JPH1187633A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH1187633A
JPH1187633A JP9236715A JP23671597A JPH1187633A JP H1187633 A JPH1187633 A JP H1187633A JP 9236715 A JP9236715 A JP 9236715A JP 23671597 A JP23671597 A JP 23671597A JP H1187633 A JPH1187633 A JP H1187633A
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JP
Japan
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hydrogen
metal layer
wiring
capacitor
layer
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Withdrawn
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JP9236715A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nakajima
伸二 中島
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize interconnection metal layer deposition by using CVD method at high efficiency and reliability, while the capacitor degradation is prevented, in a semiconductor device having a capacitor with a perovskite type oxide ferroelectrics layer and an electrode contact hole of a high aspect ratio, in the manufacture of the semiconductor device. SOLUTION: Accordingly to this method, wiring of a semiconductor device comprising such capacitor as having a capacitor dielectric layer 15 of perovskite type oxide ferroelectric is formed. Here, after an electrode contact hole has been formed at an inter-layer insulating layer 17, a hydrogen-block metal layer of hydrogen-storage metal or hydrogen-impermeable metal is formed over the entire surface, a wiring 20 is formed on the hydrogen-block metal layer by applying CVD method, and a vacuum heating process is performed for excluding hydrogen under a condition such that at least the entire surface is covered with the hydrogen-block metal layer.

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、PZT(PbZr
TiO3 )やSBT(SrBi2 Ta2 9 )などのぺ
ロブスカイト型酸化物強誘電体を用いたキャパシタを有
し、且つ、高アスペクト比の電極コンタクト・ホールを
もつ半導体装置を製造するのに好適な方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to PZT (PbZr).
To manufacture a semiconductor device having a capacitor using a perovskite-type oxide ferroelectric such as TiO 3 ) or SBT (SrBi 2 Ta 2 O 9 ) and having an electrode contact hole with a high aspect ratio. It relates to a preferred method.

【0002】現在、依然として半導体装置は微細化及び
高集積化を指向しているので、例えば、メモリに於ける
キャパシタも微細化しなければならず、しかも、信頼性
が高い情報を遣り取りするには、キャパシタの容量を出
来る限り大きくすることが必要である。
At present, semiconductor devices are still being miniaturized and highly integrated. For example, a capacitor in a memory must be miniaturized, and moreover, in order to exchange highly reliable information, It is necessary to increase the capacity of the capacitor as much as possible.

【0003】そこでキャパシタ誘電体層に強誘電体、例
えは、ぺロブスカイト型酸化物強誘電体を用いて小型大
容量のものを得ようとする試みがなされているが、その
ようにした場合、電極コンタクト・ホールのアスペクト
比が高くなり、配線の形成が困難になるので、本発明で
は、その問題を解消する一手段を開示しようとする。
Attempts have been made to obtain a small and large-capacity capacitor using a ferroelectric material, for example, a perovskite-type oxide ferroelectric material for the capacitor dielectric layer. Since the aspect ratio of the electrode contact hole becomes high and the formation of wiring becomes difficult, the present invention intends to disclose one means for solving the problem.

【0004】[0004]

【従来の技術】図13はぺロブスカイト型酸化物強誘電
体層を用いたキャパシタをもつ半導体装置を表す要部切
断側面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a cutaway side view showing a main part of a semiconductor device having a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer.

【0005】図に於いて、1は配線、2は上部電極、3
は強誘電体層、4は下部電極、5はSi基板、6乃至8
はSiO2 膜、10は導電プラグをそれぞれ示してい
る。
In the figure, 1 is a wiring, 2 is an upper electrode, 3
Is a ferroelectric layer, 4 is a lower electrode, 5 is a Si substrate, 6 to 8
Denotes an SiO 2 film, and 10 denotes a conductive plug.

【0006】図13に見られる半導体装置では、キャパ
シタに於ける上部電極2或いは下部電極4と直接接続さ
れる配線1或いは導電プラグ10をもつ構造になってい
て、(A)では、下部電極4と接続された配線1が表面
側に在り、(B)では、下部電極4と接続された導電プ
ラグ10がSi基板5と接続されている。
The semiconductor device shown in FIG. 13 has a structure having a wiring 1 or a conductive plug 10 directly connected to an upper electrode 2 or a lower electrode 4 in a capacitor. In FIG. 4B, the conductive plug 10 connected to the lower electrode 4 is connected to the Si substrate 5.

【0007】一般に、PZTやSBTなどのぺロブスカ
イト型酸化物強誘電体層を用いたキャパシタでは、水素
などの還元雰囲気に遭遇すると強誘電体層から酸素が脱
離して劣化することが知られ、また、CVD(chem
ical vapor deposition)法に依
って配線金属層を堆積させる際には水素が発生すること
も知られている。
Generally, in a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer such as PZT or SBT, it is known that when a reducing atmosphere such as hydrogen is encountered, oxygen is desorbed from the ferroelectric layer and deteriorated. In addition, CVD (chem
It is also known that hydrogen is generated when a wiring metal layer is deposited by an ionic vapor deposition method.

【0008】前記したところから、ぺロブスカイト型酸
化物強誘電体層を用いたキャパシタをもつ半導体装置を
製造する場合に於いては、配線金属層の堆積にCVD法
を適用することはできない。
As described above, in the case of manufacturing a semiconductor device having a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer, the CVD method cannot be applied to the deposition of the wiring metal layer.

【0009】その問題に対処する為、キャパシタ上部の
みを水素収蔵金属層で覆ったり、層間絶縁膜に水素不透
過層を用いた構造の半導体装置が知られている(要すれ
ば、「特開平5−183106号公報」、「特開平7−
102367号公報」、「特開平7−27329号公
報」などを参照。)
To cope with this problem, there is known a semiconductor device having a structure in which only the upper part of a capacitor is covered with a hydrogen storage metal layer, or a structure using a hydrogen impermeable layer as an interlayer insulating film. No. 5-183106 "," Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 102367, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-27329, and the like. )

【0010】然しながら、層間絶縁膜に水素不透過層を
用いても、電極コンタクト・ホールを開口して電極・配
線を形成しつつある状態で該開口から電極・配線を透過
して水素が侵入するし、また、特開平5−183106
号公報に見られるように、キャパシタ上部のみを水素収
蔵金属層で覆った構造にした場合、層間絶縁膜を透過し
てキャパシタの側面から水素が侵入するため、矢張り、
CVD法を用いた配線金属層堆積に依るキャパシタの劣
化を防ぐことは困難である。
However, even if a hydrogen impermeable layer is used as the interlayer insulating film, hydrogen penetrates through the electrode / wiring through the opening while the electrode contact / hole is being formed to form the electrode / wiring. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-183106.
As shown in the publication, when only the upper part of the capacitor is covered with the hydrogen storage metal layer, the hydrogen penetrates from the side of the capacitor through the interlayer insulating film.
It is difficult to prevent the deterioration of the capacitor due to the deposition of the wiring metal layer using the CVD method.

【0011】そこで、ぺロブスカイト型酸化物強誘電体
層を用いたキャパシタをもつ半導体装置に於ける配線の
形成には、水素など還元雰囲気が発生しない手段、例え
ば、アルゴンや窒素などの非還元雰囲気中のスパッタリ
ングで配線金属層の堆積を行なっている。
Therefore, in the formation of wiring in a semiconductor device having a capacitor using a perovskite-type oxide ferroelectric layer, means for generating no reducing atmosphere such as hydrogen, for example, a non-reducing atmosphere such as argon or nitrogen is used. The wiring metal layer is deposited by sputtering in the middle.

【0012】然しながら、近年、半導体装置の微細化が
進み、電極コンタクト・ホールのサイズはサブミクロン
になってきているにも拘わらず、キャパシタに於けるぺ
ロブスカイト型酸化物強誘電体の厚さを縮小することは
困難である。
However, in recent years, despite the miniaturization of semiconductor devices, the size of perovskite-type oxide ferroelectrics in capacitors has been reduced in spite of the fact that the size of electrode contact holes has become submicron. It is difficult to shrink.

【0013】従って、キャパシタに於ける上部電極とS
i基板との間を結ぶ配線を形成する為の電極コンタクト
・ホールのアスペクト比は高いものとなっているので、
そのような電極コンタクト・ホールを埋める配線をスパ
ッタリング法で形成することは困難である。
Therefore, the upper electrode and the S
Since the aspect ratio of the electrode contact hole for forming the wiring connecting to the i-substrate is high,
It is difficult to form a wiring filling such an electrode contact hole by a sputtering method.

【0014】図14は高アスペクト比の電極コンタクト
・ホールをもつ半導体装置を表す要部切断側面図であ
り、図13に於いて用いた記号と同記号は同部分を表す
か或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 14 is a cutaway side view showing a main part of a semiconductor device having an electrode contact hole having a high aspect ratio. The same symbols as used in FIG. 13 represent the same parts or have the same meanings. Shall be.

【0015】図に於いて、9はSiO2 層7に形成され
て下地のSi基板5を表出させた高アスペクト比の電極
コンタクト・ホールを示している。
In FIG. 1, reference numeral 9 denotes a high aspect ratio electrode contact hole formed on the SiO 2 layer 7 and exposing the underlying Si substrate 5.

【0016】図から明らかなように、電極コンタクト・
ホール9を配線1で埋めるには長時間を必要とするので
生産性が低下し、また、密実に埋めることができるとは
限らず、空隙を生じて信頼性が低下する場合もある。
As is apparent from FIG.
Since it takes a long time to fill the hole 9 with the wiring 1, the productivity is reduced, and it is not always possible to completely fill the hole 9, and the reliability may be reduced due to a void.

【0017】一般の半導体装置であれば、高アスペクト
比の電極コンタクト・ホールをもっていても、CVD法
を適用し、窒化チタン、タングステン、アルミニウムな
どを堆積することで問題回避も可能であるが、前記した
ようにぺロブスカイト型酸化物強誘電体層を用いたキャ
パシタをもつ半導体装置では不可能である。
In a general semiconductor device, even if an electrode contact hole having a high aspect ratio is provided, it is possible to avoid the problem by applying a CVD method and depositing titanium nitride, tungsten, aluminum, or the like. As described above, it is impossible with a semiconductor device having a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体装置
の製造工程に簡単な改変を加えることで、ぺロブスカイ
ト型酸化物強誘電体層を用いたキャパシタをもち、且
つ、高アスペクト比の電極コンタクト・ホールをもつ半
導体装置に於ける配線金属層堆積をCVD法を用いて高
い効率と高い信頼性をもって実現し、しかも、ぺロブス
カイト型酸化物強誘電体層の劣化を防止できるようにす
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer and a high aspect ratio electrode by making a simple modification to the manufacturing process. A wiring metal layer is deposited with high efficiency and high reliability by using a CVD method in a semiconductor device having a contact hole, and the perovskite oxide ferroelectric layer can be prevented from being deteriorated.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明では、電極コンタ
クト・ホールを開口してから、先ず、水素収蔵金属層或
いは水素不透過金属層を形成し、その後、CVD法を適
用して配線金属層を成膜することが基本になっていて、
その配線金属層の成膜時に発生する水素は、下地の水素
収蔵金属層、或いは、水素不透過金属層で遮断されるの
で、この段階でぺロブスカイト型酸化物強誘電体層を用
いたキャパシタが水素に依って劣化することはない。
According to the present invention, after an electrode contact hole is opened, a hydrogen storage metal layer or a hydrogen impermeable metal layer is first formed, and then a wiring metal layer is formed by applying a CVD method. It is basically to form a film
Hydrogen generated during the formation of the wiring metal layer is cut off by the underlying hydrogen storage metal layer or the hydrogen impermeable metal layer. At this stage, a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer is used. There is no degradation due to hydrogen.

【0020】通常、CVD法に依って成膜した配線金属
層中には、ある程度の水素が含まれるので、後工程とし
て、真空中で加熱することに依って水素を排出すると良
く、このようにすることで、配線形成後の熱処理工程で
水素が発生することはなくなり、ぺロブスカイト型酸化
物強誘電体層を用いたキャパシタの劣化は抑止すること
ができる。
Usually, since a certain amount of hydrogen is contained in the wiring metal layer formed by the CVD method, it is preferable to discharge hydrogen by heating in a vacuum in a subsequent step. By doing so, hydrogen is not generated in the heat treatment step after the wiring is formed, and deterioration of the capacitor using the perovskite oxide ferroelectric layer can be suppressed.

【0021】水素収蔵金属には、高温になると水素を透
過し易くなる性質をもつものがあるので、その場合に
は、前記真空加熱工程で配線金属から脱離した水素が水
素収蔵金属層を透過してぺロブスカイト型酸化物強誘電
体層に達し、キャパシタに若干の劣化が起こる可能性が
あるので、多層工程の最終工程に於いて、キャパシタの
強誘電体層に達するホールを開口し、酸素雰囲気中でア
ニールを行なってキャパシタの特性を回復することがで
きる。
[0021] Some of the hydrogen storage metals have a property of easily permeating hydrogen at high temperatures. In such a case, hydrogen desorbed from the wiring metal in the vacuum heating step passes through the hydrogen storage metal layer. In this case, the perovskite oxide ferroelectric layer may reach the ferroelectric layer, and the capacitor may be slightly deteriorated. Annealing can be performed in an atmosphere to recover the characteristics of the capacitor.

【0022】前記したところから、本発明に依る半導体
装置の製造方法に於いては、 (1)ぺロブスカイト型酸化物強誘電体からなるキャパ
シタ用誘電体層(例えばぺロブスカイト型酸化物強誘電
体からなるキャパシタ用誘電体層15)をもつキャパシ
タを有する半導体装置の配線形成工程に於いて、絶縁層
(例えばSiO2 からなる層間絶縁層17)に電極コン
タクト・ホールを形成してから全面に水素収蔵金属或い
は水素不透過金属からなる水素阻止用金属層(例えば水
素収蔵金属層又は水素不透過金属層)を形成する工程
と、CVD法を適用して前記水素阻止用金属層上に配線
金属層(例えば配線20)を形成する工程と、少なくと
も水素阻止用金属層で全面が覆われている状態で水素を
排除する為の真空加熱処理を行なう工程とが含まれてな
ることを特徴とするか、又は、
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there are provided: (1) a dielectric layer for a capacitor made of a perovskite oxide ferroelectric (for example, a perovskite oxide ferroelectric In a wiring forming process of a semiconductor device having a capacitor having a capacitor dielectric layer 15) made of a capacitor, an electrode contact hole is formed in an insulating layer (for example, an interlayer insulating layer 17 made of SiO 2 ), and then hydrogen is formed on the entire surface. Forming a hydrogen blocking metal layer (for example, a hydrogen storing metal layer or a hydrogen impermeable metal layer) made of a storage metal or a hydrogen impermeable metal, and applying a CVD method to the wiring metal layer on the hydrogen blocking metal layer (For example, the wiring 20) and a step of performing a vacuum heat treatment for eliminating hydrogen in a state where the entire surface is covered with at least the metal layer for preventing hydrogen. It is either characterized by comprising, or,

【0023】(2)前記(1)に於いて、水素を排除す
る為の真空加熱処理を行なった後に水素阻止用金属層を
配線パターンに加工する工程が含まれてなることを特徴
とするか、又は、
(2) The method according to (1), further comprising a step of processing the hydrogen blocking metal layer into a wiring pattern after performing a vacuum heat treatment for removing hydrogen. Or

【0024】(3)前記(1)に於いて、水素を排除す
る為の真空加熱処理を行なった後に電極コンタクト・ホ
ール内に在るもの以外の水素阻止用金属層及び配線金属
層などを除去してから再び配線金属層(例えば配線金属
層37:図7参照)を形成して配線パターンに加工する
工程が含まれてなることを特徴とするか、又は、
(3) In the above (1), after performing a vacuum heat treatment for eliminating hydrogen, a metal layer for preventing hydrogen and a wiring metal layer other than those present in the electrode contact holes are removed. And then forming a wiring metal layer again (for example, wiring metal layer 37: see FIG. 7) and processing it into a wiring pattern.

