JPH11163276A - バリヤ層を有するコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
バリヤ層を有するコンデンサ及びその製造方法Info
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- JPH11163276A JPH11163276A JP10275534A JP27553498A JPH11163276A JP H11163276 A JPH11163276 A JP H11163276A JP 10275534 A JP10275534 A JP 10275534A JP 27553498 A JP27553498 A JP 27553498A JP H11163276 A JPH11163276 A JP H11163276A
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Classifications
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
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- H10B53/30—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors characterised by the memory core region
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高ε誘電性又は強誘電性のコンデンサ誘電体
の下方の酸素不透過性のバリヤ層により深いところにあ
る構造、特にコンデンサ誘電体の酸化を阻止し、僅かな
所要面積で高い容量を有するコンデンサを提供する。 【解決手段】 コンデンサ誘電体１２の下に主として遷
移元素とリン、硫黄又はヒ素とによる化合物から成るバ
リヤ層１０を設ける。
の下方の酸素不透過性のバリヤ層により深いところにあ
る構造、特にコンデンサ誘電体の酸化を阻止し、僅かな
所要面積で高い容量を有するコンデンサを提供する。 【解決手段】 コンデンサ誘電体１２の下に主として遷
移元素とリン、硫黄又はヒ素とによる化合物から成るバ
リヤ層１０を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路、特
に半導体集積メモリのコンデンサに関する。
に半導体集積メモリのコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路においては所要面積が僅かで十
分に高い容量を有するコンデンサを製造することがしば
しば要求される。従ってコンデンサ誘電体としては高誘
電率のセラミックス薄層が益々使用されてきている。例
えばチタン酸ストロンチウム（ＳＴ）又はチタン酸バリ
ウムストロンチウム（ＢＳＴ）のような２００〜６００
の範囲の典型的な誘電率ε値を有する酸化物が一般に使
用されている。強誘電性のメモリ特性を有するコンデン
サが要望される場合、コンデンサ誘電体として適切な強
誘電特性を有するセラミックス層、例えばストロンチウ
ム−ビスマス−タンタル酸塩（ＳＢＴ）が使用される。
「日本応用物理ジャーナル」、第３４巻（１９９５
年）、第５２２４〜５２２９頁に記載されているように
これらのセラミックス層は通常酸素含有雰囲気中での高
温処理により製造される。
分に高い容量を有するコンデンサを製造することがしば
しば要求される。従ってコンデンサ誘電体としては高誘
電率のセラミックス薄層が益々使用されてきている。例
えばチタン酸ストロンチウム（ＳＴ）又はチタン酸バリ
ウムストロンチウム（ＢＳＴ）のような２００〜６００
の範囲の典型的な誘電率ε値を有する酸化物が一般に使
用されている。強誘電性のメモリ特性を有するコンデン
サが要望される場合、コンデンサ誘電体として適切な強
誘電特性を有するセラミックス層、例えばストロンチウ
ム−ビスマス−タンタル酸塩（ＳＢＴ）が使用される。
「日本応用物理ジャーナル」、第３４巻（１９９５
年）、第５２２４〜５２２９頁に記載されているように
これらのセラミックス層は通常酸素含有雰囲気中での高
温処理により製造される。
【０００３】従って少なくともその上に誘電体が施され
る下方（第１）の電極は、このような条件下で安定して
いなければならない。それには白金、白金金属（Ｒｕ、
Ｉｒ）又は導電性金属酸化物（ＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 ）が
適していることが判明している。しかしこれらの電極材
は酸素透過性であり、そのため隣接する構造の表面を例
えば上述の高温処理中に酸化することがある。通常のよ
うにポリシリコン又はタングステンから成る接続構造に
おいて第１の電極を集積回路の他の回路素子と接続する
と、接続構造と電極との境界層が酸化し、そのため抵抗
が著しく高められ、或いは電気的な中断が起こる。Ｔｉ
Ｎを電極の下にシリコン拡散バリヤとして使用するとや
はり上記の文献に説明されているようにこのバリヤは高
温処理中に酸化する。
る下方（第１）の電極は、このような条件下で安定して
いなければならない。それには白金、白金金属（Ｒｕ、
Ｉｒ）又は導電性金属酸化物（ＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 ）が
適していることが判明している。しかしこれらの電極材
は酸素透過性であり、そのため隣接する構造の表面を例
えば上述の高温処理中に酸化することがある。通常のよ
うにポリシリコン又はタングステンから成る接続構造に
おいて第１の電極を集積回路の他の回路素子と接続する
と、接続構造と電極との境界層が酸化し、そのため抵抗
が著しく高められ、或いは電気的な中断が起こる。Ｔｉ
Ｎを電極の下にシリコン拡散バリヤとして使用するとや
はり上記の文献に説明されているようにこのバリヤは高
温処理中に酸化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、上述の問題を起こすことなく僅かな所要面積で高い
容量を有するコンデンサを提供することにある。
は、上述の問題を起こすことなく僅かな所要面積で高い
容量を有するコンデンサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明の請求
項１に記載の特徴を有するコンデンサ及び請求項９に記
載の特徴を有する製造方法により解決される。
項１に記載の特徴を有するコンデンサ及び請求項９に記
載の特徴を有する製造方法により解決される。
【０００６】本発明は、主として一方では周期系の第１
〜第８副属の遷移元素と、他方ではリン、硫黄又はヒ素
から成る化合物、即ち遷移金属リン化物、硫化物又はヒ
化物をバリヤ層として使用することにある。このバリヤ
層は導電性で、酸化に対し十分に耐性を有し、更に酸素
の拡散を十分に少なくする必要がある。これらの特性は
上記の物質類に対して実証されている。特に前期遷移元
素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ）のリン化物については酸又はアルカリ溶液に対しま
た酸化に対し高度の耐性が実証されている（モトジマ
（Ｓ．Ｍｏｔｏｊｉｍａ）、ワカマツ（Ｔ．Ｗａｋａｍ
ａｔｓｕ）、スギヤマ（Ｋ．Ｓｕｇｉｙａｍａ）による
「Ｊ．Ｌｅｓｓ Ｃｏｍｍ．Ｍｅｔ」１９８１年、８
２、第３７９頁、及びモトジマ（Ｓ．Ｍｏｔｏｊｉｍ
ａ）その他による「Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．」１９９
６年、３１（２１）、第５７０９〜５７１５頁参照）。
例えば化合物が空気中の酸化に対し安定している温度限
界はＴｉＰで３５０℃、ＭｏＰで４５０℃、ＷＰで６０
０℃及びＨｆＰで１０００℃である。、また分解温度も
極めて高く（１３００℃以上）、多くのリン化物（例え
ばＣｒＰ、ＭｏＰ、ＷＰ）は相応する窒化物よりも安定
である。更にそれらは導電性であり、室温での比抵抗は
多くの場合数ｍΩ／ｃｍである（リプレイ（Ｒ．Ｌ．Ｒ
ｉｐｌｅｙ）による「Ｊ．Ｌｅｓｓ Ｃｏｍｍ．Ｍｅ
ｔ．」１９６２年４月、第４９６頁参照）。遷移金属硫
化物及びヒ化物の特性は相応するリン化物のそれと基本
的に類似するものである。
〜第８副属の遷移元素と、他方ではリン、硫黄又はヒ素
から成る化合物、即ち遷移金属リン化物、硫化物又はヒ
化物をバリヤ層として使用することにある。このバリヤ
層は導電性で、酸化に対し十分に耐性を有し、更に酸素
の拡散を十分に少なくする必要がある。これらの特性は
上記の物質類に対して実証されている。特に前期遷移元
素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ）のリン化物については酸又はアルカリ溶液に対しま
た酸化に対し高度の耐性が実証されている（モトジマ
（Ｓ．Ｍｏｔｏｊｉｍａ）、ワカマツ（Ｔ．Ｗａｋａｍ
ａｔｓｕ）、スギヤマ（Ｋ．Ｓｕｇｉｙａｍａ）による
「Ｊ．Ｌｅｓｓ Ｃｏｍｍ．Ｍｅｔ」１９８１年、８
２、第３７９頁、及びモトジマ（Ｓ．Ｍｏｔｏｊｉｍ
ａ）その他による「Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．」１９９
６年、３１（２１）、第５７０９〜５７１５頁参照）。
例えば化合物が空気中の酸化に対し安定している温度限
界はＴｉＰで３５０℃、ＭｏＰで４５０℃、ＷＰで６０
０℃及びＨｆＰで１０００℃である。、また分解温度も
極めて高く（１３００℃以上）、多くのリン化物（例え
ばＣｒＰ、ＭｏＰ、ＷＰ）は相応する窒化物よりも安定
である。更にそれらは導電性であり、室温での比抵抗は
多くの場合数ｍΩ／ｃｍである（リプレイ（Ｒ．Ｌ．Ｒ
ｉｐｌｅｙ）による「Ｊ．Ｌｅｓｓ Ｃｏｍｍ．Ｍｅ
ｔ．」１９６２年４月、第４９６頁参照）。遷移金属硫
化物及びヒ化物の特性は相応するリン化物のそれと基本
的に類似するものである。
【０００７】上述の化合物から成る混合物、例えばＷＯ
／ＴｉＰもバリヤとして使用することができる。更に上
述の化合物は所望の特性を獲得するために特に他の金属
をドープしてもよい。
／ＴｉＰもバリヤとして使用することができる。更に上
述の化合物は所望の特性を獲得するために特に他の金属
をドープしてもよい。
【０００８】上述の物質から成る層の製造には例えばス
パッタリング法のような物理的方法も、また例えばＣＶ
Ｄのような化学的方法もある。ワトソン（Ｉ．Ｍ．Ｗａ
ｔｓｏｎ）、コンナー（Ｊ．Ａ．Ｃｏｎｎｏｒ）、ホワ
ィマン（Ｒ．Ｗｈｙｍａｎ）の論文「固体薄膜（Ｔｈｉ
ｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍ）」１９９１年、１９６、Ｌ
２１にはＣｒＰを製造するためのＣＶＤ法が記載されて
おり、その場合前駆物質としてＣｒ（ＣＯ）5 （Ｐ
Ｈ3 ）を炉（温度２００〜３５０℃、圧力０．１トル）
中で使用すると、数μ／時間の析出率が生じる。シリコ
ン又は酸化シリコン上のＴｉＰの製造に関してはウィン
ター（Ｃ．Ｈ．Ｗｉｎｔｅｒ）、リュケバンダラ（Ｔ．
Ｓ．Ｌｅｗｋｅｂａｎｄａｒａ）、プロシァ（Ｊ．Ｗ．
Ｐｒｏｓｃｉａ）の論文「Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．」１
９９５年、７、第１０５３頁に、出発物質としてＴｉＣ
ｌ4 （ＰＨ2 Ｃｙ）2 （Ｃｙ＝シクロヘキシル）で使用
する析出法が記載されている。このプロセスのその他の
データは３５０〜６００℃の温度及び０．１トルの圧力
である。製造方法の詳細は実施例に記載する。
パッタリング法のような物理的方法も、また例えばＣＶ
Ｄのような化学的方法もある。ワトソン（Ｉ．Ｍ．Ｗａ
ｔｓｏｎ）、コンナー（Ｊ．Ａ．Ｃｏｎｎｏｒ）、ホワ
ィマン（Ｒ．Ｗｈｙｍａｎ）の論文「固体薄膜（Ｔｈｉ
ｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍ）」１９９１年、１９６、Ｌ
２１にはＣｒＰを製造するためのＣＶＤ法が記載されて
おり、その場合前駆物質としてＣｒ（ＣＯ）5 （Ｐ
Ｈ3 ）を炉（温度２００〜３５０℃、圧力０．１トル）
中で使用すると、数μ／時間の析出率が生じる。シリコ
ン又は酸化シリコン上のＴｉＰの製造に関してはウィン
ター（Ｃ．Ｈ．Ｗｉｎｔｅｒ）、リュケバンダラ（Ｔ．
Ｓ．Ｌｅｗｋｅｂａｎｄａｒａ）、プロシァ（Ｊ．Ｗ．
Ｐｒｏｓｃｉａ）の論文「Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．」１
９９５年、７、第１０５３頁に、出発物質としてＴｉＣ
ｌ4 （ＰＨ2 Ｃｙ）2 （Ｃｙ＝シクロヘキシル）で使用
する析出法が記載されている。このプロセスのその他の
データは３５０〜６００℃の温度及び０．１トルの圧力
である。製造方法の詳細は実施例に記載する。
【０００９】硫化物及びヒ化物の製造は同様に、即ち特
にＨ2 ＳもしくはＡｓＨ3 を含む雰囲気中での熱処理に
より、又は金属塩化物、Ｈ2 及びＨ2 ＳもしくはＡｓＨ
2 を使用するＣＶＤプロセスで行ってもよい。
にＨ2 ＳもしくはＡｓＨ3 を含む雰囲気中での熱処理に
より、又は金属塩化物、Ｈ2 及びＨ2 ＳもしくはＡｓＨ
2 を使用するＣＶＤプロセスで行ってもよい。
【００１０】バリヤ層はコンデンサ誘電体の下方及びこ
れに続く非酸化耐性の構造の上方に配設されている。場
合によっては存在する接続構造ではバリヤ層は有利には
この構造の上、即ち接続構造と第１の電極との間又は第
１の電極とコンデンサ誘電体との間に配設しても有利で
ある。
れに続く非酸化耐性の構造の上方に配設されている。場
合によっては存在する接続構造ではバリヤ層は有利には
この構造の上、即ち接続構造と第１の電極との間又は第
１の電極とコンデンサ誘電体との間に配設しても有利で
ある。
【００１１】酸化耐性の材料から成る接続構造の場合バ
リヤ層はこの構造の下方、例えば基板との界面にも配設
することができる。接続構造を省略する場合は、バリヤ
層は電極と基板との間にも配置可能である。いずれの場
合にもバリヤ層は、コンデンサ誘電体の製造時に酸素の
拡散路を効果的に遮断するように配置され、寸法づけら
れなければならない。バリヤ層はまた上述の構造間の全
ての界面（例えば少なくとも第１の電極とコンデンサ誘
電体との界面又は接続構造と第１の電極との界面全体）
を覆わなければならない。
リヤ層はこの構造の下方、例えば基板との界面にも配設
することができる。接続構造を省略する場合は、バリヤ
層は電極と基板との間にも配置可能である。いずれの場
合にもバリヤ層は、コンデンサ誘電体の製造時に酸素の
拡散路を効果的に遮断するように配置され、寸法づけら
れなければならない。バリヤ層はまた上述の構造間の全
ての界面（例えば少なくとも第１の電極とコンデンサ誘
電体との界面又は接続構造と第１の電極との界面全体）
を覆わなければならない。
【００１２】複数のコンデンサを有する半導体集積回路
に使用する場合、隣接するコンデンサはバリヤ層により
短絡されてはならない。従ってバリヤ層は適切な方法で
構造化されていなければならない。これは選択的な製造
方法又は全面的な製造方法とこれに続くエッチングによ
り達成することができる。例えば純物理エッチング法で
あるイオン・ミリング又はスパッタエッチングが適して
いる。更にアルカリエッチング溶液を使用する湿式化学
エッチング法を行ってもよい。
に使用する場合、隣接するコンデンサはバリヤ層により
短絡されてはならない。従ってバリヤ層は適切な方法で
構造化されていなければならない。これは選択的な製造
方法又は全面的な製造方法とこれに続くエッチングによ
り達成することができる。例えば純物理エッチング法で
あるイオン・ミリング又はスパッタエッチングが適して
いる。更にアルカリエッチング溶液を使用する湿式化学
エッチング法を行ってもよい。
【００１３】接続構造用の材料としては特にポリシリコ
ン又はタングステンが考えられる。第１の電極は白金、
ルテニウム、ロジウム又はイリジウムを含有した材料か
ら成ると有利である。誘電体としてはとりわけＢＳＴ
（（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ3 ）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ2 Ｔａ
2 Ｏ9 ）、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）又はＰＬ
Ｔ（ランタンをドープしたＰＺＴ）を使用することがで
きる。
ン又はタングステンが考えられる。第１の電極は白金、
ルテニウム、ロジウム又はイリジウムを含有した材料か
ら成ると有利である。誘電体としてはとりわけＢＳＴ
（（Ｂａ、Ｓｒ）ＴｉＯ3 ）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ2 Ｔａ
2 Ｏ9 ）、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3 ）又はＰＬ
Ｔ（ランタンをドープしたＰＺＴ）を使用することがで
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づき以
下に詳述する。
下に詳述する。
【００１５】本発明のコンデンサは半導体メモリ、特に
ＤＲＡＭ又はＦＲＡＭにおけるメモリコンデンサとして
使用される。図１には２つのドープ領域３、４と、基板
１上に分離して施されているゲート５を有するＭＯＳト
ランジスタがその上に配設されているシリコン基板１が
示されている。回路の非能動的部分は絶縁材２で覆われ
ている。ＭＯＳ絶縁層６はトランジスタを覆い、その際
ドープ領域３に接続構造７が設けられている。別のドー
プ領域４はもう１つの接続構造８を介してビット線９と
接続されている。この場合接続構造７はタングステンか
ら成り、このタングステンで絶縁層６内にエッチングさ
れた接触孔が満たされる。絶縁層６は酸化シリコン又は
窒化シリコンから成っていてもよい。バリヤ層を形成す
るためにこのような構造体がＰＨ3 雰囲気で熱処理され
る。その際タングステンがＰＨ3と反応して、バリヤ層
（ＷＰ）１０が接続構造７の上に自己整合的に形成され
る。熱処理の典型的パラメータは８００〜１１００℃の
温度及びＰＨ3 雰囲気での０．１〜１０トルの圧力であ
る。バリヤ層１０の厚さは熱処理時間により調整可能で
あり、例えば約３０ｎｍである。
ＤＲＡＭ又はＦＲＡＭにおけるメモリコンデンサとして
使用される。図１には２つのドープ領域３、４と、基板
１上に分離して施されているゲート５を有するＭＯＳト
ランジスタがその上に配設されているシリコン基板１が
示されている。回路の非能動的部分は絶縁材２で覆われ
ている。ＭＯＳ絶縁層６はトランジスタを覆い、その際
ドープ領域３に接続構造７が設けられている。別のドー
プ領域４はもう１つの接続構造８を介してビット線９と
接続されている。この場合接続構造７はタングステンか
ら成り、このタングステンで絶縁層６内にエッチングさ
れた接触孔が満たされる。絶縁層６は酸化シリコン又は
窒化シリコンから成っていてもよい。バリヤ層を形成す
るためにこのような構造体がＰＨ3 雰囲気で熱処理され
る。その際タングステンがＰＨ3と反応して、バリヤ層
（ＷＰ）１０が接続構造７の上に自己整合的に形成され
る。熱処理の典型的パラメータは８００〜１１００℃の
温度及びＰＨ3 雰囲気での０．１〜１０トルの圧力であ
る。バリヤ層１０の厚さは熱処理時間により調整可能で
あり、例えば約３０ｎｍである。
【００１６】図２ではコンデンサの下方電極１１が例え
ば約３０ｎｍの厚さの白金層のスパッタリングと適当な
構造化により施される。引続き高ε誘電体１２を析出
し、その際リン化タングステンが析出中に拡散する酸素
に対するバリヤの作用をし、接続構造７の酸化を阻止す
る。最後にコンデンサの第２の電極１３を例えば白金か
ら形成する。この例では第２の電極１３は全てのコンデ
ンサに対するいわゆる共通プレートである。
ば約３０ｎｍの厚さの白金層のスパッタリングと適当な
構造化により施される。引続き高ε誘電体１２を析出
し、その際リン化タングステンが析出中に拡散する酸素
に対するバリヤの作用をし、接続構造７の酸化を阻止す
る。最後にコンデンサの第２の電極１３を例えば白金か
ら形成する。この例では第２の電極１３は全てのコンデ
ンサに対するいわゆる共通プレートである。
【００１７】図３の第２の実施例の場合第１の実施例と
同様に作られた基本構造、即ち絶縁層６で覆われたＭＯ
Ｓトランジスタを有する基板１から出発し、その際接続
構造７はこの絶縁層６を通してドープ領域３と接続され
ている。この構造７上にバリヤ層１０をＣＶＤ析出法に
より全面的に施す。それには塩化タングステン （ＷＣ
ｌ6 ）、水素（Ｈ2 ）及びホスフィン（ＰＨ3 ）の混合
物を室内で形成する。４００〜８００℃の温度及び０．
１〜１０トルの圧力でリン化タングステン（ＷＰ）を全
表面に析出する。或いはまた出発材料ＴａＣｌ5 、Ｈ2
及びＰＨ3 からリン化タンタルをＣＶＤ法で析出しても
よい。その上に下方電極１１の材料として白金を施す。
同様に作られた基本構造、即ち絶縁層６で覆われたＭＯ
Ｓトランジスタを有する基板１から出発し、その際接続
構造７はこの絶縁層６を通してドープ領域３と接続され
ている。この構造７上にバリヤ層１０をＣＶＤ析出法に
より全面的に施す。それには塩化タングステン （ＷＣ
ｌ6 ）、水素（Ｈ2 ）及びホスフィン（ＰＨ3 ）の混合
物を室内で形成する。４００〜８００℃の温度及び０．
１〜１０トルの圧力でリン化タングステン（ＷＰ）を全
表面に析出する。或いはまた出発材料ＴａＣｌ5 、Ｈ2
及びＰＨ3 からリン化タンタルをＣＶＤ法で析出しても
よい。その上に下方電極１１の材料として白金を施す。
【００１８】図４では二層１０、１１をエッチングプロ
セスでフォト技術を使用して構造化し、それによりバリ
ヤ層１０の上に第１の電極１１を形成する。第１の実施
例のようにしてコンデンサをコンデンサ誘電体１２及び
第２の電極１３の形成により完成する。
セスでフォト技術を使用して構造化し、それによりバリ
ヤ層１０の上に第１の電極１１を形成する。第１の実施
例のようにしてコンデンサをコンデンサ誘電体１２及び
第２の電極１３の形成により完成する。
【００１９】バリヤ層１０はまた第１の電極１１の上に
も配設可能である。その場合バリヤ層は第１の電極の側
面も覆う必要があるので、有利にはまず第１の電極を構
造化し、次いでバリヤ層を施す。しかし第１の電極とバ
リヤ層を一緒に構造化してもよく、その場合第１の電極
の側面は例えばバリヤ層の材料から成るスペーサにより
覆う必要がある。
も配設可能である。その場合バリヤ層は第１の電極の側
面も覆う必要があるので、有利にはまず第１の電極を構
造化し、次いでバリヤ層を施す。しかし第１の電極とバ
リヤ層を一緒に構造化してもよく、その場合第１の電極
の側面は例えばバリヤ層の材料から成るスペーサにより
覆う必要がある。
【図１】本発明の１実施例によるコンデンサを有する半
導体集積回路のメモリセルのバリヤ層を形成した段階の
断面図。
導体集積回路のメモリセルのバリヤ層を形成した段階の
断面図。
【図２】このメモリセルの下方電極、コンデンサ誘電体
及び上方電極を施した段階の断面図。
及び上方電極を施した段階の断面図。
【図３】本発明の別の実施例によるバリヤ層及び第１の
電極となる層を全面的に施した段階の断面図。
電極となる層を全面的に施した段階の断面図。
【図４】コンデンサ誘電体及び第２の電極を形成した完
成コンデンサの断面図。
成コンデンサの断面図。
１ 基板 ２ 絶縁材 ３、４ ドープ領域 ５ ゲート ６ 絶縁層 ７ 接続構造 ８ 別の接続構造 ９ ビット線 １０ バリヤ層 １１ 第１の電極 １２ コンデンサ誘電体 １３ 第２の電極
Claims (14)
- 【請求項１】 直接又は接続構造（７）を介して半導体
基板（１）内のドープ領域（３）と接続されている第１
の電極（１１）と、 第２の電極（１３）と、 第１及び第２の電極を互いに絶縁するコンデンサ誘電体
（１２）と、 主として遷移元素とリン、硫黄又はヒ素との化合物から
成り、コンデンサ誘電体（１２）の下に配設されている
バリヤ層（１０）とを有する半導体集積回路のコンデン
サ。 - 【請求項２】 バリヤ層（１０）が直接コンデンサ誘電
体（１２）の下に配設されており、第１の電極（１１）
とコンデンサ誘電体（１２）との界面全体を覆っている
ことを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。 - 【請求項３】 バリヤ層（１０）が第１の電極（１１）
の下に配設されており、また第１の電極（１１）と接続
構造（７）との界面又は第１の電極（１１）又は接続構
造（７）とドープ領域（３）との界面全体を覆っている
ことを特徴とする請求項１記載のコンデンサ。 - 【請求項４】 コンデンサ誘電体（１２）が特にＢＳ
Ｔ、ＳＢＴ、ＰＺＴ又はＰＬＴの値ε＞１００の誘電性
又は強誘電性材料から成ることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１つに記載のコンデンサ。 - 【請求項５】 第１の電極（１１）が白金、ルテニウ
ム、ロジウム又はイリジウムを含有する材料から成るこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
コンデンサ。 - 【請求項６】 ポリシリコン又はタングステンから成る
接続構造（７）を有することを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか１つに記載のコンデンサ。 - 【請求項７】 バリヤ層が主としてリン化タングステン
層、リン化タンタル層又はリン化ハフニウム層から成る
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載
のコンデンサ。 - 【請求項８】 請求項１記載のコンデンサと、ドープ領
域（３）を含む選択トランジスタ（３、４、５）を有す
る半導体メモリ装置。 - 【請求項９】 基板（１）の上に、場合によっては接続
構造（７）を介して半導体基板（１）内のドープ領域
（３）と接続される第１の電極（１１）を形成し、 ドープ領域（３）の上又は接続構造（７）の上に主とし
て遷移元素とリン、硫黄又はヒ素との化合物から成り、
ドープ領域（３）もしくは接続構造（７）の露出表面全
体を覆うバリヤ層（１０）を形成し、 第１の電極（１１）の上にコンデンサ誘電体（１２）を
形成し、 このコンデンサ誘電体（１２）の上に第２の電極（１
３）を形成することを特徴とする半導体集積回路のコン
デンサの製造方法。 - 【請求項１０】 基板（１）の上に、直接又は接続構造
（７）を介して半導体基板（１）内のドープ領域（３）
と接続される第１の電極（１１）を形成し、 第１の電極（１１）の上に主として遷移元素とリン、硫
黄又はヒ素との化合物から成り、第１の電極（１１）の
露出表面全体を覆うバリヤ層（１０）を形成し、 このバリヤ層（１０）の上にコンデンサ誘電体（１２）
を形成し、 このコンデンサ誘電体（１２）の上に第２の電極（１
３）を形成することを特徴とする半導体集積回路のコン
デンサの製造方法。 - 【請求項１１】 バリヤ層（１０）をタングステンから
成る電極（１１）の上又はタングステンから成る接続構
造（７）の上にＰＨ3 雰囲気下の熱処理により形成する
ことを特徴とする請求項９又は１０記載の方法。 - 【請求項１２】 バリヤ層（１０）をＣＶＤ析出により
形成することを特徴とする請求項９又は１０記載の方
法。 - 【請求項１３】 バリヤ層（１０）を全面的に施し、第
１の電極（１１）をマスクの使用下にエッチングプロセ
スにより構造化することを特徴とする請求項９記載の方
法。 - 【請求項１４】 コンデンサ誘電体（１２）が特にＢＳ
Ｔ、ＳＢＴ、ＰＺＴ又はＰＬＴの値ε＞１００の誘電性
又は強誘電性材料から成ることを特徴とする請求項９乃
至１３のいずれか１つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19743268.9 | 1997-09-30 | ||
| DE19743268A DE19743268C2 (de) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Kondensator mit einer Barriereschicht aus einem Übergangsmetall-Phosphid, -Arsenid oder -Sulfid, Herstellungsverfahren für einen solchen Kondensator sowie Halbleiterspeicheranordnung mit einem solchen Kondensator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11163276A true JPH11163276A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=7844197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10275534A Withdrawn JPH11163276A (ja) | 1997-09-30 | 1998-09-29 | バリヤ層を有するコンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7122856B1 (ja) |
| EP (1) | EP0905786B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11163276A (ja) |
| KR (1) | KR100307079B1 (ja) |
| DE (2) | DE19743268C2 (ja) |
| TW (1) | TW399328B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265401B2 (en) | 2005-01-28 | 2007-09-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device having high dielectric constant gate insulating layer and its manufacture method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067605A1 (en) | 1999-07-05 | 2001-01-10 | STMicroelectronics S.r.l. | Ferroelectric memory cell and corresponding manufacturing method |
| GB0224442D0 (en) | 2002-10-21 | 2002-11-27 | Molmed Spa | A delivery system |
| DE102004005694B3 (de) * | 2004-02-05 | 2005-10-06 | Infineon Technologies Ag | Grabenkondensator mit Isolationskragen und entsprechendes Herstellungsverfahren |
| CN111495399B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-04-07 | 桂林理工大学 | 一种s掺杂wp2纳米片阵列电催化剂及其制备方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349999B1 (ko) * | 1990-04-24 | 2002-12-11 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 강유전체를구비한반도체장치및그제조방법 |
| US5384470A (en) * | 1992-11-02 | 1995-01-24 | Kobe Steel, Usa, Inc. | High temperature rectifying contact including polycrystalline diamond and method for making same |
| US5478416A (en) * | 1993-01-29 | 1995-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic alloy |
| US5585300A (en) * | 1994-08-01 | 1996-12-17 | Texas Instruments Incorporated | Method of making conductive amorphous-nitride barrier layer for high-dielectric-constant material electrodes |
| US5566045A (en) * | 1994-08-01 | 1996-10-15 | Texas Instruments, Inc. | High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers |
| US5691219A (en) * | 1994-09-17 | 1997-11-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor memory device |
| US5573979A (en) * | 1995-02-13 | 1996-11-12 | Texas Instruments Incorporated | Sloped storage node for a 3-D dram cell structure |
| US5668040A (en) * | 1995-03-20 | 1997-09-16 | Lg Semicon Co., Ltd. | Method for forming a semiconductor device electrode which also serves as a diffusion barrier |
| US5705685A (en) * | 1995-10-31 | 1998-01-06 | Sun Company, Inc. (R&M) | Conversion of alkanes to unsaturated carboxylic acids |
| DE19649684C1 (de) * | 1996-11-29 | 1997-09-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Erzeugen einer Titanmonophosphidschicht und ihre Verwendung |
| US6015997A (en) * | 1997-02-19 | 2000-01-18 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure having a doped conductive layer |
| US6060419A (en) * | 1998-01-05 | 2000-05-09 | Sunoco, Inc. (R&M) | Wells-Dawson type heteropolyacids, their preparation and use as oxidation catalysts |
| US5990348A (en) * | 1998-01-05 | 1999-11-23 | Sunoco, Inc. | Conversion of alkanes to unsaturated carboxylic acids over heteroploy acids supported on polyoxometallate salts |
| US6043184A (en) * | 1998-01-05 | 2000-03-28 | Sunoco, Inc. (R&M) | Heteropoly acids supported on polyoxometallate salts and their preparation |
-
1997
- 1997-09-30 DE DE19743268A patent/DE19743268C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-12 TW TW087113254A patent/TW399328B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-09-22 EP EP98117940A patent/EP0905786B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-22 DE DE59803004T patent/DE59803004D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-24 KR KR1019980039565A patent/KR100307079B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-09-25 US US09/161,196 patent/US7122856B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-29 JP JP10275534A patent/JPH11163276A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR19990030083A (ko) | 1999-04-26 |
| EP0905786B1 (de) | 2002-02-06 |
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