KR20030023844A - Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same - Google Patents

Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR20030023844A
KR20030023844A KR1020010088713A KR20010088713A KR20030023844A KR 20030023844 A KR20030023844 A KR 20030023844A KR 1020010088713 A KR1020010088713 A KR 1020010088713A KR 20010088713 A KR20010088713 A KR 20010088713A KR 20030023844 A KR20030023844 A KR 20030023844A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
ferroelectric
insulator
electrodes
upper electrodes
Prior art date
Application number
KR1020010088713A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100427040B1 (en
Inventor
오상현
성진용
서충원
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to US10/242,417 priority Critical patent/US6773929B2/en
Publication of KR20030023844A publication Critical patent/KR20030023844A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100427040B1 publication Critical patent/KR100427040B1/en
Priority to US10/848,113 priority patent/US6927437B2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • H10B53/30Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/55Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material

Abstract

PURPOSE: A ferroelectric random access memory and fabrication method thereof are provided to prevent decrease of the capacitance caused by the size limit of an upper electrode and a short circuit between an upper and lower electrode. CONSTITUTION: Two neighboring transistors are formed on a semiconductor substrate(31). The first isolation layer(35) and second one(42) with openings to expose a portion of the first one are formed on the substrate. Two lower electrodes(41) are filled inside the openings. Two upper electrodes(44) are formed on a ferroelectric layer(43) with the same width as the lower ones. A portion of the upper electrodes is exposed to be connected to a plate line(47) through the third isolation layer(45). A word line(32), source(34b) and common drain(34a) of a transistor are connected to a bit line(37) and isolated from each other by the first isolation layer(35). Poly silicon layers are used to connect the lower electrodes of a capacitor to the source. Ti nitride layers(40) and Ti silicide layers(39) are used as a diffusion barrier and an ohmic contact layer respectively.

Description

강유전체 메모리 소자 및 그 제조 방법{Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same}Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same {Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same}

본 발명은 반도체소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 강유전체 메모리소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a ferroelectric memory device and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 반도체 메모리 소자에서 강유전체(Ferroelectric) 박막을 강유전체 캐패시터에 사용함으로써 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 소자에서 필요한 리프레쉬(Refresh)의 한계를 극복하고 대용량의 메모리를 이용할 수 있는 소자의 개발이 진행되어왔다. 이러한 강유전체 박막을 이용하는 강유전체 메모리소자(Ferroelectric Random Access Memory; 이하 'FeRAM'이라 약칭함) 소자는 비휘발성 메모리 소자(Nonvolatile Memory device)의 일종으로 전원이 끊어진 상태에서도 저장 정보를 기억하는 장점이 있을 뿐만 아니라 동작 속도도 DRAM에 필적하여 차세대 기억소자로 각광받고 있다.In general, by using a ferroelectric thin film in a ferroelectric capacitor in a semiconductor memory device, the development of a device capable of using a large-capacity memory while overcoming the limitation of refresh required in a DRAM (Dynamic Random Access Memory) device is in progress. come. Ferroelectric Random Access Memory (hereinafter referred to as 'FeRAM') device using the ferroelectric thin film is a kind of nonvolatile memory device that has the advantage of storing the stored information even when the power is cut off. In addition, the operating speed is comparable to DRAM, and is becoming the next generation memory device.

이러한 FeRAM 소자의 축전물질로는 SrBi2Ta2O9(이하 'SBT'라 약칭함)와 Pb(Zr,Ti)O3(이하 'PZT'라 약칭함)와 같은 강유전체 박막이 주로 사용되며, 강유전체 박막은 상온에서 유전상수가 수백에서 수천에 이르며 두 개의 안정한 잔류분극(Remnant polarization; Pr) 상태를 갖고 있어 이를 박막화하여 비휘발성(Nonvolatile) 메모리 소자로의 응용이 실현되고 있다.Ferroelectric thin films such as SrBi 2 Ta 2 O 9 (hereinafter abbreviated as 'SBT') and Pb (Zr, Ti) O 3 (hereinafter abbreviated as 'PZT') are mainly used as storage materials for such FeRAM devices. Ferroelectric thin films have dielectric constants ranging from hundreds to thousands at room temperature, and have two stable Remnant polarization (Pr) states.

강유전체 박막을 이용하는 비휘발성 메모리 소자는, 가해주는 전기장의 방향으로 분극의 방향을 조절하여 신호를 입력하고 전기장을 제거하였을 때 남아있는 잔류분극의 방향에 의해 디지털 신호 '1'과 '0'을 저장하는 히스테리시스 (Hysteresis) 특성을 이용한다.Non-volatile memory devices using ferroelectric thin films store the digital signals '1' and '0' by controlling the direction of polarization in the direction of the applied electric field and inputting the signal, and the residual polarization remaining when the electric field is removed. The hysteresis characteristic is used.

FeRAM 소자에서 강유전체 캐패시터의 강유전체 박막으로서 전술한 PZT 및 SBT 외에 페로브스카이트(Perovskite) 구조를 갖는 SrxBiy(TaiNbj)2O9(이하 SBTN) 등의 강유전체박막을 사용하는 경우, 통상적으로 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 이리듐산화막(IrO), 루테늄산화막(RuO), 백금합금(Pt-alloy) 등의 금속을 이용하여 상/하부전극을 형성한다.When using a ferroelectric thin film such as Sr x Bi y (Ta i Nb j ) 2 O 9 (hereinafter referred to as SBTN) having a perovskite structure in addition to the above-described PZT and SBT as a ferroelectric thin film of a ferroelectric capacitor in a FeRAM device In general, upper and lower electrodes are formed by using metals such as platinum (Pt), iridium (Ir), ruthenium (Ru), iridium oxide (IrO), ruthenium oxide (RuO), and platinum alloy (Pt-alloy). .

도 1은 일반적인 1T/1C 구조를 갖는 FeRAM의 등가회로도로서, 'C'는 강유전체캐패시터, 'Q'는 MOS 트랜지스터, 'WL1,WL2'은 MOS 트랜지스터의 게이트에 접속된 워드라인, 'BL'은 MOS 트랜지스터의 소스/드레인에 접속된 비트라인, 'PL'은 캐패시터의 상부전극에 접속된 플레이트라인을 나타낸다.1 is an equivalent circuit diagram of a FeRAM having a general 1T / 1C structure, in which 'C' is a ferroelectric capacitor, 'Q' is a MOS transistor, 'WL 1 , WL 2 ' is a word line connected to a gate of a MOS transistor, and 'BL''Indicates a bit line connected to the source / drain of the MOS transistor, and' PL 'indicates a plate line connected to the upper electrode of the capacitor.

도 2는 도 1에 따른 종래기술의 FeRAM 셀을 도시한 구조 단면도이다.FIG. 2 is a structural cross-sectional view showing a prior art FeRAM cell according to FIG. 1.

도 2를 참조하면, 인접한 두 트랜지스터가 형성된 반도체기판(11), 반도체기판(11)의 소정 부분에 두 트랜지스터와 다른 트랜지스터간 격리를 위해 형성된 소자분리막(12), 반도체기판(11)상에 평탄화되어 형성된 제1절연물(15), 제1절연물(15)상에 하부전극(19)과 강유전체막(20)이 동일폭으로 적층되고 강유전체막(20)상에 하부전극(19)보다 작은 폭을 갖는 상부전극(21)이 형성된 강유전체 캐패시터, 상부전극(21)의 소정 표면을 노출시키는 개구부를 갖고 강유전체 캐패시터를 덮으면서 평탄화된 제2절연물(22), 제2절연물(22)의 개구부를 통해 상부전극(21)에 접속된 플레이트라인(23)을 포함한다.Referring to FIG. 2, planarization is performed on a semiconductor substrate 11 having two adjacent transistors formed thereon, and a device isolation film 12 formed on a predetermined portion of the semiconductor substrate 11 for isolation between two transistors and another transistor. The lower insulator 19 and the ferroelectric film 20 are stacked on the first insulator 15 and the first insulator 15 having the same width, and have a width smaller than that of the lower electrode 19 on the ferroelectric film 20. A ferroelectric capacitor having an upper electrode 21 having an upper portion thereof, an opening for exposing a predetermined surface of the upper electrode 21, and having an upper portion through the openings of the second insulator 22 and the second insulator 22 that are planarized while covering the ferroelectric capacitor. Plate line 23 connected to the electrode 21.

그리고, 트랜지스터는 통상적인 CMOS 공정에 따라 형성되는데, 반도체기판(11)상에 게이트전극(워드라인)(13)이 형성되고, 게이트전극(13)양측의 반도체기판(11)내에 이웃한 두 트랜지스터의 공통접속 드레인(이하 '공통드레인'이라 약칭함)(14a) 및 각 트랜지스터의 소스(14b)가 형성된다.The transistor is formed according to a conventional CMOS process, in which a gate electrode (word line) 13 is formed on a semiconductor substrate 11, and two transistors adjacent to each other in the semiconductor substrate 11 on both sides of the gate electrode 13 are formed. The common connection drain (hereinafter abbreviated as 'common drain') 14a and the source 14b of each transistor are formed.

그리고, 제1절연물(15)은 제1,2층간절연막(15a,15b)이 차례로 형성된 절연물이며, 제1층간절연막(15a)을 관통하여 매립된 제1콘택플러그(16)를 통해 공통드레인(14a)에 비트라인(17)이 접속되고, 비트라인(17)은 제2층간절연막(15b)에 의해 절연된다.The first insulator 15 is an insulator in which the first and second interlayer insulating layers 15a and 15b are sequentially formed, and is formed through the first contact plug 16 embedded through the first interlayer insulating layer 15a. The bit line 17 is connected to 14a, and the bit line 17 is insulated by the second interlayer insulating film 15b.

그리고, 제1,2층간절연막(15a,15b)의 절연물로 이루어진 제1절연물(15)을 관통하여 매립된 제2콘택플러그(18)가 각 트랜지스터의 소스(14b)와 강유전체 캐패시터의 제1전극(19)을 접속시킨다.The second contact plug 18 embedded through the first insulator 15 made of the insulator of the first and second interlayer insulating films 15a and 15b is embedded in the source 14b of each transistor and the first electrode of the ferroelectric capacitor. (19) is connected.

도 2에 도시된 종래기술의 FeRAM 셀은 강유전체 캐패시터 형성시, 하부전극(19), 강유전체막(20), 상부전극(21)을 순차적으로 형성한 후, 상부전극(21)을 먼저 식각하고 다른 마스크를 이용하여 강유전체막(20)과 하부전극(19)을 순차적으로 식각한다.In the conventional FeRAM cell illustrated in FIG. 2, when the ferroelectric capacitor is formed, the lower electrode 19, the ferroelectric film 20, and the upper electrode 21 are sequentially formed, and then the upper electrode 21 is first etched and the other is formed. The ferroelectric film 20 and the lower electrode 19 are sequentially etched using a mask.

그러나, 종래기술은 상부전극을 하부전극의 크기만큼 가져가기가 어려운데, 그 이유는 하부전극과 상부전극의 크기를 같게 하면 하부전극과 상부전극이 단락되어 공정상의 안정성을 확보하기 어렵기 때문이다.However, in the prior art, it is difficult to bring the upper electrode to the size of the lower electrode, because if the size of the lower electrode and the upper electrode are the same, the lower electrode and the upper electrode are short-circuited and it is difficult to secure process stability.

이와 같은 이유로 캐패시터의 전하저장능력을 좌우하는 상부전극의 크기가 하부전극 크기 이하로 제한을 받아 충분한 양의 전하를 확보하기 어렵다.For this reason, it is difficult to secure a sufficient amount of charge because the size of the upper electrode, which determines the charge storage capability of the capacitor, is limited to the size of the lower electrode or less.

또한, 종래기술에서는 하부전극을 형성한 후 바로 강유전체막을 입힌 관계로 하부전극을 패터닝하기 위해서는 반드시 강유전체막도 식각해야 하므로, 강유전체막이 식각 과정에서 식각가스인 플라즈마에 노출되어 그 특성이 크게 열화됨에 따라 강유전체막의 특성을 회복시키기 위한 회복열처리 공정을 반드시 진행해야만 하는 문제점이 있다.In addition, in the prior art, since the ferroelectric film must be etched in order to pattern the lower electrode immediately after forming the lower electrode, the ferroelectric film is exposed to plasma, which is an etching gas, during the etching process. There is a problem that a recovery heat treatment process must be performed to restore the characteristics of the ferroelectric film.

즉, 상부전극을 식각할 때 과도식각과정에서 불가피하게 상부전극 바깥쪽 주변의 강유전체막이 플라즈마에 노출되고, 이처럼 강유전체막이 플라즈마에 노출되면, 분극이 (+),(-)의 값을 갖지 못하고 플라즈마에 노출될 당시의 상황에 따라(+) 또는 (-)로 고정되어[이를 피닝(pinning) 현상이라 함], 사용할 수 있는 전하의 크기가 크게 제한된다.That is, when the upper electrode is etched, the ferroelectric film around the outer side of the upper electrode is inevitably exposed to the plasma, and the ferroelectric film is exposed to the plasma. Thus, the polarization does not have a positive (+) and (-) value and the plasma Depending on the situation at the time of exposure to (+) or (-) is fixed (this is called a pinning phenomenon), the amount of charge that can be used is greatly limited.

이를 해결하기 위해 하부전극을 패터닝한 후 현재 널리 사용되고 있는 스핀코팅이나 LSMCD법을 적용하여 강유전체막을 입히는 방법이 제안되었으나, 이는 하부전극 및 하부전극에 앞서 형성된 하부막의 토폴로지로 인하여 강유전체막의 균일도 확보에 어려움이 있고 하부전극이 없는 부분에서 강유전체막의 균열이 발생하기 쉬워 적용하기 어려운 단점이 있다.In order to solve this problem, a method of coating a ferroelectric film by applying spin coating or LSMCD method, which is widely used now, has been proposed, but it is difficult to secure the uniformity of the ferroelectric film due to the topology of the lower film formed before the lower electrode and the lower electrode. There is a disadvantage in that the ferroelectric film is easily cracked in a portion without the lower electrode.

또한, 종래기술에서 캐패시터 형성시, 하부전극/강유전체막/상부전극 모두를 패터닝하는 경우, 캐패시터의 단차는 5500Å이상으로 이러한 단차는 마스크작업시에 부담을 주며 캐패시터 사이를 층간절연막으로 채워야 하는데, 셀면적이 축소됨에 따라 채우는 것이 점점 어려워지고 있어 평탄화에도 어려움이 있다.In addition, in the case of forming a capacitor in the prior art, when patterning both the lower electrode / ferroelectric film / upper electrode, the step of the capacitor is more than 5500Å, and this step is burdened during the masking operation, and the capacitor must be filled with an interlayer insulating film. As the area shrinks, filling becomes increasingly difficult, which makes it difficult to flatten.

한편, 셀면적이 축소됨에 따라 금속배선인 플레이트라인과 캐패시터간에 콘택홀을 형성하기가 어려워 층간절연막을 전면식각 혹은 CMP법으로 제거하여 상부전극을 직접 플레이트라인에 연결하고자 하는 방법이 제안되고 있으나, 이 경우 전술한 방법과 같이 강유전체막과 하부전극을 식각하는 경우에 층간절연막이 얇아서 플레이트라인과 하부전극이 단락될 우려가 있다.On the other hand, as the cell area is reduced, it is difficult to form a contact hole between the plate line and the capacitor, which is a metal wiring, and a method of directly connecting the upper electrode to the plate line by removing the interlayer insulating layer by front etching or CMP method has been proposed. In this case, when the ferroelectric film and the lower electrode are etched as in the aforementioned method, the interlayer insulating film is thin and there is a possibility that the plate line and the lower electrode are short-circuited.

이러한 문제점은 고강유전체막을 적용하는 DRAM에서도 발생된다.This problem also occurs in DRAMs to which high ferroelectric films are applied.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 상부전극의 크기 제한에 따른 전하저장능력 저하를 방지하는데 적합한 캐패시터를 구비한 강유전체메모리소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a ferroelectric memory device having a capacitor suitable for preventing the lowering of the charge storage capacity due to the size limitation of the upper electrode and its manufacturing method.

본 발명의 다른 목적은 캐패시터의 단차에 따른 마스크작업의 부담 및 평탄화의 어려움, 그리고 상하부전극간 단락을 방지하는데 적합한 강유전체메모리소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ferroelectric memory device suitable for preventing the burden of the masking operation due to the step of the capacitor, difficulty in planarization, and short circuit between the upper and lower electrodes.

본 발명의 또다른 목적은 강유전체막의 식각에 따른 강유전체막의 특성 열화를 억제하는데 적합한 강유전체막을 구비한 강유전체메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a ferroelectric memory device having a ferroelectric film suitable for suppressing deterioration of characteristics of a ferroelectric film due to etching of a ferroelectric film, and a manufacturing method thereof.

도 1은 일반적인 1T/1C 구조를 갖는 FeRAM의 등가회로도,1 is an equivalent circuit diagram of a FeRAM having a general 1T / 1C structure,

도 2는 종래기술에 따라 제조된 FeRAM을 도시한 구조 단면도,2 is a structural cross-sectional view showing a FeRAM manufactured according to the prior art;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FeRAM을 도시한 구조 단면도,3 is a structural cross-sectional view showing a FeRAM according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1실시예에 따른 FeRAM의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a FeRAM according to a first embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 FeRAM의 등가회로도,5A is an equivalent circuit diagram of a FeRAM according to a second embodiment of the present invention;

도 5b는 도 5a에 따른 레이아웃도,5b is a layout according to FIG. 5a,

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 FeRAM의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.6A through 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a FeRAM according to a second embodiment of the present invention.

도 7는 본 발명의 제3실시예에 따른 FeRAM의 레이아웃도,7 is a layout diagram of a FeRAM according to a third embodiment of the present invention;

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제3실시예에 따른 FeRAM의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.8A to 8D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a FeRAM according to a third embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 FeRAM의 레이아웃도,9 is a layout diagram of a FeRAM according to a fourth embodiment of the present invention;

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제4실시예에 따른 FeRAM의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.10A to 10D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a FeRAM according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10e는 도 10d의 x-x'선에 따른 단면도,10E is a cross-sectional view taken along line x-x 'of FIG. 10D;

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 제5실시예에 따른 FeRAM의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.11A to 11D are cross sectional views showing a method of manufacturing a FeRAM according to a fifth embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

31 : 반도체기판 35 : 제1절연물31 semiconductor substrate 35 first insulating material

41 : 하부전극 42 : 제2절연물41: lower electrode 42: second insulator

43 : 강유전체막 44 : 상부전극43 ferroelectric film 44 upper electrode

45 : 제3절연물 47 : 플레이트라인45: third insulator 47: plate line

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강유전체 메모리 소자는 셀영역과 주변회로영역이 정의된 기판, 상기 셀영역 상부에 형성된 다수의 하부전극, 상기 다수의 하부전극을 서로 절연시키며 상기 다수의 하부전극의 표면과 평탄화를 이루는 표면을 갖고 상기 기판의 전영역에 걸쳐 형성된 제1절연물, 상기 다수의 하부전극을 포함한 상기 제1절연물을 덮되, 상기 셀영역상에만 형성된 강유전체막, 및 적어도 상기 다수의 하부전극보다 큰 크기를 갖고 일방향으로는 상기 다수의 하부전극에 각각 대향하며 타방향으로는 각각이 상기 다수의 하부전극에 공통으로 대향하는 상기 강유전체막상의 다수의 상부전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.A ferroelectric memory device of the present invention for achieving the above object is a substrate in which a cell region and a peripheral circuit region is defined, a plurality of lower electrodes formed on the cell region, the plurality of lower electrodes are insulated from each other and the plurality of lower electrodes A first insulator formed over the entire area of the substrate, the first insulator including the plurality of lower electrodes, the ferroelectric layer formed only on the cell region, and at least the plurality of lower parts; It is characterized in that it comprises a plurality of upper electrodes on the ferroelectric film having a larger size than the electrode and in one direction are opposed to the plurality of lower electrodes, respectively, and the other direction in common to the plurality of lower electrodes. .

그리고, 본 발명의 강유전체 메모리 소자의 제조 방법은 셀영역과 주변회로영역이 정의된 기판의 상기 셀영역 상부에 다수의 하부전극을 형성하는 단계, 상기 다수의 하부전극을 포함한 전면에 제1절연물을 형성하는 단계, 상기 제1절연물을 평탄화시켜 상기 다수의 하부전극의 표면을 노출시키는 단계, 상기 다수의 하부전극을 포함한 상기 제1절연물상에 강유전체막을 형성하는 단계, 상기 강유전체막을 선택적으로 식각하여 상기 셀영역에만 잔류시키는 단계, 및 상기 잔류하는 강유전체막상에 적어도 상기 다수의 하부전극보다 큰 크기를 갖고 일방향으로는 상기 다수의 하부전극에 각각 대향하며 타방향으로는 각각이 상기 다수의 하부전극에 공통으로 대향하는 다수의 상부전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The method of manufacturing a ferroelectric memory device of the present invention includes forming a plurality of lower electrodes on an upper portion of the cell region of a substrate in which a cell region and a peripheral circuit region are defined, and forming a first insulator on the front surface including the plurality of lower electrodes. Forming a surface of the plurality of lower electrodes by planarizing the first insulator, forming a ferroelectric layer on the first insulator including the plurality of lower electrodes, and selectively etching the ferroelectric layer. Remaining only in the cell region, and having a size larger than at least the plurality of lower electrodes on the remaining ferroelectric film and opposing the plurality of lower electrodes in one direction and being common to the plurality of lower electrodes in the other direction, respectively. And forming a plurality of upper electrodes facing each other.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 FeRAM 셀을 도시한 구조 단면도로서, 도1에 도시된 하나의 플레이트라인에 두 캐패시터의 상부전극이 동시에 연결된 구조이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a FeRAM cell according to a first embodiment of the present invention, in which a top electrode of two capacitors is simultaneously connected to one plate line shown in FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 인접한 두 트랜지스터가 형성된 반도체기판(31), 반도체기판(31)상의 평탄화된 제1절연물(35), 제1절연물(35)을 소정 폭 노출시키는 개구부를 갖는 제1절연물(35)상의 평탄화된 제2절연물(42), 제2절연물(42)의 개구부에 채워진 하부전극(BE)(41), 하부전극(41) 및 제2절연물(42)상에 형성된 강유전체막(43), 적어도 하부전극(41)과 그 크기가 같은 강유전체막(43)상의 상부전극(TE)(44), 상부전극(44)의 소정 상면을 노출시키는 개구부를 가지면서 상부전극(44) 및 강유전체막(43)을 덮는 제3절연물(45), 제3절연물(45)의 개구부를 통해 상부전극(44)에 플레이트라인(PL)(47)이 접속된다.As shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 31 having two adjacent transistors formed thereon, a first planarized first insulator 35 on the semiconductor substrate 31, and a first opening having a predetermined width exposing the first insulator 35. Ferroelectric film formed on the planarized second insulator 42 on the insulator 35, the lower electrode BE 41 filled in the opening of the second insulator 42, the lower electrode 41, and the second insulator 42. (43), the upper electrode (44) having at least an opening for exposing a predetermined top surface of the upper electrode (TE) 44 on the ferroelectric film 43 of the same size as the lower electrode (41). The plate line PL 47 is connected to the upper electrode 44 through an opening of the third insulator 45 and the third insulator 45 covering the ferroelectric layer 43.

그리고, 반도체기판(31)상의 워드라인(32), 반도체기판(31)내의 소스(34b) 및 공통드레인(34a)을 포함하는 서로 이웃한 트랜지스터 및 공통드레인(34a)에 접속된 비트라인(37)이 제1절연물(35)에 의해 절연된다.And a bit line 37 connected to a transistor adjacent to each other including a word line 32 on the semiconductor substrate 31, a source 34b in the semiconductor substrate 31, and a common drain 34a, and a common drain 34a. ) Is insulated by the first insulator 35.

그리고, 제1절연물(35)은 다층 구조의 제1,2층간절연막(35a,35b)으로 이루어지며, 제1층간절연막(35a)을 관통하는 콘택홀을 통해 공통드레인(34a)에 텅스텐플러그(36)가 접속되고, 텅스텐플러그(36)에 접속된 비트라인(37)이 제1층간절연막(35a)상에 형성되며, 또한 제1절연물(35)은 각 소스(34b)의 소정 부분을 노출시키는 콘택홀을 갖고 이 콘택홀에 폴리실리콘플러그(38), 티타늄실리사이드(39) 및 티타늄질화막(40)의 적층막이 매립된다.The first insulator 35 is formed of a first and second interlayer dielectric layers 35a and 35b having a multilayer structure, and a tungsten plug (a) is formed in the common drain 34a through a contact hole penetrating through the first interlayer dielectric layer 35a. 36 is connected, and a bit line 37 connected to the tungsten plug 36 is formed on the first interlayer insulating film 35a, and the first insulating material 35 exposes a predetermined portion of each source 34b. And a laminated film of the polysilicon plug 38, the titanium silicide 39, and the titanium nitride film 40 is embedded in the contact hole.

여기서, 텅스텐플러그(36)는 비트라인(37)을 트랜지스터에 접속시키기 위한 콘택플러그이며 폴리실리콘플러그(38)는 캐패시터의 하부전극(42)을 트랜지스터에 접속시키기 위한 콘택플러그이고, 하부전극(42)과 폴리실리콘플러그(38) 사이에 삽입된 티타늄질화막(40)은 확산배리어막이고, 티타늄실리사이드(39)는 오믹콘택층이다.Here, the tungsten plug 36 is a contact plug for connecting the bit line 37 to the transistor, and the polysilicon plug 38 is a contact plug for connecting the lower electrode 42 of the capacitor to the transistor, and the lower electrode 42 ) And the titanium nitride film 40 inserted between the polysilicon plug 38 is a diffusion barrier film, and the titanium silicide 39 is an ohmic contact layer.

그리고, 강유전체막(43)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.The ferroelectric film 43 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, perovskite-structured ferroelectric film and layered perovskite-structured ferroelectric film. It includes any one selected.

그리고, 하부전극(41)과 상부전극(44)은 백금, 이리듐, 이리듐산화물, 루테늄, 루테늄산화물, Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함한다.The lower electrode 41 and the upper electrode 44 may include any one selected from platinum, iridium, iridium oxide, ruthenium, ruthenium oxide, Re, Rh, and a composite structure thereof.

그리고, 제1,2,3절연물(35,42,45)은 산화물, 질화물 및 이들의 복합구조물 중에서 선택된 어느 하나이며, 특히 제2절연물(42)은 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 하나이다.The first, second, and third insulators 35, 42, and 45 may be any one selected from oxides, nitrides, and complex structures thereof. In particular, the second insulators 42 may be formed of silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG. , Silicon nitride film nitride and a composite structure thereof.

한편, 제2절연물(42)은 제3층간절연막이고, 제3절연물(45)은 제4층간절연막이다.The second insulator 42 is a third interlayer insulating film, and the third insulator 45 is a fourth interlayer insulating film.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1실시예에 따른 강유전체메모리소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the ferroelectric memory device according to the first embodiment of the present invention.

도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(31)에 소자간 격리를 위한 소자분리막(32)을 형성하고, 반도체기판(31)상에 다수의 워드라인(33)을 형성한 후, 워드라인(33) 양측의 반도체기판(31)내에 이온주입공정을 통해 트랜지스터의 소스/드레인(34a,34b)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, after forming an isolation layer 32 for isolation between devices on the semiconductor substrate 31, and forming a plurality of word lines 33 on the semiconductor substrate 31, a word line ( 33) Source / drain 34a and 34b of the transistor are formed in the semiconductor substrate 31 on both sides by an ion implantation process.

여기서, 소스/드레인(34a,34b) 중 일측 소스/드레인(34a)은 후속 하나의 비트라인에 접속되는 두 트랜지스터의 공통접합영역으로 작용한다(이하 '공통드레인'이라 약칭함). 따라서, 타측 소스/드레인(34b)은 각 트랜지스터의 소스가 된다.Here, one source / drain 34a among the sources / drains 34a and 34b serves as a common junction region of two transistors connected to one subsequent bit line (hereinafter, abbreviated as 'common drain'). Therefore, the other source / drain 34b becomes a source of each transistor.

그리고, 전술한 공정에 의해 형성된 인접한 두 개의 트랜지스터를 포함한 전면에 제1층간절연막(35a)을 증착 및 평탄화한 후, 제1층간절연막(35a)을 선택적으로 식각하여 공통드레인(34a)을 노출시키는 제1콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 제1콘택홀에 텅스텐플러그(36)를 매립시킨다.After the deposition and planarization of the first interlayer insulating film 35a on the entire surface including the two adjacent transistors formed by the above-described process, the first interlayer insulating film 35a is selectively etched to expose the common drain 34a. A first contact hole (not shown) is formed, and the tungsten plug 36 is embedded in the first contact hole.

다음으로, 텅스텐플러그(36)가 매립된 제1층간절연막(35a)상에 비트라인을 형성하기 위한 제1전도막을 증착한 후, 제1전도막을 선택적으로 패터닝하여 텅스텐플러그(36)를 통해 공통드레인(34a)에 접속되는 비트라인(37)을 형성한다.Next, after depositing a first conductive film for forming a bit line on the first interlayer insulating film 35a in which the tungsten plug 36 is embedded, the first conductive film is selectively patterned to be common through the tungsten plug 36. The bit line 37 connected to the drain 34a is formed.

다음으로, 비트라인(37)을 포함한 제1층간절연막(35a)상에 제2층간절연막 (35b)을 증착 및 평탄화한 후, 제2층간절연막(35b)과 제1층간절연막(35a)을 순차적으로 식각하여 각 트랜지스터의 소스(34b)를 노출시키는 제2콘택홀(도시 생략)을 형성한다.Next, after depositing and planarizing the second interlayer insulating film 35b on the first interlayer insulating film 35a including the bit line 37, the second interlayer insulating film 35b and the first interlayer insulating film 35a are sequentially formed. Etching to form a second contact hole (not shown) exposing the source 34b of each transistor.

여기서, 제1층간절연막(35a)과 제2층간절연막(35b)은 강유전체캐패시터 형성전에 형성된 하부막들을 절연시키기 위한 제1절연물(35)이다.Here, the first interlayer insulating film 35a and the second interlayer insulating film 35b are first insulating materials 35 for insulating the lower films formed before the formation of the ferroelectric capacitor.

계속해서, 제2콘택홀을 포함한 전면에 폴리실리콘을 증착하고 에치백 공정을 통해 제2콘택홀에 폴리실리콘플러그(38)를 부분 매립시킨 후, 폴리실리콘플러그(38)상에 티타늄실리사이드(39)를 형성한다.Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface including the second contact hole, and the polysilicon plug 38 is partially embedded in the second contact hole through an etch back process, and then titanium silicide 39 is deposited on the polysilicon plug 38. ).

여기서, 티타늄실리사이드(39)는 티타늄 증착 및 열처리를 통해 형성되며, 열처리후 미반응 티타늄을 제거하기 위한 식각공정이 이루어진다.Here, the titanium silicide 39 is formed through titanium deposition and heat treatment, and an etching process for removing unreacted titanium is performed after the heat treatment.

상술한 폴리실리콘플러그/티타늄실리사이드(38/39)는 트랜지스터에 모두 접속되며, 제2콘택홀에 부분 매립된 구조로 형성된다.The above-mentioned polysilicon plug / titanium silicide 38/39 is all connected to the transistor and is formed in a structure partially buried in the second contact hole.

다음으로, 티타늄실리사이드(39)를 포함한 전면에 배리어막인티타늄질화막(TiN)(40)을 증착한 후, 에치백이나 화학적기계적연마를 통해 제2층간절연막(35b)상의 티타늄질화막을 제거하여 제2콘택홀에만 잔류시킨다.Next, after depositing a titanium nitride film (TiN) 40 on the entire surface including the titanium silicide 39, the titanium nitride film on the second interlayer insulating film 35b is removed by etching back or chemical mechanical polishing. 2 It is left only in the contact hole.

여기서, 티타늄질화막(40)은 후속 강유전체막의 열처리시에 산소가 하부전극을 통해 폴리실리콘플러그(38)로 확산하는 것을 방지하기 위한 배리어막으로서, 이러한 배리어막으로는 티타늄질화막(40)외에 TiAlN, TiSiN 및 이들의 복합물(예컨대, TiSiN/TiN)중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.Here, the titanium nitride film 40 is a barrier film for preventing oxygen from diffusing into the polysilicon plug 38 through the lower electrode during the heat treatment of the subsequent ferroelectric film. Such a barrier film may include TiAlN, in addition to the titanium nitride film 40. Any one selected from TiSiN and composites thereof (eg TiSiN / TiN) can be used.

또한, 티타늄질화막(40)을 포함한 배리어막은 후속 하부전극 패터닝시 동시에 패터닝되어 하부전극과 그 폭이 동일할 수도 있다.In addition, the barrier layer including the titanium nitride layer 40 may be patterned at the same time during subsequent lower electrode patterning so that its width is the same as that of the lower electrode.

상술한 폴리실리콘플러그(38), 티타늄실리사이드(39) 및 티타늄질화막(40)의 적층막은 스토리지노드콘택(SNC)이라고 일컫는다.The laminated film of the polysilicon plug 38, the titanium silicide 39, and the titanium nitride film 40 is referred to as a storage node contact (SNC).

다음으로, 제2층간절연막(35b)상에 하부전극을 형성하기 위한 제2전도막을 증착한 후, 제2전도막을 선택적으로 패터닝하여 폴리실리콘플러그(38)를 통해 트랜지스터의 소스(34b)에 접속되는 하부전극(41)을 형성한다.Next, after depositing a second conductive film for forming a lower electrode on the second interlayer insulating film 35b, the second conductive film is selectively patterned and connected to the source 34b of the transistor through the polysilicon plug 38. The lower electrode 41 is formed.

여기서, 하부전극(41)을 형성하는 제2전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하는데, 예를 들면, 이리듐, 이리듐산화물 및 백금의 순서로 적층된 적층막(Ir/IrOx/Pt)을 이용한다.Here, the second conductive film forming the lower electrode 41 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. For example, a laminated film (Ir / IrO x / Pt) laminated in the order of iridium, iridium oxide and platinum is used.

그리고, 하부전극(41)을 이루는 제2전도막은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.The second conductive film constituting the lower electrode 41 is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and atomic layer deposition (ALD).

다음으로, 하부전극(41)을 포함한 전면에 제3층간절연막(42)을 증착한다.Next, a third interlayer insulating film 42 is deposited on the entire surface including the lower electrode 41.

도 4b에 도시된 바와 같이, 하부전극(41)의 표면이 드러날때까지 제3층간절연막(42)을 화학적기계적연마 또는 에치백하여 평탄화하므로써 제3층간절연막(42)내에 하부전극(41)이 매립된 구조를 형성한다.As shown in FIG. 4B, the lower electrode 41 is formed in the third interlayer insulating film 42 by planarizing the third interlayer insulating film 42 by chemical mechanical polishing or etching back until the surface of the lower electrode 41 is exposed. To form a buried structure.

여기서, 하부전극(41)을 제3층간절연막(42)내에 매립시키는 다른 방법으로는, 먼저 제3층간절연막(42)을 형성한 후 제3층간절연막(42)을 선택적으로 식각하여 하부전극(41)이 형성될 부분을 노출시키고, 전면에 제2전도막을 증착한 후 에치백이나 화학적기계적연마하여 이루어질 수 있다.Here, as another method of embedding the lower electrode 41 in the third interlayer insulating film 42, first, the third interlayer insulating film 42 is formed, and then the third interlayer insulating film 42 is selectively etched to form the lower electrode ( 41) may be formed by exposing a portion to be formed, depositing a second conductive film on the entire surface, and then etching back or chemical mechanical polishing.

한편, 제3층간절연막(42)으로는 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 이용하며, 제1,2층간절연막(35a, 35b)도 제3층간절연막(42)에 적용된 절연물을 이용할 수 있다.Meanwhile, the third interlayer insulating film 42 may be any one selected from silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG, silicon nitride based nitrides, and composite structures thereof, and the first and second interlayer insulating films 35a and 35b. ) May also use an insulator applied to the third interlayer insulating film 42.

도 4c에 도시된 바와 같이, 평탄화된 제3층간절연막(42)상에 강유전체막(43)을 증착한 후, 강유전체막(43)상에 상부전극을 형성하기 위한 제3전도막을 증착한다. 계속해서, 제3전도막을 선택적으로 패터닝하여 하부전극(41)과 그 크기가 같거나 더 큰 상부전극(44)을 형성한다.As shown in FIG. 4C, after the ferroelectric film 43 is deposited on the planarized third interlayer insulating film 42, a third conductive film for forming the upper electrode is deposited on the ferroelectric film 43. Subsequently, the third conductive film is selectively patterned to form an upper electrode 44 that is the same size or larger than the lower electrode 41.

여기서, 강유전체막(43)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 스핀코팅 및 LSMCD(Liquid Source Misted Chemical Deposition)법 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.Here, the ferroelectric film 43 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, doped PZT, perovskite-structured ferroelectric film and ferroelectric film of layered perovskite structure. It includes any one selected, and is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), spin coating and Liquid Source Misted Chemical Deposition (LSMCD) method.

그리고, 상부전극(44)을 형성하는 제3전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법으로 증착된다.The third conductive film forming the upper electrode 44 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. In addition, it is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) and atomic layer deposition (ALD).

상술한 것처럼, 하부전극(41)과 상부전극(44)이 강유전체막(43)에 의해 완전히 격리되어 있으므로, 상부전극(44)의 크기가 제한을 받지 않는다.As described above, since the lower electrode 41 and the upper electrode 44 are completely isolated by the ferroelectric film 43, the size of the upper electrode 44 is not limited.

또한, 상부전극(44) 패터닝시 하부전극(41)과 동일한 크기로 가능하므로 하부전극(41) 패터닝시 적용된 마스크를 적용할 수 있어 마스크의 수를 감소시킬 수 있다.In addition, since the upper electrode 44 may be patterned to have the same size as the lower electrode 41, a mask applied when the lower electrode 41 is patterned may be applied, thereby reducing the number of masks.

도 4d에 도시된 바와 같이, 상부전극(44)을 포함한 전면에 제4층간절연막(45)을 증착 및 평탄화한 후, 제4층간절연막(45)을 선택적으로 식각하여 상부전극(44)의 소정 표면을 노출시키는 캐패시터콘택홀(도시 생략)을 형성한다.As shown in FIG. 4D, after depositing and planarizing the fourth interlayer insulating layer 45 on the entire surface including the upper electrode 44, the fourth interlayer insulating layer 45 is selectively etched to predetermined the upper electrode 44. A capacitor contact hole (not shown) is formed to expose the surface.

계속해서, 캐패시터콘택홀을 포함한 전면에 후속 플레이트라인내 불순물의 확산을 방지하기 위한 확산배리어막(46)을 증착 및 패터닝한 후, 전면에 플레이트라인을 형성하기 위한 금속막을 증착한다.Subsequently, after depositing and patterning a diffusion barrier film 46 for preventing diffusion of impurities in subsequent plate lines on the front surface including the capacitor contact hole, a metal film for forming the plate line is deposited on the front surface.

여기서, 확산배리어막(46)으로는 TiN, Ti 및 Ti/TiN 중에서 선택된 하나를 이용한다.Here, the diffusion barrier film 46 uses one selected from TiN, Ti, and Ti / TiN.

다음으로, 금속막을 선택적으로 패터닝하여 인접한 상부전극(44)을 서로 접속시키는 플레이트라인(47)을 형성한다.Next, the metal film is selectively patterned to form plate lines 47 for connecting adjacent upper electrodes 44 to each other.

도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 강유전체메모리소자의 등가회로도이고, 도 5b는 제2실시예에 따른 강유전체메모리소자를 나타낸 레이아웃도이다.FIG. 5A is an equivalent circuit diagram of a ferroelectric memory device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a layout diagram showing the ferroelectric memory device according to the second embodiment.

도 5a의 'A'를 설명하면, 도 1과 다르게 하나의 강유전체메모리셀이 각각 다른 플레이트라인(PL1,PL2)에 접속되고 있다.Referring to 'A' of FIG. 5A, unlike FIG. 1, one ferroelectric memory cell is connected to different plate lines PL1 and PL2, respectively.

즉, 하나의 비트라인(BL1)과 두 개의 워드라인(WL1,WL2)이 교차하는 방향으로 배치되고, 일측 셀은 비트라인(BL1)에 드레인이 접속되고 제1워드라인(WL1)에 게이트가 접속된 제1트랜지스터(MN1)와 제1트랜지스터(MN1)의 소스와 제1플레이트라인(PL1) 사이에 접속된 제1강유전체캐패시터(FC1)로 이루어지고, 타측 셀은 비트라인(BL1)에 드레인이 접속되고 제2워드라인(WL2)에 게이트가 접속된 제3트랜지스터(MN3)와 제3트랜지스터(MN3)의 소스와 제2플레이트라인(PL2) 사이에 접속된 제2강유전체캐패시터(FC1)로 이루어진다.That is, one bit line BL1 and two word lines WL1 and WL2 intersect each other, and one cell has a drain connected to the bit line BL1 and a gate connected to the first word line WL1. It consists of a first ferroelectric capacitor FC1 connected between the connected first transistor MN1 and the source of the first transistor MN1 and the first plate line PL1, and the other cell is drained to the bit line BL1. The second ferroelectric capacitor FC1 connected between the third transistor MN3 and the source of the third transistor MN3 and the second plate line PL2 connected to each other and the gate connected to the second word line WL2. Is done.

도 5a의 등가회로를 레이아웃으로 도시한 도 5b를 참조하면, 2개의 워드라인(WL1,WL2)과 2개의 비트라인(BL1,BL2)이 서로 교차하는 방향(예컨대, 워드라인을 Y축 방향으로 배열하고 비트라인을 X축 방향으로 배열함)으로 배치되며, 워드라인(WL1,WL2) 사이에 비트라인(BL1,BL2)을 반도체기판(도시 생략)과 콘택하기 위한 비트라인 콘택(BLC1,BLC2)이 배치되고, 하나의 워드라인(WL1)을 따라 평행하게 제1캐패시터모듈(Capacitor Module; CM1)이 배치되고, 다른 하나의 워드라인(WL2)을 따라 평행하게 제2캐패시터모듈(CM2)이 배치된다.Referring to FIG. 5B, which shows the equivalent circuit of FIG. 5A as a layout, a direction in which two word lines WL1 and WL2 and two bit lines BL1 and BL2 cross each other (eg, a word line in a Y-axis direction). And bit lines arranged in the X-axis direction), and bit line contacts BLC1 and BLC2 for contacting the bit lines BL1 and BL2 with a semiconductor substrate (not shown) between the word lines WL1 and WL2. ) Is disposed, the first capacitor module CM1 is disposed in parallel along one word line WL1, and the second capacitor module CM2 is disposed in parallel along the other word line WL2. Is placed.

여기서, 제1,2캐패시터모듈(CM1,CM2)은 워드라인들(WL1,WL2) 일측에 배치된비트라인콘택들(BLC1,BLC2)과 접속되지 않도록 워드라인들(WL1,WL2)의 타측에 배치된다.Here, the first and second capacitor modules CM1 and CM2 are disposed on the other side of the word lines WL1 and WL2 so as not to be connected to the bit line contacts BLC1 and BLC2 disposed on one side of the word lines WL1 and WL2. Is placed.

한편, 제1캐패시터모듈(CM1)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(Storage Node Contact)(SNC1,SNC2), 스토리지노드콘택(SNC1,SNC2)에 접속된 하부전극(BE1,BE2), 하부전극(BE1,BE2)을 모두 덮는 하나의 상부전극(TE1)으로 구성되며, 상부전극(TE1)과 동일한 방향으로 오버랩되면서 하나의 플레이트라인(PL1)이 배치되고, 상부전극(TE1)의 일측 끝단에만 플레이트라인(PL1)과 상부전극(TE1)을 접속시키기 위한 캐패시터콘택(CAPC1)이 배치된다.Meanwhile, the first capacitor module CM1 is connected to the storage node contacts SNC1 and SNC2 and the lower electrodes BE1 and BE2 connected to the storage node contacts SNC1 and SNC2. ), One upper electrode TE1 covering all of the lower electrodes BE1 and BE2, and one plate line PL1 is disposed while overlapping in the same direction as the upper electrode TE1 and the upper electrode TE1. A capacitor contact (CAPC1) for connecting the plate line (PL1) and the upper electrode (TE1) is disposed only at one end of the.

그리고, 제2캐패시터모듈(CM2)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4), 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4)에 접속된 하부전극 (BE3,BE4), 하부전극(BE3,BE4)을 모두 덮는 하나의 상부전극(TE2)으로 구성되며, 상부전극(TE2)과 동일한 방향으로 오버랩되면서 하나의 플레이트라인(PL2)이 배치되며 상부전극(TE2)의 일측 끝단에만 플레이트라인(PL2)과 상부전극(TE2)을 접속시키기 위한 캐패시터콘택(CAPC2)이 배치된다.The second capacitor module CM2 includes a lower electrode BE3 and a BE4 and a lower electrode connected to the storage node contacts SNC3 and SNC4, the storage node contacts SNC3 and SNC4, which are in contact with the semiconductor substrate (not shown). It consists of one upper electrode (TE2) covering both BE3, BE4, one plate line (PL2) is disposed while overlapping in the same direction as the upper electrode (TE2) and plate line only at one end of the upper electrode (TE2) A capacitor contact (CAPC2) for connecting the PL2 and the upper electrode TE2 is disposed.

상기한 제1캐패시터모듈(CM1) 및 제2캐패시터모듈(CM2)에 있어서, 각 캐패시터들은 하나의 강유전체막(F)을 공유하며, 상부전극(TE1,TE2)이 플레이트라인(PL1,PL2)이 되는 구조를 갖는다.In the first capacitor module CM1 and the second capacitor module CM2, the capacitors share one ferroelectric film F, and the upper electrodes TE1 and TE2 are formed by the plate lines PL1 and PL2. It has a structure.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제2실시예에 따른 강유전체메모리소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다. 여기서, 각 도면의 좌측은 도 5b의 y-y'선에 따른 단면도이고, 도면의 우측은 도 5b의 x-x'선에 따른 단면도이다.6A through 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the ferroelectric memory device according to the second embodiment of the present invention. Here, the left side of each figure is a sectional view along the line y-y 'of FIG. 5B, and the right side of the figure is a sectional view along the line x-x' of FIG. 5B.

이하, y-y'선에 따른 단면도를 중심으로 설명하며, x-x'선에 따른 단면도는 부가적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the cross-sectional view along the line y-y 'will be described, and the cross-sectional view along the line x-x' will be additionally described.

도 6a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(51)에 소자간 격리를 위한 필드산화막(52)을 형성하고, 반도체기판(51)상에 소정 거리를 두고 나란히 배열된 워드라인(53)을 형성한 후, 워드라인(53) 양측의 반도체기판(51)내에 이온주입공정을 통해 트랜지스터의 소스/드레인(54a,54b)을 형성한다.As shown in FIG. 6A, a field oxide film 52 is formed on the semiconductor substrate 51 for isolation between devices, and word lines 53 are arranged on the semiconductor substrate 51 and arranged side by side at a predetermined distance. Thereafter, source / drain 54a and 54b of the transistor are formed in the semiconductor substrate 51 on both sides of the word line 53 by an ion implantation process.

여기서, 소스/드레인(54a, 54b) 중 일측 소스/드레인(54a)은 후속 하나의 비트라인(BL1)에 접속되는 두 트랜지스터의 공통접합영역으로 작용한다(이하 '공통드레인'이라 약칭함). 따라서, 타측 소스/드레인(54b)은 각 트랜지스터의 소스(이하 '소스'라 약칭함)가 된다.Here, one source / drain 54a among the sources / drains 54a and 54b serves as a common junction region of two transistors connected to one subsequent bit line BL1 (hereinafter, abbreviated as 'common drain'). Therefore, the other source / drain 54b becomes a source (hereinafter, referred to as a 'source') of each transistor.

다음으로, 전술한 공정에 의해 형성된 트랜지스터를 포함한 전면에 제1층간절연막(55a)을 증착 및 평탄화한 후, 제1층간절연막(55a)을 선택적으로 식각하여 공통드레인(54a)을 노출시키는 제1콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 제1콘택홀에 텅스텐플러그(56)를 매립시킨다.Next, after depositing and planarizing the first interlayer insulating film 55a on the entire surface including the transistor formed by the above-described process, the first interlayer insulating film 55a is selectively etched to expose the common drain 54a. A contact hole (not shown) is formed, and the tungsten plug 56 is embedded in the first contact hole.

다음으로, 텅스텐플러그(56)가 매립된 제1층간절연막(55a)상에 비트라인을 형성하기 위한 제1전도막을 증착한 후, 제1전도막을 선택적으로 패터닝하여 텅스텐플러그(56)를 통해 공통드레인(54a)에 접속되는 비트라인(57)을 형성한다.Next, after depositing a first conductive film for forming a bit line on the first interlayer insulating film 55a in which the tungsten plug 56 is embedded, the first conductive film is selectively patterned to be common through the tungsten plug 56. A bit line 57 is formed to be connected to the drain 54a.

다음으로, 비트라인(57)을 포함한 제1층간절연막(55a)상에 제2층간절연막 (55b)을 증착 및 평탄화한 후, 제2층간절연막(55b)과 제1층간절연막(55a)을 순차적으로 식각하여 각 트랜지스터의 소스(54b)를 노출시키는 제2콘택홀(도시 생략)을형성한다.Next, after depositing and planarizing the second interlayer insulating film 55b on the first interlayer insulating film 55a including the bit line 57, the second interlayer insulating film 55b and the first interlayer insulating film 55a are sequentially formed. Etching to form a second contact hole (not shown) exposing the source 54b of each transistor.

계속해서, 제2콘택홀을 포함한 전면에 폴리실리콘을 증착하고 에치백 공정을 통해 제2콘택홀에 폴리실리콘플러그(58)을 부분 매립시킨 후, 폴리실리콘플러그(58)상에 티타늄실리사이드(59)를 형성한다.Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface including the second contact hole, and the polysilicon plug 58 is partially embedded in the second contact hole through an etchback process, and then titanium silicide 59 is deposited on the polysilicon plug 58. ).

여기서, 티타늄실리사이드(59)는 티타늄 증착 및 열처리를 통해 형성되며, 열처리후 미반응 티타늄을 제거하기 위한 식각공정이 이루어진다.Here, the titanium silicide 59 is formed through titanium deposition and heat treatment, and an etching process for removing unreacted titanium is performed after the heat treatment.

상술한 폴리실리콘플러그/티타늄실리사이드(58/59)는 트랜지스터의 소스(54b)에 모두 접속되며, 제2콘택홀에 부분 매립된 구조로 형성된다.The above-mentioned polysilicon plug / titanium silicide 58/59 is all connected to the source 54b of the transistor and is formed in a structure partially buried in the second contact hole.

다음으로, 티타늄실리사이드(59)를 포함한 전면에 배리어막인 티타늄질화막(TiN)(60)을 증착한 후, 에치백이나 화학적기계적연마를 통해 제2층간절연막(55b)상의 티타늄질화막을 제거하여 제2콘택홀에만 잔류시킨다.Next, after depositing a titanium nitride film (TiN) 60 as a barrier film on the entire surface including the titanium silicide 59, the titanium nitride film on the second interlayer insulating film 55b is removed by etch back or chemical mechanical polishing. 2 It is left only in the contact hole.

여기서, 티타늄질화막(60)은 후속 강유전체막의 열처리시에 산소가 하부전극을 통해 폴리실리콘플러그(58)로 확산하는 것을 방지하기 위한 배리어막으로서, 이러한 배리어막으로는 티타늄질화막(60)외에 TiAlN, TiSiN 및 이들의 복합물(예컨대, TiSiN/TiN)중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.Herein, the titanium nitride film 60 is a barrier film for preventing oxygen from diffusing into the polysilicon plug 58 through the lower electrode during the heat treatment of the subsequent ferroelectric film. The barrier film may include TiAlN, in addition to the titanium nitride film 60. Any one selected from TiSiN and composites thereof (eg TiSiN / TiN) can be used.

또한, 티타늄질화막(60)을 포함한 배리어막은 후속 하부전극 패터닝시 동시에 패터닝되어 하부전극과 그 폭이 동일할 수도 있다.In addition, the barrier layer including the titanium nitride layer 60 may be patterned at the same time during subsequent lower electrode patterning to have the same width as the lower electrode.

상술한 것처럼, 제2콘택홀에 매립되는 폴리실리콘플러그(58), 티타늄실리사이드(59) 및 티타늄질화막(60)의 적층막은 스토리지노드콘택(SNC)이라고 일컫는다.As described above, the laminated film of the polysilicon plug 58, the titanium silicide 59, and the titanium nitride film 60 embedded in the second contact hole is referred to as a storage node contact (SNC).

다음으로, 제2층간절연막(55b)상에 하부전극)을 형성하기 위한 제2전도막을증착한 후, 제2전도막을 선택적으로 패터닝하여 스토리지노드콘택을 통해 트랜지스터의 소스(54b)에 접속되는 하부전극(61)을 형성한다.Next, after depositing a second conductive film for forming the lower electrode on the second interlayer insulating film 55b, the second conductive film is selectively patterned to be connected to the source 54b of the transistor through the storage node contact. The electrode 61 is formed.

여기서, 하부전극(61)을 형성하는 제2전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하는데, 예를 들면, 이리듐, 이리듐산화물 및 백금의 순서로 적층된 적층막(Ir/IrOx/Pt)을 이용한다. 그리고, 이러한 하부전극(61)을 이루는 제2전도막은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.The second conductive layer forming the lower electrode 61 may include any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. For example, a laminated film (Ir / IrO x / Pt) laminated in the order of iridium, iridium oxide and platinum is used. The second conductive film constituting the lower electrode 61 is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and atomic layer deposition (ALD).

한편, x-x'선에 따른 단면도를 살펴보면, 하나의 워드라인(53)을 따라 배열되는 두 개의 하부전극(61)들이 서로 소정 거리를 두고 필드산화막(52)에 의해 격리되면서 형성된다. 즉, 두 개의 하부전극(61)은 동일한 활성영역상에 형성되지 않는다.On the other hand, looking at the cross-sectional view along the x-x 'line, the two lower electrodes 61 arranged along one word line 53 are formed while being separated by the field oxide film 52 at a predetermined distance from each other. That is, the two lower electrodes 61 are not formed on the same active region.

도 6b에 도시된 바와 같이, 하부전극(61)을 포함한 전면에 제3층간절연막(62)을 증착한 후, 하부전극(61)의 표면이 드러날때까지 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마 또는 에치백으로 평탄화하여 제3층간절연막(62)내에 하부전극(61)이 매립된 구조를 각각 형성한다.As shown in FIG. 6B, after the third interlayer insulating film 62 is deposited on the entire surface including the lower electrode 61, the third interlayer insulating film 62 is chemically mechanically disposed until the surface of the lower electrode 61 is exposed. Planarization is performed by polishing or etch back to form a structure in which the lower electrode 61 is embedded in the third interlayer insulating film 62, respectively.

예컨대, 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마하는 경우에는 하부전극(61)의 상측 표면의 손실이 미미하며, 셀영역의 경우 셀간 거리가 짧아 넓은 영역에서 손실에 의해 움푹 패이는 디싱 현상도 적기 때문에 평탄화가 가능하다.For example, in the case of chemical mechanical polishing of the third interlayer insulating layer 62, the loss of the upper surface of the lower electrode 61 is insignificant, and in the case of the cell region, the dishing phenomenon that is pitted by the loss in a wide region is also short. Because it is small, flattening is possible.

그리고, 하부전극(61)을 제3층간절연막(62)내에 매립시키는 다른 방법으로는, 먼저 제3층간절연막(62)을 형성한 후 제3층간절연막(62)을 선택적으로 식각하여 하부전극(61)이 형성될 부분을 노출시키고, 전면에 제2전도막을 증착한 후 에치백이나 화학적기계적연마하여 이루어질 수 있다.As another method of embedding the lower electrode 61 in the third interlayer insulating film 62, first, the third interlayer insulating film 62 is formed, and then the third interlayer insulating film 62 is selectively etched to form the lower electrode ( 61) may be formed by exposing a portion to be formed, depositing a second conductive film on the entire surface, and then etching back or chemical mechanical polishing.

한편, 제3층간절연막(62)으로는 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 이용하며, 제1,2층간절연막(55a, 55b)도 제3층간절연막(62)에 적용된 절연물을 이용할 수 있다.Meanwhile, the third interlayer insulating layer 62 may be any one selected from silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG, silicon nitride based nitrides, and composite structures thereof, and the first and second interlayer insulating films 55a and 55b. ) May also use an insulator applied to the third interlayer insulating film 62.

도 6c에 도시된 바와 같이, 평탄화된 제3층간절연막(62)상에 강유전체막(63)을 증착한 후, 강유전체막(63)상에 상부전극을 형성하기 위한 제3전도막을 증착한다.As shown in FIG. 6C, after the ferroelectric layer 63 is deposited on the planarized third interlayer dielectric layer 62, a third conductive layer for forming the upper electrode is deposited on the ferroelectric layer 63.

계속해서, 제3전도막을 선택적으로 패터닝하여 하부전극(61)과 그 크기가 같거나 더 크며 비트라인(57)과 교차하는 방향으로 배열된 상부전극(64)을 형성한다.Subsequently, the third conductive film is selectively patterned to form an upper electrode 64 having a size equal to or larger than that of the lower electrode 61 and arranged in a direction crossing the bit line 57.

한편, X축선에 따른 단면도를 살펴보면, 상부전극(64)은 각각 하나의 워드라인을 따라 배열된 하부전극(61)과 하부전극(61)상의 공통 강유전체막(63)상에 형성된다.On the other hand, looking at the cross-sectional view along the X axis, the upper electrode 64 is formed on the lower electrode 61 and the common ferroelectric film 63 on the lower electrode 61 arranged along one word line, respectively.

여기서, 강유전체막(63)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 스핀코팅 및 LSMCD법 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.Here, the ferroelectric film 63 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, perovskite-structured ferroelectric film and layered perovskite-structured ferroelectric film. It includes any one selected, and is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), spin coating and LSMCD method.

그리고, 상부전극(64)을 형성하는 제3전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법으로 증착된다.The third conductive film forming the upper electrode 64 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. In addition, it is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) and atomic layer deposition (ALD).

상술한 것처럼, 하부전극(61)과 상부전극(64)이 강유전체막(63)에 의해 완전히 격리되어 있으므로, 상부전극(64)의 크기가 제한을 받지 않는다.As described above, since the lower electrode 61 and the upper electrode 64 are completely isolated by the ferroelectric film 63, the size of the upper electrode 64 is not limited.

도 6d에 도시된 바와 같이, 상부전극(64)을 포함한 전면에 제4층간절연막(65)을 증착 및 평탄화한 후, x-x'선에 따른 단면도 참조하면, 제4층간절연막(65)을 선택적으로 식각하여 상부전극(64)의 일측 끝단을 노출시키는 캐패시터콘택(CAPC1/CAPC2, 도5b에 도시됨)을 형성하기 위한 제3콘택홀(도시 생략)을 형성한다.As shown in FIG. 6D, after depositing and planarizing the fourth interlayer insulating film 65 on the entire surface including the upper electrode 64, referring to the cross-sectional view along the x-x 'line, the fourth interlayer insulating film 65 is referred to. A third contact hole (not shown) for selectively forming a capacitor contact (CAPC1 / CAPC2 (shown in FIG. 5B)) exposing one end of the upper electrode 64 is selectively formed by etching.

계속해서, 제3콘택홀을 포함한 전면에 후속 플레이트라인내 불순물의 확산을 방지하기 위한 확산배리어막(66)을 증착한 후, 확산배리어막(66)을 선택적으로 패터닝하여 제3콘택홀에만 잔류시킨다.Subsequently, after the diffusion barrier film 66 is deposited on the entire surface including the third contact hole to prevent diffusion of impurities in the subsequent plate line, the diffusion barrier film 66 is selectively patterned to remain only in the third contact hole. Let's do it.

여기서, 확산배리어막(66)으로는 TiN, Ti 및 Ti/TiN 중에서 선택된 하나를 이용한다.Here, as the diffusion barrier film 66, one selected from TiN, Ti, and Ti / TiN is used.

다음으로, 확산배리어막(66)을 포함한 전면에 플레이트라인을 형성하기 위한 금속막을 증착한 후, 금속막을 선택적으로 패터닝하여 비트라인(57)에는 교차하는 방향으로 배열되며 워드라인(53)에는 나란히 배열되고 상부전극(64)을 덮는 TiN/Ti/Al/TiN의 순서로 적층된 플레이트라인(67)을 형성한다.Next, after depositing a metal film for forming a plate line on the front surface including the diffusion barrier film 66, the metal film is selectively patterned to be arranged in a direction crossing the bit line 57 and side by side in the word line 53. The plate lines 67 arranged in the order of TiN / Ti / Al / TiN covering the upper electrode 64 are formed.

한편, x-x'선에 따른 단면도를 살펴보면, 플레이트라인(67)은 공통 상부전극(64)의 일측끝단에 형성된 제3콘택홀을 통해 상부전극(64)과 동일한 방향으로 형성된다.On the other hand, looking at the cross-sectional view along the line x-x ', the plate line 67 is formed in the same direction as the upper electrode 64 through the third contact hole formed at one end of the common upper electrode 64.

이와 같이, 제3콘택홀을 플레이트라인(67)의 끝단에만 형성하므로 셀면적이 축소될 때에도 셀면적에 부담을 주지 않아 필요한만큼 크게 형성할 수 있다.As such, since the third contact hole is formed only at the end of the plate line 67, the third contact hole may be formed as large as necessary without burdening the cell area even when the cell area is reduced.

상술한 제2실시예에는 각각의 캐패시터에 캐패시터콘택을 형성하지 않고 플레이트라인(67)의 일측 끝단에만 콘택을 형성하므로 셀면적 축속시에 각각의 캐패시터에 콘택을 형성하는 어려움을 피할 수 있다.In the above-described second embodiment, since the contact is formed only at one end of the plate line 67 without forming the capacitor contact in each capacitor, it is possible to avoid the difficulty of forming the contact in each capacitor during the cell area accumulation.

그리고, 캐패시터에 의한 전체 단차는 상부전극의 단차만으로 줄어드므로 단차에 의한 마스크 작업의 부담을 줄일 수 있어 평탄화가 용이하다.In addition, since the entire step by the capacitor is reduced only by the step of the upper electrode, the burden of mask work due to the step can be reduced, so that the flattening is easy.

또한, 상부전극(64)과 하부전극(61)간의 단락을 근본적으로 방지할뿐만 아니라 강유전체막(63)을 식각하지 않으므로 식각과정에서 강유전체막(63)이 플라즈마에 노출되어 열화되는 것을 방지한다.In addition, since the short circuit between the upper electrode 64 and the lower electrode 61 is fundamentally prevented and the ferroelectric layer 63 is not etched, the ferroelectric layer 63 is prevented from being exposed to plasma and deteriorated during the etching process.

한편, 제2실시예에서는 플레이트라인내 티타늄의 확산을 방지하기 위해 확산배리어막을 사용하고 있으나, 확산배리어막이 형성되는 캐패시터콘택이 플레이트라인의 끝단에 형성되고 있어 직접적으로 플레이트라인으로부터 확산하는 티타늄이 강유전체막에 영향을 주지 않기 때문에 확산배리어막을 생략할 수도 있다.On the other hand, in the second embodiment, a diffusion barrier film is used to prevent diffusion of titanium in the plate line. However, a capacitor contact in which the diffusion barrier film is formed is formed at the end of the plate line, and titanium diffused directly from the plate line is ferroelectric. The diffusion barrier film may be omitted because it does not affect the film.

즉, 확산배리어막을 적용하는 경우에는 확산배리어막 식각시 하부의 제3층간절연막의 막질이 개질됨에 따른 주변회로영역의 비트라인을 노출시키기 위한 콘택홀의 습식식각이 어려운 문제가 있었으나, 확산배리어막을 생략하는 경우에는 습식식각이 가능하므로 금속배선의 콘택 형태를 와인글래스(wine glass) 형태로 형성하여 콘택의 크기가 감소하더라도 콘택저항 및 매립이 용이하다.That is, in the case of applying the diffusion barrier layer, the wet etching of the contact hole for exposing the bit line of the peripheral circuit region is difficult due to the modification of the film quality of the lower third interlayer dielectric layer during the etching of the diffusion barrier layer, but the diffusion barrier layer is omitted. In this case, since the wet etching is possible, the contact form of the metal wiring is formed in the form of wine glass, and the contact resistance and the filling are easy even when the size of the contact is reduced.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 강유전체메모리소자의 셀을 나타낸 레이아웃도이다. 참고로, 제3실시예는 제2실시예와 동일한 등가회로로 구성된다.7 is a layout diagram illustrating cells of a ferroelectric memory device according to a third embodiment of the present invention. For reference, the third embodiment is composed of the same equivalent circuit as the second embodiment.

도 7은 도 5a의 등가회로에 따른 다른 레이아웃도로서, 모든 캐패시터가 하나의 강유전체막(F)을 공유하고 y축 방향으로 배열된 상부전극(TE1,TE2)이 다수의 하부전극(BE1,BE2,BE3,BE4)을 덮는 것을 도 5b와 동일하나 플레이트라인(PL1,PL2)과 상부전극(TE1,TE2)을 접속시키기 위한 캐패시터콘택이 강유전체막(F)상에 미리 독립적으로 하부전극(BE1,BE2,BE3,BE4)당 하나씩 구비된 점이 도 5b와 다르다.FIG. 7 is another layout diagram according to the equivalent circuit of FIG. 5A, in which all capacitors share one ferroelectric film F and the upper electrodes TE1 and TE2 arranged in the y-axis direction have a plurality of lower electrodes BE1 and BE2. 5B is the same as that of FIG. 5B, but a capacitor contact for connecting the plate lines PL 1 and PL 2 and the upper electrodes TE1 and TE2 is independently independent on the ferroelectric layer F in advance. One provided per BE1, BE2, BE3, BE4) is different from FIG. 5B.

즉, 2개의 워드라인(WL1,WL2)과 2개의 비트라인(BL1,BL2)이 서로 교차하는 방향(예컨대, 워드라인을 y축 방향으로 배열하고 비트라인을 x축 방향으로 배열함)으로 배치되며, 워드라인(WL1,WL2) 사이에 비트라인(BL1,BL2)을 반도체기판(도시 생략)과 콘택하기 위한 비트라인 콘택(BLC1,BLC2)이 배치되고, 하나의 워드라인(WL1)을 따라 평행하게 제1캐패시터모듈(CM1)이 배치되고, 다른 하나의 워드라인(WL2)을 따라 평행하게 제2캐패시터모듈(CM2)이 배치된다.That is, the two word lines WL1 and WL2 and the two bit lines BL1 and BL2 cross each other (for example, the word lines are arranged in the y-axis direction and the bit lines are arranged in the x-axis direction). The bit line contacts BLC1 and BLC2 for contacting the bit lines BL1 and BL2 with the semiconductor substrate (not shown) are disposed between the word lines WL1 and WL2, and along one word line WL1. The first capacitor module CM1 is disposed in parallel, and the second capacitor module CM2 is disposed in parallel along the other word line WL2.

여기서, 제1,2캐패시터모듈(CM1,CM2)은 워드라인들(WL1,WL2) 일측에 배치된 비트라인콘택들(BLC1,BLC2)과 접속되지 않도록 워드라인들의 타측에 배치된다.Here, the first and second capacitor modules CM1 and CM2 are disposed at the other side of the word lines so as not to be connected to the bit line contacts BLC1 and BLC2 disposed at one side of the word lines WL1 and WL2.

한편, 제1캐패시터모듈(CM1)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(SNC1,SNC2), 스토리지노드콘택(SNC1,SNC2)에 접속된 하부전극(BE1,BE2), 하부전극(BE1,BE2)들을 동시에 덮는 하나의 상부전극(TE1)으로 구성되며,상부전극(TE1)과 동일한 방향으로 오버랩되면서 하나의 플레이트라인(PL1)이 배치되며 상부전극(TE1)과 강유전체막(F) 사이에 하부전극(BE1,BE2)당 하나씩 캐패시터콘택(CAPC1,CPAC2)이 배치된다.On the other hand, the first capacitor module (CM1) is a lower electrode (BE1, BE2), the lower electrode connected to the storage node contacts (SNC1, SNC2), the storage node contacts (SNC1, SNC2) that are in contact with the semiconductor substrate (not shown) It consists of one upper electrode TE1 covering BE1 and BE2 at the same time. One plate line PL1 is disposed while overlapping in the same direction as the upper electrode TE1. The upper electrode TE1 and the ferroelectric film F are disposed. One capacitor contact (CAPC1, CPAC2) is disposed for each lower electrode (BE1, BE2).

그리고, 제2캐패시터모듈(CM2)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4), 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4)에 접속된 하부전극 (BE3,BE4), 하부전극(BE3,BE4)들을 동시에 덮는 하나의 상부전극(TE2)으로 구성되며, 상부전극(TE2)과 동일한 방향으로 오버랩되면서 하나의 플레이트라인(PL2)이 배치되며 상부전극(TE2)과 강유전체막(F) 사이에 하부전극(BE3,BE4)당 하나씩 캐패시터콘택(CAPC3, CAPC4)이 배치된다.The second capacitor module CM2 includes a lower electrode BE3 and a BE4 and a lower electrode connected to the storage node contacts SNC3 and SNC4, the storage node contacts SNC3 and SNC4, which are in contact with the semiconductor substrate (not shown). It consists of one upper electrode TE2 covering BE3 and BE4 at the same time. One plate line PL2 is disposed while overlapping in the same direction as the upper electrode TE2. The upper electrode TE2 and the ferroelectric film F are disposed. One capacitor contact (CAPC3, CAPC4) is disposed for each lower electrode (BE3, BE4) between.

상기한 제1캐패시터모듈(CM1) 및 제2캐패시터모듈(CM2)에 있어서, 각 캐패시터들은 하나의 강유전체막(F)을 공유한다.In the first capacitor module CM1 and the second capacitor module CM2, the capacitors share one ferroelectric film F.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제3실시예에 따른 강유전체 메모리 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다. 이후 도 7의 y-y'선에 따른 단면도를 도시하고 있다.8A to 8D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory device according to a third embodiment of the present invention. 7 is a cross-sectional view taken along the line y-y 'of FIG. 7.

도 8a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(51)에 소자간 격리를 위한 필드산화막(52)을 형성하고, 반도체기판(51)상에 소정 거리를 두고 나란히 배열된 워드라인(53)을 형성한 후, 워드라인(53) 양측의 반도체기판(51)내에 이온주입공정을 통해 트랜지스터의 소스/드레인(54a,54b)을 형성한다.As shown in FIG. 8A, a field oxide film 52 is formed on the semiconductor substrate 51 for isolation between devices, and word lines 53 are arranged on the semiconductor substrate 51 to be arranged side by side at a predetermined distance. Thereafter, source / drain 54a and 54b of the transistor are formed in the semiconductor substrate 51 on both sides of the word line 53 by an ion implantation process.

여기서, 소스/드레인(54a, 54b) 중 일측 소스/드레인(54a)은 후속 하나의 비트라인에 접속되는 두 트랜지스터의 공통접합영역으로 작용한다(이하 '공통드레인'이라 약칭함). 따라서, 타측 소스/드레인(54b)은 각 트랜지스터의 소스(이하 '소스'라 약칭함)가 된다.Here, one source / drain 54a among the sources / drains 54a and 54b serves as a common junction region of two transistors connected to one subsequent bit line (hereinafter, abbreviated as 'common drain'). Therefore, the other source / drain 54b becomes a source (hereinafter, referred to as a 'source') of each transistor.

다음으로, 전술한 공정에 의해 형성된 트랜지스터를 포함한 전면에 제1층간절연막(55a)을 증착 및 평탄화한 후, 제1층간절연막(55a)을 선택적으로 식각하여 공통드레인(54a)을 노출시키는 제1콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 제1콘택홀에 텅스텐플러그(56)를 매립시킨다.Next, after depositing and planarizing the first interlayer insulating film 55a on the entire surface including the transistor formed by the above-described process, the first interlayer insulating film 55a is selectively etched to expose the common drain 54a. A contact hole (not shown) is formed, and the tungsten plug 56 is embedded in the first contact hole.

다음으로, 텅스텐플러그(56)가 매립된 제1층간절연막(55a)상에 비트라인을 형성하기 위한 제1전도막을 증착한 후, 제1전도막을 선택적으로 패터닝하여 텅스텐플러그(56)를 통해 공통드레인(54a)에 접속되는 비트라인(57)을 형성한다.Next, after depositing a first conductive film for forming a bit line on the first interlayer insulating film 55a in which the tungsten plug 56 is embedded, the first conductive film is selectively patterned to be common through the tungsten plug 56. A bit line 57 is formed to be connected to the drain 54a.

다음으로, 비트라인(57)을 포함한 제1층간절연막(55a)상에 제2층간절연막 (55b)을 증착 및 평탄화한 후, 제2층간절연막(55b)과 제1층간절연막(55a)을 순차적으로 식각하여 각 트랜지스터의 소스(54b)를 노출시키는 제2콘택홀(도시 생략)을 형성한다.Next, after depositing and planarizing the second interlayer insulating film 55b on the first interlayer insulating film 55a including the bit line 57, the second interlayer insulating film 55b and the first interlayer insulating film 55a are sequentially formed. Etching to form a second contact hole (not shown) exposing the source 54b of each transistor.

계속해서, 제2콘택홀을 포함한 전면에 폴리실리콘을 증착하고 에치백 공정을 통해 제2콘택홀에 폴리실리콘플러그(58)을 부분 매립시킨 후, 폴리실리콘플러그(58)상에 티타늄실리사이드(59)를 형성한다.Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface including the second contact hole, and the polysilicon plug 58 is partially embedded in the second contact hole through an etchback process, and then titanium silicide 59 is deposited on the polysilicon plug 58. ).

여기서, 티타늄실리사이드(59)는 티타늄 증착 및 열처리를 통해 형성되며, 열처리후 미반응 티타늄을 제거하기 위한 식각공정이 이루어진다.Here, the titanium silicide 59 is formed through titanium deposition and heat treatment, and an etching process for removing unreacted titanium is performed after the heat treatment.

상술한 폴리실리콘플러그/티타늄실리사이드(58/59)는 트랜지스터의 소스(54b)에 모두 접속되며, 제2콘택홀에 부분 매립된 구조로 형성된다.The above-mentioned polysilicon plug / titanium silicide 58/59 is all connected to the source 54b of the transistor and is formed in a structure partially buried in the second contact hole.

다음으로, 티타늄실리사이드(59)를 포함한 전면에 배리어막인 티타늄질화막(TiN)(60)을 증착한 후, 에치백이나 화학적기계적연마를 통해 제2층간절연막(55b)상의 티타늄질화막을 제거하여 제2콘택홀에만 잔류시킨다.Next, after depositing a titanium nitride film (TiN) 60 as a barrier film on the entire surface including the titanium silicide 59, the titanium nitride film on the second interlayer insulating film 55b is removed by etch back or chemical mechanical polishing. 2 It is left only in the contact hole.

여기서, 티타늄질화막(60)은 후속 강유전체막의 열처리시에 산소가 하부전극을 통해 폴리실리콘플러그(58)로 확산하는 것을 방지하기 위한 배리어막으로서, 이러한 배리어막으로는 티타늄질화막(60)외에 TiAlN, TiSiN 및 이들의 복합물(예컨대, TiSiN/TiN)중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.Herein, the titanium nitride film 60 is a barrier film for preventing oxygen from diffusing into the polysilicon plug 58 through the lower electrode during the heat treatment of the subsequent ferroelectric film. The barrier film may include TiAlN, in addition to the titanium nitride film 60. Any one selected from TiSiN and composites thereof (eg TiSiN / TiN) can be used.

또한, 티타늄질화막(60)을 포함한 배리어막은 후속 하부전극 패터닝시 동시에 패터닝되어 하부전극과 그 폭이 동일할 수도 있다.In addition, the barrier layer including the titanium nitride layer 60 may be patterned at the same time during subsequent lower electrode patterning to have the same width as the lower electrode.

상술한 것처럼, 제2콘택홀에 매립되는 폴리실리콘플러그(58), 티타늄실리사이드(59) 및 티타늄질화막(60)의 적층막은 스토리지노드콘택이라고 일컫는다.As described above, the laminated film of the polysilicon plug 58, the titanium silicide 59, and the titanium nitride film 60 embedded in the second contact hole is referred to as a storage node contact.

다음으로, 제2층간절연막(55b)상에 하부전극을 형성하기 위한 제2전도막을 증착한 후, 제2전도막을 선택적으로 패터닝하여 스토리지노드콘택을 통해 트랜지스터의 소스(54b)에 접속되는 하부전극(61)을 형성한다.Next, after depositing a second conductive film for forming the lower electrode on the second interlayer insulating film 55b, the second conductive film is selectively patterned to be connected to the source electrode 54b of the transistor through the storage node contact. Form 61.

여기서, 하부전극(61)을 형성하는 제2전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하는데, 예를 들면, 이리듐, 이리듐산화물 및 백금의 순서로 적층된 적층막(Ir/IrOx/Pt)을 이용한다. 그리고, 이러한 하부전극(41)을 이루는 제2전도막은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.The second conductive layer forming the lower electrode 61 may include any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. For example, a laminated film (Ir / IrO x / Pt) laminated in the order of iridium, iridium oxide and platinum is used. The second conductive film constituting the lower electrode 41 is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and atomic layer deposition (ALD).

도 8b에 도시된 바와 같이, 하부전극(61)을 포함한 전면에 제3층간절연막(62)을 증착한 후, 하부전극(61)의 표면이 드러날때까지 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마 또는 에치백으로 평탄화하여 제3층간절연막(62)내에 하부전극(61)이 매립된 구조를 각각 형성한다.As shown in FIG. 8B, after the third interlayer insulating film 62 is deposited on the entire surface including the lower electrode 61, the third interlayer insulating film 62 is chemically mechanically disposed until the surface of the lower electrode 61 is exposed. Planarization is performed by polishing or etch back to form a structure in which the lower electrode 61 is embedded in the third interlayer insulating film 62, respectively.

예컨대, 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마하는 경우에는 하부전극(61)의 상측 표면의 손실이 미미하며, 셀영역의 경우 셀간 거리가 짧아 넓은 영역에서 손실에 의해 움푹 패이는 디싱현상도 적기 때문에 평탄화가 가능하다.For example, in the case of chemical mechanical polishing of the third interlayer dielectric layer 62, the loss of the upper surface of the lower electrode 61 is insignificant. Because it is small, flattening is possible.

그리고, 하부전극(61)을 제3층간절연막(62)내에 매립시키는 다른 방법으로는, 먼저 제3층간절연막(62)을 형성한 후 제3층간절연막(62)을 선택적으로 식각하여 하부전극(61)이 형성될 부분을 노출시키고, 전면에 제2전도막을 증착한 후 에치백이나 화학적기계적연마하여 이루어질 수 있다.As another method of embedding the lower electrode 61 in the third interlayer insulating film 62, first, the third interlayer insulating film 62 is formed, and then the third interlayer insulating film 62 is selectively etched to form the lower electrode ( 61) may be formed by exposing a portion to be formed, depositing a second conductive film on the entire surface, and then etching back or chemical mechanical polishing.

한편, 제3층간절연막(62)으로는 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 이용하며, 제1,2층간절연막(55a, 55b)도 제3층간절연막(62)에 적용된 절연물을 이용할 수 있다.Meanwhile, the third interlayer insulating layer 62 may be any one selected from silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG, silicon nitride based nitrides, and composite structures thereof, and the first and second interlayer insulating films 55a and 55b. ) May also use an insulator applied to the third interlayer insulating film 62.

도 8c에 도시된 바와 같이, 평탄화된 제3층간절연막(62)상에 강유전체막(63)을 증착한다. 여기서, 강유전체막(63)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 스핀코팅 및 LSMCD법 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.As shown in FIG. 8C, a ferroelectric film 63 is deposited on the planarized third interlayer insulating film 62. Here, the ferroelectric film 63 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, perovskite-structured ferroelectric film and layered perovskite-structured ferroelectric film. It includes any one selected, and is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), spin coating and LSMCD method.

다음으로, 강유전체막(63)상에 제4층간절연막(65)과 접착층(68)을 차례로 형성한 후, 접착층(68)과 제4층간절연막(65)을 선택적으로 식각하여 강유전체막(63)의 소정 표면을 노출시키는 캐패시터콘택(CAPC)을 위한 콘택홀(69)을 형성한다.Next, after the fourth interlayer insulating film 65 and the adhesive layer 68 are sequentially formed on the ferroelectric film 63, the adhesive layer 68 and the fourth interlayer insulating film 65 are selectively etched to form the ferroelectric film 63. A contact hole 69 is formed for a capacitor contact (CAPC) exposing a predetermined surface of the capacitor.

여기서, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69)은 후속 상부전극과 강유전체막(63)이 콘택될 부분이며, 접착층(68)으로는 TiO2, Al2O3를 이용한다.Here, the contact hole 69 for the capacitor contact is a portion where the next upper electrode and the ferroelectric layer 63 are to be contacted, and TiO 2 and Al 2 O 3 are used as the adhesive layer 68.

한편, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69) 형성시, 제4층간절연막(65)과 접착층(68)의 식각은 습식식각을 하는데, 이는 플라즈마를 이용한 건식식각시 강유전체막(63)이 열화되는 것을 방지하기 위함이다.On the other hand, when forming the contact hole 69 for the capacitor contact, the etching of the fourth interlayer insulating film 65 and the adhesive layer 68 is wet etching, which means that the ferroelectric film 63 is degraded during dry etching using plasma. This is to prevent.

도 8d에 도시된 바와 같이, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69)을 포함한 전면에 상부전극(TE1,TE2)을 형성하기 위한 제3전도막과 플레이트라인을 형성하기 위한 금속막을 차례로 증착한다.As shown in FIG. 8D, a third conductive film for forming the upper electrodes TE1 and TE2 and a metal film for forming the plate line are sequentially deposited on the front surface including the contact hole 69 for the capacitor contact.

계속해서, 금속막과 제3전도막을 선택적으로 패터닝하여 하부전극(61)과 그 크기가 같거나 더 크며 비트라인과 교차하는 방향으로 배열된 상부전극(64)을 형성하고, 상부전극상에 바로 접속되면서 상부전극(64)과 동일한 방향으로 배열되는 플레이트라인(67)을 형성한다.Subsequently, the metal film and the third conductive film are selectively patterned to form an upper electrode 64 having the same or larger size as the lower electrode 61 and arranged in a direction crossing the bit line, and directly on the upper electrode. While connected, the plate line 67 is formed to be arranged in the same direction as the upper electrode 64.

여기서, 상부전극(64)은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법으로 증착된다.Here, the upper electrode 64 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. CVD), physical vapor deposition (PVD) and atomic layer deposition (ALD).

그리고, 플레이트라인(67)은 TiN/Ti/Al/TiN의 순서로 적층된 금속막을 이용한다.The plate line 67 uses a metal film laminated in the order of TiN / Ti / Al / TiN.

상술한 제3실시예는, 전 공정을 통해서 강유전체막이 플라즈마에 직접 노출되지 않으므로 플라즈마에 의한 강유전체막의 열화를 억제하고, 상부전극과 하부전극의 크기를 동일하게 패터닝할 수 있어 주어진 캐패시터의 크기내에서 더 많은 전하를 사용할 수 있다.In the above-described third embodiment, since the ferroelectric film is not directly exposed to the plasma through the entire process, the degradation of the ferroelectric film due to the plasma can be suppressed, and the size of the upper electrode and the lower electrode can be equally patterned, so that the size of the given capacitor can be reduced. More charge is available.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 강유전체메모리소자의 셀 레이아웃도이다.9 is a cell layout diagram of a ferroelectric memory device according to the fourth embodiment of the present invention.

도 9는 도 5a의 등가회로에 따른 또다른 레이아웃도로서, 모든 캐패시터가 하나의 강유전체막(F)을 공유하고 y축 방향으로 배열된 상부전극(TE1,TE2)이 다수의 하부전극(BE1,BE2,BE3,BE4)을 덮는 것은 제2실시예 및 제3실시예와 동일하고 강유전체막(F)상에 상부전극(TE1,TE2)을 접속시키기 위한 캐패시터콘택 (CAPC1,CPAC2,CPAC3,CAPC4)이 미리 독립적으로 구비된 것은 제3실시예와 동일하나, 플레이트라인(PL1,PL2)이 상부전극(TE1,TE2)의 일측 끝단에만 소정폭을 갖고 접속된 점이 제2실시예 및 제3실시예와 다르다.FIG. 9 is another layout diagram of the equivalent circuit of FIG. 5A, in which all capacitors share one ferroelectric film F, and the upper electrodes TE1 and TE2 arranged in the y-axis direction have a plurality of lower electrodes BE1, Covering BE2, BE3, BE4 is the same as in the second and third embodiments, and the capacitor contacts (CAPC1, CPAC2, CPAC3, CACP4) for connecting the upper electrodes TE1, TE2 on the ferroelectric film F. The first and second ones are the same as those in the third embodiment, except that the plate lines PL1 and PL2 are connected to only one end of the upper electrodes TE1 and TE2 with a predetermined width. Is different from

즉, 2개의 워드라인(WL1,WL2)과 2개의 비트라인(BL1,BL2)이 서로 교차하는 방향(예컨대, 워드라인을 y축 방향으로 배열하고 비트라인을 x축 방향으로 배열함)으로 배치되며, 워드라인(WL1,WL2) 사이에 비트라인(BL1,BL2)을 반도체기판(도시생략)과 콘택하기 위한 비트라인 콘택(BLC1,BLC2)이 배치되고, 하나의 워드라인(WL1)을 따라 평행하게 제1캐패시터모듈(CM1)이 배치되고, 다른 하나의 워드라인(WL2)을 따라 평행하게 제2캐패시터모듈(CM2)이 배치된다.That is, the two word lines WL1 and WL2 and the two bit lines BL1 and BL2 cross each other (for example, the word lines are arranged in the y-axis direction and the bit lines are arranged in the x-axis direction). Bit line contacts BLC1 and BLC2 for contacting the bit lines BL1 and BL2 with the semiconductor substrate (not shown) are disposed between the word lines WL1 and WL2, and along one word line WL1. The first capacitor module CM1 is disposed in parallel, and the second capacitor module CM2 is disposed in parallel along the other word line WL2.

여기서, 제1,2캐패시터모듈(CM1,CM2)은 워드라인들(WL1,WL2) 일측에 배치된 비트라인콘택들(BLC1,BLC2)과 접속되지 않도록 워드라인들의 타측에 배치된다.Here, the first and second capacitor modules CM1 and CM2 are disposed at the other side of the word lines so as not to be connected to the bit line contacts BLC1 and BLC2 disposed at one side of the word lines WL1 and WL2.

한편, 제1캐패시터모듈(CM1)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(SNC1,SNC2), 스토리지노드콘택(SNC1,SNC2)에 접속된 하부전극(BE1,BE2), 하부전극(BE1,BE2)들을 동시에 덮는 하나의 상부전극(TE1)으로 구성되며, 상부전극(TE1)과 강유전체막(F) 사이에 캐패시터콘택(CAPC1,CPAC2)이 배치되고, 상부전극(TE1)의 일측끝단에 하나의 플레이트라인(PL1)이 접속된다.On the other hand, the first capacitor module (CM1) is a lower electrode (BE1, BE2), the lower electrode connected to the storage node contacts (SNC1, SNC2), the storage node contacts (SNC1, SNC2) that are in contact with the semiconductor substrate (not shown) It consists of one upper electrode TE1 covering BE1 and BE2 at the same time, and capacitor contacts CACC1 and CPAC2 are disposed between the upper electrode TE1 and the ferroelectric film F, and one end of the upper electrode TE1 is disposed. One plate line PL1 is connected to it.

그리고, 제2캐패시터모듈(CM2)은 반도체기판(도시 생략)과 콘택되는 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4), 스토리지노드콘택(SNC3,SNC4)에 접속된 하부전극 (BE3,BE4), 하부전극(BE3,BE4)들을 동시에 덮는 하나의 상부전극(TE2)으로 구성되며, 상부전극(TE2)과 강유전체막(F) 사이에 캐패시터콘택(CAPC3,CPAC4)이 배치되고, 상부전극(TE2)의 일측끝단에 하나의 플레이트라인(PL2)이 접속된다.The second capacitor module CM2 includes a lower electrode BE3 and a BE4 and a lower electrode connected to the storage node contacts SNC3 and SNC4, the storage node contacts SNC3 and SNC4, which are in contact with the semiconductor substrate (not shown). Comprising one upper electrode (TE2) to cover the BE3, BE4 at the same time, the capacitor contacts (CAPC3, CPAC4) is disposed between the upper electrode (TE2) and the ferroelectric film (F), one end of the upper electrode (TE2) One plate line PL2 is connected to it.

상기한 제1캐패시터모듈(CM1) 및 제2캐패시터모듈(CM2)에 있어서, 각 캐패시터들은 하나의 강유전체막(F)을 공유한다.In the first capacitor module CM1 and the second capacitor module CM2, the capacitors share one ferroelectric film F.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 제4실시예에 따른 강유전체 메모리 소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.10A through 10D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a ferroelectric memory device according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 도 9의 y-y'선에 따른 단면도를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a cross-sectional view taken along the line y-y 'of FIG. 9 will be described.

도 10a에 도시된 바와 같이, 반도체기판(51)에 소자간 격리를 위한 필드산화막(52)을 형성하고, 반도체기판(51)상에 소정 거리를 두고 나란히 배열된 워드라인(53)을 형성한 후, 워드라인(53) 양측의 반도체기판(51)내에 이온주입공정을 통해 트랜지스터의 소스/드레인(54a,54b)을 형성한다.As shown in FIG. 10A, a field oxide film 52 is formed on the semiconductor substrate 51 for isolation between devices, and word lines 53 are arranged on the semiconductor substrate 51 and arranged side by side at a predetermined distance. Thereafter, source / drain 54a and 54b of the transistor are formed in the semiconductor substrate 51 on both sides of the word line 53 by an ion implantation process.

여기서, 소스/드레인(54a, 54b) 중 일측 소스/드레인(54a)은 후속 하나의 비트라인(BL1)에 접속되는 두 트랜지스터의 공통접합영역으로 작용한다(이하 '공통드레인'이라 약칭함). 따라서, 타측 소스/드레인(54b)은 각 트랜지스터의 소스(이하 '소스'라 약칭함)가 된다.Here, one source / drain 54a among the sources / drains 54a and 54b serves as a common junction region of two transistors connected to one subsequent bit line BL1 (hereinafter, abbreviated as 'common drain'). Therefore, the other source / drain 54b becomes a source (hereinafter, referred to as a 'source') of each transistor.

다음으로, 전술한 공정에 의해 형성된 트랜지스터를 포함한 전면에 제1층간절연막(55a)을 증착 및 평탄화한 후, 제1층간절연막(55a)을 선택적으로 식각하여 공통드레인(54a)을 노출시키는 제1콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 제1콘택홀에 텅스텐플러그(56)를 매립시킨다.Next, after depositing and planarizing the first interlayer insulating film 55a on the entire surface including the transistor formed by the above-described process, the first interlayer insulating film 55a is selectively etched to expose the common drain 54a. A contact hole (not shown) is formed, and the tungsten plug 56 is embedded in the first contact hole.

다음으로, 텅스텐플러그(56)가 매립된 제1층간절연막(55a)상에 비트라인을 형성하기 위한 제1전도막을 증착한 후, 제1전도막을 선택적으로 패터닝하여 텅스텐플러그(56)를 통해 공통드레인(54a)에 접속되는 비트라인(57)을 형성한다.Next, after depositing a first conductive film for forming a bit line on the first interlayer insulating film 55a in which the tungsten plug 56 is embedded, the first conductive film is selectively patterned to be common through the tungsten plug 56. A bit line 57 is formed to be connected to the drain 54a.

다음으로, 비트라인(57)을 포함한 제1층간절연막(55a)상에 제2층간절연막 (55b)을 증착 및 평탄화한 후, 제2층간절연막(55b)과 제1층간절연막(55a)을 순차적으로 식각하여 각 트랜지스터의 소스(54b)를 노출시키는 제2콘택홀(도시 생략)을 형성한다.Next, after depositing and planarizing the second interlayer insulating film 55b on the first interlayer insulating film 55a including the bit line 57, the second interlayer insulating film 55b and the first interlayer insulating film 55a are sequentially formed. Etching to form a second contact hole (not shown) exposing the source 54b of each transistor.

계속해서, 제2콘택홀을 포함한 전면에 폴리실리콘을 증착하고 에치백 공정을통해 제2콘택홀에 폴리실리콘플러그(58)을 부분 매립시킨 후, 폴리실리콘플러그(58)상에 티타늄실리사이드(59)를 형성한다.Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface including the second contact hole, and the polysilicon plug 58 is partially embedded in the second contact hole through an etch back process, and then titanium silicide 59 is deposited on the polysilicon plug 58. ).

여기서, 티타늄실리사이드(59)는 티타늄 증착 및 열처리를 통해 형성되며, 열처리후 미반응 티타늄을 제거하기 위한 식각공정이 이루어진다.Here, the titanium silicide 59 is formed through titanium deposition and heat treatment, and an etching process for removing unreacted titanium is performed after the heat treatment.

상술한 폴리실리콘플러그/티타늄실리사이드(58/59)는 트랜지스터의 소스(54b)에 모두 접속되며, 제2콘택홀에 부분 매립된 구조로 형성된다.The above-mentioned polysilicon plug / titanium silicide 58/59 is all connected to the source 54b of the transistor and is formed in a structure partially buried in the second contact hole.

다음으로, 티타늄실리사이드(59)를 포함한 전면에 배리어막인 티타늄질화막(TiN)(60)을 증착한 후, 에치백이나 화학적기계적연마를 통해 제2층간절연막(55b)상의 티타늄질화막을 제거하여 제2콘택홀에만 잔류시킨다.Next, after depositing a titanium nitride film (TiN) 60 as a barrier film on the entire surface including the titanium silicide 59, the titanium nitride film on the second interlayer insulating film 55b is removed by etch back or chemical mechanical polishing. 2 It is left only in the contact hole.

여기서, 티타늄질화막(60)은 후속 강유전체막의 열처리시에 산소가 하부전극을 통해 폴리실리콘플러그(58)로 확산하는 것을 방지하기 위한 배리어막으로서, 이러한 배리어막으로는 티타늄질화막(60)외에 TiAlN, TiSiN 및 이들의 복합물(예컨대, TiSiN/TiN)중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.Herein, the titanium nitride film 60 is a barrier film for preventing oxygen from diffusing into the polysilicon plug 58 through the lower electrode during the heat treatment of the subsequent ferroelectric film. The barrier film may include TiAlN, in addition to the titanium nitride film 60. Any one selected from TiSiN and composites thereof (eg TiSiN / TiN) can be used.

또한, 티타늄질화막(60)을 포함한 배리어막은 후속 하부전극 패터닝시 동시에 패터닝되어 하부전극과 그 폭이 동일할 수도 있다.In addition, the barrier layer including the titanium nitride layer 60 may be patterned at the same time during subsequent lower electrode patterning to have the same width as the lower electrode.

상술한 것처럼, 제2콘택홀에 매립되는 폴리실리콘플러그(58), 티타늄실리사이드(59) 및 티타늄질화막(60)의 적층막은 스토리지노드콘택이라고 일컫는다.As described above, the laminated film of the polysilicon plug 58, the titanium silicide 59, and the titanium nitride film 60 embedded in the second contact hole is referred to as a storage node contact.

다음으로, 제2층간절연막(55b)상에 하부전극을 형성하기 위한 제2전도막을 증착한 후, 제2전도막을 선택적으로 패터닝하여 스토리지노드콘택을 통해 트랜지스터의 소스(54b)에 접속되는 하부전극(61)을 형성한다.Next, after depositing a second conductive film for forming the lower electrode on the second interlayer insulating film 55b, the second conductive film is selectively patterned to be connected to the source electrode 54b of the transistor through the storage node contact. Form 61.

여기서, 하부전극(61)을 형성하는 제2전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하는데, 예를 들면, 이리듐, 이리듐산화물 및 백금의 순서로 적층된 적층막(Ir/IrOx/Pt)을 이용한다. 그리고, 이러한 하부전극(41)을 이루는 제2전도막은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.The second conductive layer forming the lower electrode 61 may include any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. For example, a laminated film (Ir / IrO x / Pt) laminated in the order of iridium, iridium oxide and platinum is used. The second conductive film constituting the lower electrode 41 is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and atomic layer deposition (ALD).

도 10b에 도시된 바와 같이, 하부전극(61)을 포함한 전면에 제3층간절연막(62)을 증착한 후, 하부전극(61)의 표면이 드러날때까지 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마 또는 에치백으로 평탄화하여 제3층간절연막(62)내에 하부전극(61)이 매립된 구조를 각각 형성한다.As shown in FIG. 10B, after depositing the third interlayer dielectric layer 62 on the entire surface including the lower electrode 61, the third interlayer dielectric layer 62 is chemically mechanically disposed until the surface of the lower electrode 61 is exposed. Planarization is performed by polishing or etch back to form a structure in which the lower electrode 61 is embedded in the third interlayer insulating film 62, respectively.

예컨대, 제3층간절연막(62)을 화학적기계적연마하는 경우에는 하부전극(61)의 상측 표면의 손실이 미미하며, 셀영역의 경우 셀간 거리가 짧아 넓은 영역에서 손실에 의해 움푹 패이는 디싱 현상도 적기 때문에 평탄화가 가능하다.For example, in the case of chemical mechanical polishing of the third interlayer insulating layer 62, the loss of the upper surface of the lower electrode 61 is insignificant, and in the case of the cell region, the dishing phenomenon that is pitted by the loss in a wide region is also short. Because it is small, flattening is possible.

그리고, 하부전극(61)을 제3층간절연막(62)내에 매립시키는 다른 방법으로는, 먼저 제3층간절연막(62)을 형성한 후 제3층간절연막(62)을 선택적으로 식각하여 하부전극(61)이 형성될 부분을 노출시키고, 전면에 제2전도막을 증착한 후 에치백이나 화학적기계적연마하여 이루어질 수 있다.As another method of embedding the lower electrode 61 in the third interlayer insulating film 62, first, the third interlayer insulating film 62 is formed, and then the third interlayer insulating film 62 is selectively etched to form the lower electrode ( 61) may be formed by exposing a portion to be formed, depositing a second conductive film on the entire surface, and then etching back or chemical mechanical polishing.

한편, 제3층간절연막(62)으로는 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 이용하며, 제1,2층간절연막(55a, 55b)도 제3층간절연막(62)에 적용된 절연물을 이용할 수 있다.Meanwhile, the third interlayer insulating layer 62 may be any one selected from silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG, silicon nitride based nitrides, and composite structures thereof, and the first and second interlayer insulating films 55a and 55b. ) May also use an insulator applied to the third interlayer insulating film 62.

도 10c에 도시된 바와 같이, 평탄화된 제3층간절연막(62)상에 강유전체막(63)을 증착한다. 여기서, 강유전체막(63)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 스핀코팅 및 LSMCD법 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.As shown in FIG. 10C, a ferroelectric film 63 is deposited on the planarized third interlayer insulating film 62. Here, the ferroelectric film 63 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, perovskite-structured ferroelectric film and layered perovskite-structured ferroelectric film. It includes any one selected, and is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), spin coating and LSMCD method.

다음으로, 강유전체막(63)상에 제4층간절연막(65)과 접착층(68)을 차례로 형성한 후, 접착층(68)과 제4층간절연막(65)을 선택적으로 식각하여 강유전체막(63)의 소정 표면을 노출시키는 캐패시터콘택(CAPC)을 위한 콘택홀(69)을 형성한다.Next, after the fourth interlayer insulating film 65 and the adhesive layer 68 are sequentially formed on the ferroelectric film 63, the adhesive layer 68 and the fourth interlayer insulating film 65 are selectively etched to form the ferroelectric film 63. A contact hole 69 is formed for a capacitor contact (CAPC) exposing a predetermined surface of the capacitor.

여기서, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69)은 후속 상부전극과 강유전체막(63)이 콘택될 부분이며, 접착층(68)으로는 TiO2, Al2O3를 이용한다.Here, the contact hole 69 for the capacitor contact is a portion where the next upper electrode and the ferroelectric layer 63 are to be contacted, and TiO 2 and Al 2 O 3 are used as the adhesive layer 68.

한편, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69) 형성시, 제4층간절연막(65)과 접착층(68)의 식각은 습식식각을 하는데, 이는 플라즈마를 이용한 건식식각시 강유전체막(63)이 열화되는 것을 방지하기 위함이다.On the other hand, when forming the contact hole 69 for the capacitor contact, the etching of the fourth interlayer insulating film 65 and the adhesive layer 68 is wet etching, which means that the ferroelectric film 63 is degraded during dry etching using plasma. This is to prevent.

도 10d에 도시된 바와 같이, 캐패시터콘택을 위한 콘택홀(69)을 포함한 전면에 상부전극을 형성하기 위한 제3전도막을 증착한 후, 제3전도막을 선택적으로 식각하여 상부전극(64)을 형성한다.As shown in FIG. 10D, after depositing a third conductive film for forming the upper electrode on the front surface including the contact hole 69 for the capacitor contact, the third conductive film is selectively etched to form the upper electrode 64. do.

이 때, 상부전극(64)은 하부전극(61)과 그 크기가 같거나 더 크며 비트라인과 교차하는 방향으로 배열된다.At this time, the upper electrode 64 is the same as or larger than the lower electrode 61 and arranged in a direction crossing the bit line.

여기서, 상부전극(64)은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법으로 증착된다.Here, the upper electrode 64 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. CVD), physical vapor deposition (PVD) and atomic layer deposition (ALD).

다음으로, 도 10e에 도시된 바와 같이, 상부전극(64)을 포함한 전면에 플레이트라인(PL)을 형성하기 위한 금속막을 증착한 후, 상부전극(64)의 일측 끝단에만 플레이트라인(67)을 잔류시킨다.Next, as shown in FIG. 10E, after depositing a metal film for forming the plate line PL on the front surface including the upper electrode 64, the plate line 67 is formed only at one end of the upper electrode 64. Remain.

도 10e는 도 10d의 x-x'선에 따른 단면도로서, 플레이트라인(67)은 다수의 하부전극(61)을 덮는 상부전극(64)의 일측 끝단에만 접속되고, 각 하부전극(61)에 접속된 폴리실리콘플러그(52)들은 필드산화막(52)에 의해 서로 격리되므로써 각 하부전극(61)을 격리시키고 있다.FIG. 10E is a cross-sectional view taken along the line XX 'of FIG. 10D, and the plate line 67 is connected to only one end of the upper electrode 64 covering the plurality of lower electrodes 61, and is connected to each lower electrode 61. The connected polysilicon plugs 52 are isolated from each other by the field oxide film 52 to isolate each lower electrode 61.

한편, 플레이트라인(67)은 TiN/Ti/Al/TiN의 순서로 적층된 금속막을 이용한다.On the other hand, the plate line 67 uses a metal film laminated in the order of TiN / Ti / Al / TiN.

상술한 제4실시예는 제3실시예에 따른 효과외에 상부전극(64)과 플레이트라인(67)을 동시에 패터닝하지 않고, 상부전극(64)만을 패터닝하여 플레이트라인으로 사용하기 위해, 상부전극(64)의 끝단에만 플레이트라인(67)을 형성하면 되므로 플레이트라인(67) 중의 티타늄이 강유전체막(63)으로 확산되어 강유전특성을 열화시키는 것을 방지하며, 캐패시터 콘택을 다소 크게 형성하더라도 전체 셀면적에 부담이 미미하므로 여기에 플레이트라인을 매립하여 콘택저항을 확보하는데도 용이하다.In the above-described fourth embodiment, the upper electrode 64 and the plate line 67 are not simultaneously patterned in addition to the effects of the third embodiment, and only the upper electrode 64 is patterned to be used as the plate line. Since the plate line 67 only needs to be formed at the end of 64, titanium in the plate line 67 is prevented from diffusing into the ferroelectric film 63 and deteriorating the ferroelectric properties. Since the burden is minimal, it is easy to secure contact resistance by embedding plate lines there.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 제5실시예에 따른 강유전체메모리소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도로서, 제3실시예와 동일한 등가회로 및 레이아웃을 갖는다. 차이점이 있다면, 캐패시터콘택이 상부전극과 플레이트라인 사이에 구성된 점이다.11A to 11D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the ferroelectric memory device according to the fifth embodiment of the present invention, and have the same equivalent circuit and layout as those of the third embodiment. The difference is that the capacitor contacts are configured between the top electrode and the plate line.

도 11a에 도시된 바와 같이, 셀영역(Ⅰ)과 주변회로영역(Ⅱ)이 정의된 반도체기판(71)에 소자간 격리를 위한 필드산화막(72)을 형성하고, 반도체기판(71)상의 셀영역(Ⅰ)에 소정 거리를 두고 나란히 배열된 워드라인(73)을 형성한 후, 워드라인(73) 양측의 반도체기판(81)내에 이온주입공정을 통해 트랜지스터의 소스/드레인(74a,74b,74c)을 형성한다.As shown in FIG. 11A, a field oxide film 72 is formed on the semiconductor substrate 71 in which the cell region I and the peripheral circuit region II are defined, for isolation between devices, and the cell on the semiconductor substrate 71 is formed. After forming the word lines 73 arranged side by side at a predetermined distance in the region I, the source / drains 74a, 74b of the transistor are formed through an ion implantation process in the semiconductor substrate 81 on both sides of the word line 73. 74c).

여기서, 소스/드레인(74a, 74b, 74c) 중 일측 소스/드레인(74a)은 후속 셀영역의 비트라인(BL1)에 접속되는 두 트랜지스터의 공통접합영역으로 작용한다(이하 '공통드레인'이라 약칭함). 따라서, 타측 소스/드레인(74b)은 각 트랜지스터의 소스(이하 '소스'라 약칭함)가 되고, 주변회로영역(Ⅱ)에 형성된 소스/드레인(74c)은 후속 주변회로영역(Ⅱ)의 비트라인(BLp)이 접속될 부분이다.Here, one source / drain 74a among the sources / drains 74a, 74b, and 74c serves as a common junction region of two transistors connected to the bit line BL1 of a subsequent cell region (hereinafter, referred to as 'common drain'). box). Accordingly, the other source / drain 74b becomes a source (hereinafter, abbreviated as 'source') of each transistor, and the source / drain 74c formed in the peripheral circuit region II is a bit of the subsequent peripheral circuit region II. The line BL p is to be connected.

다음으로, 전술한 공정에 의해 형성된 트랜지스터를 포함한 전면에 제1층간절연막(75a)을 증착 및 평탄화한 후, 제1층간절연막(75a)을 선택적으로 식각하여 공통드레인(74a)과 주변회로영역(Ⅱ)의 소스/드레인(74c)을 노출시키는 제1콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 제1콘택홀에 텅스텐플러그(76)를 매립시킨다.Next, after depositing and planarizing the first interlayer insulating film 75a on the entire surface including the transistor formed by the above-described process, the first interlayer insulating film 75a is selectively etched to form the common drain 74a and the peripheral circuit region ( A first contact hole (not shown) exposing the source / drain 74c of II) is formed, and a tungsten plug 76 is embedded in the first contact hole.

다음으로, 텅스텐플러그(76b)가 매립된 제1층간절연막(75a)상에 비트라인을형성하기 위한 제1전도막을 증착한 후, 제1전도막을 선택적으로 패터닝하여 텅스텐플러그(76)를 통해 공통드레인(74a)과 소스/드레인(74c)에 접속되는 비트라인(77)을 형성한다.Next, after depositing a first conductive film for forming a bit line on the first interlayer insulating film 75a in which the tungsten plug 76b is embedded, the first conductive film is selectively patterned to be common through the tungsten plug 76. The bit line 77 connected to the drain 74a and the source / drain 74c is formed.

다음으로, 비트라인(77)을 포함한 제1층간절연막(75a)상에 제2층간절연막(75b)을 증착 및 평탄화한 후, 제2층간절연막(75b)과 제1층간절연막(75a)을 순차적으로 식각하여 각 트랜지스터의 소스(74b)를 노출시키는 제2콘택홀(도시 생략)을 형성한다.Next, after depositing and planarizing the second interlayer insulating film 75b on the first interlayer insulating film 75a including the bit line 77, the second interlayer insulating film 75b and the first interlayer insulating film 75a are sequentially formed. Etching to form a second contact hole (not shown) exposing the source 74b of each transistor.

계속해서, 제2콘택홀을 포함한 전면에 폴리실리콘을 증착하고 에치백 공정을 통해 제2콘택홀에 폴리실리콘플러그(78)을 부분 매립시킨 후, 폴리실리콘플러그(78)상에 티타늄실리사이드(79)를 형성한다.Subsequently, polysilicon is deposited on the entire surface including the second contact hole, and the polysilicon plug 78 is partially embedded in the second contact hole through an etch back process, and then titanium silicide 79 is deposited on the polysilicon plug 78. ).

여기서, 티타늄실리사이드(79)는 티타늄 증착 및 열처리를 통해 형성되며, 열처리후 미반응 티타늄을 제거하기 위한 식각공정이 이루어진다.Here, the titanium silicide 79 is formed through titanium deposition and heat treatment, and an etching process for removing unreacted titanium is performed after the heat treatment.

상술한 폴리실리콘플러그/티타늄실리사이드(78/79)는 트랜지스터의 소스(74b)에 모두 접속되며, 제2콘택홀에 부분 매립된 구조로 형성된다.The above-mentioned polysilicon plug / titanium silicide 78/79 is all connected to the source 74b of the transistor, and is formed in a structure partially buried in the second contact hole.

다음으로, 티타늄실리사이드(79)를 포함한 전면에 배리어막인 티타늄질화막(TiN)(80)을 증착한 후, 에치백이나 화학적기계적연마를 통해 제2층간절연막(75b)상의 티타늄질화막을 제거하여 제2콘택홀에만 잔류시킨다.Next, after depositing a titanium nitride film (TiN) 80 as a barrier film on the entire surface including the titanium silicide 79, the titanium nitride film on the second interlayer insulating film 75b is removed by etching back or chemical mechanical polishing. 2 It is left only in the contact hole.

여기서, 티타늄질화막(80)은 후속 강유전체막의 열처리시에 산소가 하부전극을 통해 폴리실리콘플러그(78)로 확산하는 것을 방지하기 위한 배리어막으로서, 이러한 배리어막으로는 티타늄질화막(80)외에 TiAlN, TiSiN 및 이들의 복합물(예컨대, TiSiN/TiN)중에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.Here, the titanium nitride film 80 is a barrier film for preventing oxygen from diffusing into the polysilicon plug 78 through the lower electrode during the heat treatment of the subsequent ferroelectric film. Such a barrier film may include TiAlN, in addition to the titanium nitride film 80. Any one selected from TiSiN and composites thereof (eg TiSiN / TiN) can be used.

또한, 티타늄질화막(80)을 포함한 배리어막은 후속 하부전극 패터닝시 동시에 패터닝되어 하부전극과 그 폭이 동일할 수도 있다.In addition, the barrier layer including the titanium nitride layer 80 may be patterned at the same time during subsequent lower electrode patterning to have the same width as the lower electrode.

상술한 것처럼, 제2콘택홀에 매립되는 폴리실리콘플러그(78), 티타늄실리사이드(79) 및 티타늄질화막(80)의 적층막은 스토리지노드콘택(SNC)이라고 일컫는다.As described above, the laminated film of the polysilicon plug 78, the titanium silicide 79, and the titanium nitride film 80 embedded in the second contact hole is referred to as a storage node contact (SNC).

다음으로, 제2층간절연막(75b)상에 하부전극을 형성하기 위한 제2전도막을 증착한 후, 제2전도막을 선택적으로 패터닝하여 스토리지노드콘택(SNC)을 통해 트랜지스터의 소스(74b)에 접속되는 하부전극(81)을 형성한다.Next, after depositing a second conductive film for forming the lower electrode on the second interlayer insulating film 75b, the second conductive film is selectively patterned and connected to the source 74b of the transistor through the storage node contact (SNC). The lower electrode 81 is formed.

여기서, 하부전극(81)을 형성하는 제2전도막은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하는데, 예를 들면, 이리듐, 이리듐산화물 및 백금의 순서로 적층된 적층막(Ir/IrOx/Pt)을 이용한다. 그리고, 이러한 하부전극(41)을 이루는 제2전도막은 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.Here, the second conductive film forming the lower electrode 81 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. For example, a laminated film (Ir / IrO x / Pt) laminated in the order of iridium, iridium oxide and platinum is used. The second conductive film constituting the lower electrode 41 is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and atomic layer deposition (ALD).

도 11b에 도시된 바와 같이, 하부전극(81)을 포함한 전면에 제3층간절연막(82)을 증착한 후, 하부전극(81)의 표면이 드러날때까지 제3층간절연막(82)을 화학적기계적연마 또는 에치백으로 평탄화하여 제3층간절연막(82)내에 하부전극(81)이 매립된 구조를 각각 형성한다.As shown in FIG. 11B, after the third interlayer insulating film 82 is deposited on the entire surface including the lower electrode 81, the third interlayer insulating film 82 is chemically mechanically disposed until the surface of the lower electrode 81 is exposed. Planarization is performed by polishing or etch back to form a structure in which the lower electrode 81 is embedded in the third interlayer insulating film 82, respectively.

여기서, 하부전극(81)을 제3층간절연막(82)내에 매립시키는 다른 방법으로는, 먼저 제3층간절연막(82)을 형성한 후 제3층간절연막(82)을 선택적으로 식각하여 하부전극(81)이 형성될 부분을 노출시키고, 전면에 제2전도막을 증착한 후 에치백이나 화학적기계적연마하여 이루어질 수 있다.Here, as another method of embedding the lower electrode 81 in the third interlayer insulating film 82, first the third interlayer insulating film 82 is formed, and then the third interlayer insulating film 82 is selectively etched to form the lower electrode ( 81) may be formed by exposing a portion to be formed, depositing a second conductive film on the entire surface, and then etching back or chemical mechanical polishing.

한편, 제3층간절연막(82)으로는 TEOS, PSG, BPSG 등의 실리콘산화막계 산화물, 실리콘질화막계 질화물 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 이용하며, 제1,2층간절연막(75a, 75b)도 제3층간절연막(82)에 적용된 절연물을 이용할 수 있다.Meanwhile, the third interlayer insulating film 82 may be any one selected from silicon oxide based oxides such as TEOS, PSG, and BPSG, silicon nitride based nitrides, and composite structures thereof, and the first and second interlayer insulating films 75a and 75b. ) May also use an insulator applied to the third interlayer insulating film 82.

도 11c에 도시된 바와 같이, 평탄화된 제3층간절연막(82)상에 강유전체막(83)을 증착한 후, 주변회로영역(Ⅱ)에 형성된 부분만을 선택적으로 제거하여 셀영역(Ⅰ)에만 강유전체막(83)을 잔류시킨다.As shown in FIG. 11C, after the ferroelectric film 83 is deposited on the planarized third interlayer insulating film 82, only the portions formed in the peripheral circuit region II are selectively removed to ferroelectric only in the cell region I. The film 83 is left.

여기서, 강유전체막(83)은 SBT, BLT, PZT, 불순물이 첨가되거나 조성이 변조된 도핑 SBT, 도핑 BLT, 도핑 PZT, 페로브스카이트 구조의 강유전체막 및 층상 페로브스카이트 구조의 강유전체막 중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 스핀코팅 및 LSMCD법 중에서 선택된 하나의 증착법을 통해 증착된다.Here, the ferroelectric film 83 is composed of SBT, BLT, PZT, doped SBT, doped BLT, doped PZT, doped PZT, perovskite structure and ferroelectric film having a layered perovskite structure. It includes any one selected, and is deposited by one deposition method selected from chemical vapor deposition (CVD), spin coating and LSMCD method.

다음으로, 강유전체막(83)을 포함한 전면에 상부전극(TE)을 형성하기 위한 제3전도막을 증착한 후, 제3전도막을 선택적으로 패터닝하여 강유전체막(83)을 사이에 두고 하부전극(81)과 캐패시터를 이루는 상부전극(84)을 형성한다.Next, after depositing a third conductive film for forming the upper electrode TE on the entire surface including the ferroelectric film 83, the third conductive film is selectively patterned to sandwich the lower electrode 81 with the ferroelectric film 83 therebetween. ) And an upper electrode 84 forming a capacitor.

다음으로, 상부전극(84)을 포함한 전면에 제4층간절연막(85)을 증착한다.Next, a fourth interlayer insulating film 85 is deposited on the entire surface including the upper electrode 84.

여기서, 상부전극(84)은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 이리듐산화물(IrOx), 루테늄(Ru), Re, Rh 및 이들의 복합구조물중에서 선택된 어느 하나를 포함하며, 화학기상증착법(CVD), 물리기상증착법(PVD) 및 원자층증착법(ALD) 중에서 선택된 하나의 증착법으로 증착된다.Here, the upper electrode 84 includes any one selected from platinum (Pt), iridium (Ir), iridium oxide (IrO x ), ruthenium (Ru), Re, Rh, and a composite structure thereof. CVD), physical vapor deposition (PVD) and atomic layer deposition (ALD).

도 11d에 도시된 바와 같이, 제4층간절연막(85)을 증착한 후, 플레이트라인을 접속시키기 위한 콘택식각을 실시하는데, 먼저 셀영역(Ⅰ)의 제4층간절연막(85)만을 선택적으로 식각하여 상부전극(84)의 소정 표면을 노출시키는 캐패시터콘택홀을 형성한 후, 주변회로영역(Ⅱ)의 제4층간절연막(84), 제3층간절연막(82) 및 제2층간절연막(75b)을 선택적으로 식각하여 비트라인(77)의 소정 표면을 노출시키는 금속배선용 콘택홀을 형성한다.As shown in FIG. 11D, after the fourth interlayer dielectric layer 85 is deposited, contact etching is performed to connect the plate lines. First, only the fourth interlayer dielectric layer 85 of the cell region I is selectively etched. After the capacitor contact hole is formed to expose a predetermined surface of the upper electrode 84, the fourth interlayer insulating film 84, the third interlayer insulating film 82, and the second interlayer insulating film 75b of the peripheral circuit region II are formed. Is selectively etched to form a metallization contact hole exposing a predetermined surface of the bit line 77.

한편, 금속배선용 콘택홀은 캐패시터콘택홀 형성시 동시에 형성될 수 있다.Meanwhile, the metallization contact hole may be simultaneously formed when forming the capacitor contact hole.

계속해서, 캐패시터콘택홀 및 금속배선용 콘택홀을 포함한 전면에 확산배리어막(86)을 증착한 후, 캐패시터콘택홀에만 잔류하도록 확산배리어막(86)을 선택적으로 패터닝한다.Subsequently, after the diffusion barrier film 86 is deposited on the entire surface including the capacitor contact hole and the metal wiring contact hole, the diffusion barrier film 86 is selectively patterned so as to remain only in the capacitor contact hole.

여기서, 확산배리어막(86)으로는 TiN, Ti 및 Ti/TiN 중에서 선택된 하나를 이용한다.Here, as the diffusion barrier film 86, one selected from TiN, Ti, and Ti / TiN is used.

다음으로, 확산배리어막(86)을 포함한 전면에 금속배선을 형성하기 위한 금속막을 증착한 후, 금속막을 선택적으로 패터닝하여 상부전극(84)에 접속되는 플레이트라인(PL, 87)을 형성함과 동시에 주변회로영역(Ⅱ)의 금속배선(88)을 형성한다.Next, after depositing a metal film for forming metal wiring on the entire surface including the diffusion barrier film 86, the metal film is selectively patterned to form plate lines PL and 87 connected to the upper electrode 84. At the same time, the metal wiring 88 of the peripheral circuit region II is formed.

상술한 제5실시예는 셀영역(Ⅰ)에서 강유전체막(83)을 식각하지 않으므로 강유전체막(83)의 식각에 따른 열화를 억제하고, 상부전극(84)과 하부전극(81)의 크기를 동일하게 패터닝할 수 있어 주어진 캐패시터의 크기내에서 더 많은 전하를 사용한다.Since the ferroelectric layer 83 is not etched in the cell region I, the fifth embodiment suppresses deterioration due to the etching of the ferroelectric layer 83 and reduces the size of the upper electrode 84 and the lower electrode 81. The same patterning allows for more charge within a given capacitor size.

그리고, 주변회로영역(Ⅱ)에 강유전체막(83)이 잔류하지 않아 후속 주변회로영역(Ⅱ)에서의 금속배선용 콘택홀 형성을 위한 식각 공정이 용이하다. 즉, 층간절연막들만 잔류하므로 상대적으로 강유전체막이 잔류할 경우보다 식각을 하나의 단계로 실시할 수 있다.In addition, since the ferroelectric film 83 does not remain in the peripheral circuit region II, an etching process for forming a contact hole for metal wiring in the subsequent peripheral circuit region II is easy. That is, since only the interlayer insulating films remain, the etching may be performed in one step than when the ferroelectric film remains relatively.

상술한 실시예에서는 강유전체막을 이용하는 FeRAM셀에 대해 설명하였으나, 다른 실시예로서 BST, Ta2O5와 같은 고유전체를 이용하는 DRAM에도 적용할 수 있다.In the above-described embodiment, the FeRAM cell using the ferroelectric film has been described, but as another embodiment, the present invention can also be applied to DRAM using a high dielectric material such as BST and Ta 2 O 5 .

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같은 본 발명은 강유전체막을 패터닝하지 않으므로 상하부전극간 단락의 위험없이 상하부전극의 크기를 같게 할 수 있어 캐패시터에 저장할 수 있는 전하량을 증대시킬 수 있을뿐만 아니라, 강유전체막의 식각과정에서 발생하는 강유전특성의 열화를 방지할 수 있어 공정상의 안정성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above does not pattern the ferroelectric film, so that the size of the upper and lower electrodes can be the same without the risk of short circuit between the upper and lower electrodes, thereby increasing the amount of charge that can be stored in the capacitor, and the ferroelectric generated during the etching process of the ferroelectric film. Deterioration of the characteristics can be prevented, and thus the stability of the process can be improved.

그리고, 캐패시터에 의한 단차를 줄일 수 있어 마스크작업시의 부담을 줄이고 평탄화의 어려움을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the step difference caused by the capacitor can be reduced, thereby reducing the burden on the masking operation and improving the difficulty of flattening.

또한, 상부전극과 플레이트라인간의 콘택이 없는 구조를 구현할 때 플레이트라인과 하부전극간의 단락 위험을 막을 수 있다.In addition, when a structure without contact between the upper electrode and the plate line is implemented, a short circuit risk between the plate line and the lower electrode may be prevented.

또한, 종래의 레이아웃을 그대로 사용하면서 공정만 바꾸어 적용이 가능하며, 레티클의 수를 줄일 수 있고, 하부전극을 감싸는 절연막으로서 실리콘질화막을 사용하면 하부전극과 플러그간 스토리지노드 콘택저항 증가를 억제할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to apply only by changing the process while using the conventional layout, and to reduce the number of reticles, and to increase the storage node contact resistance between the lower electrode and the plug by using a silicon nitride film as an insulating film surrounding the lower electrode. It has an effect.

또한, 각각의 캐패시터에 캐패시터콘택을 형성하지 않고 플레이트라인의 일측 끝단에만 캐패시터콘택을 형성할 수 있어 셀면적 축소시에 각각의 캐패시터에 콘택을 형성하는 어려움을 피할 수 있는 등 공정을 단순화시키는 효과가 있다.In addition, it is possible to form a capacitor contact only at one end of the plate line without forming a capacitor contact in each capacitor, thereby simplifying the process of avoiding the difficulty of forming a contact in each capacitor when the cell area is reduced. have.

Claims (14)

셀영역과 주변회로영역이 정의된 기판;A substrate in which a cell region and a peripheral circuit region are defined; 상기 셀영역 상부에 형성된 다수의 하부전극;A plurality of lower electrodes formed on the cell region; 상기 다수의 하부전극을 서로 절연시키며 상기 다수의 하부전극의 표면과 평탄화를 이루는 표면을 갖고 상기 기판의 전영역에 걸쳐 형성된 제1절연물;A first insulator which insulates the plurality of lower electrodes from each other and has a surface that is planarized with the surfaces of the plurality of lower electrodes and formed over the entire area of the substrate; 상기 다수의 하부전극을 포함한 상기 제1절연물을 덮되, 상기 셀영역상에만 형성된 강유전체막; 및A ferroelectric film covering the first insulator including the plurality of lower electrodes and formed only on the cell region; And 적어도 상기 다수의 하부전극보다 큰 크기를 갖고 일방향으로는 상기 다수의 하부전극에 각각 대향하며 타방향으로는 각각이 상기 다수의 하부전극에 공통으로 대향하는 상기 강유전체막상의 다수의 상부전극A plurality of upper electrodes on the ferroelectric film, each having a size larger than at least the plurality of lower electrodes and opposing the plurality of lower electrodes in one direction and respectively facing the plurality of lower electrodes in the other direction 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.A ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 하부전극에 대향하는 상기 다수의 상부전극의 소정 부분을 노출시키는 다수의 콘택홀을 갖고 상기 다수의 상부전극을 포함한 전영역에 형성된 제2절연물; 및A second insulator having a plurality of contact holes exposing predetermined portions of the plurality of upper electrodes facing the plurality of lower electrodes and formed in an entire area including the plurality of upper electrodes; And 상기 제2절연물의 다수의 콘택홀을 통해 상기 다수의 상부전극을 동시에 접속시키는 하나의 플레이트라인을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.And a plate line for simultaneously connecting the plurality of upper electrodes through the plurality of contact holes of the second insulator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 상부전극 각각의 일측 끝단을 노출시키는 하나의 콘택홀을 갖고 상기 다수의 상부전극을 포함한 전영역을 덮는 제2절연물; 및A second insulator having one contact hole exposing one end of each of the plurality of upper electrodes and covering an entire area including the plurality of upper electrodes; And 상기 제2절연물의 콘택홀을 통해 상기 다수의 상부전극 각각에 오버랩되면서 연결된 다수의 플레이트라인A plurality of plate lines connected to each of the plurality of upper electrodes through contact holes of the second insulator; 을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.A ferroelectric memory device, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 상부전극상에 상기 다수의 상부전극과 동일한 폭으로 적층되어 제1적층막을 이루는 다수의 플레이트라인; 및A plurality of plate lines stacked on the plurality of upper electrodes with the same width as the plurality of upper electrodes to form a first stacked film; And 상기 제1적층막을 서로 절연시키는 제2절연물과 접착층의 제2적층막A second insulating film and a second insulating film of the adhesive layer to insulate the first laminated film from each other 을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.A ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 상부전극 각각은 타방향으로 상기 다수의 하부전극을 공통으로 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장된 제2부분을 갖는 것을 특징으로 하는강유전체 메모리 소자.And each of the plurality of upper electrodes has a first portion commonly covering the plurality of lower electrodes in the other direction and a second portion extending from the first portion. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 다수의 상부전극 각각은 상기 제2부분의 소정 표면을 오픈시키는 콘택홀을 갖고 상기 다수의 상부전극을 덮는 제2절연물; 및Each of the plurality of upper electrodes includes a second insulator having a contact hole for opening a predetermined surface of the second portion and covering the plurality of upper electrodes; And 상기 콘택홀을 통해 상기 다수의 상부전극 각각에 콘택되면서 상기 제2부분보다 작은 크기를 갖는 플레이트라인A plate line having a smaller size than the second portion while being in contact with each of the plurality of upper electrodes through the contact hole 을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.A ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 다수의 상부전극 각각은 상기 강유전체막의 소정 표면을 노출시키는 콘택홀을 갖는 제2절연물과 접착층의 순서로 적층된 제2적층막의 상기 콘택홀을 통해 상기 강유전체막에 접속되면서 상기 제2적층막의 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.Each of the plurality of upper electrodes is connected to the ferroelectric layer through the contact holes of the second insulator layer stacked in the order of a second insulator and an adhesive layer having a contact hole exposing a predetermined surface of the ferroelectric layer and the front surface of the second laminate layer. A ferroelectric memory device, characterized in that formed in. 제4항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 4 or 7, 상기 접착층은 TiO2및 Al2O3중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자.The adhesive layer is a ferroelectric memory device, characterized in that one selected from TiO 2 and Al 2 O 3 . 셀영역과 주변회로영역이 정의된 기판의 상기 셀영역 상부에 다수의 하부전극을 형성하는 단계;Forming a plurality of lower electrodes on the cell region of the substrate where a cell region and a peripheral circuit region are defined; 상기 다수의 하부전극을 포함한 전면에 제1절연물을 형성하는 단계;Forming a first insulator on the front surface including the plurality of lower electrodes; 상기 제1절연물을 평탄화시켜 상기 다수의 하부전극의 표면을 노출시키는 단계;Planarizing the first insulator to expose surfaces of the plurality of lower electrodes; 상기 다수의 하부전극을 포함한 상기 제1절연물상에 강유전체막을 형성하는 단계;Forming a ferroelectric film on the first insulator including the plurality of lower electrodes; 상기 강유전체막을 선택적으로 식각하여 상기 셀영역에만 잔류시키는 단계; 및Selectively etching the ferroelectric film and remaining only in the cell region; And 상기 잔류하는 강유전체막상에 적어도 상기 다수의 하부전극보다 큰 크기를 갖고 일방향으로는 상기 다수의 하부전극에 각각 대향하며 타방향으로는 각각이 상기 다수의 하부전극에 공통으로 대향하는 다수의 상부전극을 형성하는 단계On the remaining ferroelectric film, a plurality of upper electrodes having a size larger than at least the plurality of lower electrodes and opposing the plurality of lower electrodes in one direction and respectively opposed to the plurality of lower electrodes in the other direction Forming steps 을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.Method of manufacturing a ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 다수의 하부전극의 표면을 노출시키는 단계는,Exposing the surfaces of the plurality of lower electrodes, 상기 제1절연물을 화학적기계적연마 또는 에치백하여 이루어짐을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a ferroelectric memory device, characterized in that the first insulating material is made by chemical mechanical polishing or etch back. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 타방향으로 상기 다수의 하부전극에 공통으로 대향하는 다수의 상부전극을 형성하는 단계에서,In the step of forming a plurality of upper electrodes commonly opposed to the plurality of lower electrodes in the other direction, 상기 다수의 상부전극 각각은 상기 강유전체막상에 상기 다수의 하부전극을 공통으로 덮는 제1부분과 상기 제1부분으로부터 연장된 제2부분을 가지며 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.And each of the plurality of upper electrodes is formed on the ferroelectric film with a first portion commonly covering the plurality of lower electrodes and a second portion extending from the first portion. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 다수의 상부전극을 포함한 전면에 제2절연물을 형성하는 단계;Forming a second insulator on the front surface including the plurality of upper electrodes; 상기 제2절연물을 선택적으로 식각하여 상기 다수의 상부전극 각각의 상기 제2부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및Selectively etching the second insulator to form a contact hole exposing the second portion of each of the plurality of upper electrodes; And 상기 제2절연물상에 상기 콘택홀에 의해 노출된 상기 제2부분에 콘택되면서 상기 다수의 상부전극 각각에 오버랩되는 다수의 플레이트라인을 형성하는 단계Forming a plurality of plate lines overlapping each of the plurality of upper electrodes while contacting the second portion exposed by the contact hole on the second insulator. 을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.Method of manufacturing a ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 다수의 상부전극을 포함한 전면에 제2절연물을 형성하는 단계;Forming a second insulator on the front surface including the plurality of upper electrodes; 상기 제2절연물을 선택적으로 식각하여 상기 다수의 상부전극 각각의 상기 제2부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및Selectively etching the second insulator to form a contact hole exposing the second portion of each of the plurality of upper electrodes; And 상기 제2절연물상에 상기 콘택홀에 의해 노출된 상기 제2부분에 콘택되면서 상기 제2부분보다 작은 크기를 갖는 다수의 플레이트라인을 형성하는 단계Forming a plurality of plate lines having a smaller size than the second portion while being in contact with the second portion exposed by the contact hole on the second insulator. 을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.Method of manufacturing a ferroelectric memory device, characterized in that it comprises a. 제12항 또는 제13항에 있어서,The method according to claim 12 or 13, 상기 제2절연물은 상기 다수의 상부전극에 접착되는 접착층을 포함함을 특징으로 하는 강유전체 메모리 소자의 제조 방법.And the second insulating material includes an adhesive layer adhered to the plurality of upper electrodes.
KR10-2001-0088713A 2001-09-14 2001-12-31 Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same KR100427040B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/242,417 US6773929B2 (en) 2001-09-14 2002-09-13 Ferroelectric memory device and method for manufacturing the same
US10/848,113 US6927437B2 (en) 2001-09-14 2004-05-19 Ferroelectric memory device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20010056829 2001-09-14
KR1020010056829 2001-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030023844A true KR20030023844A (en) 2003-03-20
KR100427040B1 KR100427040B1 (en) 2004-04-14

Family

ID=27724059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0088713A KR100427040B1 (en) 2001-09-14 2001-12-31 Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100427040B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7045071B2 (en) 2002-12-30 2006-05-16 Hynix Semiconductor Inc. Method for fabricating ferroelectric random access memory device
KR100772677B1 (en) * 2005-06-23 2007-11-02 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970024200A (en) * 1995-10-11 1997-05-30 김광호 Manufacturing method of FRAM cell
KR100207542B1 (en) * 1996-12-31 1999-07-15 윤종용 Ferroelectric capacitor and method of fabricating it
KR19980077149A (en) * 1997-04-17 1998-11-16 윤종용 Capacitor of Ferroelectric Memory with Multi-layered Electrode Structure and Manufacturing Method Thereof
JP3569112B2 (en) * 1997-07-17 2004-09-22 株式会社東芝 Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same
JP3495955B2 (en) * 1999-03-26 2004-02-09 シャープ株式会社 Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
KR20010004364A (en) * 1999-06-28 2001-01-15 김영환 Method for forming semiconductor memory device capable of preventing layer lifting
JP3762148B2 (en) * 1999-06-30 2006-04-05 株式会社東芝 Manufacturing method of semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7045071B2 (en) 2002-12-30 2006-05-16 Hynix Semiconductor Inc. Method for fabricating ferroelectric random access memory device
KR100772677B1 (en) * 2005-06-23 2007-11-02 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR100427040B1 (en) 2004-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100389032B1 (en) Ferroelectric memory device and method for forming the same
US6927437B2 (en) Ferroelectric memory device
US6359295B2 (en) Ferroelectric memory devices including patterned conductive layers
KR100399072B1 (en) Method for fabricating ferroelectric memory device
US6784474B2 (en) Semiconductor memory device and method for fabricating the same
US6724026B2 (en) Memory architecture with memory cell groups
KR100427040B1 (en) Ferroelectric Random access memory and fabricating method of the same
US6534810B2 (en) Semiconductor memory device having capacitor structure formed in proximity to corresponding transistor
KR100450684B1 (en) Ferroelectric memory device using via etch-stop layer and method for manufacturing the same
KR20030057704A (en) Ferroelectric Capacitor and the method for fabricating the same
KR100846366B1 (en) Ferroelectric Ramdom Access Memory and Method for fabricating the same
US6919212B2 (en) Method for fabricating ferroelectric random access memory device with merged-top electrode-plateline capacitor
KR100448237B1 (en) Ferroelectric RAM and method for fabricating the same
KR100465832B1 (en) Ferroelectric Random Access Memory and fabricating method of the same
KR20020087515A (en) Method for fabricating ferroelectric memory device
KR100448235B1 (en) Method for fabricating top electrode in Ferroelectric capacitor
KR100846364B1 (en) Method for fabricating embedded Ferroelectric memory device with hydrogen diffusion barrier
KR100968428B1 (en) Fabricating method for protecting loss of area of ferroelectric capacitor
KR100362183B1 (en) Ferroelectric capacitor and method for fabricating the same
KR20020055105A (en) Method for fabricating ferroelectric random access memory
KR20030001070A (en) Method for fabricating ferroelectric memory device
KR20050041185A (en) Method for fabricating ferroelectric random access memory having bottom electrode isolated by dielectric
KR20030057672A (en) Ferroelectric Capacitor and method for fabricating the same
KR20030057595A (en) Method for fabricating Ferroelectric RAM
KR20040001869A (en) Method for fabricating Ferroelectric Random Access Memory

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110325

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee