３）に記載の半導体集積回路コンデンサ電極
構造。 （５）基板と、上記基板上の半導体領域と、上記半導体
領域とオーム接触するように上記半導体領域上に形成さ
れた、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれ
らの合金からなる群から選択された金属の第１層と、上
記第１層とオーム接触するように上記第１層上に形成さ
れた、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれ
らの混合物からなる群から選択された金属酸化物の第２
層と、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐ
ｄおよびそれらの合金からなる群から選択された金属の
第３層と、高誘電率材料の第４層と、上記第４層上に形
成された導電性材料の第５層とを備える、半導体集積回
路コンデンサ。 （６）上記高誘電率材料がＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、
ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3、ＰＬＴ、またはＰｂＺｒXＴ
1-XＯ3（ＰＺＴ）であることを特徴とする上記（５）に
記載の半導体集積回路コンデンサ。 （７）上記コンデンサが動的ランダム・アクセス・メモ
リ（ＤＲＡＭ）のためのコンデンサであることを特徴と
する上記（５）に記載の半導体集積回路コンデンサ。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】図１の一部分の拡大図である。
【図３】本発明の代替実施例の断面図である。
１０ コンデンサ １１ コンデンサ １２ 基板 １４ 下部電極 １６ 誘電層 １８ 上部電極 ２０ 誘電層 ２４ 溝 ２５ 溝 ２６ 半導体領域 ２８ 半導体領域 ３８ ドープ領域 ４０ ドープ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/822 (72)発明者 リチャード・ジョーゼフ・ガンビーノ アメリカ合衆国11790 ニューヨーク州ス トーニー・ブルック シカモア・サークル 148 (72)発明者 アルフレッド・グリル アメリカ合衆国10605 ニューヨーク州ホ ワイト・プレーンズ オーバールック・ロ ード 85 (72)発明者 ウィリアム・フランシス・ケーン アメリカ合衆国10921 ニューヨーク州フ ロリダ ニュー・ストリート 17 (72)発明者 ドナルド・ジョーゼフ・ミカルセン アメリカ合衆国10512 ニューヨーク州カ ーメル ロングフェロー・アンド・ハッチ ンソン・ドライブズ（番地なし)
Claims (7)
- 【請求項１】基板と、 上記基板上の半導体領域と、 上記半導体領域とオーム接触するように上記半導体領域
上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄ
およびそれらの合金からなる群から選択された金属の第
１層と、 上記第１層とオーム接触するように上記第１層上に形成
された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそ
れらの合金の酸化物からなる群から選択された金属酸化
物の第２層と、 その上に高誘電性材料を形成することのできる、Ｐｔ、
Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそれ
らの合金からなる群から選択された金属の第３層とを備
える、半導体集積回路コンデンサ電極構造。 - 【請求項２】上記半導体領域が、ケイ素、ゲルマニウム
およびそれらの合金からなる群から選択された材料を含
むことを特徴とする、請求項１に記載の半導体集積回路
コンデンサ電極構造。 - 【請求項３】上記半導体領域および上記第１層の金属が
これらの界面において化合物を形成していることを特徴
とする、請求項１に記載の半導体集積回路コンデンサ電
極構造。 - 【請求項４】上記化合物がシリサイドであることを特徴
とする、請求項３に記載の半導体集積回路コンデンサ電
極構造。 - 【請求項５】基板と、 上記基板上の半導体領域と、 上記半導体領域とオーム接触するように上記半導体領域
上に形成された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄ
およびそれらの合金からなる群から選択された金属の第
１層と、 上記第１層とオーム接触するように上記第１層上に形成
された、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよびそ
れらの混合物からなる群から選択された金属酸化物の第
２層と、 Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｄおよ
びそれらの合金からなる群から選択された金属の第３層
と、高誘電率材料の第４層と、 上記第４層上に形成された導電性材料の第５層とを備え
る、半導体集積回路コンデンサ。 - 【請求項６】上記高誘電率材料がＢａＴｉＯ3、ＳｒＴ
ｉＯ3、ＢａxＳｒ(1-x)ＴｉＯ3、ＰＬＴ、またはＰｂＺ
ｒXＴ1-XＯ3（ＰＺＴ）であることを特徴とする請求項
５に記載の半導体集積回路コンデンサ。 - 【請求項７】上記コンデンサが動的ランダム・アクセス
・メモリ（ＤＲＡＭ）のためのコンデンサであることを
特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路コンデン
サ。
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| KR100775721B1 (ko) * | 2001-07-13 | 2007-11-09 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 용량 소자 및 그 제조 방법 |
| US7459736B2 (en) | 2004-07-28 | 2008-12-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Ferroelectric capacitor and ferroelectric memory with Ir-Ru alloy electrode and method of manufacturing the same |
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| DE19849542C2 (de) | 1998-10-27 | 2002-07-11 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines Kondensators |
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| JP2001135798A (ja) | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Nec Corp | 強誘電体メモリおよび強誘電体メモリ製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5185689A (en) * | 1992-04-29 | 1993-02-09 | Motorola Inc. | Capacitor having a ruthenate electrode and method of formation |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP09707195A patent/JP3197782B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-26 DE DE19515347A patent/DE19515347C2/de not_active Expired - Fee Related
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| US6818523B2 (en) | 1997-01-13 | 2004-11-16 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor storage device manufacturing method which forms a hydrogen diffusion inhibiting layer |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |