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JP3063660B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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Publication number
JP3063660B2
JP3063660B2 JP9047871A JP4787197A JP3063660B2 JP 3063660 B2 JP3063660 B2 JP 3063660B2 JP 9047871 A JP9047871 A JP 9047871A JP 4787197 A JP4787197 A JP 4787197A JP 3063660 B2 JP3063660 B2 JP 3063660B2
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JP
Japan
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interlayer insulating
insulating film
capacitor
contact pad
film
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JP9047871A
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Inventor
幸彦 前島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特に
強誘電体或いは高誘電体を用いた容量を用いた半導体メ
モリの構造及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure of a semiconductor memory using a capacitor using a ferroelectric or a high dielectric and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体と強誘電体、例えば、チタン酸ジ
ルコン鉛(Pb(Zrx Ti1-x )O3 、以下、PZT
と略称)を用いた容量を組み合わせたいわゆる強誘電体
メモリは強誘電体の残留分極を利用して“1”、“0”
を記憶する。この情報が電源を切断しても保持されるた
めに、不揮発性メモリとして動作する事が知られてい
る。この基本的な構成としては、図2にその単位セルの
回路図を示す。この場合は、単位セルは一つのセルトラ
ンジスタ(通常nチャネルのMOSFET)Trと強誘
電体容量Cfを組み合わせた構成となっている。ビット
線(以下、BLと略)、ワード線(以下、WLと略)、
プレート線(以下、PLと略)に印加する電圧を制御す
る事によってTrのオンオフ、及びCfに印可する電圧
の極性を変化させる事によりCfの残留分極の正負を決
める。
BACKGROUND OF THE INVENTION Semiconductor and the ferroelectric, for example, lead zirconate titanate (Pb (Zr x Ti 1- x) O 3, below, PZT
A so-called ferroelectric memory using a combination of capacitances (hereinafter abbreviated as “1”) and “0” using the residual polarization of the ferroelectric material.
Is stored. Since this information is retained even when the power is turned off, it is known to operate as a nonvolatile memory. FIG. 2 shows a circuit diagram of the unit cell as the basic configuration. In this case, the unit cell has a configuration in which one cell transistor (usually an n-channel MOSFET) Tr and a ferroelectric capacitor Cf are combined. Bit lines (hereinafter abbreviated as BL), word lines (hereinafter abbreviated as WL),
By controlling the voltage applied to a plate line (hereinafter abbreviated as PL), the Tr is turned on and off, and the polarity of the voltage applied to Cf is changed to determine the sign of the remanent polarization of Cf.

【0003】或いは上記容量が強誘電体を用いたもので
はなく、高誘電率材料、例えばSrTiO3 、(Ba
1-x Srx )TiO3 を用いた容量の場合には不揮発動
作はできないが、DRAMとしての動作は可能である。
この場合、材料の誘電率が大きいために、シリコン酸化
膜を用いた容量を用いた通常のDRAMと比べて同じ容
量面積で大きな容量を得る、或いは誘電体膜厚を薄くす
ることなしに大きな容量が得られるといった利点を有す
る。すなわち、全く同様の構造で、異なる誘電体材料を
用いる事により上記の利点を持ったDRAMを得る事が
できる。
[0003] Alternatively, the capacitor is not a capacitor using a ferroelectric, but has a high dielectric constant, for example, SrTiO 3 , (Ba).
In the case of a capacity using 1-x Sr x ) TiO 3 , non-volatile operation is not possible, but operation as DRAM is possible.
In this case, since the dielectric constant of the material is large, a large capacitance can be obtained with the same capacitance area as that of a normal DRAM using a capacitance using a silicon oxide film, or a large capacitance can be obtained without reducing the dielectric film thickness. Is obtained. In other words, a DRAM having the above advantages can be obtained by using different dielectric materials with exactly the same structure.

【0004】強誘電体メモリの単位セルはセルトランジ
スタTrと強誘電体容量Cfからなっている。図2の回
路を用いたデバイスは例えば、1996 アイトリプル
イーインターナショナル ソリッドステート サーキッ
ツ(IEEE International Soli
d−State Circuits)のテクニカルペー
パー(Conference Digest of T
echnicalPapers)368頁に紹介されて
いる。この場合のデバイスの平面図を図3(a)、同図
A−A’方向の断面図を図3(b)に示す。図におい
て、1はワード線(セルトランジスタのゲートで材質は
ポリシリコン)、2はプレート線あるいは強誘電体容量
下部電極(Pt/Tiの積層構造)、3はビット線(A
l、TiN、Ti等の積層構造、以下はAl配線と
略)、4は強誘電体上部電極(Pt)、5は局所配線
(ビット線と同様、Al配線)、6はシリコンn+層、
7はコンタクトパッド(WSi2 )、8はPb(Zr
0.53Ti0.47)O3 、9は層間絶縁膜(SiO2 )、1
0はシリコンp型層である。この構成においては図2中
のWLはポリシリコン、PLはPt、BLはAl配線を
用いて構成されている。また図3に示した構成において
は、強誘電体容量上部電極4からシリコンn+層6への
コンタクトをコンタクトパッド7を介して取っている。
これは、コンタクト穴の深さを小さくしてコンタクト不
良をなくすためである。この構造は強誘電体の代わりに
高誘電体を用いたDRAMにおいても全く同様に行う事
ができる事は先に述べた通りである。
A unit cell of a ferroelectric memory is composed of a cell transistor Tr and a ferroelectric capacitor Cf. A device using the circuit of FIG. 2 is, for example, the 1996 International Triple Solid State Circuits (IEEE).
d-State Circuits Technical Paper (Conference Digest of T)
technical Papers), page 368. FIG. 3A is a plan view of the device in this case, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. In the figure, 1 is a word line (the gate of a cell transistor is made of polysilicon), 2 is a plate line or a ferroelectric capacitor lower electrode (a laminated structure of Pt / Ti), and 3 is a bit line (A
1, a laminated structure of TiN, Ti, etc., hereinafter abbreviated as Al wiring), 4 is a ferroelectric upper electrode (Pt), 5 is a local wiring (Al wiring as well as a bit line), 6 is a silicon n + layer,
7 is a contact pad (WSi 2 ), 8 is Pb (Zr
0.53 Ti 0.47 ) O 3 , 9 is an interlayer insulating film (SiO 2 ), 1
0 is a silicon p-type layer. In this configuration, WL in FIG. 2 is made of polysilicon, PL is made of Pt, and BL is made of Al wiring. Further, in the configuration shown in FIG. 3, a contact from the ferroelectric capacitor upper electrode 4 to the silicon n + layer 6 is made via a contact pad 7.
This is to reduce the depth of the contact hole and eliminate the contact failure. As described above, this structure can be applied to a DRAM using a high dielectric substance instead of a ferroelectric substance.

【0005】この構造を実現する製造工程断面図(図3
A−A’方向)を図4(a)〜(f)に示す。強誘電体
下部電極2と強誘電体8を下地層間膜11上に全面に成
膜する(図4(a))。ここで、下地層間膜11は例え
ば化学的機械研磨等の方法によって充分に平坦化されて
いる。これは、平坦化しないと上層の強誘電体の膜質が
良好にならないためである。次に、この容量部分を加工
し(図4(b))、この強誘電体上に上部電極4を成
膜、加工する(図4(c))。この上に容量上層間膜1
2を成膜する(図4(d))。従って、図3(b)中の
層間絶縁膜9は下地層間膜11と容量上層間膜12の積
層構造となっている。上部電極とコンタクトパッド上に
コンタクト穴を反応性イオンスパッタ等の方法で開け
(図4(e))、Al局所配線5を形成し(図4
(f))、コンタクトパッド7と強誘電体上部電極4を
電気的に接続する。
[0005] A sectional view of a manufacturing process for realizing this structure (FIG. 3)
(A-A 'direction) are shown in FIGS. The ferroelectric lower electrode 2 and the ferroelectric 8 are formed on the entire surface of the underlying interlayer film 11 (FIG. 4A). Here, the underlying interlayer film 11 is sufficiently planarized by a method such as chemical mechanical polishing. This is because the film quality of the upper ferroelectric does not improve unless the surface is planarized. Next, the capacitor portion is processed (FIG. 4B), and the upper electrode 4 is formed and processed on the ferroelectric (FIG. 4C). On this, the capacitor interlayer 1
2 is formed (FIG. 4D). Therefore, the interlayer insulating film 9 in FIG. 3B has a laminated structure of the base interlayer film 11 and the capacitor interlayer film 12. A contact hole is formed on the upper electrode and the contact pad by a method such as reactive ion sputtering (FIG. 4E), and an Al local wiring 5 is formed (FIG. 4).
(F)), the contact pad 7 and the ferroelectric upper electrode 4 are electrically connected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本製造方法の問題点を
以下に述べる。
Problems of the present manufacturing method will be described below.

【0007】図4(e)においてコンタクトパッド上と
上部電極上にコンタクト穴を開けるが、特にコンタクト
パッド上の穴の深さが増してしまう。これは、コンタク
トパッド上ではエッチングするべき酸化膜が下地層間膜
11と容量上層間膜12の積層構造となっている事に起
因する。例えば、下地層間膜11の厚さが図4に示して
ある様に500nm、容量上層間膜12も500nmとした
場合、上部電極上コンタクト深さは容量上層間膜厚に対
応した500nmだけであるが、コンタクトパッド上のコ
ンタクト深さは両者の和となる1μm となる。例えば、
コンタクト径を1μm φとした場合、上部電極上ではそ
のアスペクト比は0.5であるのに対してコンタクトパ
ッド上では1.0になる。これにより、図4(f)に示
すようにAlによる局所配線を形成する際に、コンタク
ト穴への埋め込み性が後者では問題になる。
In FIG. 4E, a contact hole is formed on the contact pad and on the upper electrode. In particular, the depth of the hole on the contact pad increases. This is because the oxide film to be etched on the contact pad has a laminated structure of the base interlayer film 11 and the capacitor interlayer film 12. For example, when the thickness of the underlying interlayer film 11 is 500 nm as shown in FIG. 4 and the upper interlayer film 12 is also 500 nm, the contact depth on the upper electrode is only 500 nm corresponding to the upper interlayer film thickness. However, the contact depth on the contact pad is 1 μm, which is the sum of the two. For example,
When the contact diameter is 1 μm φ, the aspect ratio is 0.5 on the upper electrode and 1.0 on the contact pad. As a result, when the local wiring is formed of Al as shown in FIG.

【0008】例えば、通常用いられるスパッタ等の方法
ではコンタクト導通が困難になるため、配線の形成に当
たっては、より埋め込み性の良いCVD等の方法が必要
になるが、本発明の対象となるところの特に強誘電体或
いは高誘電体容量を用いたメモリを製造する場合、CV
Dによる反応性ガス雰囲気では強誘電体或いは高誘電体
容量の劣化が問題になる。例えば、強誘電体容量におい
てはその残留分極値が小さくなったり、リーク電流の増
加という現象を生ずる。高誘電体容量では誘電率の劣化
が生ずる。また、その製造工程においても、コンタクト
エッチング時に上部電極上とコンタクトパッド上に同時
にエッチングを行う場合、両者でその深さが異なる事
は、その制御性を大きく損ない、歩留まりを低下させる
原因にもなる。従って、コンタクト深さを浅くかつ両者
で同等にし、強誘電体或いは高誘電体容量を劣化する事
無しにコンタクト導通を得る事が重要な課題である。
For example, it is difficult to conduct a contact by a commonly used method such as sputtering. Therefore, in forming a wiring, a method such as CVD having a better embedding property is required. In particular, when a memory using a ferroelectric or high dielectric capacitor is manufactured, CV
In a reactive gas atmosphere due to D, deterioration of the ferroelectric or high dielectric capacity becomes a problem. For example, in a ferroelectric capacitor, the remanent polarization value decreases and a phenomenon of an increase in leak current occurs. In the case of a high dielectric capacitor, the dielectric constant is deteriorated. Also, in the manufacturing process, when etching is performed simultaneously on the upper electrode and the contact pad during the contact etching, the difference in depth between the two significantly impairs the controllability and causes the yield to decrease. . Therefore, it is an important issue to make the contact depth shallow and equal between the two, and to obtain contact conduction without deteriorating the ferroelectric or high dielectric capacity.

【0009】本発明の目的は、強誘電体或いは強誘電体
容量を用いた半導体装置において、コンタクト穴の深さ
を小さくし、コンタクトの導通を容易にすると同時にそ
のその容量特性の劣化を生ずる事が無い半導体装置の構
造およびその製造方法を提供する事にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the depth of a contact hole in a semiconductor device using a ferroelectric or ferroelectric capacitor, thereby facilitating contact conduction and at the same time deteriorating its capacitance characteristics. It is an object of the present invention to provide a structure of a semiconductor device free from defects and a method of manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の半導体装置においては、基板上に形成され
た集積回路と、前記集積回路上に設けられたコンタクト
パッドを有する第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶
縁膜上でかつ前記コンタクトパッドとは平面上の異なる
位置に設けられた容量下部電極、誘電体層、容量上部電
極からなる容量部と、前記容量部と前記集積回路とを電
気的に接続するために第2の層間絶縁膜を介して設けら
れた局所配線とからなる半導体装置において、前記第1
の層間絶縁膜と前記第2の層間絶縁膜との界面が前記第
1の層間絶縁膜と前記容量下部電極の界面より下側に位
置していることを特徴とする。または同様の半導体装置
において前記第2の層間絶縁膜の厚さが少なくとも前記
容量部と前記コンタクトパッド部上とでほぼ等しいこと
を特徴とする。このような半導体装置において用いられ
る誘電体層としてはPb(Zr1-x Tix )O3 、Sr
Bi2 Ta2 9 、SrTiO3 、(Ba1-x Srx
TiO3 等がある。また、前記第1、第2の層間絶縁膜
としては少なくともシリコン酸化膜、リンドープシリコ
ン酸化膜、ボロンドープシリコン酸化膜、リン、ボロン
ドープ酸化膜等がある。
In order to solve the above problems, in a semiconductor device according to the present invention, an integrated circuit formed on a substrate and a first interlayer having a contact pad provided on the integrated circuit are provided. An insulating film; a capacitor portion including a capacitor lower electrode, a dielectric layer, and a capacitor upper electrode provided on the first interlayer insulating film and at a different position on the plane from the contact pad; A semiconductor device comprising: a local wiring provided through a second interlayer insulating film to electrically connect to an integrated circuit;
Wherein the interface between the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film is located below the interface between the first interlayer insulating film and the capacitor lower electrode. Alternatively, in a similar semiconductor device, the thickness of the second interlayer insulating film is substantially equal at least on the capacitor portion and on the contact pad portion. The dielectric layers used in such a semiconductor device Pb (Zr 1-x Ti x ) O 3, Sr
Bi 2 Ta 2 O 9 , SrTiO 3 , (Ba 1-x Sr x )
TiO 3 and the like. The first and second interlayer insulating films include at least a silicon oxide film, a phosphorus-doped silicon oxide film, a boron-doped silicon oxide film, a phosphorus and boron-doped oxide film, and the like.

【0011】また、このような構造の半導体装置は、少
なくとも、コンタクトパッドを有する第1の層間絶縁膜
上に少なくとも容量下部電極及び誘電体膜を成膜する第
1の工程と、前記容量下部電極及び前記誘電体膜を加工
すると同時に前記第1の層間絶縁膜を前記コンタクトパ
ッドをが露出するまで加工する第2の工程とを有するこ
とで製造することができる。
In the semiconductor device having such a structure, a first step of forming at least a capacitor lower electrode and a dielectric film on at least a first interlayer insulating film having a contact pad; And a second step of processing the first interlayer insulating film at the same time as processing the dielectric film until the contact pad is exposed.

【0012】本発明においては、容量加工時にそのエッ
チング時間を十分に長くし、容量下の下地層間膜もエッ
チングし、コンタクトパッド上の下地層間膜が除去され
るまで行う。その後に容量上層間膜形成、コンタクトエ
ッチング、Al配線形成を行う事によりコンタクトパッ
ド上の導通を容易にすることが可能となる。
In the present invention, the etching time is sufficiently lengthened during the capacitance processing, the underlying interlayer film under the capacitor is also etched, and the etching is performed until the underlying interlayer film on the contact pad is removed. Thereafter, formation of an interlayer film on the capacitor, contact etching, and formation of an Al wiring can facilitate conduction on the contact pad.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】本発明の半導体装置の構造断面図を図1
(f)に、その製造方法の工程断面図を図1(a)〜
(f)に示す。図において、下部電極2と強誘電体8を
下地層間膜11上に全面に成膜した後(図1(a))、
これを加工する(図1(b))。この際に、プレート線
2まで切ったところでエッチストップするのではなく、
更にその下の下地層間膜11も同工程でエッチングす
る。ただしこの時、途中でエッチングガス種(反応性イ
オンエッチングの場合)、或いはエッチングパワー等を
変更しても良い。これによりコンタクトパッド上には下
地酸化膜が無い状態にする。さらにこの強誘電体上に上
部電極4を成膜、加工し(図1(c))、この上に容量
上層間膜12を成膜する(図1(d))。次に、上部電
極とコンタクトパッド上にコンタクト穴を反応性イオン
スパッタ等の方法で開けるが(図1(e))、この時の
コンタクト穴深さは上部電極上とコンタクトパッド上で
等しくなる。次にAl局所配線5を形成する(図1
(f))。これにより、図1(f)の様に、下地層間膜
11と下部電極2の界面が、コンタクトパッド周辺での
下地層間膜11と容量上層間膜12の界面よりも上にな
り、上部電極4上のコンタクト穴とコンタクトパッド7
上のコンタクト穴の深さを等しく、かつ浅くする事がで
きる。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to the present invention.
(F) is a process sectional view of the manufacturing method shown in FIGS.
(F). In the figure, after a lower electrode 2 and a ferroelectric 8 are formed on the entire surface of a base interlayer film 11 (FIG. 1A),
This is processed (FIG. 1B). At this time, instead of stopping at the point where the plate line 2 is cut,
Further, the underlying interlayer film 11 thereunder is also etched in the same step. However, at this time, the kind of etching gas (in the case of reactive ion etching) or the etching power may be changed on the way. As a result, there is no underlying oxide film on the contact pad. Further, an upper electrode 4 is formed on the ferroelectric and processed (FIG. 1C), and an upper interlayer film 12 is formed thereon (FIG. 1D). Next, a contact hole is formed on the upper electrode and the contact pad by a method such as reactive ion sputtering (FIG. 1E). At this time, the depth of the contact hole is equal on the upper electrode and the contact pad. Next, an Al local wiring 5 is formed (FIG. 1).
(F)). As a result, as shown in FIG. 1F, the interface between the underlying interlayer film 11 and the lower electrode 2 becomes higher than the interface between the underlying interlayer film 11 and the capacitor upper interlayer film 12 around the contact pad. Upper contact hole and contact pad 7
The depth of the upper contact hole can be made equal and shallow.

【0015】なお、上記の例では下部電極がプレート線
となり、上部電極とパターンが異なっているために誘電
体層を加工した後に上部電極を形成したが、上部電極が
下部電極、誘電体と同一のパターンにて製造することが
可能な構造の場合には下部電極、誘電体、上部電極を積
層した後一括で加工することができるのはいうまでもな
い。
In the above example, the lower electrode is a plate line, and since the pattern is different from that of the upper electrode, the upper electrode is formed after processing the dielectric layer. However, the upper electrode is the same as the lower electrode and the dielectric. Needless to say, in the case of a structure that can be manufactured by the above pattern, the lower electrode, the dielectric, and the upper electrode can be processed collectively after lamination.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0017】(実施例1)図1(a)において、トラン
ジスタ、ワード線等の配線が形成され、下地層間膜11
が形成された基板上に後にプレート線となる強誘電体下
部電極2、強誘電体8(PZT)が連続して成膜され
る。下地層間膜は例えばBPSG(ボロンドープリンガ
ラス)であり、これは例えばCMP(化学的機械研磨)
等の方法を用いて平坦化されており、コンタクトパッド
上の厚さにして500nm程度とする。
(Example 1) In FIG. 1A, wirings such as transistors and word lines are formed, and a base interlayer film 11 is formed.
A ferroelectric lower electrode 2 and a ferroelectric 8 (PZT), which will later become plate lines, are successively formed on the substrate on which is formed. The underlying interlayer film is, for example, BPSG (boron-doped phosphorus glass), which is, for example, CMP (chemical mechanical polishing).
The thickness is about 500 nm on the contact pad.

【0018】次に、PZT、下部電極をドライエッチン
グにより所定の形状に加工する(図1(b))。これ
は、例えばArを用いたイオンミリングを用い、フォト
レジストをマスクに用いる事によって実現される。この
時、イオンミリングは反応性を有していないエッチング
であるため、下部電極を切ったところから更にエッチン
グ時間を長くすれば下地層間膜11も引き続き同様にエ
ッチングされる。また、R.I.E(反応性イオンエッ
チング)を用いて加工する場合には、WSi2 からなる
コンタクトパッドが出るまでエッチングを進行させる
と、Wを通常用いられている発光分析等の手段により検
出する事により、エッチングの終点検出を行う事が可能
となる。更に、このエッチング時には途中でガス種の切
り替え、或いはパワーの切り替え、或いはエッチング装
置の切り替え等を行ってよりエッチングを制御し易くす
る事も可能である。
Next, the PZT and the lower electrode are processed into a predetermined shape by dry etching (FIG. 1B). This is realized by, for example, using ion milling using Ar and using a photoresist as a mask. At this time, since the ion milling is an etching having no reactivity, if the etching time is further increased from the point where the lower electrode is cut, the underlying interlayer film 11 is similarly etched. In addition, R. I. In the case of processing using E (reactive ion etching), if the etching is advanced until a contact pad made of WSi 2 comes out, W is detected by a commonly used means such as emission spectroscopy. Can be detected. Further, during this etching, it is possible to easily control the etching by switching the gas type, switching the power, or switching the etching apparatus during the etching.

【0019】次に、上部電極を成膜、加工した後に容量
上層間膜12を全面に成膜する(図1(c)、
(d))。容量上層間膜としては、強誘電体容量特性に
悪影響を与えずに成膜できる膜、例えばO3 (オゾン)
とTEOS(テトラエトキシシラン)を用いたCVD法
によるシリコン酸化膜が500nm程度成膜される。これ
により、上部電極上とコンタクトパッド上では容量上層
間膜が500nm存在するだけである。従って、次に、上
部電極とコンタクトパッド上にコンタクト穴を開けるコ
ンタクトエッチングの際(図1(e))に、両者でその
深さは500nmと等しくなり、更に図4の場合よりもコ
ンタクトパッド上で浅くなっている。従って、同じチッ
プ内で同じ深さのエッチングをする事になるので、エッ
チングの制御もより容易になる。コンタクト穴が浅くな
るために、次に図1(f)でAl配線を形成する際に、
CVD等の特に埋め込み性の良い成膜方法を用いなくと
も、より簡便なスパッタ等の方法でも充分にコンタクト
の導通が取れる。従って、強誘電体特性を劣化する事が
無い。また、通常はコンタクトを埋め込むためにはこれ
に充分なだけの量の金属を成膜する必要があり、長い成
膜時間が必要になるが、コンタクトが浅くなればこの量
も少なくて済む。従って、生産性も向上する。
Next, after the upper electrode is formed and processed, an upper interlayer film 12 is formed on the entire surface (FIG. 1C).
(D)). As the interlayer film on the capacitor, a film that can be formed without adversely affecting the ferroelectric capacitance characteristics, for example, O 3 (ozone)
Then, a silicon oxide film is formed to a thickness of about 500 nm by a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane). As a result, only the upper interlayer film having a thickness of 500 nm exists on the upper electrode and the contact pad. Therefore, next, at the time of contact etching for forming a contact hole on the upper electrode and the contact pad (FIG. 1 (e)), the depth of both becomes equal to 500 nm, and furthermore, the depth of the contact pad is higher than that of FIG. And shallow. Therefore, since etching is performed at the same depth in the same chip, the control of the etching becomes easier. Since the contact hole becomes shallow, the next time an Al wiring is formed in FIG.
Even if a method such as CVD which has a particularly good embedding property is not used, the contact can be sufficiently conducted by a simpler method such as sputtering. Therefore, the ferroelectric characteristics do not deteriorate. Usually, in order to bury the contact, it is necessary to form a sufficient amount of metal film, which requires a long film formation time. However, if the contact is shallow, the amount is small. Therefore, productivity is also improved.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の実施例で述べた様に、本発明の半
導体装置、およびその製造方法によれば、コンタクト穴
を浅く、かつコンタクトパッド上と容量上部電極上で等
しくできるため、そのエッチングの制御が容易になる。
また、コンタクト穴が浅いために、埋め込み性の高いC
VD等の方法を用いずともコンタクト不良を低減できる
ため、容量特性の劣化も生じない。これらにより、コン
タクト穴への配線形成工程が簡便になるために、生産性
が向上する。従って、集積化に適し、信頼性、生産性も
向上した半導体メモリが得られる。
As described in the above embodiments, according to the semiconductor device of the present invention and the method of manufacturing the same, the contact hole can be made shallow and equal on the contact pad and on the capacitor upper electrode. Control becomes easy.
In addition, since the contact hole is shallow, C
Since the contact failure can be reduced without using a method such as VD, the deterioration of the capacitance characteristics does not occur. As a result, the process of forming the wiring in the contact hole is simplified, and the productivity is improved. Therefore, a semiconductor memory suitable for integration and having improved reliability and productivity can be obtained.

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

【図1】本発明の半導体メモリの製造方法の一実施例の
工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view of one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor memory of the present invention.

【図2】強誘電体を用いた半導体メモリの単位セルの一
例の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a unit cell of a semiconductor memory using a ferroelectric.

【図3】強誘電体を用いた半導体メモリの単位セルの一
例の構造の平面図(a)、及び同図中A−A’方向の断
面図(b)である。
3A is a plan view of a structure of an example of a unit cell of a semiconductor memory using a ferroelectric, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.

【図4】従来の半導体メモリの製造方法の一実施例の工
程断面図である。
FIG. 4 is a process sectional view of one embodiment of a conventional method for manufacturing a semiconductor memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ワード線(ポリシリコン) 2 プレート線或いは強誘電体容量下部電極(Pt/T
i) 3 ビット線(Al配線) 4 強誘電体上部電極(Pt) 5 局所配線(Al配線) 6 シリコンn+層 7 コンタクトパッド(WSi2 ) 8 強誘電体(Pb(Zr0.53Ti0.47)O3 ) 9 層間膜(シリコン酸化膜) 10 シリコンp型層 11 下地層間膜(シリコン酸化膜) 12 容量上層間膜(シリコン酸化膜)
1 Word line (polysilicon) 2 Plate line or ferroelectric capacitor lower electrode (Pt / T
i) 3 Bit line (Al wiring) 4 Ferroelectric upper electrode (Pt) 5 Local wiring (Al wiring) 6 Silicon n + layer 7 Contact pad (WSi 2 ) 8 Ferroelectric (Pb (Zr 0.53 Ti 0.47 ) O 3 9) Interlayer film (silicon oxide film) 10 Silicon p-type layer 11 Base interlayer film (silicon oxide film) 12 Capacitance upper interlayer film (silicon oxide film)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に形成された集積回路と、前記集積
回路上に設けられたコンタクトパッドを有する第1の層
間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上でかつ前記コンタ
クトパッドとは平面上の異なる位置に設けられた容量下
部電極、誘電体層、容量上部電極からなる容量部と、前
記容量部と前記集積回路とを電気的に接続するために第
2の層間絶縁膜を介して設けられた局所配線とからなる
半導体装置において、前記第1の層間絶縁膜と前記第2
の層間絶縁膜との界面が前記第1の層間絶縁膜と前記容
量下部電極の界面より下側に位置していることを特徴と
する半導体装置。
1. An integrated circuit formed on a substrate, a first interlayer insulating film having a contact pad provided on the integrated circuit, and a contact pad on the first interlayer insulating film. A capacitor portion including a capacitor lower electrode, a dielectric layer, and a capacitor upper electrode provided at different positions on a plane; and a second interlayer insulating film for electrically connecting the capacitor portion and the integrated circuit. A semiconductor device comprising local wiring provided by the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film.
A semiconductor device, wherein an interface with the interlayer insulating film is located below an interface between the first interlayer insulating film and the capacitor lower electrode.
【請求項2】基板上に形成された集積回路と、前記集積
回路上に設けられたコンタクトパッドを有する第1の層
間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜上でかつ前記コンタ
クトパッドとは平面上の異なる位置に設けられた容量下
部電極、誘電体層、容量上部電極からなる容量部と、前
記容量部と前記集積回路とを電気的に接続するために第
2の層間絶縁膜を介して設けられた局所配線とからなる
半導体装置において、前記第2の層間絶縁膜の厚さが少
なくとも前記容量部と前記コンタクトパッド部上とでほ
ぼ等しいことを特徴とする半導体装置。
2. An integrated circuit formed on a substrate, a first interlayer insulating film having a contact pad provided on the integrated circuit, and the contact pad on the first interlayer insulating film. A capacitor portion including a capacitor lower electrode, a dielectric layer, and a capacitor upper electrode provided at different positions on a plane; and a second interlayer insulating film for electrically connecting the capacitor portion and the integrated circuit. Wherein the thickness of the second interlayer insulating film is substantially equal at least on the capacitor portion and on the contact pad portion.
【請求項3】前記誘電体層が少なくともPb(Zr1-x
Tix )O3 、SrBi2 Ta2 9 、SrTiO3
(Ba1-x Srx )TiO3 のいずれかを含む事を特徴
とする請求項1または2記載の半導体装置。
3. The method according to claim 1, wherein the dielectric layer is at least Pb (Zr 1 -x
Ti x) O 3, SrBi 2 Ta 2 O 9, SrTiO 3,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device includes one of (Ba 1-x Sr x ) TiO 3 .
【請求項4】前記第1、第2の層間絶縁膜が少なくとも
シリコン酸化膜、リンドープシリコン酸化膜、ボロンド
ープシリコン酸化膜、リン、ボロンドープ酸化膜のうち
いずれかよりなることを特徴とする請求項1または2記
載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first and second interlayer insulating films are made of at least one of a silicon oxide film, a phosphorus-doped silicon oxide film, a boron-doped silicon oxide film, phosphorus, and a boron-doped oxide film. Item 3. The semiconductor device according to item 1 or 2.
【請求項5】少なくとも、コンタクトパッドを有する第
1の層間絶縁膜上に少なくとも容量下部電極及び誘電体
膜を成膜する第1の工程と、前記容量下部電極及び前記
誘電体膜を加工すると同時に前記第1の層間絶縁膜を前
記コンタクトパッドをが露出するまで加工する第2の工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A first step of forming at least a capacitor lower electrode and a dielectric film on a first interlayer insulating film having a contact pad, and simultaneously processing the capacitor lower electrode and the dielectric film. A second step of processing the first interlayer insulating film until the contact pads are exposed.
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