KR19980028662A - Ferroelectric memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

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이종호
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오상정
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김광호
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Abstract

신규한 강유전체 메모리장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 하부전극, 강유전체막 및 상부전극이 적층되어 이루어진 캐패시터; 및 상기 캐패시터 상에 형성되며 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나로 이루어진 장벽층을 구비한다. 장벽층을 박막화시킬 수 있으며, 잔류분극, 복극 및 누설전류 특성을 개선시킬 수 있다.A novel ferroelectric memory device and a manufacturing method thereof are disclosed. A capacitor formed by stacking a lower electrode, a ferroelectric film, and an upper electrode; And a barrier layer formed on the capacitor and made of any one of Y 2 O 3 and SrTiO 3. The barrier layer can be thinned and residual polarization, bipolar and leakage current characteristics can be improved.

Description

강유전체 메모리장치 및 그 제조방법Ferroelectric memory device and manufacturing method thereof

본 발명은 불활성 메모리장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 강유전체 랜덤 억세스 메모리(ferroelectric random access memory; 이하 FRAM이라 한다) 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inert memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a ferroelectric random access memory (FRAM) device and a method of manufacturing the same.

DRAM(dynamic random access memory)은 높은 집적도와 빠른 동작속도라는 장점을 가지는 반면, 셀의 축적용량에 축적된 정보전하가 누설전류에 의해 시간이 지나면서 감소하므로 이를 위해 리프레쉬(refresh)라고 불리는 정보재생동작이 요구된다는 단점을 갖는다. 한편, EEPROM(electrically erasable programmable read only memory), 플래쉬 메모리와 같은 불휘발성 메모리(non-volatile memory; NVM)는 데이터의 저장 면에서는 장점을 가지나, 동작전압이 높거나 고집적화가 어렵거나 동작속도가 느리다는 단점을 갖는다. 이에 따라, 강유전성이라는 물질의 물리적 특성을 이용하여 상기한 양쪽의 장점을 모두 살릴 수 있는 메모리소자의 개발이 활발히 시도되고 있다.Dynamic random access memory (DRAM) has the advantages of high integration and fast operation speed, while information charge accumulated in the cell's storage capacity decreases over time due to leakage current. The disadvantage is that operation is required. On the other hand, non-volatile memory (NVM), such as electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) and flash memory, has advantages in terms of data storage, but high operating voltage, high integration, and slow operation speed. Has its drawbacks. Accordingly, there is an active attempt to develop a memory device that can utilize both of the above advantages by using the physical properties of the ferroelectric material.

강유전체는 외부전계의 인가에 의하여 물질의 내부에 잔류분극(remnant polarization)이 발생하고, 그 잔류분극의 일부가 외부전계가 제거된 이후에도 잔존하며 외부전계의 방향을 변화시켜서 그 잔류분극의 방향을 바꿀 수 있는 물질이다. 이러한 강유전체의 쌍안정(bistable) 성질은 현재 널리 쓰이는 디지탈 메모리소자의 기본이 되고 있는 이진(binary) 메모리의 기본개념과 합치하는 점이기 때문에, PZT와 같은 강유전체는 일찍부터 메모리 소재로서의 관심을 끌어왔다. 강유전체를 이용한 최초의 메모리소자는 벌크 재료를 이용한 것으로, 그 크기 및 동작전압 등이 고집적 메모리소자를 제조하기에는 적합하지 않아 수년전까지는 연구가 활발하지 못하였다. 그러나, 최근에 솔-겔(sol-gel), 스퍼터링(sputtering), 유기금속화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor deposition; MOCVD) 등의 박막 제조기술이 현격히 진보함에 따라, PZT 등의 강유전체 박막 제조기술이 크게 진보하여 PZT를 이용한 강유전체 메모리소자를 상업적으로 생산 판매하는 중이다.The ferroelectric material has a residual polarization inside the material by applying an external electric field, and a part of the residual polarization remains after the external electric field is removed, and the direction of the external polarization is changed by changing the direction of the external electric field. It can be a substance. Since the bistable nature of ferroelectrics coincides with the basic concept of binary memory, which is now the basis of widely used digital memory devices, ferroelectrics such as PZT have attracted attention as memory materials from early on. . The first memory devices using ferroelectrics are made of bulk materials, and their size and operating voltage are not suitable for fabricating highly integrated memory devices. However, with the recent advances in thin film manufacturing techniques such as sol-gel, sputtering, and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), ferroelectric thin film manufacturing techniques such as PZT With this great advance, commercial production and sale of ferroelectric memory devices using PZT is under way.

강유전체 박막을 이용하여 메모리소자를 제조하는 방법에는 크게 두가지가 있다. 그중 하나가 강유전체 캐패시터를 제작하고 이 캐패시터에 저장된 두 방향의신호를 읽고 쓰기 위하여 트랜지스터를 이용하는 방법으로서, 소위 하나의 트랜지스터/하나의 캐패시터(1T/1C) 또는 두개의 트랜지스터/두개의 캐패시터(2T/2C) 라고 불리는 방법이다. 이와 같은 메모리소자는 통칭하여 FRAM이라고 불리우는데, DRAM의 동작원리에 준하는 기본개념을 갖고 있으며, DRAM과는 달리 리프레쉬가 필요없고 전기가 꺼져도 저장된 정보가 지워지지 않는 불활성 메모리소자이다. 그러나, FRAM 소자는 캐패시터에 저장된 분극의 반전과 비반전을 이용하는 것을 그 원리로 하고 있기 때문에, 한 번 저장된 정보를 읽어내면 그 정보가 지워지므로 다시 읽을 때와 같은 정보를 써주어야 하는 정보파괴형(destructive read out; DRO) 메모리소자이다.There are two main methods for manufacturing a memory device using a ferroelectric thin film. One of them is a method of manufacturing a ferroelectric capacitor and using transistors to read and write signals in two directions stored in the capacitor, so-called one transistor / one capacitor (1T / 1C) or two transistors / two capacitors (2T / 2C). Such a memory device, commonly referred to as a FRAM, has a basic concept corresponding to the operation principle of a DRAM. Unlike a DRAM, the memory device does not require refreshing and does not erase stored information even when electricity is turned off. However, since the FRAM device uses the inversion and non-inversion of the polarization stored in the capacitor, since the information is erased when the stored information is read once, the information destruction type that requires the same information as when reading again ( destructive read out (DRO) memory device.

이러한 FRAM 소자에 있어서 강유전체 캐패시터의 상부 및 하부전극 재료로 플라티늄(Pt)이 가장 많이 사용되고 있는데, 트랜지스터와 캐패시터를 절연시키기 위한 층간절연막)과 캐패시터의 하부전극, PZT 등의 강유전체막 및 상부전극 간의 반응을 억제하기 위하여 장벽층(barrier layer)을 형성한다. 통상적으로, 상기 장벽층은 티타늄옥사이드(TiO2)로 형성하고 있는데, PZT막과 TiO2막과의 상호작용에 의하여 PZT막의 특성이 저하됨으로써 잔류분극(Pr) 값이 낮아지고 복극(depolarization; Pd)이 어려워지는 문제가 발생하였다. 또한, 누설전류 특성을 보완하기 위하여 TiO2막을 두껍게 형성하여야 하는 단점이 있다.In such FRAM devices, platinum (Pt) is most often used as the upper and lower electrode materials of ferroelectric capacitors. In order to suppress the barrier layer (barrier layer) is formed. Typically, the barrier layer is formed of titanium oxide (TiO 2), and the PZT film is degraded by the interaction between the PZT film and the TiO 2 film, thereby lowering the residual polarization (Pr) value and depolarization (Pd). Difficulty occurred. In addition, there is a disadvantage in that a thick TiO 2 film must be formed to compensate for the leakage current characteristics.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 장벽층을 이트륨옥사이드(Y2O3) 또는 SrTiO3로 형성하여 잔류분극, 복극 및 누설전류 특성을 향상시킬 수 있는 강유전체 메모리장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ferroelectric memory device capable of improving residual polarization, double polarity, and leakage current characteristics by forming a barrier layer of yttrium oxide (Y 2 O 3) or SrTiO 3.

본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 상기 강유전체 메모리장치를 제조하는데 특히 적합한 강유전체 메모리장치의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ferroelectric memory device which is particularly suitable for manufacturing the ferroelectric memory device.

도 1은 본 발명에 의한 강유전체 메모리장치의 구조를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a ferroelectric memory device according to the present invention.

도 2a 및 2b는 Pt/PZT/Pt 구조 위에 Y2O3막을 증착할 때, 기판온도에 따른 상부전극(Pt)의 박리현상을 나타내는 도면들.2A and 2B are diagrams illustrating peeling of the upper electrode Pt according to the substrate temperature when the Y 2 O 3 film is deposited on the Pt / PZT / Pt structure.

도 3a 및 3b는 장벽층을 TiO2 및 Y2O3로 각각 형성한 경우에 있어서, PZT막의 히스테리시스 커브를 나타내는 그래프들.3A and 3B are graphs showing hysteresis curves of PZT films when barrier layers are formed of TiO 2 and Y 2 O 3, respectively.

도 4 내지 도 7은 장벽층을 TiO2 및 Y2O3로 각각 형성한 경우에 있어서, 잔류분극(Pr), 복극(Pd), 누설전류(I), 및 항전계(Vc) 특성들을 각각 나타내는 그래프들.4 to 7 are graphs showing residual polarization (Pr), bipolar (Pd), leakage current (I), and electric field (Vc) characteristics when barrier layers are formed of TiO 2 and Y 2 O 3, respectively.

도 8은 650℃, 30분에서 어닐링한 PZT/Y2O3/Si 구조의 XRD 피크를 나타내는 그래프.8 is a graph showing an XRD peak of a PZT / Y 2 O 3 / Si structure annealed at 650 ° C. for 30 minutes.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 ... 반도체기판12 ... 소자분리막10 ... semiconductor substrate 12 ... device isolation film

14 ... 게이트16 ... 제1 층간절연막14 ... gate 16 ... first interlayer insulating film

18 ... 확산방지막20 ... 하부전극18 ... diffusion barrier 20 ... lower electrode

22 ... 강유전체막24 ... 상부전극22 ... ferroelectric film 24 ... upper electrode

26 ... 장벽층26 ... barrier layer

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 강유전체 메모리장치는, 하부전극, 강유전체막 및 상부전극이 적층되어 이루어진 캐패시터; 및 상기 캐패시터 상에 형성되며 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나로 이루어진 장벽층을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a ferroelectric memory device including a capacitor in which a lower electrode, a ferroelectric layer, and an upper electrode are stacked; And a barrier layer formed on the capacitor and made of any one of Y 2 O 3 and SrTiO 3.

상기 장벽층은 상기 하부전극 및 상부전극 각각의 측면 및 상부면과 상기 강유전체의 측면 상에 형성된다.The barrier layer is formed on the side and top surfaces of each of the lower and upper electrodes and the side of the ferroelectric.

상기 강유전체막은 PZT로 형성하는 것이 바람직하다.The ferroelectric film is preferably formed of PZT.

상기 하부전극 및 상부전극은 Pt로 형성하는 것이 바람직하다.The lower electrode and the upper electrode is preferably formed of Pt.

상기 또다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 강유전체 메모리장치의 제조방법은, 반도체기판 상에 하부전극을 형성하고 이를 각 셀 단위로 분리시키는 단계; 상기 결과물 전면에 강유전체막 및 상부전극을 증착하고 이를 패터닝하여 강유전체 캐패시터를 형성하는 단계; 및 상기 결과물 전면에 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나를 증착하여 장벽층을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a ferroelectric memory device, the method including: forming a lower electrode on a semiconductor substrate and separating the cell into units of cells; Depositing and patterning a ferroelectric film and an upper electrode on the entire surface of the resultant to form a ferroelectric capacitor; And depositing any one of Y 2 O 3 and SrTiO 3 on the entire surface of the resultant to form a barrier layer.

상기 장벽층은 반응성 이온화 클러스터빔 증착(reactive ionized cluster beam deposition; 이하 RICBD라 한다)법으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 장벽층을 Y2O3로 형성할 때는, 300±100℃의 기판온도와 3kV의 가속전압으로 진공도 10-5torr의 O2 또는 O3 분위기에서 증착하는 것이 바람직하다.The barrier layer is preferably formed by reactive ionized cluster beam deposition (hereinafter referred to as RICBD). When the barrier layer is formed of Y 2 O 3, it is preferable to deposit in an O 2 or O 3 atmosphere with a vacuum degree of 10-5 torr at a substrate temperature of 300 ± 100 ° C. and an acceleration voltage of 3 kV.

상기 장벽층은 100∼500Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The barrier layer is preferably formed to a thickness of 100 ~ 500 100.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 강유전체 메모리장치의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a ferroelectric memory device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 반도체기판(10) 상에 통상의 소자분리공정을 실시하여 활성영역과 비활성영역을 구분하는 소자분리영역(12)을 형성한 후, 결과물 상에 게이트산화막, 게이트전극(14) 및 소오스/드레인으로 이루어진 트랜지스터를 형성한다. 이어서, 상기 결과물 전면에 상기 트랜지스터를 절연시키기 위한 제1 층간절연막(16)을 예컨대 BPSG(borophosphosilicate glass)막으로 형성한 후, 후속공정에서 형성될 캐패시터의 하부전극 물질의 실리사이드 반응을 억제하기 위한 확산방지막(18)을 형성한다. 상기 확산방지막(18)의 재료로는 티타늄나이트라이드(TiN)이 통상적으로 사용된다.Referring to FIG. 1, a device isolation region 12 is formed on a semiconductor substrate 10 to separate active and inactive regions, and then a gate oxide film and a gate electrode 14 are formed on the resultant substrate. ) And a transistor consisting of a source / drain. Subsequently, a first interlayer insulating film 16 for insulating the transistor is formed on the entire surface of the resultant, for example, a borophosphosilicate glass (BPSG) film, and then diffused to suppress a silicide reaction of the lower electrode material of the capacitor to be formed in a subsequent step. The prevention film 18 is formed. Titanium nitride (TiN) is commonly used as the material of the diffusion barrier 18.

이어서, 상기 확산방지막(18) 상에 캐패시터의 하부전극(20)으로, 예컨대 플라티늄(Pt)을 증착한 후, 사진식각 공정에 의해 상기 하부전극(20) 및 확산방지막(18)을 각 셀 단위로 분리되도록 패터닝한다. 상기 결과물 전면에 강유전체막(22)으로, 예컨대 PZT막을 증착한 후, 계속하여 그 위에 Pt를 증착하여 캐패시터의 상부전극(24)을 형성한다. 다음에, 사진식각 공정으로 상기 상부전극(24) 및 강유전체막(22)을 패터닝함으로써 강유전체 캐패시터를 완성한다.Subsequently, for example, platinum (Pt) is deposited on the diffusion barrier layer 18 on the capacitor's lower electrode 20, and then the lower electrode 20 and the diffusion barrier layer 18 are formed on a cell-by-cell basis by a photolithography process. Pattern to separate. After depositing a PZT film, for example, a PZT film, on the entire surface of the resultant material, Pt is subsequently deposited thereon to form the upper electrode 24 of the capacitor. Next, the upper electrode 24 and the ferroelectric film 22 are patterned by a photolithography process to complete the ferroelectric capacitor.

이어서, 상기 강유전체 캐패시터가 형성된 결과물 전면에 장벽층(26)으로, 예컨대 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나를 RICBD법에 의해 100∼500Å의 두께로 증착한다. 이때, 상기 장벽층(26)을 Y2O3로 형성할 경우에는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 상부전극(24) Pt막의 리프팅(lifting)을 방지하기 위하여 300±100℃의 기판온도와 3kV의 가속전압으로 진공도 10-5torr의 O2 또는 O3 분위기에서 증착하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 장벽층(26)의 막질 안정화를 위해 산화처리를 실시하여 그 특성을 개선시킬 수 있다. 본 발명에서는, Y2O3 또는 SrTiO3를 RICBD법에 의해 500Å 이하의 두께로 얇게 증착하여도, 장벽층의 잔류분극, 복극 및 누설전류 특성을 향상시킬 수 있다.Subsequently, any one of, for example, Y 2 O 3 or SrTiO 3 is deposited to a thickness of 100 to 500 kV by the RICBD method as a barrier layer 26 on the entire surface of the resultant ferroelectric capacitor. At this time, when the barrier layer 26 is formed of Y 2 O 3, a substrate temperature of 300 ± 100 ° C. and 3 kV to prevent lifting of the Pt film of the upper electrode 24 as shown in FIGS. 2A and 2B. It is preferable to deposit in an O 2 or O 3 atmosphere at a vacuum degree of 10-5 torr with an acceleration voltage of. In addition, the characteristics of the barrier layer 26 may be improved by performing oxidation treatment to stabilize the quality of the barrier layer 26. In the present invention, even if Y2O3 or SrTiO3 is thinly deposited by the RICBD method to a thickness of 500 kΩ or less, the residual polarization, bipolar and leakage current characteristics of the barrier layer can be improved.

다음에, 상기 장벽층(26)이 형성된 결과물 전면에 상기 캐패시터를 절연시키기 위한 제2 층간절연막(28)을 형성한 후, 금속콘택 및 금속배선 공정을 실시하여 제1 금속배선층(30)을 형성한다. 계속해서, 상기 제1 금속배선층(30) 상에 제3 층간절연막(32)을 형성하고 금속콘택 및 금속배선 공정을 실시하여 제2 금속배선층(34)을 형성함으로써, 이중금속배선 구조를 완성한다.Next, after forming the second interlayer insulating film 28 to insulate the capacitor on the entire surface of the product on which the barrier layer 26 is formed, a metal contact and metal wiring process is performed to form the first metal wiring layer 30. do. Subsequently, by forming a third interlayer insulating film 32 on the first metal wiring layer 30 and performing a metal contact and metal wiring process to form a second metal wiring layer 34, a double metal wiring structure is completed. .

여기서, 도 2a 및 도 2b는 Pt/PZT/Pt 구조로 이루어진 캐패시터 상에 Y2O3막을 증착할 때 기판온도에 따른 상부전극(Pt)의 박리현상을 나타내는 도면들이다. 도 2a는 300℃의 기판온도에서, 도 2b는 500℃의 기판온도에서 Y2O3막을 증착한 경우를 나타내는데, 500℃의 기판온도로 Y2O3막을 증착할 때 상부전극인 Pt막의 리프팅이 일어남을 알 수 있다.2A and 2B are diagrams illustrating the peeling phenomenon of the upper electrode Pt according to the substrate temperature when the Y 2 O 3 film is deposited on a capacitor having a Pt / PZT / Pt structure. Figure 2a shows a case of depositing a Y2O3 film at a substrate temperature of 300 ℃, Figure 2b, it can be seen that the lifting of the upper electrode Pt film occurs when depositing the Y2O3 film at a substrate temperature of 500 ℃ .

도 3a 및 도 3b는 장벽층을 TiO2 및 Y2O3로 각각 형성한 경우에 있어서, PZT막의 히스테리시스 커브(hysteresis curve)를 나타내는 그래프들이다. 도 4 내지 도 7은 장벽층을 TiO2 및 Y2O3로 각각 형성한 경우에 있어서, 웨이퍼 위치(T, C, B, L, R)에 따른 잔류분극(Pr), 복극(Pd), 누설전류(I), 및 항전계(coersive voltage; Vc) 특성들을 각각 나타내는 그래프들이다. 여기서, △ 및 ◇는 Y2O3막의 특성을 나타내며, × 및 □는 TiO2막의 특성을 나타낸다.3A and 3B are graphs showing hysteresis curves of PZT films when barrier layers are formed of TiO 2 and Y 2 O 3, respectively. 4 to 7 show the residual polarization Pr, the double pole Pd, and the leakage current I according to the wafer positions T, C, B, L, and R when the barrier layers are formed of TiO 2 and Y 2 O 3, respectively. , And graphs showing coersive voltage (Vc) characteristics, respectively. (Triangle | delta) and (circle) show the characteristic of a Y2O3 film | membrane, and x and (square) show the characteristic of a TiO2 film | membrane here.

상기 도면들을 참조하면, TiO2막을 장벽층으로 사용한 경우에 비해 Y2O3막을 장벽층으로 사용한 경우가 잔류분극(Pr) 값이 높아지고 복극(Pd) 및 누설전류(I)는 낮아지는 우수한 특성을 보임을 알 수 있다. 또한, Y2O3막을 장벽층으로 사용한 경우, 구동전압에 따른 분극특성에서 전형적인 PZT의 히스테리시스 커브가 관찰되었고 항전계(Vc)는 2V 이내로 큰 차이가 없었다.Referring to the drawings, it can be seen that the use of the Y2O3 film as the barrier layer shows the excellent properties of higher residual polarization (Pr) value and lower polarization (Pd) and leakage current (I) than the case of using the TiO2 film as the barrier layer. Can be. In addition, when the Y2O3 film was used as the barrier layer, the hysteresis curve of the typical PZT was observed in the polarization characteristic according to the driving voltage, and the constant electric field (Vc) was less than 2V.

도 8은 PZT막과 Y2O3막을 고온에 노출시켰을 경우 반응물 생성을 알아보기 위하여 X-선 회절(X-ray diffraction; XRD) 분석을 실시한 결과를 나타내는 그래프로서, 650℃, 30분에서 어닐링한 PZT 2500Å/Y2O3 100Å/Si 구조와 Y2O3 150Å/Si 구조 각각의 XRD 피크를 나타낸다.FIG. 8 is a graph showing the results of X-ray diffraction (XRD) analysis to determine reactant formation when PZT and Y2O3 films are exposed to high temperatures. PZT 2500 annealed at 650 ° C. for 30 minutes. XRD peaks of the / Y2O3 100kV / Si structure and the Y2O3 150kV / Si structure, respectively.

도 8을 참조하면, PZT/Y2O3/Si 구조를 고온에 노출시켰을 경우 PZT막과 Y2O3막과의 상호반응이 없음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the PZT / Y2O3 / Si structure is exposed to high temperature, there is no interaction between the PZT film and the Y2O3 film.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, FRAM 소자에 있어서 강유전체 캐패시터의 장벽층으로 Y2O3 또는 SrTiO3를 사용한다. 따라서, 장벽층과 층간절연막(산화막) 및 강유전체막(PZT막)과의 반응이 일어나지 않아 잔류분극, 복극 및 누설전류 특성이 종래의 TiO2 장벽층에 비해 우수하게 나타난다. 또한, 장벽층을 500Å 이하의 두께로 박막화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, Y2O3 or SrTiO3 is used as a barrier layer of the ferroelectric capacitor in the FRAM device. Therefore, the reaction between the barrier layer, the interlayer insulating film (oxide film) and the ferroelectric film (PZT film) does not occur, so that the residual polarization, bipolar and leakage current characteristics are superior to those of the conventional TiO2 barrier layer. In addition, the barrier layer can be thinned to a thickness of 500 kPa or less.

Claims (10)

하부전극, 강유전체막 및 상부전극이 적층되어 이루어진 캐패시터; 및A capacitor formed by stacking a lower electrode, a ferroelectric film, and an upper electrode; And 상기 캐패시터 상에 형성되며 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나로 이루어진 장벽층을 구비하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치.And a barrier layer formed on the capacitor and formed of any one of Y 2 O 3 and SrTiO 3. 제1항에 있어서, 상기 장벽층은 상기 하부전극 및 상부전극 각각의 측면 및 상부면과 상기 강유전체의 측면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치.The ferroelectric memory device of claim 1, wherein the barrier layer is formed on side and top surfaces of each of the lower and upper electrodes and a side of the ferroelectric. 제1항에 있어서, 상기 강유전체막은 PZT로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치.The ferroelectric memory device of claim 1, wherein the ferroelectric layer is formed of PZT. 제1항에 있어서, 상기 하부전극 및 상부전극은 Pt로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치.The ferroelectric memory device of claim 1, wherein the lower electrode and the upper electrode are formed of Pt. 반도체기판 상에 하부전극을 형성하고 이를 각 셀 단위로 분리시키는 단계;Forming a lower electrode on the semiconductor substrate and separating the cell into cell units; 상기 결과물 전면에 강유전체막 및 상부전극을 증착하고 이를 패터닝하여 강유전체 캐패시터를 형성하는 단계; 및Depositing and patterning a ferroelectric film and an upper electrode on the entire surface of the resultant to form a ferroelectric capacitor; And 상기 결과물 전면에 Y2O3 또는 SrTiO3 중의 어느 하나를 증착하여 장벽층을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.And depositing either Y2O3 or SrTiO3 on the entire surface of the resultant to form a barrier layer. 제5항에 있어서, 상기 강유전체막은 PZT로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 5, wherein the ferroelectric film is formed of PZT. 제5항에 있어서, 상기 하부전극 및 상부전극은 Pt로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.The method of claim 5, wherein the lower electrode and the upper electrode are formed of Pt. 제5항에 있어서, 상기 장벽층은 반응성 이온화 클러스터빔 증착(RICBD)법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.The method of claim 5, wherein the barrier layer is formed by a reactive ionization cluster beam deposition (RICBD) method. 제8항에 있어서, 상기 장벽층을 Y2O3로 형성할 때는, 300±100℃의 기판온도와 3kV의 가속전압으로 진공도 10-5torr의 O2 또는 O3 분위기에서 증착하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.The ferroelectric memory device of claim 8, wherein when the barrier layer is formed of Y 2 O 3, deposition is performed in an O 2 or O 3 atmosphere having a vacuum degree of 10-5 torr at a substrate temperature of 300 ± 100 ° C. and an acceleration voltage of 3 kV. Way. 제5항에 있어서, 상기 장벽층은 100∼500Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리장치의 제조방법.6. The method of manufacturing a ferroelectric memory device according to claim 5, wherein the barrier layer is formed to a thickness of 100 to 500 GPa.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100326242B1 (en) * 1998-10-24 2002-08-21 주식회사 하이닉스반도체 A method for forming capacitor in semiconductor device

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