JPH09116123A - 強誘電体不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

強誘電体不揮発性半導体記憶装置

Info

Publication number
JPH09116123A
JPH09116123A JP7297778A JP29777895A JPH09116123A JP H09116123 A JPH09116123 A JP H09116123A JP 7297778 A JP7297778 A JP 7297778A JP 29777895 A JP29777895 A JP 29777895A JP H09116123 A JPH09116123 A JP H09116123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
capacitor
ferroelectric
lower electrode
memory device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7297778A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Ochiai
昭彦 落合
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7297778A priority Critical patent/JPH09116123A/ja
Publication of JPH09116123A publication Critical patent/JPH09116123A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで製造することができ且つメモリセ
ル面積を小さくして高集積化を図ることができる強誘電
体不揮発性半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 キャパシタ54の下部電極であるPt膜
47の全体と強誘電体膜であるSrBi2 Ta2 9
51の全体とが互いに重畳しており、これらの側面にS
iO2 膜52から成る側壁が設けられており、上部電極
であるPt膜53がSrBi2 Ta2 9 膜51の上面
に接触している。SiO2 膜52から成る側壁はPt膜
47等に対して自己整合的に形成することができるの
で、マスク工程が不要であり、合わせずれに対する余裕
領域も不要である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、スタックトキ
ャパシタ型メモリセル構造を有しており且つキャパシタ
絶縁膜が強誘電体膜である強誘電体不揮発性半導体記憶
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、上述の様な強誘電体不揮発性半
導体記憶装置の一従来例を示している(例えば、IED
M94−843)。この一従来例では、メモリセルを構
成しているトランジスタ11が層間絶縁膜12に覆われ
ており、トランジスタ11の一方の拡散層13に達する
コンタクト孔14が層間絶縁膜12に設けられている。
【0003】コンタクト孔14はプラグ15で埋められ
ており、メモリセルを構成しているキャパシタ16の下
部電極17がプラグ15に接触している。下部電極17
上には強誘電体膜21が積層されており、これらの下部
電極17及び強誘電体膜21は層間絶縁膜22に覆われ
ている。そして、強誘電体膜21を露出させる開口23
が層間絶縁膜22に設けられており、上部電極24が開
口23を介して強誘電体膜21に接触している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図8に示し
た一従来例では、下部電極17と上部電極24とを層間
絶縁膜22で絶縁しているが、この層間絶縁膜22に開
口23を設けるためにマスク工程が必要であるので、こ
の一従来例を低コストで製造することが困難であった。
【0005】また、下部電極17及び強誘電体膜21に
対する合わせずれが開口23に生じ、この開口23から
下部電極17が露出して、下部電極17と上部電極24
とが短絡するのを防止するために、合わせずれに対する
余裕領域を下部電極17及び強誘電体膜21に確保して
おく必要があるので、この一従来例のメモリセル面積を
小さくして高集積化を図ることも困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の強誘電体不揮
発性半導体記憶装置は、メモリセルを構成するキャパシ
タのキャパシタ絶縁膜として強誘電体膜が用いられてい
る強誘電体不揮発性半導体記憶装置において、前記キャ
パシタの下部電極の全体とこの下部電極上に積層されて
いる前記強誘電体膜の全体とが互いに重畳しており、前
記下部電極及び前記強誘電体膜の側面に絶縁性の側壁が
設けられており、前記強誘電体膜の上面の少なくとも一
部に前記キャパシタの上部電極が接触していることを特
徴としている。
【0007】請求項2の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置は、請求項1の強誘電体不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記キャパシタがビット線よりも下層に設けられ
ていることを特徴としている。
【0008】請求項3の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置は、請求項1の強誘電体不揮発性半導体記憶装置にお
いて、前記キャパシタがビット線よりも上層に設けられ
ていることを特徴としている。
【0009】請求項1の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置では、メモリセルを構成するキャパシタの下部電極及
び強誘電体膜の側面に絶縁性の側壁が設けられており、
この側壁によって下部電極と上部電極とが絶縁されてい
る。そして、絶縁性の側壁は、全面に堆積させた絶縁膜
の全面をエッチバックすることによって、下部電極及び
強誘電体膜の側面に自己整合的に形成することができる
ので、下部電極と上部電極とを絶縁するためにマスク工
程が不要である。
【0010】また、下部電極及び強誘電体膜の側面に絶
縁性の側壁を自己整合的に形成することができるので、
上部電極との接触のための開口を強誘電体膜上の層間絶
縁膜に形成する場合の様に、合わせずれに対する余裕領
域を下部電極及び強誘電体膜に確保しておく必要がな
い。
【0011】請求項2の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置では、ビット線を形成する時点ではキャパシタを形成
するための熱処理が既に終了しているので、金属配線で
ビット線を形成することができる。
【0012】請求項3の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置では、キャパシタをビット線の上方にまで広げること
ができるので、メモリセル面積に対するキャパシタ面積
の比率を高くしてキャパシタ容量を大きくすることがで
きる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第1〜第3具
体例を、図1〜7を参照しながら説明する。図1、2が
第1具体例を示しており、図3〜5が第1具体例の製造
方法を示している。この第1具体例を製造するために
は、図3に示す様に、Si基板31の表面にSiO2
32を選択的に形成して素子分離領域を決定し、SiO
2 膜32に囲まれている素子活性領域の表面にゲート絶
縁膜としてのSiO2 膜33を形成する。
【0014】その後、ポリサイド層34を全面に形成
し、メモリセルを構成するトランジスタのゲート電極に
なるワード線のパターンにポリサイド層34をエッチン
グする。ポリサイド層34の代わりに多結晶Si膜を用
いてもよい。そして、ポリサイド層34及びSiO2
32をマスクにした不純物のイオン注入でSi基板31
に拡散層35を形成して、メモリセルを構成するトラン
ジスタ36を完成させる。
【0015】その後、トランジスタをLDD構造にする
ために、SiO2 膜37等から成る側壁をポリサイド層
34の側面に形成する。そして、層間絶縁膜としてSi
2膜41、SiN膜42、SiO2 膜43及びBPS
G膜44を順次に堆積させ、化学的機械的研磨法でBP
SG膜44の表面を平坦化させる。
【0016】その後、メモリセルを構成するキャパシタ
の下部電極と拡散層35とを電気的に接続するためのコ
ンタクト孔45をBPSG膜44等に開孔し、このコン
タクト孔45を多結晶Siプラグ46等で埋める。
【0017】次に、図4に示す様に、バリアメタル膜
(図示せず)、Pt膜47及び強誘電体膜であるSrB
2 Ta2 9 膜51を順次に形成する。そして、レジ
スト(図示せず)またはレジストでパターニングしたS
iO2 膜やSiN膜等の無機膜(図示せず)をマスクに
して、SrBi2 Ta2 9 膜51、Pt膜47及びバ
リアメタル膜を、キャパシタの下部電極のパターンに連
続的にエッチングする。
【0018】次に、図5に示す様に、SiO2 膜52を
CVD法で全面に堆積させ、SiO2 膜52の全面をエ
ッチバックすることによって、このSiO2 膜52から
成る側壁をSrBi2 Ta2 9 膜51及びPt膜47
の側面に形成する。そして、Pt膜53を形成し、キャ
パシタの上部電極になるプレート線のパターンにPt膜
53をエッチングして、キャパシタ54を完成させる。
【0019】次に、図1、2に示す様に、層間絶縁膜と
してSiO2 膜55を堆積させ、ビット線と拡散層35
とを電気的に接続するためのコンタクト孔56をSiO
2 膜55等に開孔する。SiO2 膜55の代わりにBP
SG膜等を用いてもよい。その後、コンタクト孔56を
タングステンプラグ57で埋め、堆積させたAl膜58
をビット線のパターンに加工する。そして、更に、表面
保護膜(図示せず)等を形成して、この第1具体例を完
成させる。
【0020】図6が、第2具体例を示している。この第
2具体例は、キャパシタ54の上部電極になるプレート
線としてのPt膜61が、下部電極としてのPt膜47
及び強誘電体膜としてのSrBi2 Ta2 9 膜51の
全体を覆っていることを除いて、上述の第1具体例と実
質的に同様の構成を有している。この様な第2具体例で
は、第1具体例に比べて、メモリセルの面積がやや大き
くなるが、キャパシタ54の面積は大きくし易くて、キ
ャパシタ54の容量を大きくし易い。
【0021】図7が、第3具体例を示している。この第
3具体例では、ポリサイド層34等を覆っているSiO
2 膜62等の層間絶縁膜に、拡散層35に達するコンタ
クト孔63が設けられている。そして、ポリサイド層6
4等から成るビット線がコンタクト孔63を介して拡散
層35にコンタクトしており、ポリサイド層64等はS
iO2 膜65等やBPSG膜44に覆われている。
【0022】以上の点を除いて、この第3具体例も、図
6に示した第2具体例と実質的に同様の構成を有してい
る。この様な第3具体例では、ビット線であるポリサイ
ド層64の上方にまでキャパシタ54を広げることがで
きるので、キャパシタ54の面積を更に大きくすること
ができて、キャパシタ54の容量を更に大きくすること
ができる。
【0023】なお、以上の第1〜第3具体例では、PZ
T膜に比べて書込み可能回数が多いSrBi2 Ta2
9 膜51を強誘電体膜として用いたが、PZT膜等の他
の強誘電体膜をSrBi2 Ta2 9 膜51の代わりに
用いても勿論よい。
【0024】
【発明の効果】請求項1の強誘電体不揮発性半導体記憶
装置では、下部電極と上部電極とを絶縁するためにマス
ク工程が不要であるので、低コストで製造することがで
き、また、合わせずれに対する余裕領域を下部電極及び
強誘電体膜に確保しておく必要がないので、メモリセル
面積を小さくして高集積化を図ることができる。
【0025】請求項2の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置では、金属配線でビット線を形成することができるの
で、動作の高速化を図ることができる。
【0026】請求項3の強誘電体不揮発性半導体記憶装
置では、メモリセル面積に対するキャパシタ面積の比率
を高くしてキャパシタ容量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1具体例を示しており、(a)
(b)は図2の夫々IA−IA線及びIB−IB線に沿
う位置における側断面図である。
【図2】第1具体例の平面図である。
【図3】第1具体例を製造するための最初の工程を示し
ており、図1(a)に対応する側断面図である。
【図4】図3に続く工程を示しており、図1(a)に対
応する側断面図である。
【図5】図4に続く工程を示しており、図1(a)に対
応する側断面図である。
【図6】本願の発明の第2具体例を示しており、図1
(a)に対応する側断面図である。
【図7】本願の発明の第3具体例を示しており、図1
(a)に対応する側断面図である。
【図8】本願の発明の一従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
47 Pt膜 51 SrBi2 Ta2 9 膜 52 SiO2 膜 53 Pt膜 54 キャパシタ 58 Al膜 61 Pt膜 64 ポリサイド層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルを構成するキャパシタのキャ
    パシタ絶縁膜として強誘電体膜が用いられている強誘電
    体不揮発性半導体記憶装置において、 前記キャパシタの下部電極の全体とこの下部電極上に積
    層されている前記強誘電体膜の全体とが互いに重畳して
    おり、 前記下部電極及び前記強誘電体膜の側面に絶縁性の側壁
    が設けられており、 前記強誘電体膜の上面の少なくとも一部に前記キャパシ
    タの上部電極が接触していることを特徴とする強誘電体
    不揮発性半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記キャパシタがビット線よりも下層に
    設けられていることを特徴とする請求項1記載の強誘電
    体不揮発性半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記キャパシタがビット線よりも上層に
    設けられていることを特徴とする請求項1記載の強誘電
    体不揮発性半導体記憶装置。
JP7297778A 1995-10-20 1995-10-20 強誘電体不揮発性半導体記憶装置 Pending JPH09116123A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7297778A JPH09116123A (ja) 1995-10-20 1995-10-20 強誘電体不揮発性半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7297778A JPH09116123A (ja) 1995-10-20 1995-10-20 強誘電体不揮発性半導体記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09116123A true JPH09116123A (ja) 1997-05-02

Family

ID=17851063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7297778A Pending JPH09116123A (ja) 1995-10-20 1995-10-20 強誘電体不揮発性半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09116123A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0978881A2 (en) * 1998-08-07 2000-02-09 Matsushita Electronics Corporation Ferroelectric capacitor and its manufacturing method
US6121083A (en) * 1997-08-21 2000-09-19 Nec Corporation Semiconductor device and method of fabricating the same
EP1326277A2 (en) * 2002-01-08 2003-07-09 Fujitsu Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100436056B1 (ko) * 1997-12-30 2004-12-17 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 커패시터의 확산장벽막 형성방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121083A (en) * 1997-08-21 2000-09-19 Nec Corporation Semiconductor device and method of fabricating the same
KR100315324B1 (ko) * 1997-08-21 2002-03-13 가네꼬 히사시 반도체장치및그제조방법
KR100436056B1 (ko) * 1997-12-30 2004-12-17 주식회사 하이닉스반도체 강유전체 커패시터의 확산장벽막 형성방법
EP0978881A2 (en) * 1998-08-07 2000-02-09 Matsushita Electronics Corporation Ferroelectric capacitor and its manufacturing method
EP0978881A3 (en) * 1998-08-07 2000-03-29 Matsushita Electronics Corporation Ferroelectric capacitor and its manufacturing method
EP1326277A2 (en) * 2002-01-08 2003-07-09 Fujitsu Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same
EP1326277A3 (en) * 2002-01-08 2006-06-28 Fujitsu Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5436477A (en) Semiconductor memory device with high dielectric capacitor structure
US6287934B1 (en) Capacitor structure of semiconductor memory cell and method for fabricating capacitor structure of semiconductor cell
US6072241A (en) Semiconductor device with self-aligned contact and its manufacture
US5998249A (en) Static random access memory design and fabrication process featuring dual self-aligned contact structures
US5583356A (en) Connector arrangement for a semiconductor memory device
US20020053694A1 (en) Method of forming a memory cell with self-aligned contacts
JP2898686B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH04256358A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2003078022A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US5801410A (en) Ferroelectric capacitors including extended electrodes
JP2003174145A (ja) 強誘電体メモリ装置及びその製造方法
JPH09232527A (ja) 強誘電体メモリ装置及びその製造方法
JP3345880B2 (ja) 不揮発性メモリセルと電界効果トランジスタとを備えた半導体装置およびその製造方法
JP3200974B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPH09162370A (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法
JPH09116123A (ja) 強誘電体不揮発性半導体記憶装置
US6534810B2 (en) Semiconductor memory device having capacitor structure formed in proximity to corresponding transistor
JPH0321062A (ja) 半導体記憶装置
JPH0821700B2 (ja) 半導体記憶装置の電荷保存電極製造方法
JPH08204148A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2550590B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2671466B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2943268B2 (ja) 半導体メモリ及びその製造方法
JPH10144623A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100772692B1 (ko) 강유전체 메모리 셀 및 그 제조방법