【0025】(4)ぺロブスカイト型酸化物強誘電体か
らなるキャパシタ用誘電体層(例えばぺロブスカイト型
酸化物強誘電体からなるキャパシタ用誘電体層15)を
もつキャパシタを有する半導体装置に於ける配線形成工
程に於いて、絶縁層(例えばSiO 2 からなる層間絶縁
層17)に電極コンタクト・ホール及び電極コンタクト
・ホールに連なる配線埋め込み用溝(例えば配線埋め込
み用溝32B:図8参照)を形成してから全面に水素収
蔵金属(例えばパラジウムなど)或いは水素不透過金属
(例えばアルミニウムなど)からなる水素阻止用金属層
を形成する工程と、CVD法を適用して前記水素阻止用
金属層上に配線金属層(例えば配線20)を形成する工
程と、少なくとも水素阻止用金属層で全面が覆われてい
る状態で水素を排除する為の真空加熱処理を行なう工程
と、電極コンタクト・ホール内及び電極コンタクト・ホ
ールに連なる配線埋め込み用溝内に在るもの以外の水素
阻止用金属層及び配線金属層などを除去して電極・配線
を形成する工程が含まれてなることを特徴とするか、又
は、
(4) Perovskite oxide ferroelectric
Dielectric layer for capacitors (eg perovskite type)
Capacitor dielectric layer 15) made of oxide ferroelectric
Forming Process in Semiconductor Device with Capacitor
In the process, an insulating layer (for example, SiO TwoInterlayer insulation consisting of
Electrode contact hole and electrode contact in layer 17)
.Grooves for wiring embedding connected to holes (for example, wiring embedding
Groove 32B: see FIG. 8) and collect hydrogen over the entire surface.
Storage metal (such as palladium) or hydrogen impermeable metal
Metal layer for preventing hydrogen (for example, aluminum)
Forming hydrogen, and applying the CVD method to prevent hydrogen
Forming a wiring metal layer (for example, wiring 20) on the metal layer
And at least the entire surface is covered with a hydrogen blocking metal layer.
Of performing vacuum heat treatment to eliminate hydrogen in a hot state
And the electrode contact hole and the electrode contact hole.
Other than hydrogen in the trench for wiring
Remove the metal layer and metal layer for prevention
Characterized by comprising the step of forming
Is

【0026】(5)前記(1)乃至(4)の何れか1に
於いて、配線金属層が配線パターンに加工されて全面が
絶縁膜で覆われた後に絶縁膜の表面からぺロブスカイト
型酸化物強誘電体からなるキャパシタ用誘電体層に達す
る酸素供給ホール(例えば酸素供給ホール21A:図1
1及び図12参照)を形成して酸素雰囲気中に於いて熱
処理を行なう工程が含まれてなることを特徴とする。
(5) In any one of the above (1) to (4), after the wiring metal layer is processed into a wiring pattern and the entire surface is covered with the insulating film, the perovskite oxidation is performed from the surface of the insulating film. Supply hole (for example, oxygen supply hole 21A: FIG. 1) reaching the dielectric layer for a capacitor made of a ferroelectric material.
1 and FIG. 12) and performing a heat treatment in an oxygen atmosphere.

【0027】前記手段を採ることに依り、CVD法に依
って配線金属層を成膜する時点で、ウエハ表面は全面に
亙って水素収蔵金属層或いは水素不透過金属層で覆われ
ているので、キャパシタの側面から、或いは、配線金属
層の成膜中にコンタクト・ホールから水素が侵入するこ
とは略完全に阻止され、キャパシタが劣化することはな
い。
By adopting the above-mentioned means, when the wiring metal layer is formed by the CVD method, the entire surface of the wafer is covered with the hydrogen storage metal layer or the hydrogen impermeable metal layer. Intrusion of hydrogen from the side surface of the capacitor or from the contact hole during the formation of the wiring metal layer is almost completely prevented, and the capacitor is not deteriorated.

【0028】また、前記水素収蔵金属層或いは水素不透
過金属層は、配線形成工程に於いて配線と同時に同じパ
ターンに加工されるのであるから、独自のフォト・リソ
グラフィ工程は不要であって、半導体装置に於けるデバ
イス・サイズの縮小にも有利である。
Further, since the hydrogen storage metal layer or the hydrogen impermeable metal layer is processed into the same pattern simultaneously with the wiring in the wiring forming step, a unique photolithography step is unnecessary, and This is also advantageous for reducing the device size in the apparatus.

【0029】更にまた、水素収蔵層或いは水素不透過層
の何れであっても、金属であるから導電性が確保され、
配線の下地として残留する構造になっていても、配線コ
ンタクト抵抗への影響は小さい。
Further, in either the hydrogen storage layer or the hydrogen impermeable layer, conductivity is ensured because it is a metal,
Even if the structure remains as a wiring base, the influence on the wiring contact resistance is small.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】図1は本発明に於ける一実施の形
態に依って製造された半導体装置を表す要部切断側面図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional side view showing a main part of a semiconductor device manufactured according to an embodiment of the present invention.

【0031】図に於いて、11はSi基板、12はSi
2 からなる素子分離絶縁層、13はSiO2 からなる
層間絶縁層、14はPt,Ir,IrOなどからなるキ
ャパシタ用下部電極、15はぺロブスカイト型酸化物強
誘電体からなるキャパシタ用誘電体層、16はPt,I
r,IrOなどからなるキャパシタ用上部電極、17は
SiO2 からなる層間絶縁層、18は局所配線層、19
はSiO2 からなる層間絶縁層、20は水素阻止用金属
層と積層されているAl,W,Ti,TiN,Cuなど
からなる配線、21はSiO2 からなる絶縁層をそれぞ
れ示している。
In the figure, 11 is a Si substrate, and 12 is a Si substrate.
An element isolation insulating layer made of O 2 , an interlayer insulating layer made of SiO 2 , a lower electrode for a capacitor made of Pt, Ir, IrO, etc., and a dielectric for a capacitor made of a perovskite oxide ferroelectric material Layer 16 is Pt, I
a capacitor upper electrode made of r, IrO or the like; 17 an interlayer insulating layer made of SiO 2 ; 18 a local wiring layer;
Denotes an interlayer insulating layer made of SiO 2 , 20 denotes a wiring made of Al, W, Ti, TiN, Cu or the like laminated on a hydrogen blocking metal layer, and 21 denotes an insulating layer made of SiO 2 .

【0032】図1の半導体装置に於いて、局所配線層1
8を下部電極14又は上部電極16とコンタクトさせた
領域から僅かに引き出し、その引き出した領域に配線2
0をコンタクトさせているが、このような手段を採った
場合、配線20とキャパシタ用誘電体層15とが離隔す
るので、キャパシタ用誘電体層15の劣化が少なくなる
利点がある。尚、局所配線18を形成する際にCVD法
を用いると水素が発生するので、スパッタリング法を用
いるようにし、従って、深いコンタクト用開口は埋める
ことは困難であるから、層間絶縁膜19は薄くなければ
ならない。
In the semiconductor device shown in FIG.
8 is slightly pulled out from the region in contact with the lower electrode 14 or the upper electrode 16, and the wiring 2
However, when such a means is employed, the wiring 20 and the capacitor dielectric layer 15 are separated from each other, so that there is an advantage that deterioration of the capacitor dielectric layer 15 is reduced. When the CVD method is used to form the local wiring 18, hydrogen is generated. Therefore, the sputtering method is used. Therefore, it is difficult to fill the deep contact opening. Therefore, the interlayer insulating film 19 must be thin. Must.

【0033】水素阻止用金属層には、水素収蔵金属、或
いは、水素不透過金属の何れかを用いることになるが、
水素収蔵金属は、パラジウム、バナジウム、ニオブ、ニ
ッケル、クロム、マグネシウム、TiFeLaNi5
Ti2 Mn3 、VNb、TiCo、ZrMn2 、Mg2
Cu、Mg2 Ni、LaCo5 、Ti2 8 、Ti2
oFe、Ti2 CoMnなどから選択することができ、
また、水素不透過金属は、例えばAlを用いることがで
きる。
For the hydrogen blocking metal layer, either a hydrogen storage metal or a hydrogen impermeable metal is used.
Hydrogen storage metals are palladium, vanadium, niobium, nickel, chromium, magnesium, TiFeLaNi 5 ,
Ti 2 Mn 3 , VNb, TiCo, ZrMn 2 , Mg 2
Cu, Mg 2 Ni, LaCo 5 , Ti 2 V 8 , Ti 2 C
oFe, Ti 2 CoMn, etc.
Further, as the hydrogen impermeable metal, for example, Al can be used.

【0034】配線金属としては、通常の通り、アルミニ
ウム、タングステン、窒化チタン、銅、金、銀、白金を
用いることができる。
As the wiring metal, aluminum, tungsten, titanium nitride, copper, gold, silver and platinum can be used as usual.

【0035】図2は本発明に於ける他の実施の形態に依
って製造された半導体装置を表す要部切断側面図であ
り、図1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 2 is a cutaway side view showing a main part of a semiconductor device manufactured according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals and symbols as used in FIG. 1 denote the same parts. Or have the same meaning.

【0036】図2の半導体装置が図1の半導体装置と相
違するところは、キャパシタ用下部電極14を導電プラ
グ22を介して基板11に接続した点にある。
The semiconductor device of FIG. 2 differs from the semiconductor device of FIG. 1 in that the lower electrode 14 for a capacitor is connected to the substrate 11 via a conductive plug 22.

【0037】図3乃至図5は本発明に於ける実施の形態
1を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要
部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説
明する。尚、ここでは、水素阻止用金属層及びその近傍
を主体として説明し、又、対象とする半導体装置では、
下地であるキャパシタの上部電極とコンタクトする水素
阻止用金属層、及び、水素阻止用金属膜とコンタクトす
る配線金属層は全て同一箇所、即ち、電極コンタクト・
ホールの部分でコンタクトしている。
FIGS. 3 to 5 are cutaway side views showing a main part of a semiconductor device in a process step for explaining the first embodiment of the present invention. Referring to FIGS. I will explain it. Here, the description will be given mainly of the hydrogen blocking metal layer and its vicinity, and in the target semiconductor device,
The hydrogen blocking metal layer in contact with the upper electrode of the underlying capacitor and the wiring metal layer in contact with the hydrogen blocking metal film are all in the same location, that is, the electrode contact
Contact is made at the hole.

【0038】図3(A)参照 3−(1)CVD法を適用することに依り、下地(例え
ばキャパシタ用上部電極が含まれる)31を覆う厚さが
例えば100〔nm〕〜500〔nm〕のSiO2 から
なる層間絶縁層32を形成する。
3 (A) 3- (1) By applying the CVD method, the thickness covering the underlayer (for example, including the capacitor upper electrode) 31 is, for example, 100 [nm] to 500 [nm]. The interlayer insulating layer 32 made of SiO 2 is formed.

【0039】3−(2)リソグラフィ技術に於けるレジ
スト・プロセス、及び、エッチング・ガスをCF4 系或
いはCHF3 系ガスとするドライ・エッチング法を適用
することに依り、層間絶縁層32のエッチングを行なっ
て電極コンタクト・ホール32Aを形成する。
3- (2) Etching of the interlayer insulating layer 32 by applying a resist process in the lithography technique and a dry etching method in which an etching gas is a CF 4 -based or CHF 3 -based gas. To form electrode contact holes 32A.

【0040】図3(B)参照 3−(3)スパッタリング法を適用することに依り、厚
さが例えば10〔nm〕〜20〔nm〕のTiからなる
密着金属層33を形成する。
Referring to FIG. 3B, a 3- (3) adhesion metal layer 33 made of Ti having a thickness of, for example, 10 nm to 20 nm is formed by applying the sputtering method.

【0041】3−(4)スパッタリング法を適用するこ
とに依り、電極コンタクト・ホール32Aの側壁及び底
に於ける厚さが30〔nm〕〜50〔nm〕以上になる
ようにパラジウムからなる水素阻止用金属層34を形成
する。
3- (4) Hydrogen comprising palladium is applied so that the thickness at the side wall and bottom of the electrode contact hole 32A is 30 nm to 50 nm or more by applying the sputtering method. A blocking metal layer 34 is formed.

【0042】図4(A)参照 4−(1)スパッタリング法を適用することに依り、厚
さが例えば約50〔nm〕程度のアルミニウムからなる
下敷き金属層35を形成する。尚、下敷き金属層35の
材料としてアルミニウムを選択した理由は、次の工程で
CVD法に依ってアルミニウムからなる配線金属層を形
成することにあり、若し、配線金属層が例えばタングス
テンであれば、窒化チタンなどを用いることになる。
4 (A) 4- (1) An underlying metal layer 35 made of aluminum having a thickness of, for example, about 50 [nm] is formed by applying the sputtering method. The reason for selecting aluminum as the material of the underlying metal layer 35 is that a wiring metal layer made of aluminum is formed by a CVD method in the next step. If the wiring metal layer is, for example, tungsten, , Titanium nitride or the like.

【0043】4−(2)CVD法を適用することに依
り、厚さ例えば300〔nm〕〜1000〔nm〕のア
ルミニウムからなる配線金属層36を形成する。尚、配
線金属層36はアルミニウム以外の材料、例えば窒化チ
タン、タングステンなどを用いることができる。
4- (2) A wiring metal layer 36 made of aluminum having a thickness of, for example, 300 nm to 1000 nm is formed by applying the CVD method. The wiring metal layer 36 can be made of a material other than aluminum, for example, titanium nitride, tungsten, or the like.

【0044】図4(B)参照 4−(3)リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセ
ス、及び、エッチング・ガスをCl2 ,BCl3 ,HB
rなどから選択されたガスとするドライ・エッチング法
を適用することに依り、配線金属層36及び下敷き金属
層35を配線パターンに加工する。
Referring to FIG. 4B, 4- (3) a resist process in lithography and an etching gas of Cl 2 , BCl 3 , HB
The wiring metal layer 36 and the underlying metal layer 35 are processed into a wiring pattern by applying a dry etching method using a gas selected from r or the like.

【0045】図5参照 5−(1)リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセ
ス、及び、エッチング・ガスをCl2 ,BCl3 ,HB
rなどから選択されたガスとするドライ・エッチング法
を適用することに依り、水素阻止用金属層34及び密着
金属層33を配線パターンに加工する。
Referring to FIG. 5, 5- (1) a resist process in the lithography technique and an etching gas of Cl 2 , BCl 3 , HB
By applying a dry etching method using a gas selected from r or the like, the hydrogen blocking metal layer 34 and the adhesion metal layer 33 are processed into a wiring pattern.

【0046】ここで、配線金属層36及び下敷き金属層
35のパターニングと水素阻止用金属層34及び密着層
33のパターニングと二回に分けて実施しているが、そ
の理由は、これ等パターニングの間に熱処理工程が介在
させることにあり、その熱処理工程に関しては、後に詳
細に説明する。
Here, the patterning of the wiring metal layer 36 and the underlying metal layer 35 and the patterning of the hydrogen blocking metal layer 34 and the adhesion layer 33 are performed in two separate steps. A heat treatment step is interposed therebetween, and the heat treatment step will be described later in detail.

【0047】図6及び図7は本発明に於ける実施の形態
2を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要
部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説
明する。尚、図3乃至図5に於いて用いた記号と同記号
は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、ま
た、実施の形態2に於いて、配線金属層36を形成する
までの工程は実施の形態1と変わりないので、次の段階
から説明する。
FIGS. 6 and 7 are cutaway side views of a main part of a semiconductor device in a process step for explaining a second embodiment of the present invention. Referring to FIGS. I will explain it. Note that the same symbols as those used in FIGS. 3 to 5 represent the same parts or have the same meanings. Further, in the second embodiment, steps until the wiring metal layer 36 is formed Is the same as in the first embodiment, and will be described from the next stage.

【0048】図6(A)参照 6−(1)化学機械研磨(chemical mech
anical polishing:CMP)法を適用
することに依り、配線金属層36並びに下敷き金属層3
5のうち、電極コンタクト・ホール内に在るもの以外を
除去する。尚、この場合、CMP法の他にエッチ・バッ
ク法を適用することもできる。
6 (A) 6- (1) Chemical mechanical polishing
By applying an electrical polishing (CMP) method, the wiring metal layer 36 and the underlying metal layer 3 are formed.
Of the 5, those other than those existing in the electrode contact holes are removed. In this case, an etch-back method can be applied in addition to the CMP method.

【0049】図6(B)参照 6−(2)CMP法を適用することに依り、水素阻止用
金属層34並びに密着層33のうち、電極コンタクト・
ホール内に在るもの以外を除去する。
6 (B) 6- (2) By applying the CMP method, of the hydrogen blocking metal layer 34 and the adhesion layer 33,
Remove anything not in the hall.

【0050】ここで、配線金属層36、下敷き金属層3
5、水素阻止用金属層34、密着層33の除去を二回に
分けて行なう理由は実施の形態1と同じである。
Here, the wiring metal layer 36 and the underlying metal layer 3
5. The reason for removing the hydrogen blocking metal layer 34 and the adhesion layer 33 in two steps is the same as in the first embodiment.

【0051】図7(A)参照 7−(1)スパッタリング法を適用することに依り、厚
さが例えば300〔nm〕〜1000〔nm〕であるA
l,Ti,TiN,Cu,Wなどからなる配線金属層3
7を形成する。
7 (A) 7- (1) The thickness A is, for example, 300 [nm] to 1000 [nm] by applying the sputtering method.
Wiring metal layer 3 made of 1, Ti, TiN, Cu, W, etc.
7 is formed.

【0052】図7(B)参照 7−(2)リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセ
ス、及び、エッチング・ガスをCl2 ,BCl3 ,HB
rなどから選択されたガスとするドライ・エッチング法
を適用することに依り、配線金属層37を配線パターン
に加工する。
Refer to FIG. 7B. 7- (2) Resist process in lithography technology and etching gas of Cl 2 , BCl 3 , HB
The wiring metal layer 37 is processed into a wiring pattern by applying a dry etching method using a gas selected from r or the like.

【0053】図8乃至図10は本発明に於ける実施の形
態3を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す
要部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつつ
説明する。尚、図3乃至図7に於いて用いた記号と同記
号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、ま
た、ここで説明する実施の形態3は、ダマシン法の配線
形成を対象にしている。
FIGS. 8 to 10 are cutaway side views of a main part of a semiconductor device in a process step for explaining a third embodiment of the present invention. Referring to FIGS. I will explain it. It is to be noted that the same symbols as those used in FIGS. 3 to 7 represent the same parts or have the same meaning, and the third embodiment described here is directed to the formation of wiring by the damascene method. ing.

【0054】図8(A)参照 8−(1)CVD法を適用することに依り、下地(例え
ばキャパシタ用上部電極が含まれる)31を覆う厚さが
例えば400〔nm〕〜1500〔nm〕程度のSiO
2 からなる層間絶縁層32を形成する。
8 (A) 8- (1) By applying the CVD method, the thickness covering the base (for example, including the upper electrode for the capacitor) 31 is, for example, 400 [nm] to 1500 [nm]. About SiO
An interlayer insulating layer 32 of 2 is formed.

【0055】8−(2)リソグラフィ技術に於けるレジ
スト・プロセス、及び、エッチング・ガスをCF4 系或
いはCHF3 系ガスとするドライ・エッチング法を適用
することに依り、層間絶縁層32のエッチングを行なっ
て電極コンタクト・ホール32Aを形成する。
8- (2) Etching of the interlayer insulating layer 32 by applying a resist process in the lithography technique and a dry etching method in which an etching gas is a CF 4 or CHF 3 gas. To form electrode contact holes 32A.

【0056】8−(3)リソグラフィ技術に於けるレジ
スト・プロセス、及び、エッチング・ガスをCF4 系或
いはCHF3 系ガスとするドライ・エッチング法を適用
することに依り、再び層間絶縁層32のエッチングを行
なって電極コンタクト・ホール32Aに連なる配線埋め
込み用溝32Bを形成する。
8- (3) The resist process in the lithography technique and the dry etching method in which the etching gas is a CF 4 -based or CHF 3 -based gas is applied, so that the interlayer insulating layer 32 is formed again. Etching is performed to form a wiring embedding groove 32B continuous with the electrode contact hole 32A.

【0057】図8(B)参照 8−(3)スパッタリング法を適用することに依り、厚
さが例えば10〔nm〕〜20〔nm〕のチタンからな
る密着層33を形成する。
Referring to FIG. 8B, an adhesion layer 33 made of titanium having a thickness of, for example, 10 [nm] to 20 [nm] is formed by applying the sputtering method 8- (3).

【0058】8−(4)スパッタリング法を適用するこ
とに依り、電極コンタクト・ホール32Aの側壁及び底
に於ける厚さが30〔nm〕〜50〔nm〕以上になる
ようにパラジウムからなる水素阻止用金属層34を形成
する。
8- (4) Hydrogen comprising palladium is applied so that the thickness at the side wall and bottom of the electrode contact hole 32A is 30 [nm] to 50 [nm] or more by applying the sputtering method. A blocking metal layer 34 is formed.

【0059】図9(A)参照 9−(1)スパッタリング法を適用することに依り、厚
さが例えば50〔nm〕程度のアルミニウムからなる下
敷き金属層35を形成する。
9 (A) 9- (1) An underlying metal layer 35 made of aluminum having a thickness of, for example, about 50 [nm] is formed by applying the sputtering method.

【0060】9−(2)CVD法を適用することに依
り、厚さ例えば300〔nm〕〜1000〔nm〕のア
ルミニウムからなる配線金属層36を形成する。尚、配
線金属層36はアルミニウム以外の材料、例えば窒化チ
タン、タングステンなどを用いることができる。
9- (2) A wiring metal layer 36 made of aluminum having a thickness of, for example, 300 [nm] to 1000 [nm] is formed by applying the CVD method. The wiring metal layer 36 can be made of a material other than aluminum, for example, titanium nitride, tungsten, or the like.

【0061】図9(B)参照 9−(3)CMP法を適用することに依り、配線金属層
36並びに下敷き金属層35のうち、電極コンタクト・
ホール内及び配線埋め込み用溝内に在るもの以外を除去
する。尚、この場合にも、実施の形態2と同様、CMP
法の他にエッチ・バック法を適用することができる。
9 (B) 9- (3) By applying the CMP method, of the wiring metal layer 36 and the underlying metal layer 35,
Except for those existing in the holes and in the trenches for embedding the wiring, those are removed. In this case, as in the second embodiment, the CMP
In addition to the method, an etch-back method can be applied.

【0062】図10参照 10−(1)CMP法を適用することに依り、水素阻止
用金属層34及び密着層33のうち、電極コンタクト・
ホール内及び配線埋め込み用溝内に在るもの以外を除去
する。
FIG. 10 10- (1) By applying the CMP method, the electrode contact / contact of the hydrogen blocking metal layer 34 and the adhesion layer 33 is formed.
Except for those existing in the holes and in the trenches for embedding the wiring, those are removed.

【0063】CMPを二回に分けて実施した理由は、実
施の形態1及び2と同じである。
The reason why the CMP is performed twice is the same as in the first and second embodiments.

【0064】前記何れの実施の形態に於いても、CVD
法を適用して配線金属層を形成する段階では、ウエハ表
面は全面に亙り、水素収蔵金属或いは水素不透過金属な
どからなる水素阻止用金属層で覆われていることが明ら
かであり、この手段を採ることだけでも、ぺロブスカイ
ト型酸化物強誘電体からなるキャパシタ用誘電体層をも
つキャパシタの劣化を抑止する面で大きな改善である。
In any of the above embodiments, the CVD
At the stage of forming the wiring metal layer by applying the method, it is clear that the entire surface of the wafer is covered with a hydrogen blocking metal layer made of a hydrogen storage metal or a hydrogen impermeable metal. Is a significant improvement in suppressing deterioration of a capacitor having a capacitor dielectric layer made of a perovskite oxide ferroelectric.

【0065】さて、CVD法に依って形成した配線金属
層中には、水素が取り込まれているので、その水素を除
去しておくことは、キャパシタ劣化を抑止する上で極め
て有益であり、その為には加熱することが有効である
が、その加熱を実施する時期については、生産性の面か
らすれば、図4の(A)、或いは、図9の(A)に見ら
れるように、水素阻止用金属層及びCVD法で形成した
配線金属層が全面を覆っている時点で実施すると効率が
良い。
Since hydrogen is taken into the wiring metal layer formed by the CVD method, removing the hydrogen is extremely useful for suppressing the deterioration of the capacitor. For this purpose, heating is effective. However, from the viewpoint of productivity, the timing of performing the heating is as shown in FIG. 4A or FIG. 9A. Efficiency is improved when the hydrogen blocking metal layer and the wiring metal layer formed by the CVD method cover the entire surface.

【0066】然しながら、キャパシタの劣化を有効に抑
止する面からすれば、図4(B)、図6(A)、図9
(B)に見られるように、全面が水素阻止用金属層で覆
われているが、CVD法で形成した配線金属層は配線パ
ターンに加工され、少ない体積になっている状態で実施
する方が好結果が得られる。
However, from the viewpoint of effectively suppressing the deterioration of the capacitor, FIGS. 4B, 6A and 9
As shown in (B), the entire surface is covered with a hydrogen blocking metal layer, but it is better to carry out the process in a state where the wiring metal layer formed by the CVD method is processed into a wiring pattern and has a small volume. Good results are obtained.

【0067】これは、配線金属の体積に対して水素阻止
用金属の体積が多ければ、水素阻止用金属層を透過して
キャパシタに到達する水素の量を少なくすることができ
るからである。
This is because if the volume of the hydrogen blocking metal is larger than the volume of the wiring metal, the amount of hydrogen permeating the hydrogen blocking metal layer and reaching the capacitor can be reduced.

【0068】配線金属層中の水素を排除する加熱は、1
×10-6〔Torr〕以下の高真空中で実施するので、
排気系には、ターボ分子ポンプなど水素を排除すること
が可能な真空ポンプを用いる必要があり、加熱温度は4
00〔℃〕〜500〔℃〕、加熱時間は5〔分〕〜60
〔分〕の範囲で選択するものであり、この選択は、配線
金属の材料に依存し、当然のことながら、高温を適用す
るほど処理時間を短くすることが必要である。尚、この
熱処理が終わった後は、配線を完成させてからカバー膜
を形成することになる。
The heating for eliminating hydrogen in the wiring metal layer is performed by 1
Since it is carried out in a high vacuum of × 10 -6 [Torr] or less,
For the exhaust system, it is necessary to use a vacuum pump such as a turbo molecular pump capable of eliminating hydrogen, and the heating temperature is 4
00 [° C]-500 [° C], heating time is 5 [min]-60
The selection is made in the range of [minutes], and this selection depends on the material of the wiring metal, and it goes without saying that the higher the temperature, the shorter the processing time. After the heat treatment, the cover film is formed after completing the wiring.

【0069】前記何れの実施の形態に依っても、ぺロブ
スカイト型酸化物強誘電体からなるキャパシタ用誘電体
層をもつキャパシタの水素に依る劣化を有効に抑止する
ことができるのであるが、配線金属層の体積に比較して
水素阻止用金属層の体積が少ない場合、或いは、加熱工
程に於ける温度が高い場合には、水素が水素阻止用金属
層を透過してぺロブスカイト型酸化物強誘電体の酸素を
脱離させ、キャパシタの劣化を生じる場合がある。
According to any of the above embodiments, the deterioration of a capacitor having a dielectric layer for a capacitor made of a perovskite oxide ferroelectric substance due to hydrogen can be effectively suppressed. When the volume of the hydrogen-blocking metal layer is smaller than the volume of the metal layer, or when the temperature in the heating step is high, hydrogen passes through the hydrogen-blocking metal layer and the perovskite-type oxide Oxygen in the dielectric is desorbed, which may cause deterioration of the capacitor.

【0070】そのような問題を回避するには、ぺロブス
カイト型酸化物強誘電体から脱離する酸素を補給するよ
うにしてキャパシタの特性劣化を抑止しなければならな
い。
In order to avoid such a problem, it is necessary to suppress the deterioration of the characteristics of the capacitor by supplying oxygen released from the perovskite oxide ferroelectric.

【0071】図11及び図12は本発明に於ける実施の
形態4を説明する為の工程要所に於ける半導体装置を表
す要部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照しつ
つ説明する。尚、図1及び図2に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIG. 11 and FIG. 12 are cutaway side views of a main part showing a semiconductor device in a process step for explaining a fourth embodiment of the present invention. Referring to these figures, FIG. I will explain it. 1 and 2 represent the same parts or have the same meaning.

【0072】実施の形態4が対象とする半導体装置の基
本的構成は、図1に見られる半導体装置と全く同じであ
るから、工程当初から絶縁層21を形成するまでの工程
の説明は省略し、次の段階から説明する。
Since the basic configuration of the semiconductor device to which the fourth embodiment is applied is exactly the same as that of the semiconductor device shown in FIG. 1, the description of the steps from the beginning to the step of forming insulating layer 21 is omitted. The following steps will be described.

【0073】図11参照 11−(1)CVD法及びリソグラフィ技術に依って水
素阻止用金属層を含む配線20を形成し、次いで、CV
D法に依って絶縁膜21を形成した後、リソグラフィ技
術に於けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガ
スをCF4 系ガス、或いは、CHF3 系ガスとするドラ
イ・エッチング法を適用することに依り、絶縁層21の
表面からぺロブスカイト型酸化物強誘電体からなるキャ
パシタ用誘電体層15に達する酸素供給ホール21Aを
形成する。
Referring to FIG. 11, 11- (1) A wiring 20 including a hydrogen blocking metal layer is formed by a CVD method and a lithography technique.
After forming the insulating film 21 by the method D, a resist process in the lithography technique and a dry etching method using an CF 4 gas or a CHF 3 gas as an etching gas are applied. Thus, an oxygen supply hole 21A is formed from the surface of the insulating layer 21 to the capacitor dielectric layer 15 made of a perovskite oxide ferroelectric.

【0074】11−(2)酸素雰囲気中に於いて、温度
450〔℃〕〜600〔℃〕とし、所要時間の熱処理を
行なう。
11- (2) In an oxygen atmosphere, heat treatment is performed at a temperature of 450 ° C. to 600 ° C. for a required time.

【0075】熱処理温度並びに熱処理時間は、配線金属
の如何に依って最適化することが必要であり、例えば配
線金属がAlであれば、信頼性の面から希求されるとこ
ろからは、温度は450〔℃〕程度、時間は30〔分〕
程度であり、また、配線金属がWであれば、温度を65
0〔℃〕とし、より短時間の熱処理が必要となる。
The heat treatment temperature and the heat treatment time need to be optimized depending on the wiring metal. For example, if the wiring metal is Al, the temperature should be 450 from the viewpoint of reliability. [° C] about 30 minutes
And if the wiring metal is W, the temperature is 65
0 ° C., a shorter heat treatment is required.

【0076】図12参照 12−(1)酸素供給ホール21A内も含めた全面にカ
バー膜22を形成し、露出されていたキャパシタ用誘電
体層15を覆う。
12- (1) A cover film 22 is formed on the entire surface including the inside of the oxygen supply hole 21A to cover the exposed capacitor dielectric layer 15.

【0077】ところで、カバー膜22は、シラン系のガ
スに比較して水素の発生が少ないテトラエチル・オキシ
シリケート(Si(OC2 5 4 :TEOS)系ガス
を用いてSiO2 膜を形成してから、アルミニウムやチ
タンなどの金属酸化物からなる水素不透過層を形成し、
その後、シラン系或いはTEOS系のガスを用いてSi
N膜を堆積して完成する。
Incidentally, the cover film 22 is formed of a SiO 2 film using a tetraethyl oxysilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 : TEOS) -based gas, which generates less hydrogen than a silane-based gas. After that, a hydrogen impermeable layer made of a metal oxide such as aluminum or titanium is formed,
After that, using a silane-based or TEOS-based gas,
It is completed by depositing an N film.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法に於
いては、ぺロブスカイト型酸化物強誘電体からなるキャ
パシタ用誘電体層をもつキャパシタを有する半導体装置
に於ける配線形成工程に於いて、絶縁層に電極コンタク
ト・ホールを形成してから全面に水素収蔵金属或いは水
素不透過金属からなる水素阻止用金属層を形成し、CV
D法を適用して前記水素阻止用金属層上に配線金属層を
形成し、少なくとも水素阻止用金属層で全面が覆われて
いる状態で水素を排除する為の真空加熱処理を行なう。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in a wiring forming step in a semiconductor device having a capacitor having a dielectric layer for a capacitor made of a perovskite oxide ferroelectric. After forming an electrode contact hole in the insulating layer, a hydrogen blocking metal layer made of a hydrogen storage metal or a hydrogen impermeable metal is formed on the entire surface, and CV
A wiring metal layer is formed on the hydrogen blocking metal layer by applying the method D, and a vacuum heat treatment for removing hydrogen is performed while at least the entire surface is covered with the hydrogen blocking metal layer.

【0079】前記構成を採ることに依り、CVD法に依
って配線金属層を成膜する時点で、ウエハ表面は全面に
亙って水素収蔵金属層或いは水素不透過金属層で覆われ
ているので、キャパシタの側面から、或いは、配線金属
層の成膜中にコンタクト・ホールから水素が侵入するこ
とは略完全に阻止され、キャパシタが劣化することはな
い。
By adopting the above configuration, when the wiring metal layer is formed by the CVD method, the entire surface of the wafer is covered with the hydrogen storage metal layer or the hydrogen impermeable metal layer. Intrusion of hydrogen from the side surface of the capacitor or from the contact hole during the formation of the wiring metal layer is almost completely prevented, and the capacitor is not deteriorated.

【0080】また、前記水素収蔵金属層或いは水素不透
過金属層は、配線形成工程に於いて配線と同時に同じパ
ターンに加工されるのであるから、独自のフォト・リソ
グラフィ工程は不要であって、半導体装置に於けるデバ
イス・サイズの縮小にも有利である。
Since the hydrogen storage metal layer or the hydrogen impermeable metal layer is processed into the same pattern simultaneously with the wiring in the wiring forming step, a unique photolithography step is unnecessary, and This is also advantageous for reducing the device size in the apparatus.

【0081】更にまた、水素収蔵層或いは水素不透過層
の何れであっても、金属であるから導電性が確保され、
配線の下地として残留する構造になっていても、配線コ
ンタクト抵抗への影響は小さい。
Further, in any of the hydrogen storage layer and the hydrogen impermeable layer, conductivity is ensured because it is a metal.
Even if the structure remains as a wiring base, the influence on the wiring contact resistance is small.

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

【図1】本発明に於ける一実施の形態に依って製造され
た半導体装置を表す要部切断側面図である。
FIG. 1 is a fragmentary sectional side view showing a semiconductor device manufactured according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に於ける他の実施の形態に依って製造さ
れた半導体装置を表す要部切断側面図である。
FIG. 2 is a fragmentary side view showing a semiconductor device manufactured according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 3 is a fragmentary sectional side view showing a semiconductor device in a process essential point for explaining the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 4 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key point in the process for describing Embodiment 1 of the present invention;

【図5】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 5 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key step in the process for describing Embodiment 1 of the present invention;

【図6】本発明に於ける実施の形態2を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 6 is a main part cutaway side view showing a semiconductor device in a process essential point for describing Embodiment 2 of the present invention;

【図7】本発明に於ける実施の形態2を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 7 is an essential part cutaway side view showing a semiconductor device at an important part of a process for describing Embodiment 2 of the present invention;

【図8】本発明に於ける実施の形態3を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 8 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key step in the process for describing Embodiment 3 of the present invention.

【図9】本発明に於ける実施の形態3を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 9 is a fragmentary side view showing a semiconductor device in a process step for explaining a third embodiment of the present invention;

【図10】本発明に於ける実施の形態3を説明する為の
工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 10 is an essential part cutaway side view showing a semiconductor device in a process essential point for describing Embodiment 3 of the present invention;

【図11】本発明に於ける実施の形態4を説明する為の
工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 11 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key step in the process for describing Embodiment 4 of the present invention.

【図12】本発明に於ける実施の形態4を説明する為の
工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 12 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key step for explaining a fourth embodiment of the present invention;

【図13】ぺロブスカイト型酸化物強誘電体層を用いた
キャパシタをもつ半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 13 is a fragmentary side view showing a semiconductor device having a capacitor using a perovskite oxide ferroelectric layer.

【図14】高アスペクト比の電極コンタクト・ホールを
もつ半導体装置を表す要部切断側面図である。
FIG. 14 is a fragmentary side view showing a semiconductor device having a high aspect ratio electrode contact hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 12 素子分離絶縁層 13 層間絶縁層 14 キャパシタ用下部電極 15 キャパシタ用誘電体層 16 キャパシタ用上部電極 17 層間絶縁層 18 局所配線層 19 層間絶縁層 20 配線 21 絶縁層 22 導電プラグ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 12 Element isolation insulating layer 13 Interlayer insulating layer 14 Lower electrode for capacitor 15 Dielectric layer for capacitor 16 Upper electrode for capacitor 17 Interlayer insulating layer 18 Local wiring layer 19 Interlayer insulating layer 20 Wiring 21 Insulating layer 22 Conductive plug

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/8247 29/788 29/792 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/8247 29/788 29/792

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ぺロブスカイト型酸化物強誘電体からなる
キャパシタ用誘電体層をもつキャパシタを有する半導体
装置の配線形成工程に於いて、 絶縁層に電極コンタクト・ホールを形成してから全面に
水素収蔵金属或いは水素不透過金属からなる水素阻止用
金属層を形成する工程と、 CVD法を適用して前記水素阻止用金属層上に配線金属
層を形成する工程と、 少なくとも水素阻止用金属層で全面が覆われている状態
で水素を排除する為の真空加熱処理を行なう工程とが含
まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
In a wiring forming process of a semiconductor device having a capacitor having a dielectric layer for a capacitor made of a perovskite oxide ferroelectric, an electrode contact hole is formed in an insulating layer and hydrogen is formed on the entire surface. Forming a hydrogen blocking metal layer made of a storage metal or a hydrogen impermeable metal, forming a wiring metal layer on the hydrogen blocking metal layer by applying a CVD method, Performing a vacuum heat treatment for removing hydrogen in a state where the whole surface is covered.
【請求項2】水素を排除する為の真空加熱処理を行なっ
た後に水素阻止用金属層を配線パターンに加工する工程
が含まれてなることを特徴とする請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of processing a hydrogen blocking metal layer into a wiring pattern after performing a vacuum heat treatment for eliminating hydrogen. .
【請求項3】水素を排除する為の真空加熱処理を行なっ
た後に電極コンタクト・ホール内に在るもの以外の水素
阻止用金属層及び配線金属層などを除去してから再び配
線金属層を形成して配線パターンに加工する工程が含ま
れてなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の
製造方法。
3. After performing a vacuum heat treatment for removing hydrogen, a metal layer for preventing hydrogen and a wiring metal layer other than those existing in the electrode contact holes are removed, and then a wiring metal layer is formed again. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of:
【請求項4】ぺロブスカイト型酸化物強誘電体からなる
キャパシタ用誘電体層をもつキャパシタを有する半導体
装置に於ける配線形成工程に於いて、 絶縁層に電極コンタクト・ホール及び電極コンタクト・
ホールに連なる配線埋め込み用溝を形成してから全面に
水素収蔵金属或いは水素不透過金属からなる水素阻止用
金属層を形成する工程と、 CVD法を適用して前記水素阻止用金属層上に配線金属
層を形成する工程と、 少なくとも水素阻止用金属層で全面が覆われている状態
で水素を排除する為の真空加熱処理を行なう工程と、 電極コンタクト・ホール内及び電極コンタクト・ホール
に連なる配線埋め込み用溝内に在るもの以外の水素阻止
用金属層及び配線金属層などを除去してダマシン法配線
を形成する工程が含まれてなることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
4. A semiconductor device having a capacitor having a dielectric layer for a capacitor made of a perovskite-type oxide ferroelectric, in a wiring forming step, an electrode contact hole and an electrode contact hole are formed in the insulating layer.
Forming a wiring-embedding groove connected to the hole and then forming a hydrogen-blocking metal layer made of a hydrogen-storage metal or a hydrogen-impermeable metal on the entire surface; and applying a CVD method to the wiring on the hydrogen-blocking metal layer. A step of forming a metal layer, a step of performing a vacuum heat treatment for eliminating hydrogen in a state where the entire surface is covered with at least the metal layer for preventing hydrogen, and a wiring connected to the electrode contact hole and the electrode contact hole A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a damascene wiring by removing a hydrogen blocking metal layer, a wiring metal layer, and the like other than those present in an embedding groove.
【請求項5】配線金属層が配線パターンに加工されて全
面が絶縁膜で覆われた後に絶縁膜の表面からぺロブスカ
イト型酸化物強誘電体からなるキャパシタ用誘電体層に
達する酸素供給ホールを形成して酸素雰囲気中に於いて
熱処理を行なう工程が含まれてなることを特徴とする請
求項1乃至4の何れか1記載の半導体装置の製造方法。
5. An oxygen supply hole reaching a capacitor dielectric layer made of a perovskite oxide ferroelectric from the surface of the insulating film after the wiring metal layer is processed into a wiring pattern and the entire surface is covered with the insulating film. 5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming and performing a heat treatment in an oxygen atmosphere.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11163279A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Nec Corp Ferroelectric nonvolatile memory cell structure and manufacture thereof
JPH11297942A (en) * 1998-04-08 1999-10-29 Nec Corp Ferroelectric memory device and its manufacture
JP2001257322A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd Structure of semiconductor device using ferroelectric and its manufacturing method
EP1164631A2 (en) * 2000-06-14 2001-12-19 Infineon Technologies AG Process for forming openings in a layer
US6384440B1 (en) 1999-11-10 2002-05-07 Nec Corporation Ferroelectric memory including ferroelectric capacitor, one of whose electrodes is connected to metal silicide film
WO2002091432A3 (en) * 2001-05-03 2003-05-01 Infineon Technologies Ag Microelectronic structure comprising a hydrogen barrier layer
US6624076B1 (en) 2000-01-21 2003-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US6627462B1 (en) 1999-06-28 2003-09-30 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Semiconductor device having a capacitor and method for the manufacture thereof
JP2003297956A (en) * 2002-04-04 2003-10-17 Toshiba Corp Semiconductor storage device and its manufacturing method
US6762446B2 (en) 2000-07-28 2004-07-13 Saes Getters S.P.A. Integrated capacitive device with hydrogen degradable dielectric layer protected by getter layer
US6911686B1 (en) * 1999-06-17 2005-06-28 Fujitsu Limited Semiconductor memory device having planarized upper surface and a SiON moisture barrier
US7071506B2 (en) * 2003-09-05 2006-07-04 Infineon Technologies Ag Device for inhibiting hydrogen damage in ferroelectric capacitor devices
US7109540B2 (en) 2003-11-10 2006-09-19 Seiko Epson Corporation Semiconductor device for restraining short circuiting and method of manufacturing thereof
JP2007242841A (en) * 2006-03-08 2007-09-20 Seiko Epson Corp Ferroelectric capacitor and ferroelectric memory
US7456454B2 (en) 2001-11-15 2008-11-25 Fujitsu Limited Ferroelectric semiconductor device and method of manufacturing the same
JPWO2007116443A1 (en) * 2006-03-30 2009-08-20 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010278074A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Fujitsu Semiconductor Ltd Electronic device and method of manufacturing the same
JP2018206839A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 Tdk株式会社 Thin film capacitor

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11163279A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Nec Corp Ferroelectric nonvolatile memory cell structure and manufacture thereof
JPH11297942A (en) * 1998-04-08 1999-10-29 Nec Corp Ferroelectric memory device and its manufacture
US6281536B1 (en) 1998-04-08 2001-08-28 Nec Corporation Ferroelectric memory device with improved ferroelectric capacity characteristic
US7074625B2 (en) 1999-06-17 2006-07-11 Fujitsu Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6911686B1 (en) * 1999-06-17 2005-06-28 Fujitsu Limited Semiconductor memory device having planarized upper surface and a SiON moisture barrier
US6627462B1 (en) 1999-06-28 2003-09-30 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Semiconductor device having a capacitor and method for the manufacture thereof
US6384440B1 (en) 1999-11-10 2002-05-07 Nec Corporation Ferroelectric memory including ferroelectric capacitor, one of whose electrodes is connected to metal silicide film
US6624076B1 (en) 2000-01-21 2003-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US6623985B1 (en) 2000-03-13 2003-09-23 Oki Electric Industry Co., Ltd. Structure of and manufacturing method for semiconductor device employing ferroelectric substance
JP2001257322A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd Structure of semiconductor device using ferroelectric and its manufacturing method
EP1164631A2 (en) * 2000-06-14 2001-12-19 Infineon Technologies AG Process for forming openings in a layer
EP1164631A3 (en) * 2000-06-14 2004-03-24 Infineon Technologies AG Process for forming openings in a layer
US6762446B2 (en) 2000-07-28 2004-07-13 Saes Getters S.P.A. Integrated capacitive device with hydrogen degradable dielectric layer protected by getter layer
WO2002091432A3 (en) * 2001-05-03 2003-05-01 Infineon Technologies Ag Microelectronic structure comprising a hydrogen barrier layer
US7276300B2 (en) 2001-05-03 2007-10-02 Infineon Technologies Ag Microelectronic structure having a hydrogen barrier layer
DE10121657B4 (en) * 2001-05-03 2010-02-11 Qimonda Ag Microelectronic structure with hydrogen barrier layer
US7456454B2 (en) 2001-11-15 2008-11-25 Fujitsu Limited Ferroelectric semiconductor device and method of manufacturing the same
US7745232B2 (en) 2001-11-15 2010-06-29 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003297956A (en) * 2002-04-04 2003-10-17 Toshiba Corp Semiconductor storage device and its manufacturing method
US7166889B2 (en) 2002-04-04 2007-01-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device having a gate electrode and a method of manufacturing thereof
US7071506B2 (en) * 2003-09-05 2006-07-04 Infineon Technologies Ag Device for inhibiting hydrogen damage in ferroelectric capacitor devices
US7109540B2 (en) 2003-11-10 2006-09-19 Seiko Epson Corporation Semiconductor device for restraining short circuiting and method of manufacturing thereof
JP2007242841A (en) * 2006-03-08 2007-09-20 Seiko Epson Corp Ferroelectric capacitor and ferroelectric memory
JPWO2007116443A1 (en) * 2006-03-30 2009-08-20 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010278074A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Fujitsu Semiconductor Ltd Electronic device and method of manufacturing the same
JP2018206839A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 Tdk株式会社 Thin film capacitor

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