JPH1079473A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JPH1079473A
JPH1079473A JP8234520A JP23452096A JPH1079473A JP H1079473 A JPH1079473 A JP H1079473A JP 8234520 A JP8234520 A JP 8234520A JP 23452096 A JP23452096 A JP 23452096A JP H1079473 A JPH1079473 A JP H1079473A
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ferroelectric
capacitor
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ferroelectric capacitor
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Takayuki Emori
孝之 江守
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a memory cell area, while ensuring a necessary polarizing charge value by providing dielectric capacitors having two or more layers deposited via an insulating layer, such that the capacitors mutually overlap with each other at overlapping portions. SOLUTION: A word line 31 is wired in a vertical direction to construct gate electrodes of transistors Tr1 to Tr4. Each of the transistors Tr1 to Tr4 is constructed with the gate electrode and source-drain diffusion layer 11 on both sides of the gate electrode. Capacitors 34, 34 (C1, C3) are flush with each other, and capacitors 35, 35 (C2, C4) are flush with in another plane. The lower electrodes of the capacitors C1 to C4 are connected to a source diffusion layer 11a of the transistors via capacitor contacts 32 and 33. The upper electrodes of the capacitors C1 to C4 are connected to plate lines 36 and 37. A drain diffusion layer 11b is connected to a bit line 39 via bit contacts 38. The U-shaped ferroelectric capacitors 34 and 35 respectively have upper and lower overlap portions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、とくに強誘電体の分極反転を利用した強誘電体キ
ャパシタを有する半導体記憶装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor utilizing polarization inversion of a ferroelectric.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電体を2つの電極間に有し、両電極
への印加電圧に応じた強誘電体の分極の方向によって2
値データを記憶する強誘電体キャパシタを利用した強誘
電体メモリであるFERAM(ferroelectric random a
ccess memories)においては、分極電荷値の大小が読み
出し信号量の大小に比例するので、装置の信頼性向上の
ために、この分極電荷値を増大させ、あるいはその必要
量を確保することが重要である。
2. Description of the Related Art A ferroelectric substance is provided between two electrodes, and the direction of polarization of the ferroelectric substance depends on the voltage applied to both electrodes.
FERAM (ferroelectric random a), which is a ferroelectric memory using a ferroelectric capacitor for storing value data
In ccess memories), the magnitude of the polarization charge value is proportional to the magnitude of the read signal amount, so it is important to increase the polarization charge value or secure the required amount to improve the reliability of the device. is there.

【0003】上記の半導体メモリの使用される強誘電体
としては、PZT(PbZrTiO3)がよく知られており、Y
−1と呼ばれる化合物群が開発されている(米国特許
5,519,234号公報)。この強誘電体の分極電荷
値は、メモリキャパシタに使用される強誘電体の表面積
に比例する。同様の例として、DRAM(dynamic rand
om access memories)がある。DRAMのメモリキャパ
シタは2値データを記憶するために蓄積容量が大きいほ
ど好ましく、装置の高集積化と縮小化を図るためには必
要な蓄積容量を確保しながらキャパシタの占有面積を縮
小させることが重要である。このため、メモリキャパシ
タの構造として円筒型やフィン型などのスタック型、あ
るいはトレンチ型などが開発されてきた。これらはいず
れもキャパシタに立体構造を持たせることでその表面積
を増加させ、メモリセル面積の縮小を可能にする。
As a ferroelectric used in the above semiconductor memory, PZT (PbZrTiO 3 ) is well known.
A group of compounds called -1 has been developed (US Pat. No. 5,519,234). The polarization charge value of the ferroelectric is proportional to the surface area of the ferroelectric used for the memory capacitor. A similar example is the DRAM (dynamic rand
om access memories). It is preferable that the storage capacitor of the DRAM has a large storage capacity for storing binary data. To achieve high integration and miniaturization of the device, it is necessary to reduce the area occupied by the capacitor while securing the necessary storage capacity. is important. For this reason, a stack type such as a cylindrical type or a fin type, or a trench type has been developed as a memory capacitor structure. All of these increase the surface area of the capacitor by providing the capacitor with a three-dimensional structure, thereby reducing the memory cell area.

【0004】強誘電体メモリにおいてもDRAMなどと
同様にメモリの高集積化や装置の縮小化が望まれてお
り、メモリセルサイズの縮小が大きな課題となる。即
ち、必要な分極電荷値を確保しながらメモリセル面積を
縮小することが必要である。
[0004] In the case of ferroelectric memories as well, like DRAMs and the like, high integration of memories and miniaturization of devices are desired, and reduction of the memory cell size is a major issue. That is, it is necessary to reduce the memory cell area while securing the required polarization charge value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、強誘電
体キャパシタにおいては、キャパシタに使用される強誘
電体を凹凸のある下地に対して形成した場合、膜厚の不
均一により膜質の劣化を招いてしまう。膜質の劣化は装
置の動作を不安定にするなど信頼性を低下させるので、
強誘電体は膜厚の不均一が生じぬよう平坦な下地に対し
て形成する必要があり、DRAMのメモリキャパシタの
ように複雑な立体構造をとることは困難である。
However, in a ferroelectric capacitor, when the ferroelectric used for the capacitor is formed on an uneven base, the film quality is deteriorated due to the uneven thickness. I will. Deterioration of film quality lowers reliability, such as making the operation of the device unstable,
The ferroelectric must be formed on a flat underlayer so that the film thickness does not become uneven, and it is difficult to form a complicated three-dimensional structure like a memory capacitor of a DRAM.

【0006】従って、本発明は、複雑な立体構造をとる
ことができない強誘電体キャパシタの必要な分極電荷値
を確保しながらメモリセル面積を縮小し、メモリの高集
積化や装置の縮小化が可能な半導体装置を提供すること
を目的とする。
Accordingly, the present invention reduces the memory cell area while securing the required polarization charge value of a ferroelectric capacitor which cannot take a complicated three-dimensional structure, and achieves high integration of a memory and downsizing of a device. It is an object to provide a possible semiconductor device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、強誘電体を2つの電極間に有し、両電極
への印加電圧に応じた強誘電体の分極の方向によって2
値データを記憶する強誘電体キャパシタと、この強誘電
体キャパシタと接続されたスイッチング用の電界効果型
トランジスタとからなるメモリセルを有する半導体記憶
装置において、互いに絶縁層を介して積層されている2
層以上の強誘電体キャパシタを有し、これらの強誘電体
キャパシタが相互に重なり部を有することを特徴とする
半導体記憶装置を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a ferroelectric material between two electrodes, and a ferroelectric material having a ferroelectric material depending on the direction of polarization of the ferroelectric material according to the voltage applied to both electrodes.
In a semiconductor memory device having a memory cell composed of a ferroelectric capacitor for storing value data and a switching field-effect transistor connected to the ferroelectric capacitor, the two are stacked with an insulating layer interposed therebetween.
There is provided a semiconductor memory device having at least one ferroelectric capacitor, wherein the ferroelectric capacitors have mutually overlapping portions.

【0008】本発明の半導体装置は、互いに絶縁層を介
して積層されている2層以上の強誘電体キャパシタを有
する。従来のように全てのキャパシタを1つの層中に構
成する場合には、キャパシタは相互に重なり部を持つこ
とはできないので、キャパシタの面積は拡大することが
できない。しかし、キャパシタを2層以上の立体的に積
層することにより、キャパシタが相互に重なり部を持つ
ことが可能となり、そのような重なり部を持つことでキ
ャパシタの面積を従来より拡大することが可能となる。
The semiconductor device of the present invention has two or more ferroelectric capacitors stacked on each other with an insulating layer interposed therebetween. When all the capacitors are formed in one layer as in the related art, the capacitors cannot have overlapping portions, and thus the area of the capacitors cannot be increased. However, by stacking two or more layers of capacitors in a three-dimensional manner, the capacitors can have overlapping portions, and by having such overlapping portions, the area of the capacitor can be increased as compared with the conventional case. Become.

【0009】従って、膜厚の不均一が生じぬよう平坦な
下地に対して形成する必要がある強誘電体キャパシタに
おいて、キャパシタの面積を不都合なく拡大することが
でき、従って分極電荷値を高めることが可能となる。ま
た、必要な分極電荷値を確保しながらメモリセルの面積
を縮小することが可能となる。
Therefore, in a ferroelectric capacitor which needs to be formed on a flat underlayer so that the film thickness does not become nonuniform, the area of the capacitor can be enlarged without inconvenience, and the polarization charge value can be increased. Becomes possible. Further, it is possible to reduce the area of the memory cell while securing a necessary polarization charge value.

【0010】本発明の半導体装置において、互いに隣接
するトランジスタが相互に異なる層のキャパシタと接続
されていることが好ましい。隣接するトランジスタが異
なる層のキャパシタに接続されていると隣接するトラン
ジスタ領域にキャパシタを延伸することができ、キャパ
シタの重なり部を形成できるのでキャパシタの面積を拡
張することができる。
In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that transistors adjacent to each other are connected to capacitors of different layers. When adjacent transistors are connected to capacitors in different layers, the capacitors can be extended to adjacent transistor regions, and an overlapping portion of the capacitors can be formed, so that the area of the capacitors can be increased.

【0011】本発明の半導体装置において、2層以上有
る各層のキャパシタがビット線方向あるいはワード線方
向に交互に繰り返し形成されていることが好ましい。こ
のような構造は各キャパシタの面積を揃って拡張できる
ので、各キャパシタに同一の分極電荷値が求められる強
誘電体キャパシタに好適である。
In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that capacitors of each layer having two or more layers are alternately formed in the bit line direction or the word line direction. Such a structure is suitable for a ferroelectric capacitor in which the same polarization charge value is required for each capacitor since the area of each capacitor can be expanded in a uniform manner.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体装
置について図1を用いて説明する。図1(a)は本発明
の半導体装置の実施形態の等価回路図であり、1つの電
界効果型トランジスタと1つの強誘電体キャパシタで1
メモリセルを構成する(1Tr+1Cap)型の半導体
記憶装置の4メモリセル分に相当する。図1(b)平面
図および(c)断面図はどちらも、図1(a)等価回路
図と同じ構成の半導体装置を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1A is an equivalent circuit diagram of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, wherein one field-effect transistor and one ferroelectric capacitor form one.
This corresponds to four memory cells of a (1Tr + 1Cap) type semiconductor memory device forming a memory cell. 1B and FIG. 1C both show a semiconductor device having the same configuration as that of FIG. 1A.

【0013】図1(a)に示すように、トランジスタT
r1とキャパシタC1でメモリセルMC1を構成し、メ
モリセルMC2〜4も同様である。ワード線WLにより
選択される電界効果型トランジスタTrのソースSと強
誘電体キャパシタCの一方の電極が接続されており、キ
ャパシタの他方の電極はプレート線PLに接続されてい
る。また、トランジスタのドレインDはビット線BLに
接続されている。
As shown in FIG. 1A, a transistor T
The memory cell MC1 is composed of r1 and the capacitor C1, and the same applies to the memory cells MC2 to MC4. The source S of the field-effect transistor Tr selected by the word line WL is connected to one electrode of the ferroelectric capacitor C, and the other electrode of the capacitor is connected to the plate line PL. The drain D of the transistor is connected to the bit line BL.

【0014】図1(b)平面図と(a)の等価回路図を
対応させて本発明の半導体記憶装置を説明する。ワード
線31(WL)が図面上、上下に配線され、トランジス
タTr1〜Tr4のゲート電極を構成する。ゲート電極
と両側のソース・ドレイン拡散層11でトランジスタT
r1〜Tr4を構成する。キャパシタC1〜C4は、キ
ャパシタ34、34(C1、C3)が同一平面にあり、
キャパシタ35、35(C2、C4)が別の同一平面に
ある。キャパシタC1〜C4の下部電極はキャパシタコ
ンタクト32、33を介してトランジスタのソース拡散
層11に接続され、キャパシタC1〜C4の上部電極は
プレート線36、37(PL)と接続され、トランジス
タのドレイン拡散層11はビットコンタクト38を介し
てビット線39(BL)と接続されている。ビットコン
タクトを避けるようにコの字型に強誘電体キャパシタ3
4、35が形成され、キャパシタは上下に重なり部を有
している。各強誘電体キャパシタの上部電極はプレート
線36、37と一体になっており、プレート線はワード
線と平行に走っている。一方、ビット線はワード線、プ
レート線と垂直方向に設けられている。
The semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to the plan view of FIG. 1B and the equivalent circuit diagram of FIG. Word lines 31 (WL) are wired up and down in the drawing to form gate electrodes of the transistors Tr1 to Tr4. The transistor T is formed by the gate electrode and the source / drain diffusion layers 11 on both sides.
r1 to Tr4 are configured. Capacitors C1 to C4 have capacitors 34 and 34 (C1, C3) on the same plane,
Capacitors 35, 35 (C2, C4) are in another co-planar plane. The lower electrodes of the capacitors C1 to C4 are connected to the source diffusion layer 11 of the transistor via the capacitor contacts 32 and 33, and the upper electrodes of the capacitors C1 to C4 are connected to the plate lines 36 and 37 (PL), and the drain diffusion of the transistor is performed. The layer 11 is connected to a bit line 39 (BL) via a bit contact 38. U-shaped ferroelectric capacitor 3 to avoid bit contact
4 and 35 are formed, and the capacitor has a vertically overlapping portion. The upper electrode of each ferroelectric capacitor is integrated with the plate lines 36 and 37, and the plate lines run parallel to the word lines. On the other hand, the bit lines are provided in a direction perpendicular to the word lines and the plate lines.

【0015】次に、図1(c)断面図により説明する。
この図は、図1(b)平面図におけるA−A’面に沿っ
た断面図である。また、素子分離絶縁膜の表示を省略し
ている。P型半導体基板10上に、図示しないゲート酸
化膜を介して、例えばポリシリコンとタングステンシリ
サイドとの2層構成とするポリサイドからなるワード線
(ゲート電極)31があり、その両側の基板中にはイオ
ン注入によりソース・ドレイン拡散層11a、11bが
形成されている。ポリシリコンからなるビットコンタク
ト38は2つのメモリセルで共有され、共通のドレイン
とアルミニウムからなるビット線39とを接続する。そ
れぞれのトランジスタのもう一方の拡散層は強誘電体キ
ャパシタの下部電極34c、35cとキャパシタコンタ
クト32、33を介して接続されている。強誘電体キャ
パシタは、トランジスタを被覆する第1層間絶縁層21
上に配設されている第1強誘電体キャパシタ34と、第
1強誘電体キャパシタを被覆する第2層間絶縁層22上
に配設されている第2強誘電体キャパシタ36との2層
構成である。第1層間絶縁膜21と第2層間絶縁膜22
は例えばそれぞれ酸化シリコンよりなる。第1強誘電体
キャパシタ34と第2強誘電体キャパシタ35はどちら
もそれぞれ上部電極34a、35a、強誘電体膜34
b、35b、下部電極34c、35cの3層から構成さ
れている。上部電極34a、35aとしては例えばPt
等の導電体を使用でき、下部電極34c、35cとして
は例えばPt/Ti積層電極を使用できる。強誘電体膜
34b、35bに使用される強誘電体としては、PZT
やY−1を使用できる。また、上部電極34a、35a
は上部電極と同じ素材からなるプレート電極36、37
と一体になって形成されたものであり、それらとそれぞ
れ接続されている。
Next, a description will be given with reference to FIG.
This figure is a cross-sectional view along the AA ′ plane in the plan view of FIG. Also, the illustration of the element isolation insulating film is omitted. A word line (gate electrode) 31 made of, for example, polycide having a two-layer structure of polysilicon and tungsten silicide is provided on a P-type semiconductor substrate 10 via a gate oxide film (not shown). Source / drain diffusion layers 11a and 11b are formed by ion implantation. A bit contact 38 made of polysilicon is shared by two memory cells, and connects a common drain and a bit line 39 made of aluminum. The other diffusion layer of each transistor is connected to lower electrodes 34c and 35c of the ferroelectric capacitor via capacitor contacts 32 and 33. The ferroelectric capacitor includes a first interlayer insulating layer 21 covering the transistor.
A two-layer structure of a first ferroelectric capacitor 34 provided thereon and a second ferroelectric capacitor 36 provided on the second interlayer insulating layer 22 covering the first ferroelectric capacitor It is. First interlayer insulating film 21 and second interlayer insulating film 22
Are made of, for example, silicon oxide. The first ferroelectric capacitor 34 and the second ferroelectric capacitor 35 are both upper electrodes 34a, 35a and a ferroelectric film 34, respectively.
b, 35b and lower electrodes 34c, 35c. As the upper electrodes 34a and 35a, for example, Pt
For example, a Pt / Ti laminated electrode can be used as the lower electrodes 34c and 35c. PZT is used as a ferroelectric used for the ferroelectric films 34b and 35b.
And Y-1 can be used. Also, the upper electrodes 34a, 35a
Are plate electrodes 36 and 37 made of the same material as the upper electrode
And are connected to them.

【0016】本実施形態のキャパシタは、第1強誘電体
キャパシタと第2強誘電体キャパシタの2層構成となっ
ており、それらは第2層間絶縁膜により絶縁されてい
る。ビット線方向に隣接するキャパシタは第1強誘電体
キャパシタと第2強誘電体キャパシタが交互に繰り返さ
れた形態となっている。例えば、メモリセルMC2のキ
ャパシタは第2強誘電体キャパシタを有しており、隣接
するメモリセルMC1およびMC3のキャパシタは第1
強誘電体キャパシタを有する。
The capacitor of this embodiment has a two-layer structure of a first ferroelectric capacitor and a second ferroelectric capacitor, which are insulated by a second interlayer insulating film. Capacitors adjacent in the bit line direction have a form in which first ferroelectric capacitors and second ferroelectric capacitors are alternately repeated. For example, the capacitor of the memory cell MC2 has the second ferroelectric capacitor, and the capacitors of the adjacent memory cells MC1 and MC3 are the first ferroelectric capacitors.
It has a ferroelectric capacitor.

【0017】上述のように、本発明の強誘電体キャパシ
タは絶縁層を挟んだ2層構成とすることで隣接するキャ
パシタ相互で重なり部を持つことができるので個々のキ
ャパシタの占有可能面積を拡張でき、即ち強誘電体膜の
面積を拡大できるので、分極電荷値の増大が可能とな
り、必要な分極電荷値を確保しながら強誘電体キャパシ
タ一つあたりの占有面積を縮小し、メモリの高集積化や
装置の縮小化が可能となる。
As described above, since the ferroelectric capacitor of the present invention has a two-layer structure with an insulating layer interposed therebetween, adjacent capacitors can have overlapping portions, so that the occupied area of each capacitor can be increased. In other words, since the area of the ferroelectric film can be increased, the polarization charge value can be increased, and the area occupied by one ferroelectric capacitor can be reduced while securing the required polarization charge value. And the size of the device can be reduced.

【0018】次に図2により本実施形態の半導体記憶装
置の製造方法について説明する。まず、図2(a)に至
る過程について説明する。P型半導体基板10上に、図
示しない素子分離絶縁膜を形成し、ゲート酸化膜の成膜
の後にワード線(ゲート電極)31を形成する。その
後、イオン注入によりソース・ドレイン拡散層11a、
11bを形成し、電界効果型トランジスタが完成する。
トランジスタを被覆してPSGあるいはBPSGを堆積
し、リフローなどで平坦化して第1層間絶縁膜21を形
成する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, a process leading to FIG. 2A will be described. An element isolation insulating film (not shown) is formed on the P-type semiconductor substrate 10, and a word line (gate electrode) 31 is formed after forming a gate oxide film. After that, the source / drain diffusion layers 11a,
11b is formed, and the field effect transistor is completed.
A first interlayer insulating film 21 is formed by depositing PSG or BPSG by covering the transistor and flattening it by reflow or the like.

【0019】次に、図2(b)に示すように、レジスト
形成の後異方性エッチングを施すことにより、トランジ
スタのソース拡散層11a一つおきに対してキャパシタ
コンタクト孔を開口し、拡散層の表面を露出させる。開
口したコンタクト孔をポリシリコンの堆積およびエッチ
バックで埋めて、キャパシタコンタクト32を形成し、
ソース拡散層11aと接続する。さらにその上部に、キ
ャパシタの下部電極となるPt/Ti層と、強誘電体膜
となるPZT層とを堆積し、キャパシタ電極の形状にコ
の字型にレジストパターニングする。さらにこの上部に
上部電極となるPt層を堆積しパターニングして、上部
電極34aとプレート線36を一体に成形する。これに
より、上部電極34a、強誘電体膜34bおよび下部電
極34cの3層構成からなる第1強誘電体キャパシタ3
4が完成する。第1強誘電体キャパシタを被覆してPS
G等を堆積し、リフローなどで平坦化して、第2層間絶
縁膜22を形成し、第1強誘電体キャパシタと次に形成
する第2強誘電体キャパシタとを絶縁する。
Next, as shown in FIG. 2B, anisotropic etching is performed after the formation of the resist, so that a capacitor contact hole is opened for every other source diffusion layer 11a of the transistor. Expose the surface. Filling the opened contact holes with polysilicon deposition and etch back to form capacitor contacts 32;
Connected to source diffusion layer 11a. Further, a Pt / Ti layer serving as a lower electrode of the capacitor and a PZT layer serving as a ferroelectric film are deposited thereon, and are patterned in a U shape in the shape of the capacitor electrode. Further, a Pt layer serving as an upper electrode is deposited and patterned on the upper portion to integrally form the upper electrode 34a and the plate line 36. Thereby, the first ferroelectric capacitor 3 having a three-layer structure of the upper electrode 34a, the ferroelectric film 34b, and the lower electrode 34c is formed.
4 is completed. Cover the first ferroelectric capacitor and
G or the like is deposited and planarized by reflow or the like to form a second interlayer insulating film 22 to insulate the first ferroelectric capacitor from a second ferroelectric capacitor to be formed next.

【0020】次に、図2(c)に示すように、第1強誘
電体キャパシタ34を形成するのと同様の方法で第2強
誘電体キャパシタ35とプレート線37を形成し、その
上部を第3層間絶縁膜23で被覆する。ただし、第2強
誘電体キャパシタ35のキャパシタコンタクトは、第1
強誘電体キャパシタに接続しなかった方のトランジスタ
のソース拡散層11aに対して、第1層間絶縁膜21と
第2層間絶縁膜22を貫通するように開口する。
Next, as shown in FIG. 2C, a second ferroelectric capacitor 35 and a plate line 37 are formed by the same method as that for forming the first ferroelectric capacitor 34, and the upper part thereof is formed. Cover with a third interlayer insulating film 23. However, the capacitor contact of the second ferroelectric capacitor 35 is
An opening is formed in the source diffusion layer 11a of the transistor not connected to the ferroelectric capacitor so as to penetrate the first interlayer insulating film 21 and the second interlayer insulating film 22.

【0021】最後にドレイン拡散層11bに対するビッ
トコンタクトの開口とビットコンタクト孔へのポリシリ
コンプラグの埋設によるビットコンタクト38の形成、
およびアルミニウムのスパッタリングによるビット線3
9の形成により、図1(c)様の半導体記憶装置が完成
する。
Finally, a bit contact 38 is formed by burying a polysilicon plug into the bit contact opening and the bit contact opening with respect to the drain diffusion layer 11b.
Wire 3 by sputtering aluminum and aluminum
By the formation of 9, the semiconductor memory device as shown in FIG. 1C is completed.

【0022】本実施形態の半導体装置の製造方法におい
ては、第1強誘電体キャパシタの形成の全面を被覆する
ように第2層間絶縁膜を堆積させている。これにより第
1強誘電体キャパシタと、この後形成する第2強誘電体
キャパシタとの絶縁が確保され、各層のキャパシタが相
互に重なり部を持つことが可能となり、キャパシタの面
積を従来より拡大することが可能となる。この際、上層
の第2強誘電体キャパシタのキャパシタコンタクト
は、、絶縁性を確保するために第1強誘電体キャパシタ
が露出しないように開口する必要がある。また、強誘電
体キャパシタをコの字型に形成しており、ビットコンタ
クトを通すための領域を設けている。この場合、ビット
コンタクトの位置を適当に変更することでコの字型の複
雑な形に成形することを避けることもできる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, the second interlayer insulating film is deposited so as to cover the entire surface of the first ferroelectric capacitor. As a result, insulation between the first ferroelectric capacitor and the second ferroelectric capacitor formed thereafter is ensured, and the capacitors in the respective layers can have overlapping portions, thereby increasing the area of the capacitor as compared with the related art. It becomes possible. At this time, the capacitor contact of the upper second ferroelectric capacitor needs to be opened so that the first ferroelectric capacitor is not exposed in order to ensure insulation. Further, the ferroelectric capacitor is formed in a U-shape, and a region for passing a bit contact is provided. In this case, by appropriately changing the position of the bit contact, it is possible to avoid molding into a complicated U-shape.

【0023】本発明は上記態様に限定されない。例え
ば、本実施形態は1メモリセルが(1Tr+1Cap)
型で説明したが、(2Tr+2Cap)型の半導体装置
にも適用できる。また、ビット線方向に第1強誘電体キ
ャパシタ層に形成されたキャパシタ電極と前記第2強誘
電体キャパシタ層に形成されたキャパシタ電極が交互に
繰り返された構造について示したが、ワード線方向に交
互に繰り返す構造でもよく、さらにビット線とワード線
の両方に交互に繰り返す構造としてもよい。本実施形態
においては強誘電体キャパシタを2層構成としている
が、3層以上でもかまわない。また、ビットコンタクト
やキャパシタコンタクトの形成においてポリシリコンを
埋設しているが、タングステンなどの金属を導電体とし
て用いてもよい。また、キャパシタ電極の形状はコの字
型でなくともよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変更をすることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the present embodiment, one memory cell is (1Tr + 1Cap)
Although the description has been given of the type, the present invention can also be applied to a (2Tr + 2Cap) type semiconductor device. Further, the structure in which the capacitor electrode formed on the first ferroelectric capacitor layer and the capacitor electrode formed on the second ferroelectric capacitor layer are alternately repeated in the bit line direction has been described. A structure that repeats alternately may be used, and a structure that repeats alternately to both bit lines and word lines may be used. In this embodiment, the ferroelectric capacitor has a two-layer structure, but may have three or more layers. Although polysilicon is buried in the formation of the bit contact and the capacitor contact, a metal such as tungsten may be used as the conductor. Also, the shape of the capacitor electrode need not be a U-shape. Various other changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の半導体記憶装置は、個々のキャ
パシタ電極の面積を拡張でき、即ち強誘電体膜の面積を
拡大できるので分極電荷値を高めることが可能となり、
膜厚の不均一が生じぬよう平坦な下地に対して形成する
必要がある強誘電体キャパシタにおいて、必要な分極電
荷値を確保しながらメモリセル面積を縮小し、メモリの
高集積化や装置の縮小化を可能とすることができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, the area of each capacitor electrode can be expanded, that is, the area of the ferroelectric film can be expanded, so that the polarization charge value can be increased.
In a ferroelectric capacitor that needs to be formed on a flat underlayer so that the film thickness does not become uneven, the memory cell area can be reduced while securing the required polarization charge value, and high integration of memory and device Reduction can be made possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の半導体記憶装置の一形態を示
し、(a)は等価回路図、(b)は平面図、(c)は断
面図である。
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of a semiconductor memory device of the present invention, wherein FIG. 1A is an equivalent circuit diagram, FIG. 1B is a plan view, and FIG.

【図2】図2は本発明の半導体記憶装置の製造方法の製
造工程を示す断面図であり、(a)は第1層間絶縁膜形
成工程まで、(b)は第2層間絶縁膜形成工程まで、
(c)は第3層間絶縁膜形成工程までをそれぞれ示す。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, wherein FIG. 2A is a diagram up to a first interlayer insulating film forming process, and FIG. Until,
(C) shows up to the third interlayer insulating film forming step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、11a…ソース拡散層、11b…ドレイン
拡散層、21…第1層間絶縁膜、22…第2層間絶縁
膜、23…第3層間絶縁膜、31…ワード線(ゲート電
極)、32、33…キャパシタコンタクト、34…第1
強誘電体キャパシタ、34a…上部電極、34b…強誘
電体膜、34c…下部電極、35…第2強誘電体キャパ
シタ、35a…上部電極、35b…強誘電体膜、35c
…下部電極、36、37…プレート線、38…ビットコ
ンタクト、39…ビット線
Reference Signs List 10: substrate, 11a: source diffusion layer, 11b: drain diffusion layer, 21: first interlayer insulating film, 22: second interlayer insulating film, 23: third interlayer insulating film, 31: word line (gate electrode), 32 , 33: capacitor contact, 34: first
Ferroelectric capacitor, 34a: upper electrode, 34b: ferroelectric film, 34c: lower electrode, 35: second ferroelectric capacitor, 35a: upper electrode, 35b: ferroelectric film, 35c
... lower electrode, 36, 37 ... plate line, 38 ... bit contact, 39 ... bit line

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/108 H01L 29/78 371 21/8242 G11C 11/34 352A 21/8247 29/788 29/792 // G11C 14/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication location H01L 27/108 H01L 29/78 371 21/8242 G11C 11/34 352A 21/8247 29/788 29 / 792 // G11C 14/00

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強誘電体を2つの電極間に有し、両電極へ
の印加電圧に応じた強誘電体の分極の方向によって2値
データを記憶する強誘電体キャパシタと、この強誘電体
キャパシタと接続されたスイッチング用の電界効果型ト
ランジスタとからなるメモリセルを有する半導体記憶装
置において、 互いに絶縁層を介して積層されている2層以上の強誘電
体キャパシタを有し、 これらの強誘電体キャパシタが相互に重なり部を有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A ferroelectric capacitor having a ferroelectric substance between two electrodes and storing binary data according to the direction of polarization of the ferroelectric substance in accordance with a voltage applied to both electrodes, and the ferroelectric substance. A semiconductor memory device having a memory cell composed of a switching field-effect transistor connected to a capacitor, comprising two or more ferroelectric capacitors stacked on each other with an insulating layer interposed therebetween. A semiconductor memory device wherein body capacitors have overlapping portions.
【請求項2】互いに隣接するトランジスタが異なる層の
強誘電体キャパシタと接続されている請求項1記載の半
導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein adjacent transistors are connected to ferroelectric capacitors of different layers.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093030A (en) * 1996-09-17 1998-04-10 Toshiba Corp Ferroelectric nonvolatile memory
KR100803642B1 (en) * 2000-05-26 2008-02-19 소니 가부시끼 가이샤 Ferroelectric-type nonvolatile semiconductor memory and operation method thereof
CN114974895A (en) * 2022-06-30 2022-08-30 天津市哈德布莱特科技发展有限公司 MLCC and SLC-based multilayer ceramic binary capacitor and capacitor adjusting method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093030A (en) * 1996-09-17 1998-04-10 Toshiba Corp Ferroelectric nonvolatile memory
KR100803642B1 (en) * 2000-05-26 2008-02-19 소니 가부시끼 가이샤 Ferroelectric-type nonvolatile semiconductor memory and operation method thereof
CN114974895A (en) * 2022-06-30 2022-08-30 天津市哈德布莱特科技发展有限公司 MLCC and SLC-based multilayer ceramic binary capacitor and capacitor adjusting method
CN114974895B (en) * 2022-06-30 2024-01-23 天津市哈德布莱特科技发展有限公司 Multilayer ceramic binary capacitor based on MLCC and SLC and capacitor adjusting method

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