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JP5699772B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5699772B2 JP2011090769A JP2011090769A JP5699772B2 JP 5699772 B2 JP5699772 B2 JP 5699772B2 JP 2011090769 A JP2011090769 A JP 2011090769A JP 2011090769 A JP2011090769 A JP 2011090769A JP 5699772 B2 JP5699772 B2 JP 5699772B2
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Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

電子機器やコンピュータシステムを災害、誤用および不正利用から守るために、ハードウェア、ソフトウェア、データのいずれについてもその機密性、完全性、可用性を維持する必要があり、種々のセキュリティ対策が施されている。   In order to protect electronic devices and computer systems from disasters, misuse, and unauthorized use, it is necessary to maintain the confidentiality, integrity, and availability of any hardware, software, and data, and various security measures have been taken. Yes.

誤用、不正利用に対するセキュリティを確保するために定期的にパスワードを変更する1つの方法として、ワンタイムパスワードなどを用いる手段が採用されることがある。また、電子機器やコンピュータの物理的セキュリティのために、セキュリティ機能を搭載して持ち運びが可能なセキュアデバイス、例えばICカード、USBメモリが使用されている。   As one method for periodically changing the password to ensure security against misuse and unauthorized use, means using a one-time password or the like may be employed. For physical security of electronic devices and computers, secure devices that are equipped with security functions and can be carried, such as IC cards and USB memories, are used.

セキュアデバイスには、情報の記憶保持に電源の不要な不揮発性メモリが主に使用され、不揮発性メモリとして例えばEEPROM、フラッシュメモリ、強誘電体メモリ(FeRAM)、磁気抵抗メモリ(MRAM)等がある。特に、DRAMのもつ高速動作、低電圧動作の特性とフラッシュメモリのもつ不揮発性の特性の双方を兼ね備えたメモリの一例であるFeRAMやMRAMは、汎用メモリやロジック混載用メモリとして量産化されている。   The secure device mainly uses a non-volatile memory that does not require a power source for storing information, and examples of the non-volatile memory include an EEPROM, a flash memory, a ferroelectric memory (FeRAM), and a magnetoresistive memory (MRAM). . In particular, FeRAM and MRAM, which are examples of memories that combine both the high-speed operation and low-voltage operation characteristics of DRAM and the non-volatile characteristics of flash memory, are mass-produced as general-purpose memories and logic-embedded memories. .

FeRAMは、強誘電体の特性を利用した不揮発性メモリであり、高速書込み・低消費電力・実質無制限の書換え回数・バイト書換え可能という特長を持ち、しかも書き込まれたデータは物理的に解析が困難であり、その性質を生かして認証用LSIとしても期待されている。   FeRAM is a non-volatile memory that uses the characteristics of ferroelectrics and has the features of high-speed writing, low power consumption, virtually unlimited number of rewrites, and byte rewriting, and written data is difficult to analyze physically. Therefore, it is also expected as an authentication LSI by taking advantage of its properties.

FeRAMでは、1個の強誘電体キャパシタと1個のセル選択トランジスタにより1ビットのデータを記憶する1T1C方式、或いは、2個の強誘電体キャパシタと2個のセル選択トランジスタにより1ビットのデータを記憶する2T2C方式が使用されている。   In FeRAM, a 1T1C system that stores 1-bit data by one ferroelectric capacitor and one cell selection transistor, or 1-bit data by two ferroelectric capacitors and two cell selection transistors. A 2T2C method of storing is used.

また、FeRAMのその他の方式の回路として、例えば次の回路が知られている。その回路は、複数の強誘電体キャパシタの一端が共通ノード電極に接続され、それらの他端が異なるプレート電極に接続される構造を有している。さらに、共通ノード電極にゲイン用トランジスタのゲートと読み出しスイッチのゲート電極が接続され、さらに共通ノード電極に読み出しスイッチの一方のソース/ドレインが接続されている。この場合、複数の強誘電体キャパシタに接続されるゲイン用トランジスタとして、ディプレッション状態のNチャネルMOSトランジスタが使用される。   As another circuit of FeRAM, for example, the following circuit is known. The circuit has a structure in which one end of a plurality of ferroelectric capacitors is connected to a common node electrode and the other end is connected to different plate electrodes. Further, the gate of the gain transistor and the gate electrode of the readout switch are connected to the common node electrode, and one source / drain of the readout switch is connected to the common node electrode. In this case, a depletion state N-channel MOS transistor is used as a gain transistor connected to a plurality of ferroelectric capacitors.

特開2004−227724号公報JP 2004-227724 A

半導体装置では、安全性に対応させるために暗号化などでセキュリティ性を高めているが、電気的、物理的な解析によりそのセキュリティが破られことをさらに防止して、さらなる安全性を確保できるデバイスが望まれている。   In semiconductor devices, security is enhanced by encryption to cope with safety, but a device that can further prevent the security from being broken by electrical and physical analysis and ensure further safety Is desired.

本発明の目的は、セキュリティを高めるための半導体装置及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof for enhancing security.

1つの観点によれば、第1トランジスタと、前記第1トランジスタに一方の電極が接続する第1キャパシタとを有する第1メモリセルを含む第1メモリセルアレイと、前記第1トランジスタよりもオフ電流が高い第2トランジスタと、前記第2トランジスタに一方の電極が接続する第2キャパシタとを有する第2メモリセルを含む第2メモリセルアレイと、前記第1キャパシタの他方の電極と前記第2キャパシタの他方の電極に接続するプレート線と、を有する半導体装置が提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解すべきである。
According to one aspect, a first memory cell array including a first memory cell having a first transistor and a first capacitor having one electrode connected to the first transistor, and an off-current that is higher than that of the first transistor. A second memory cell array including a second memory cell having a high second transistor and a second capacitor having one electrode connected to the second transistor; the other electrode of the first capacitor and the other of the second capacitor And a plate line connected to the electrode .
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims. It should be understood that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not intended to limit the invention.

異なるメモリセルアレイのそれぞれに形成される第1、第2トランジスタのオフ電流を異ならせ、第2トランジスタのオフリーク電流を第1トランジスタのそれよりも高くしている。これにより、第2メモリセルアレイに書き込まれたデータは、第1メモリセルアレイに書き込まれたデータよりも消失し易くなる。第2のメモリセルアレイに書き込まれるデータとして、例えば一時的に使用する認証データがある。   The off currents of the first and second transistors formed in the different memory cell arrays are made different so that the off leakage current of the second transistor is higher than that of the first transistor. As a result, data written to the second memory cell array is more easily lost than data written to the first memory cell array. As data written to the second memory cell array, for example, there is authentication data used temporarily.

図1は、実施形態に係る半導体装置の一例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a semiconductor device according to the embodiment. 図2(a)、(b)は、実施形態に係る半導体装置のメモリセルの例を示す回路図である。2A and 2B are circuit diagrams illustrating examples of memory cells of the semiconductor device according to the embodiment. 図3は、実施形態に係る半導体装置内のMOSトランジスタの特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of characteristics of the MOS transistor in the semiconductor device according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る半導体装置内の強誘電体キャパシタの印加電圧と電荷量の関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the applied voltage and the charge amount of the ferroelectric capacitor in the semiconductor device according to the embodiment. 図5は、実施形態に係る半導体装置内のMOSトランジスタの形成工程の一部を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view illustrating a part of a process of forming a MOS transistor in the semiconductor device according to the embodiment. 図6は、実施形態に係る半導体装置内のMOSトランジスタの不純物ドーズ量とオフ電流の関係の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the impurity dose of the MOS transistor and the off-current in the semiconductor device according to the embodiment. 図7(a)〜図7(d)は、実施形態に係る半導体装置の形成工程の一部を示す断面図である。FIG. 7A to FIG. 7D are cross-sectional views illustrating a part of the process of forming the semiconductor device according to the embodiment. 図8(a)〜図8(c)は、実施形態に係る半導体装置の形成工程の一部を示す断面図である。FIG. 8A to FIG. 8C are cross-sectional views illustrating a part of the process of forming the semiconductor device according to the embodiment. 図9(a)、図9(b)は、実施形態に係る半導体装置の形成工程の一部を示す断面図である。FIG. 9A and FIG. 9B are cross-sectional views illustrating a part of the process of forming the semiconductor device according to the embodiment.

以下に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, similar components are given the same reference numerals.

図1は、実施形態に係る半導体装置の一例である強誘電体記憶装置を示す回路図である。
図1に示す強誘電体記憶装置1は、同じ又は異なる半導体基板上に形成される第1のメモリセルアレイ領域2と第2のメモリセルアレイ領域3を有している。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a ferroelectric memory device which is an example of a semiconductor device according to the embodiment.
A ferroelectric memory device 1 shown in FIG. 1 has a first memory cell array region 2 and a second memory cell array region 3 formed on the same or different semiconductor substrates.

第1のメモリセルアレイ領域2では、第1の方向Xに伸びる複数のプレート線PLが第2方向Yに間隔をおいて形成され、プレート線PLは、さらに第1の方向Xに配置される第2のメモリセルアレイ領域3内にまで伸びて形成される。なお、第1の方向Xと第2の方向Yは互いに交差する関係にある。   In the first memory cell array region 2, a plurality of plate lines PL extending in the first direction X are formed at intervals in the second direction Y, and the plate lines PL are further arranged in the first direction X. 2 extending into the memory cell array region 3. Note that the first direction X and the second direction Y intersect each other.

また、第1のメモリセルアレイ領域2では、第1の方向Xに伸びる複数のワード線WLが第2の方向Yに間隔をおいて形成され、ワード線WLは、さらに第1の方向Xに配置される第2のメモリセル領域3内にまで伸びて形成されている。各ワード線WLは、第1の方向Yに階段状に屈曲する複数の屈曲部6を有し、後述するビット線BL1、BL2、BL3、BL4の1つと屈曲部6で立体交差している。   In the first memory cell array region 2, a plurality of word lines WL extending in the first direction X are formed at intervals in the second direction Y, and the word lines WL are further arranged in the first direction X. The second memory cell region 3 is formed so as to extend into the second memory cell region 3. Each word line WL has a plurality of bent portions 6 bent in a stepped manner in the first direction Y, and three-dimensionally intersects with one of bit lines BL1, BL2, BL3, BL4, which will be described later, at the bent portion 6.

さらに、第1のメモリセルアレイ領域2では、第2の方向Yに伸びる複数の第1、第2ビット線BL1、BL2が第1の方向Xに間隔をおいて形成されている。第1のビット線BL1と第2のビット線BL2は交互に配置されている。   Further, in the first memory cell array region 2, a plurality of first and second bit lines BL1 and BL2 extending in the second direction Y are formed at intervals in the first direction X. The first bit line BL1 and the second bit line BL2 are alternately arranged.

第1のメモリセルアレイ領域2では、第1の方向Xと第2の方向Yに複数の第1メモリセル4が配置されている。複数の第1メモリセル4は、マトリクス状に配置され、第1の方向Xを行方向、第2の方向Yを列方向とする。   In the first memory cell array region 2, a plurality of first memory cells 4 are arranged in the first direction X and the second direction Y. The plurality of first memory cells 4 are arranged in a matrix, and the first direction X is the row direction and the second direction Y is the column direction.

第1メモリセル4は、図2(a)に例示するように、第1、第2のMOSトランジスタ4a、4cと第1、第2の強誘電体キャパシタ4b、4dを含む2T2C型の構造を有している。また、ワード線WLのそれぞれにおいて、屈曲部6を堺にしてその両側の少なくとも一方には、同じ数、例えば8個の第1メモリセル4が接続されている。第1、第2のMOSトランジスタ4a、4cは、図3に例示するように、ノーマリーオフ、即ちエンハンスメント型の特性を有している。   As illustrated in FIG. 2A, the first memory cell 4 has a 2T2C type structure including first and second MOS transistors 4a and 4c and first and second ferroelectric capacitors 4b and 4d. Have. In each of the word lines WL, the same number, for example, eight first memory cells 4 are connected to at least one of both sides of the bent portion 6 as a flange. As illustrated in FIG. 3, the first and second MOS transistors 4a and 4c have normally-off characteristics, that is, enhancement-type characteristics.

第1メモリセル4のうち第1のMOSトランジスタ4aと第2のMOSトランジスタ4cのそれぞれのゲート電極は同じワード線WLに接続されている。また、第1のMOSトランジスタ4aの一方のソース/ドレインは第1のビット線BL1に接続され、他方のソース/ドレイン領域は第1の強誘電体キャパシタ4bの上部電極に接続されている。   The gate electrodes of the first MOS transistor 4a and the second MOS transistor 4c in the first memory cell 4 are connected to the same word line WL. One source / drain of the first MOS transistor 4a is connected to the first bit line BL1, and the other source / drain region is connected to the upper electrode of the first ferroelectric capacitor 4b.

また、第2のMOSトランジスタ4cの一方のソース/ドレインは第2のビット線BL2に接続され、他方のソース/ドレイン領域は第2の強誘電体キャパシタ4dの上部電極に接続されている。さらに、第1、第2の強誘電体キャパシタ4b、4dの下部電極は、同じプレート線PLに接続されている。   One source / drain of the second MOS transistor 4c is connected to the second bit line BL2, and the other source / drain region is connected to the upper electrode of the second ferroelectric capacitor 4d. Further, the lower electrodes of the first and second ferroelectric capacitors 4b and 4d are connected to the same plate line PL.

第2のメモリセルアレイ領域3では、第2の方向Yに伸びる複数の第3、第4のビット線BL3、BL4が第1の方向Xに間隔をおいて形成されている。第3のビット線BL3と第4のビット線BL4は交互に形成されている。   In the second memory cell array region 3, a plurality of third and fourth bit lines BL3 and BL4 extending in the second direction Y are formed at intervals in the first direction X. The third bit line BL3 and the fourth bit line BL4 are alternately formed.

第2のメモリセルアレイ領域3では、第1の方向X、第2の方向Yに複数の第2メモリセル5が配置されている。複数の第2メモリセル5は、マトリクス状に配置される。第1の方向Xを行方向、第2の方向Yを列方向とする。
In the second memory cell array region 3, a plurality of second memory cells 5 are arranged in the first direction X and the second direction Y. A plurality of second memory cells 5, Ru are arranged in a matrix. The first direction X is the row direction, and the second direction Y is the column direction.

第2メモリセル5は、図2(b)に例示するように、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cと第3、第4の強誘電体キャパシタ5b、5dを含む2T2C型の構造を有している。また、ワード線WLのそれぞれにおいて、屈曲部6を堺にしてその両側の少なくとも一方には、同じ数、例えば8個の第2メモリセル5が接続されている。   As illustrated in FIG. 2B, the second memory cell 5 has a 2T2C type structure including third and fourth MOS transistors 5a and 5c and third and fourth ferroelectric capacitors 5b and 5d. Have. In each of the word lines WL, the same number, for example, eight second memory cells 5 are connected to at least one of both sides of the bent portion 6 as a flange.

第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cは、第1、第2のMOSトランジスタ4a
、4cに比べて、ゲート電圧の閾値電圧が低く、オフリーク電流がわずかに高い特性、即ち準ディプレッション型の特性を有している。
The third and fourth MOS transistors 5a and 5c are the first and second MOS transistors 4a.
Compared to 4c, the threshold voltage of the gate voltage is lower and the off-leakage current is slightly higher, that is, a quasi-depletion type characteristic.

その目標とする閾値電圧は、第2のメモリセルアレイ領域3において、データ読み出しに必要な時間でデータが消失しない程度の大きさのリーク電流が流れる特性、例えば図3に例示する特性に調整する必要がある。そのような特性となるMOSトランジスタは、後述するようにチャネル領域における不純物濃度のドーズ量調整を経て形成される。   The target threshold voltage needs to be adjusted to a characteristic in which a leak current of such a magnitude that data is not lost in the time required for data reading flows in the second memory cell array region 3, for example, the characteristic illustrated in FIG. There is. The MOS transistor having such characteristics is formed by adjusting the dose amount of the impurity concentration in the channel region as will be described later.

第2メモリセル5における第3のMOSトランジスタ5aと第4のMOSトランジスタ5cのそれぞれのゲート電極は同じワード線WLに接続されている。また、第3のMOSトランジスタ4aの一方のソース/ドレインは第3のビット線BL3に接続され、他方のソース/ドレイン領域は第3の強誘電体キャパシタ5bの上部電極に接続されている。   The gate electrodes of the third MOS transistor 5a and the fourth MOS transistor 5c in the second memory cell 5 are connected to the same word line WL. One source / drain of the third MOS transistor 4a is connected to the third bit line BL3, and the other source / drain region is connected to the upper electrode of the third ferroelectric capacitor 5b.

また、第4のMOSトランジスタ5cの一方のソース/ドレインは第4のビット線BL4に接続され、他方のソース/ドレイン領域は第4の強誘電体キャパシタ5dの上部電極に接続されている。さらに、第3、第4の強誘電体キャパシタ5b、5dの下部電極は、同じプレート線PLに接続されている。   One source / drain of the fourth MOS transistor 5c is connected to the fourth bit line BL4, and the other source / drain region is connected to the upper electrode of the fourth ferroelectric capacitor 5d. Further, the lower electrodes of the third and fourth ferroelectric capacitors 5b and 5d are connected to the same plate line PL.

上記の第1、第2のメモリセルアレイ領域2、3は、センスアンプ/ライトアンプ7、ワード線セレクタ8、プレート線駆動回路9等を含む周辺回路10に接続されている。例えば、第1〜第4のビット線BL1、BL2、BL3、BL4はセンスアンプ/ライトアンプ7に接続され、ワード線WLはワード線セレクタ8に接続され、プレート線PLはプレート線駆動回路9に接続される。   The first and second memory cell array regions 2 and 3 are connected to a peripheral circuit 10 including a sense amplifier / write amplifier 7, a word line selector 8, a plate line driving circuit 9, and the like. For example, the first to fourth bit lines BL1, BL2, BL3, and BL4 are connected to the sense amplifier / write amplifier 7, the word line WL is connected to the word line selector 8, and the plate line PL is connected to the plate line driving circuit 9. Connected.

上記した第1のメモリセルアレイ領域2において、2T2C型の第1メモリセル4にデータが書き込まれた状態では、第1、第2の強誘電体キャパシタ4b、4dは相対的に逆方向に分極している。例えば、データ「0」の状態では図2(a)に例示するように、第1の強誘電体キャパシタ4bが上方向の分極特性を持ち、第2の強誘電体キャパシタ4dは下方向の分極特性を持っている。データ「1」では、それらとは逆の方向の分極となる。   In the first memory cell array region 2 described above, when data is written in the 2T2C type first memory cell 4, the first and second ferroelectric capacitors 4b and 4d are relatively polarized in opposite directions. ing. For example, in the state of data “0”, as illustrated in FIG. 2A, the first ferroelectric capacitor 4b has an upward polarization characteristic, and the second ferroelectric capacitor 4d has a downward polarization. Has characteristics. In the data “1”, the polarization is in the opposite direction.

データを読み出す際には、ワード線WLを高電圧状態にすることにより、第1、第2のMOSトランジスタ4a、4cをオン状態にする。このとき、同時に第1、第2の強誘電体キャパシタ4b、4dの下部電極に接続されたプレート線PLを高電圧状態にすると、蓄えられたデータに応じて第1の強誘電体キャパシタ4bから第1のビット線BL1に電荷が移動するとともに、第2の強誘電体キャパシタから第2のビット線BL2に電荷が移動する。   When reading data, the first and second MOS transistors 4a and 4c are turned on by setting the word line WL to a high voltage state. At this time, if the plate line PL connected to the lower electrodes of the first and second ferroelectric capacitors 4b and 4d is set to a high voltage state at the same time, the first ferroelectric capacitor 4b starts from the first ferroelectric capacitor 4b according to the stored data. The charge moves to the first bit line BL1, and the charge moves from the second ferroelectric capacitor to the second bit line BL2.

データが「0」の状態では、第1の強誘電体キャパシタ4bに上向きの残留分極があり、第2の強誘電体キャパシタ4dに下向きの残留分極があるので、第1のMOSトランジスタ4aに接続された第1のビット線BL1には図4に例示するJ0に相当する電荷が移動し、また、第2のMOSトランジスタ4cに接続された第2のビット線BL2には図4に例示するJ1に相当する電荷が移動する。   When the data is “0”, the first ferroelectric capacitor 4b has an upward remanent polarization, and the second ferroelectric capacitor 4d has a downward remanent polarization. Therefore, the data is connected to the first MOS transistor 4a. Charges corresponding to J0 illustrated in FIG. 4 move to the first bit line BL1 thus formed, and J1 illustrated in FIG. 4 is connected to the second bit line BL2 connected to the second MOS transistor 4c. The charge corresponding to is moved.

これらの電荷量に応じて、第1、第2のビット線BL1、BL2の電位が上昇するので、その大小をセンスアンプにより比較することにより、「0」か「1」であると判定する。データが「0」の場合には、第1のビット線BL1の電位は第2のビット線BL2の電位より低くなり、データが「1」の場合は、第1のビット線BL1の電位は第2のビット線BL2の電位より高くなる。   Since the potentials of the first and second bit lines BL1 and BL2 rise according to these charge amounts, the magnitude is compared by a sense amplifier to determine “0” or “1”. When the data is “0”, the potential of the first bit line BL1 is lower than the potential of the second bit line BL2, and when the data is “1”, the potential of the first bit line BL1 is the first potential. It becomes higher than the potential of the second bit line BL2.

図4において、データ「1」を読み出すために点aから点bを経て点cに状態が移動した後に、下部電極に加える電圧をゼロとすると、点cから点aには戻らずに、点dに移動する。従って、次の読出し時に元の値を再度読み出せるように、データを読んだ後に元のデータを書き戻す。以上の読み出し動作は、第2のメモリセルアレイ領域3における第2のメモリセル5でも同様である。   In FIG. 4, if the voltage applied to the lower electrode is zero after the state moves from point a to point c to read data “1”, the point c does not return to point a. Move to d. Therefore, after reading the data, the original data is written back so that the original value can be read again at the next reading. The read operation described above is the same for the second memory cell 5 in the second memory cell array region 3.

以上のような第1のメモリセルアレイ領域2に書き込まれたデータの読み出しの際には、第1のメモリセルアレイ領域2のうち読み出し対象となって選択された第1のメモリセル4と同じ列にあって同じプレート線PLに接続される第2のメモリセルアレイ領域3内の第2のメモリセル5においては次のような現象が生じる。   When reading the data written in the first memory cell array region 2 as described above, it is placed in the same column as the first memory cell 4 selected as a read target in the first memory cell array region 2. In the second memory cell 5 in the second memory cell array region 3 connected to the same plate line PL, the following phenomenon occurs.

即ち、プレート線PLが高電圧状態になった時点で、第2のメモリセル5に接続されたワード線WLと第3、第4のビット線BLはともに低電圧状態である。従って、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cのゲート電極は低電圧状態であり、オフ状態にある。   That is, when the plate line PL is in a high voltage state, the word line WL connected to the second memory cell 5 and the third and fourth bit lines BL are both in a low voltage state. Accordingly, the gate electrodes of the third and fourth MOS transistors 5a and 5c are in the low voltage state and in the off state.

この状態では、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cは準ディプレッション型であるために、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cのそれぞれの2つのソース/ドレインの間に電位差が発生する。これにより、第3、第4の強誘電体キャパシタ5b、5dに蓄積された電荷が第3、第4のMOSトランジスタ5a、5c、第3又は第4のビット線BL3、BL4を通して僅かに漏れることになる。ただし、プレート線PLが低電圧の場合には、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cのそれぞれの2つのソース/ドレイン間の電位差が極めて小さくなるのでリーク電流は実質的に流れない。   In this state, since the third and fourth MOS transistors 5a and 5c are quasi-depletion type, a potential difference is generated between the two sources / drains of the third and fourth MOS transistors 5a and 5c. . As a result, the charges accumulated in the third and fourth ferroelectric capacitors 5b and 5d slightly leak through the third and fourth MOS transistors 5a and 5c and the third or fourth bit lines BL3 and BL4. become. However, when the plate line PL is at a low voltage, the potential difference between the two sources / drains of the third and fourth MOS transistors 5a and 5c is extremely small, so that the leakage current does not substantially flow.

従って、第1のメモリセルアレイ領域2におけるデータの読み出し、書き込みの動作を繰り返すことにより、第2のメモリセルアレイ領域3の第3、第4の強誘電体キャパシタ3b、3dに蓄積された電荷が失われ易い。即ち、第2のメモリセルアレイ領域3では書き込まれたデータが破壊される可能性が高くなる。   Therefore, by repeating the data reading and writing operations in the first memory cell array region 2, the charges accumulated in the third and fourth ferroelectric capacitors 3b and 3d in the second memory cell array region 3 are lost. Easy to break. That is, there is a high possibility that the written data is destroyed in the second memory cell array region 3.

ところで、第2のメモリセルアレイ領域3に例えばセキュリティデータを書き込む場合には、そのデータを1回又は予定の回数だけ読み出す必要がある。そこで、その回数だけデータを読み出した後に、第2のメモリセルアレイ領域3のデータの破壊が始まるように、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cの特性、例えばオフ電流値を予め調整しておく。これは、選択されない第2のメモリセル5にプレート電圧が印加されることがあるからである。   When security data is written in the second memory cell array region 3, for example, it is necessary to read the data once or a predetermined number of times. Therefore, the characteristics of the third and fourth MOS transistors 5a and 5c, for example, the off-current values are adjusted in advance so that the destruction of the data in the second memory cell array region 3 starts after the data is read the number of times. deep. This is because a plate voltage may be applied to the second memory cell 5 that is not selected.

これにより、第2のメモリセルアレイ領域3に例えばセキュリティ対策に必要なデータを書き込み、そのデータ読み出した後に、第1のメモリセルアレイ領域2のデータを書き込み又は読み出すことによりセキュアデータを消失させることになる。
Thus, for example, data necessary for security measures is written in the second memory cell array region 3, and after the data is read, the secure data is lost by writing or reading the data in the first memory cell array region 2. Become.

ところで、第1のメモリセルアレイ領域2のデータを読み出し、書き込む際に、第2のメモリセルアレイ領域3に書き込まれたデータを一時的に第1のメモリセルアレイ領域2に書き込んでもよい。このようなデータの移動を一時的に行うことにより、第2のメモリセルアレイ領域3のデータの消失を防止できるので、例えば、指定された期間だけセキュアデータを保存しておくことが可能になる。   By the way, when the data in the first memory cell array region 2 is read and written, the data written in the second memory cell array region 3 may be temporarily written in the first memory cell array region 2. By temporarily performing such data movement, it is possible to prevent the data in the second memory cell array region 3 from being lost. For example, secure data can be stored only for a specified period.

以上のような半導体記憶装置では、第1のメモリセルアレイ領域2の読み出し動作、書き込み動作によってデータが消失し易い第2のメモリセルアレイ領域3を設けている。これにより、本実施形態に係る半導体記憶装置を高いセキュリティ性の認証半導体装置として対応することができ、しかも、物理的、電気的な解析が防止できる。   In the semiconductor memory device as described above, the second memory cell array region 3 in which data is easily lost by the read operation and the write operation of the first memory cell array region 2 is provided. Thereby, the semiconductor memory device according to the present embodiment can be dealt with as a highly secure authentication semiconductor device, and physical and electrical analysis can be prevented.

次に、第1のメモリセルアレイ領域2内の第1のMOSトランジスタ4a、第1の強誘電体キャパシタ4b、および、第2のメモリセルアレイ領域3内の第3のMOSトランジスタ5a、第3の強誘電体キャパシタ5bの形成工程の一例を説明する。なお、第1、第2のMOSトランジスタ4a、4cは同じ形成方法であり、第1、第2の強誘電体キャパシタ4b、4dは同じ形成方法が採用される。さらに、第3、第4のMOSトランジスタ5a、5cは同じ形成方法であり、第3、第4の強誘電体キャパシタ5b、5dは同じ形成方法が採用される。   Next, the first MOS transistor 4a, the first ferroelectric capacitor 4b in the first memory cell array region 2, the third MOS transistor 5a in the second memory cell array region 3, the third strong transistor An example of the formation process of the dielectric capacitor 5b will be described. The first and second MOS transistors 4a and 4c are formed by the same method, and the first and second ferroelectric capacitors 4b and 4d are formed by the same method. Further, the third and fourth MOS transistors 5a and 5c are formed by the same method, and the third and fourth ferroelectric capacitors 5b and 5d are formed by the same method.

図7〜図9は、上記の半導体記憶装置のメモリセルを形成する工程の一例を示す断面図である。次に、図7(a)に例示する構造を形成するまでの工程を説明する。   7 to 9 are cross-sectional views showing an example of a process for forming a memory cell of the semiconductor memory device. Next, steps required until a structure illustrated in FIG.

まず、半導体基板であるシリコン基板11の複数の活性領域の周囲に素子分離層12としてシャロートレンチアイソレーション(STI)を形成する。なお、半導体基板としてSOI基板を採用してもよい。   First, shallow trench isolation (STI) is formed as an element isolation layer 12 around a plurality of active regions of a silicon substrate 11 which is a semiconductor substrate. Note that an SOI substrate may be employed as the semiconductor substrate.

STIの形成のために、まず、素子分離領域に開口部を有する平面形状のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜の二層構造のマスクをシリコン基板11上に形成する。その後に、マスクの開口部を通してシリコン基板11をエッチングすることにより溝を形成し、さらに溝内にシリコン酸化膜を埋め込む。これによりSTIが形成される。マスク上の埋め込み用シリコン酸化膜は化学機械研磨(CMP)法により除去され、その後にマスクが除去される。なお、素子分離層12は、LOCOS法により形成してもよい。   In order to form the STI, first, a mask having a two-layer structure of a planar silicon oxide film and silicon nitride film having an opening in the element isolation region is formed on the silicon substrate 11. Thereafter, the silicon substrate 11 is etched through the opening of the mask to form a groove, and a silicon oxide film is embedded in the groove. As a result, an STI is formed. The embedded silicon oxide film on the mask is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) method, and then the mask is removed. Note that the element isolation layer 12 may be formed by a LOCOS method.

続いて、素子分離層12に隣接する複数の活性領域にp型(第2導電型)不純物としてホウ素イオンを注入する。これにより、第1のメモリセルアレイ領域2の活性領域に第1のPウェル13を形成し、同時に第2のメモリセルアレイ領域3に第2のPウェル14を形成する。ここでは、ホウ素イオン注入条件として、例えば、ドーズ量を約3.0×1013/cm、加速エネルギーを約300keVとする。 Subsequently, boron ions are implanted as a p-type (second conductivity type) impurity into a plurality of active regions adjacent to the element isolation layer 12. As a result, a first P well 13 is formed in the active region of the first memory cell array region 2, and a second P well 14 is formed in the second memory cell array region 3 at the same time. Here, as boron ion implantation conditions, for example, the dose is about 3.0 × 10 13 / cm 2 and the acceleration energy is about 300 keV.

次に、図7(b)に例示する断面図と図5に例示する平面図に示すように、シリコン基板11の上にフォトレジストを塗布し、これを露光、現像することにより、レジストパターン15をマスクとして形成する。レジストパターン15は、第2のメモリセルアレイ領域3にある全ての第2のPウェル14のうちゲート電極19gを形成しようとするゲート形成領域(チャネル領域)の一部領域14aを覆うとともに他を露出する開口部15bを有する。さらに、レジストパターン15は、第1のメモリセルアレイ領域2にある全ての第1のPウェル14を露出する開口部15aを有する。   Next, as shown in the cross-sectional view illustrated in FIG. 7B and the plan view illustrated in FIG. 5, a photoresist is applied on the silicon substrate 11, and this is exposed and developed, whereby a resist pattern 15. Is used as a mask. The resist pattern 15 covers a partial region 14a of the gate formation region (channel region) where the gate electrode 19g is to be formed among all the second P wells 14 in the second memory cell array region 3, and the other is exposed. Having an opening 15b. Further, the resist pattern 15 has an opening 15 a that exposes all the first P wells 14 in the first memory cell array region 2.

続いて、レジストパターン15の開口部15a、15bから露出したPウェル13、14内に1回目の閾値電圧調整用のp型不純物イオンを注入し、第1閾値調整領域16、17aを形成する。p型不純物イオンの注入条件として、例えば、ホウ素イオンのドーズ量をA×10/cm、加速エネルギーを約300keVとする。その後に、レジストパターン15を溶剤により除去する。 Subsequently, p-type impurity ions for first threshold voltage adjustment are implanted into the P wells 13 and 14 exposed from the openings 15a and 15b of the resist pattern 15 to form first threshold adjustment regions 16 and 17a. As conditions for implanting the p-type impurity ions, for example, the dose amount of boron ions is A 1 × 10 z / cm 2 and the acceleration energy is about 300 keV. Thereafter, the resist pattern 15 is removed with a solvent.

さらに、図7(c)に例示するように、素子分離層12から露出したPウェル13、14内に、2回目の閾値調整用のp型不純物イオンを注入する。p型不純物イオン注入条件として、例えば、ホウ素イオンのドーズ量をA×10/cm、加速エネルギーを約300keVとする。 Further, as illustrated in FIG. 7C, p-type impurity ions for second threshold adjustment are implanted into the P wells 13 and 14 exposed from the element isolation layer 12. As p-type impurity ion implantation conditions, for example, the dose amount of boron ions is set to A 2 × 10 z / cm 2 , and the acceleration energy is set to about 300 keV.

これにより、第1のメモリセルアレイ領域2内のPウェル13内の第1閾値調整領域16には合計でホウ素イオンのドーズ量が(A+A)×10/cmとなる。また、第2のメモリセルアレイ領域3のPウェル14内では、チャネル領域の一部領域14aは
ドーズ量が約A×10/cmと低い第2の閾値調整領域17bとなり、残りの閾値調整領域17aのドーズ量が(A+A)×10/cmと高くなる。Aの値として、例えばA/(A+A)=0.67〜0.55の条件に設定する。
As a result, the total dose of boron ions in the first threshold adjustment region 16 in the P well 13 in the first memory cell array region 2 is (A 1 + A 2 ) × 10 z / cm 2 . In addition, in the P well 14 of the second memory cell array region 3, a partial region 14a of the channel region becomes a second threshold adjustment region 17b having a low dose amount of about A 2 × 10 z / cm 2 , and the remaining threshold value The dose of the adjustment region 17a becomes high (A 1 + A 2 ) × 10 z / cm 2 . As the value of A 2, for example, to set the condition of the A 2 / (A 1 + A 2) = 0.67~0.55.

ここで、図5に例示する第1のMOSトランジスタ4aのゲート電極18gと第3のMOSトランジスタ5aのゲート電極19gのそれぞれの長さLwを10μmとするとともに、ゲート電極18g、19gの印加電圧を3Vとする。そのような条件では、以上の不純物のドーズ量が調整されることにより図6に例示するような特性となる。即ち、第1のMOSトランジスタ4aのオフ電流が約2×1011A〜約9×1013Aとなる一方で、第3のMOSトランジスタ5aの閾値電圧が低くなってオフ電流が1017A台となるようにp型不純物のドーズ量が調整される。 Here, the length Lw of each of the gate electrode 18g of the first MOS transistor 4a and the gate electrode 19g of the third MOS transistor 5a illustrated in FIG. 5 is set to 10 μm, and the applied voltages of the gate electrodes 18g and 19g are set as follows. 3V. Under such conditions, the characteristics as illustrated in FIG. 6 are obtained by adjusting the impurity dose. That is, the off-state current of the first MOS transistor 4a is about 2 × 10 11 A to about 9 × 10 13 A, while the threshold voltage of the third MOS transistor 5a is lowered and the off-current is about 10 17 A units. The dose of the p-type impurity is adjusted so that

また、第1のMOSトランジスタ4aのオン電流が1μAとなるゲート電圧の場合に、第3のMOSトランジスタ5aの閾値電圧は第1のMOSトランジスタ4aの閾値電圧よりも0.1V〜0.8V程度、好ましくは0.3V〜0.6V程度に低くなるように特性が調整される。   Further, in the case where the on-state current of the first MOS transistor 4a is 1 μA, the threshold voltage of the third MOS transistor 5a is about 0.1V to 0.8V higher than the threshold voltage of the first MOS transistor 4a. Preferably, the characteristics are adjusted to be as low as about 0.3V to 0.6V.

ところで、オフ電流の調整のために、不純物ドーズ量を調整するのではなく、第1のMOSトランジスタ4a、第3のMOSトランジスタ5aのそれぞれの長さLwを異ならせてもよい。例えば、第3のMOSトランジスタ5aのゲート電極19gの長さLwを、第1のMOSトランジスタ4aのゲート電極18gの長さLwよりも長くしてもよい。   By the way, in order to adjust the off current, the length Lw of each of the first MOS transistor 4a and the third MOS transistor 5a may be varied instead of adjusting the impurity dose. For example, the length Lw of the gate electrode 19g of the third MOS transistor 5a may be longer than the length Lw of the gate electrode 18g of the first MOS transistor 4a.

次に、図7(d)に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、第1、第2のPウェル13、14のそれぞれの表面に、例えば約3.0nm程度の薄いゲート絶縁膜18a、19aを熱酸化等により形成する。さらに、ゲート絶縁膜18a、19a上に、気相成長(CVD)法により膜厚が例えば約180nmの多結晶シリコン膜を形成する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, thin gate insulating films 18a and 19a of about 3.0 nm, for example, are formed on the surfaces of the first and second P wells 13 and 14 by thermal oxidation or the like. Further, a polycrystalline silicon film having a film thickness of, for example, about 180 nm is formed on the gate insulating films 18a and 19a by a vapor deposition (CVD) method.

その後に、多結晶シリコン膜とゲート絶縁膜18a、19aをリソグラフィー及びそれに続くドライエッチングにより加工し、これによりゲート絶縁膜18a、19a上にゲート電極18g、19gを形成する。ゲート電極18g、19gは、図1に例示するワード線WLの一部となる。なお、ゲート電極18g、19g上にはシリコン窒化膜からなるキャップ膜(不図示)を形成してもよい。   Thereafter, the polycrystalline silicon film and the gate insulating films 18a and 19a are processed by lithography and subsequent dry etching, thereby forming gate electrodes 18g and 19g on the gate insulating films 18a and 19a. The gate electrodes 18g and 19g become part of the word line WL illustrated in FIG. A cap film (not shown) made of a silicon nitride film may be formed on the gate electrodes 18g and 19g.

続いて、ゲート電極18g、19gをマスクとして第1、第2のPウェル13、14内に、n型(第1導電型)不純物、例えばヒ素(As)イオンを注入する。これにより、ゲート電極18g、19gの両側の第1、第2のPウェル13、14内のそれぞれにn型エクステンション領域18b、18c、19b、19cを形成する。   Subsequently, n-type (first conductivity type) impurities such as arsenic (As) ions are implanted into the first and second P wells 13 and 14 using the gate electrodes 18g and 19g as a mask. Thus, n-type extension regions 18b, 18c, 19b, and 19c are formed in the first and second P wells 13 and 14 on both sides of the gate electrodes 18g and 19g, respectively.

さらに、全面に例えばシリコン酸化膜をCVD法により形成し、このシリコン酸化膜を略垂直方向にエッチバックすることにより、ゲート電極18g、19gの側面にシリコン酸化膜を残し、これを絶縁性のサイドウォール20として使用する。   Further, for example, a silicon oxide film is formed on the entire surface by the CVD method, and this silicon oxide film is etched back in a substantially vertical direction to leave a silicon oxide film on the side surfaces of the gate electrodes 18g and 19g. Used as wall 20.

さらに、ゲート電極18g、19g及びサイドウォール20をマスクとしてPウェル13、14内にn型不純物、例えばリン(P)イオンを注入し、n型ソース/ドレイン領域18s、18d、19s、19dを形成する。このイオン注入は、n型エクステンション領域18b、18c、19b、19cよりも不純物濃度が高くなる条件に設定される。   Further, n-type impurities such as phosphorus (P) ions are implanted into the P wells 13 and 14 using the gate electrodes 18g and 19g and the sidewalls 20 as a mask to form n-type source / drain regions 18s, 18d, 19s and 19d. To do. This ion implantation is set to a condition in which the impurity concentration is higher than that of the n-type extension regions 18b, 18c, 19b, and 19c.

その後に、シリコン基板11の上に、コバルト、ニッケル等の金属をスパッタ法により形成し、これをアニールすることにより、ゲート電極18g、19gの上にシリサイド層
21a、22aを形成するとともに、n型ソース/ドレイン領域18s、18d、19s、19dの表面にもシリサイド層21s、21d、22s、22dを形成する。その後に、不要な金属を除去する。
Thereafter, a metal such as cobalt or nickel is formed on the silicon substrate 11 by sputtering, and annealed to form silicide layers 21a and 22a on the gate electrodes 18g and 19g. Silicide layers 21s, 21d, 22s, and 22d are also formed on the surfaces of the source / drain regions 18s, 18d, 19s, and 19d. Thereafter, unnecessary metal is removed.

これにより、上記の第1、第3のMOSトランジスタ4a、4bの基本的な構造を完成させる。さらに、MOSトランジスタ4a、5a及び素子分離層12の上に保護絶縁膜23としてシリコン窒化膜をCVD法により例えば約20nmの厚さに形成する。   Thus, the basic structure of the first and third MOS transistors 4a and 4b is completed. Further, a silicon nitride film is formed as a protective insulating film 23 on the MOS transistors 4a and 5a and the element isolation layer 12 by a CVD method to a thickness of about 20 nm, for example.

次に、図8(a)に示す構造を形成するまでの工程について説明する。
まず、保護絶縁膜23の上に、第1の層間絶縁膜24としてCVD法によりシリコン酸化膜を例えば約1μmの厚さに形成する。さらに、フォトリソグラフィとこれに続くエッチングにより、第1層間絶縁膜24及び保護膜23のうちn型ソース/ドレイン領域18s、18d、19s、19dの上にコンタクトホールを形成する。
Next, steps required until a structure shown in FIG.
First, a silicon oxide film is formed as a first interlayer insulating film 24 on the protective insulating film 23 by a CVD method to a thickness of about 1 μm, for example. Further, contact holes are formed on the n-type source / drain regions 18s, 18d, 19s, and 19d in the first interlayer insulating film 24 and the protective film 23 by photolithography and subsequent etching.

続いて、コンタクトホール内に、バリア膜として窒化チタン(TiN)膜をスパッタ法により形成し、さらに主導体膜としてタングステンをCVD法により埋め込む。その後に、第1層間絶縁膜24上のバリア膜及び主導体膜を化学機械研磨(CMP)法により除去する。これにより、それぞれのコンタクトホール内に残されたバリア膜及び主導体膜をコンタクトプラグ25s、25d、26s、26dとして使用する。   Subsequently, a titanium nitride (TiN) film is formed as a barrier film in the contact hole by a sputtering method, and tungsten is buried as a main conductor film by a CVD method. Thereafter, the barrier film and the main conductor film on the first interlayer insulating film 24 are removed by a chemical mechanical polishing (CMP) method. Thereby, the barrier film and the main conductor film left in each contact hole are used as the contact plugs 25s, 25d, 26s, and 26d.

さらに、コンタクトプラグ25s、25d、26s、26d及び第1層間絶縁膜24の上に、酸化防止膜27としてシリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜をそれぞれ例えば約130nm、約100nmの厚さとなるようにCVD法により形成する。その後に、酸化防止膜27上に、下地絶縁膜28としてアルミナ(Al)膜をスパッタ法により例えば約20nmの厚さに形成する。 Further, on the contact plugs 25 s, 25 d, 26 s, 26 d and the first interlayer insulating film 24, a silicon oxide film and a silicon oxynitride film are formed as an antioxidant film 27 so as to have a thickness of about 130 nm and about 100 nm, respectively. Form by the method. Thereafter, an alumina (Al 2 O 3 ) film is formed as a base insulating film 28 on the antioxidant film 27 to a thickness of about 20 nm, for example, by sputtering.

次に、図8(b)に例示する構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、下地絶縁膜28の上に、下部電極膜29、強誘電体膜30を順に形成する。下部電極膜29として、例えばプラチナ(Pt)膜をスパッタ法により例えば約150nmの厚さに形成する。また、強誘電体膜30として、Pb、Zr、Ti、酸素を含むペロブスカイト構造の膜、例えばPLSZT膜をRFスパッタ法により約140nmの厚さに形成する。強誘電体膜30として、その他の強誘電体材料、例えばビスマス系材料膜、チタン酸バリウ膜を形成してもよい。
Next, steps required until a structure illustrated in FIG.
First, a lower electrode film 29 and a ferroelectric film 30 are sequentially formed on the base insulating film 28. As the lower electrode film 29, for example, a platinum (Pt) film is formed to a thickness of, for example, about 150 nm by sputtering. Further, as the ferroelectric film 30, a film having a perovskite structure including Pb, Zr, Ti, and oxygen, for example, a PLSZT film is formed to a thickness of about 140 nm by RF sputtering. As the ferroelectric film 30, another ferroelectric material, for example, a bismuth-based material film or a barium titanate film may be formed.

続いて、強誘電体膜30を酸素含有雰囲気中でRTA処理を施し、強誘電体膜30を結晶化する。さらに、強誘電体膜30上に、例えば導電性酸化物であるIrO2を材料とする上部電極層31を反応性スパッタ法により約250nmの厚さに形成する。なお、上部電極層31の材料として、IrO2の代わりにIr、Ru、RuO2、SrRuO3、その他の導電性酸化物やこれらの積層構造としても良い。 Subsequently, the ferroelectric film 30 is subjected to RTA treatment in an oxygen-containing atmosphere, and the ferroelectric film 30 is crystallized. Further, an upper electrode layer 31 made of, for example, IrO 2 which is a conductive oxide is formed on the ferroelectric film 30 to a thickness of about 250 nm by a reactive sputtering method. The material of the upper electrode layer 31 may be Ir, Ru, RuO 2 , SrRuO 3 , other conductive oxides, or a laminated structure thereof instead of IrO 2 .

次に、図8(c)に例示する構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、リソグラフィー及びそれに続くドライエッチングにより上部電極膜31を複数の電極形状に加工して、キャパシタ用の上部電極31a、31bのパターンを形成する。続いて、下地絶縁膜28、強誘電体膜30及び下部電極膜29をリソグラフィー及びそれに続くドライエッチングにより加工して、プレート線PLを兼ねたキャパシタ用の下部電極29a、29bを形成する。各々の下部電極29a、29bは、その上方に複数の上部電極31a、31bが重ねられるストライプ形状を有している。
Next, steps required until a structure illustrated in FIG.
First, the upper electrode film 31 is processed into a plurality of electrode shapes by lithography and subsequent dry etching to form patterns of capacitor upper electrodes 31a and 31b. Subsequently, the base insulating film 28, the ferroelectric film 30, and the lower electrode film 29 are processed by lithography and subsequent dry etching to form lower electrodes 29a and 29b for capacitors that also serve as the plate lines PL. Each of the lower electrodes 29a and 29b has a stripe shape in which a plurality of upper electrodes 31a and 31b are overlaid thereon.

第1のメモリセルアレイ領域2内の下部電極29aは、第1のMOSトランジスタ4aの側方の素子分離層12の上方に形成され、強誘電体膜30及び上部電極31aとともに
第1の強誘電体キャパシタ4bとなる。同様に、第2のメモリセルアレイ領域3内の下部電極29bは、第3のMOSトランジスタ5aの横の素子分離層12の上方に形成され、強誘電体膜30及び上部電極31bとともに第3の強誘電体キャパシタ5bとなる。
The lower electrode 29a in the first memory cell array region 2 is formed above the element isolation layer 12 on the side of the first MOS transistor 4a, and together with the ferroelectric film 30 and the upper electrode 31a, the first ferroelectric Capacitor 4b is formed. Similarly, the lower electrode 29b in the second memory cell array region 3 is formed above the element isolation layer 12 beside the third MOS transistor 5a, and the third strong electrode is formed together with the ferroelectric film 30 and the upper electrode 31b. The dielectric capacitor 5b is obtained.

その後に、成膜、エッチングにより受けた第1の強誘電体キャパシタ4b、第3の強誘電体キャパシタ5bのダメージをなくすために、回復アニールを施す。回復アニールとして、アニール炉内の酸素雰囲気中において約650℃の温度で40分間のファーネスアニールを行う。この後に、第1の強誘電体キャパシタ4b、第3の強誘電体キャパシタ5b及び酸化防止膜27の上に、保護膜32として例えばスパッタ法によりアルミナ膜を約20nmの厚さに形成する。   After that, recovery annealing is performed in order to eliminate damage to the first ferroelectric capacitor 4b and the third ferroelectric capacitor 5b that have been received by film formation and etching. As recovery annealing, furnace annealing is performed for 40 minutes at a temperature of about 650 ° C. in an oxygen atmosphere in an annealing furnace. Thereafter, an alumina film having a thickness of about 20 nm is formed as the protective film 32 on the first ferroelectric capacitor 4b, the third ferroelectric capacitor 5b, and the antioxidant film 27 by, for example, sputtering.

さらに、強誘電体キャパシタ4b、5bを覆うように、保護膜32及び下地絶縁膜28の上に第2層間絶縁膜33を形成する。ここで、第2層間絶縁膜33として、例えばTEOSを使用するプラズマCVD法によりシリコン酸化膜を形成する。また、CMPにより第2層間絶縁膜33の表面を研磨する。CMPの後に、第2層間絶縁膜33の脱水を目的として、例えばN2Oのプラズマアニール処理を施してもよい。さらに、第2層間絶縁膜33上に酸化防止膜34としてシリコン窒化膜をCVD法により形成し、さらにその上に配線用下地絶縁膜35としてシリコン酸化膜をCVD法により形成する。 Further, a second interlayer insulating film 33 is formed on the protective film 32 and the base insulating film 28 so as to cover the ferroelectric capacitors 4b and 5b. Here, as the second interlayer insulating film 33, a silicon oxide film is formed by a plasma CVD method using, for example, TEOS. Further, the surface of the second interlayer insulating film 33 is polished by CMP. For example, N 2 O plasma annealing may be performed after CMP for the purpose of dehydrating the second interlayer insulating film 33. Further, a silicon nitride film is formed as the antioxidant film 34 on the second interlayer insulating film 33 by the CVD method, and a silicon oxide film is further formed thereon as the wiring base insulating film 35 by the CVD method.

次に、図9(a)に例示する構造を形成する工程について説明する。
まず、配線用下地絶縁膜35、酸化防止膜34、第2層間絶縁膜33及び保護膜32をパターニングし、第1、第3の強誘電体キャパシタ4b、5bの下部電極29a、29bおよび上部電極31a、31bに達するコンタクトホール3を形成する。その後に、例えば、酸素含有雰囲気中でアニール(回復アニール)を行い、これまでのエッチングプロセス等により劣化した強誘電体キャパシタ特性を回復させる。
Next, a process for forming the structure illustrated in FIG.
First, the wiring base insulating film 35, the antioxidant film 34, the second interlayer insulating film 33 and the protective film 32 are patterned to form the lower electrodes 29a and 29b and the upper electrodes of the first and third ferroelectric capacitors 4b and 5b. Contact holes 3 reaching 31a and 31b are formed. After that, for example, annealing (recovery annealing) is performed in an oxygen-containing atmosphere, and the ferroelectric capacitor characteristics deteriorated by the etching process so far are recovered.

さらに、配線用下地絶縁膜35、酸化防止膜34、第2層間絶縁膜33、保護膜32及び酸化防止膜27をパターニングし、第1、第2のメモリセルアレイ領域2、3内のぞれぞれのコンタクトプラグ25s、25d、26s、26dの上にビアホールを形成する。続いて、第1、第2のメモリセルアレイ領域2、3内のビアホールの内面に例えばスパッタ法を用いてTiN膜を形成し、さらに、CVD法を用いて主導体膜としてタングステン膜をビアホールに埋め込む。   Further, the wiring base insulating film 35, the antioxidant film 34, the second interlayer insulating film 33, the protective film 32, and the antioxidant film 27 are patterned, so that each of the first and second memory cell array regions 2 and 3 is patterned. Via holes are formed on the contact plugs 25s, 25d, 26s, and 26d. Subsequently, a TiN film is formed on the inner surfaces of the via holes in the first and second memory cell array regions 2 and 3 by using, for example, a sputtering method, and a tungsten film is embedded as a main conductor film in the via holes by using a CVD method. .

その後、第2層間絶縁膜33上のTiN膜及びタングステン膜をCMPで除去することにより、コンタクトホールに残されたTiN膜及びタングステン膜をそれぞれビアプラグ36a〜36hとして使用する。   Thereafter, the TiN film and the tungsten film on the second interlayer insulating film 33 are removed by CMP, and the TiN film and the tungsten film left in the contact holes are used as the via plugs 36a to 36h, respectively.

次に、図9(b)に例示する構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、第2層間絶縁膜33とビアプラグ36a〜36hの上に、例えばTi/TiN膜、アルミニウム−銅合金膜(AlCu膜)、およびTi/TiN膜をそれぞれ順に積層し、これらをパターニングして第1層目の配線37a、37c、37e、37f、導電性パッド37b、37dを形成する。
Next, steps required until a structure illustrated in FIG.
First, for example, a Ti / TiN film, an aluminum-copper alloy film (AlCu film), and a Ti / TiN film are sequentially stacked on the second interlayer insulating film 33 and the via plugs 36a to 36h, respectively, and patterned to form a first layer. First-layer wirings 37a, 37c, 37e, and 37f and conductive pads 37b and 37d are formed.

この場合、第1のMOSトランジスタ4aの一方のソース/ドレイン領域18dは、コンタクトプラグ25d、ビアプラグ36c、第1層目の配線37a及びビアプラグ36aを介して第1の強誘電体キャパシタ4bの上部電極31aに接続される。同様に、第3のMOSトランジスタ5aの一方のソース/ドレイン領域19dは、コンタクトプラグ26d、ビアプラグ36g、第1層目の配線37e及びビアプラグ36eを介して第1の強誘電体キャパシタ5bの上部電極31bに接続される。   In this case, one source / drain region 18d of the first MOS transistor 4a is connected to the upper electrode of the first ferroelectric capacitor 4b via the contact plug 25d, the via plug 36c, the first layer wiring 37a and the via plug 36a. Connected to 31a. Similarly, one source / drain region 19d of the third MOS transistor 5a is connected to the upper electrode of the first ferroelectric capacitor 5b via the contact plug 26d, the via plug 36g, the first layer wiring 37e, and the via plug 36e. 31b.

第1のMOSトランジスタ4aの他方のソース/ドレイン領域18sは、コンタクトプラグ25s、ビアプラグ36dを介して第1層目の導電性パッド37bに接続される。また、第2のMOSトランジスタ5aの他方のソース/ドレイン領域19sは、コンタクトプラグ26s、ビアプラグ36hを介して第1層目の導電性パッド37dに接続される。   The other source / drain region 18s of the first MOS transistor 4a is connected to the first-layer conductive pad 37b via a contact plug 25s and a via plug 36d. The other source / drain region 19s of the second MOS transistor 5a is connected to the first-layer conductive pad 37d through a contact plug 26s and a via plug 36h.

第1、第3の強誘電体キャパシタ4b、5bの下部電極29a、29b、即ちプレート線PLに接続されたビアプラグ36b、36fは、それぞれ第1層目の配線37c、37fを介して図1に例示の周辺回路10に接続される。   The lower electrodes 29a and 29b of the first and third ferroelectric capacitors 4b and 5b, that is, the via plugs 36b and 36f connected to the plate line PL are shown in FIG. 1 through the first-layer wirings 37c and 37f, respectively. Connected to the example peripheral circuit 10.

続いて、第1層目の配線37a、37c、37e、37f、導電性パッド37b、37d及び第2層間絶縁膜33上に第3層間絶縁膜38を形成し、さらに、第3層間絶縁膜38のうち導電性パッド37b、37d等の上にビアホールを形成し、それらの中に金属膜を充填して第2層目のビアプラグ39a、39bを形成する。   Subsequently, a third interlayer insulating film 38 is formed on the first-layer wirings 37a, 37c, 37e, and 37f, the conductive pads 37b and 37d, and the second interlayer insulating film 33. Further, the third interlayer insulating film 38 is formed. Among them, via holes are formed on the conductive pads 37b and 37d and the like, and a metal film is filled therein to form second-layer via plugs 39a and 39b.

さらに、第3層間絶縁膜38上に第2層目の配線40a〜40dを形成する。第1のMOSトランジスタ4aの他方のソース/ドレイン領域18sに電気的に接続される第2層目のビアプラグ39aに接続される第2層目の配線40aは、他の配線を介して図1に例示するビット線BL1に接続される。同様に、第3のMOSトランジスタ5aの他方のソース/ドレイン領域19sに電気的に接続される第2層目のビアプラグ39bに接続される第2層目の配線40cは、他の配線を介してビット線BL3に接続される。   Further, second-layer wirings 40 a to 40 d are formed on the third interlayer insulating film 38. The second-layer wiring 40a connected to the second-layer via plug 39a electrically connected to the other source / drain region 18s of the first MOS transistor 4a is connected to the first MOS transistor 4a in FIG. It is connected to the exemplified bit line BL1. Similarly, the second-layer wiring 40c connected to the second-layer via plug 39b electrically connected to the other source / drain region 19s of the third MOS transistor 5a is connected to the other via the other wiring. Connected to bit line BL3.

その後に、第2層目の配線40a〜40d及び第3層間絶縁膜38の上に、第4層間絶縁膜41を形成し、その中にビアプラグ(不図示)を形成した後に、第4層間絶縁膜41の上に第3層目の配線42a〜42dを形成する。さらに、同様にして、第5層間絶縁膜43、第4層目の配線44a、44b、第6層間絶縁膜45、第5層目の配線46、46b、第6層層間絶縁膜47、カバー膜48等を形成する。   Thereafter, a fourth interlayer insulating film 41 is formed on the second-layer wirings 40a to 40d and the third interlayer insulating film 38, and a via plug (not shown) is formed therein. Third-layer wirings 42 a to 42 d are formed on the film 41. Further, similarly, the fifth interlayer insulating film 43, the fourth layer wirings 44a and 44b, the sixth interlayer insulating film 45, the fifth layer wirings 46 and 46b, the sixth layer interlayer insulating film 47, the cover film 48 etc. are formed.

以上のように、第3のMOSトランジスタ5aの閾値電圧調整用の不純物の濃度を一部領域で変更する工程を加えるだけで、図1に示す半導体記憶装置のメモリセルアレイ領域2、3を形成することができる。   As described above, the memory cell array regions 2 and 3 of the semiconductor memory device shown in FIG. 1 are formed only by adding the step of changing the concentration of the impurity for adjusting the threshold voltage of the third MOS transistor 5a in a partial region. be able to.

上記のメモリセルは2T2C型のメモリセルについて説明したが、MOSトランジスタをメモリの選択素子に使用する1T1C型のメモリセルについても同様に適用することができる。即ち、セキュアデータ記憶用のメモリセルアレイ領域と通常のデータ記憶用のメモリセルアレイ領域について、各々のMOSトランジスタの閾値を異ならせることにより、通常のデータの読み出し時、書き込み時にセキュアデータが消去されやすくすることができる。   Although the above-described memory cell has been described as a 2T2C type memory cell, the present invention can be similarly applied to a 1T1C type memory cell using a MOS transistor as a memory selection element. That is, the secure data storage memory cell array region and the normal data storage memory cell array region have different MOS transistor threshold values, so that the secure data can be easily erased at the time of normal data reading and writing. be able to.

また、上記実施形態では、強誘電体キャパシタとしてプレーナ型を使用したが、スタック型を使用してもよい。さらに、上記の半導体装置は、半導体記憶装置とロジック装置が混載されているシステムLSIであってもよい。   In the above embodiment, the planar type is used as the ferroelectric capacitor, but a stacked type may be used. Further, the semiconductor device may be a system LSI in which a semiconductor memory device and a logic device are mounted together.

ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈され、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解される。   All examples and conditional expressions given here are intended to help the reader understand the inventions and concepts that have contributed to the promotion of technology, such examples and It is interpreted without being limited to the conditions, and the organization of such examples in the specification is not related to showing the superiority or inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood that various changes, substitutions and variations can be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
(付記1)第1トランジスタと、前記第1トランジスタに接続される第1キャパシタとを有する第1メモリセルを含む第1メモリセルアレイと、前記第1トランジスタよりもオフ電流が高い第2トランジスタと、前記第2トランジスタに接続される第2キャパシタとを有する第2メモリセルを含む第2メモリセルアレイと、を有する半導体装置。
(付記2)前記第1トランジスタは第1導電型の第1のMOSトランジスタであり、前記第2トランジスタは第1導電型の第2のMOSトランジスタであることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3)前記第2のMOSトランジスタのゲート電極の下方の第1の半導体領域のうち少なくとも一部領域内に導入される第2導電型不純物の第1ドーズ量は、前記第1のMOSトランジスタのゲート電極の下方の第2の半導体領域内に導入される第2導電型不純物の第2ドーズ量よりも低いことを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
(付記4)前記第1導電型はn型であり、前記第2導電型不純物はp型不純物である付記3に記載の半導体装置。
(付記5)前記第1キャパシタと前記第2キャパシタはそれぞれ強誘電体キャパシタであることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記6)前記第1メモリセルは、前記第1トランジスタに接続される前記第1キャパシタの他に、第3トランジスタに接続される第3キャパシタを有し、前記第2メモリセルは、前記第2トランジスタに接続される前記第2キャパシタの他に、第4トランジスタに接続される第4キャパシタを有することを特徴とする付記1乃至付記5のいずれか1つに記載の半導体装置。
(付記7)前記第1トランジスタは、第1ワード線と前記第1キャパシタの一方の電極に接続され、前記第3トランジスタは、前記第1ワード線と前記第3キャパシタの一方の電極に接続され、前記第2トランジスタは、第2ワード線と前記第2キャパシタの一方の電極の間に接続され、前記第4トランジスタは、前記第2ワード線と前記第4キャパシタの一方の電極に接続され、前記第1キャパシタ、前記第2キャパシタ、前記第3キャパシタ及び前記第4キャパシタのぞれぞれの他方の電極は同じプレート線に接続されることを特徴とする付記1乃至付記6に記載の半導体装置。
(付記8)半導体基板の第1トランジスタ形成領域の第1ゲート電極形成領域内に電圧調整用の一導電型不純物を第1ドーズ量で導入する工程と、前記半導体基板の第2トランジスタ形成領域の第2ゲート電極形成領域の下の少なくとも一部領域内に、前記第1ドーズ量よりも低い第2ドーズ量で前記一導電型不純物を導入する工程と、前記第1トランジスタ形成領域内の前記第1ゲート電極形成領域の上方に第1ゲート電極を形成する工程と、前記第2トランジスタ形成領域内の前記第2ゲート電極形成領域の上方に第2ゲート電極を形成する工程と、前記第1トランジスタ形成領域内の前記第1ゲート電極の両側に第1のソース/ドレイン領域を形成する工程と、前記第2トランジスタ形成領域内の前記第2ゲート電極の両側に第2のソース/ドレイン領域を形成する工程と、前記半導体基板の上方に、前記第1のソース/ドレイン領域の一方に接続される第1キャパシタを形成する工程と、前記半導体基板の上方に、前記第2のソース/ドレイン領域の一方に接続される第2キャパシタを形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記9)前記第1トランジスタ形成領域内の前記第1ゲート電極形成領域に導入される前記一導電型不純物は、前記第2トランジスタ形成領域内の前記第2ゲート電極形成領域のうち前記一部領域とは別の領域にも前記第1ドーズ量で導入されることを特徴とする付記8に記載の半導体装置の製造方法。
(付記10)前記前記第2トランジスタ形成領域内の前記第2ゲート電極形成領域のうち前記一部領域はマスクによって覆われることを特徴とする付記9に記載の半導体装置の製造方法。
(付記11)前記第1キャパシタと前記第2キャパシタは、それぞれ強誘電体キャパシタであることを特徴とする付記7乃至付記10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
Next, features of the embodiment of the present invention will be described.
(Supplementary note 1) a first memory cell array including a first memory cell having a first transistor and a first capacitor connected to the first transistor; a second transistor having a higher off-current than the first transistor; And a second memory cell array including a second memory cell having a second capacitor connected to the second transistor.
(Supplementary note 2) The semiconductor according to supplementary note 1, wherein the first transistor is a first conductivity type first MOS transistor, and the second transistor is a first conductivity type second MOS transistor. apparatus.
(Supplementary Note 3) The first dose of the second conductivity type impurity introduced into at least a part of the first semiconductor region below the gate electrode of the second MOS transistor is the first MOS transistor The semiconductor device according to appendix 2, wherein the semiconductor device is lower than a second dose amount of the second conductivity type impurity introduced into the second semiconductor region below the gate electrode.
(Supplementary note 4) The semiconductor device according to supplementary note 3, wherein the first conductivity type is an n-type, and the second conductivity type impurity is a p-type impurity.
(Supplementary note 5) The semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein each of the first capacitor and the second capacitor is a ferroelectric capacitor.
(Supplementary Note 6) The first memory cell includes a third capacitor connected to a third transistor in addition to the first capacitor connected to the first transistor, and the second memory cell includes the first capacitor 6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fourth capacitor connected to the fourth transistor in addition to the second capacitor connected to the two transistors.
(Supplementary Note 7) The first transistor is connected to one electrode of the first word line and the first capacitor, and the third transistor is connected to one electrode of the first word line and the third capacitor. The second transistor is connected between a second word line and one electrode of the second capacitor; the fourth transistor is connected to one electrode of the second word line and the fourth capacitor; 7. The semiconductor according to appendix 1 to appendix 6, wherein the other electrode of each of the first capacitor, the second capacitor, the third capacitor, and the fourth capacitor is connected to the same plate line. apparatus.
(Supplementary Note 8) A step of introducing a first conductivity type impurity for voltage adjustment into the first gate electrode formation region of the first transistor formation region of the semiconductor substrate in a first dose amount; Introducing the one conductivity type impurity at a second dose amount lower than the first dose amount into at least a partial region below the second gate electrode formation region; and the first transistor formation region in the first transistor formation region. Forming a first gate electrode above the first gate electrode formation region; forming a second gate electrode above the second gate electrode formation region in the second transistor formation region; and the first transistor. Forming a first source / drain region on both sides of the first gate electrode in the formation region; and a second source on both sides of the second gate electrode in the second transistor formation region. Forming a drain / drain region, forming a first capacitor connected to one of the first source / drain regions above the semiconductor substrate, and forming the second capacitor above the semiconductor substrate. Forming a second capacitor connected to one of the source / drain regions of the semiconductor device.
(Supplementary Note 9) The one-conductivity type impurity introduced into the first gate electrode formation region in the first transistor formation region is the part of the second gate electrode formation region in the second transistor formation region. 9. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 8, wherein the first dose is introduced into a region other than the region.
(Supplementary note 10) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 9, wherein the partial region of the second gate electrode formation region in the second transistor formation region is covered with a mask.
(Additional remark 11) The said 1st capacitor and the said 2nd capacitor are ferroelectric capacitors, respectively, The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 7 thru | or Additional remark 10 characterized by the above-mentioned.

1 半導体記憶装置
2、3 メモリセルアレイ
4、5 メモリセル
4a、4c MOSトランジスタ
4b、4d 強誘電体キャパシタ
5a、5c MOSトランジスタ
5b、5d 強誘電体キャパシタ
BL1〜BL4 ビット線
PL プレート線
WL ワード線
11 シリコン基板
13、14 Pウェル
15 レジストパターン
18g ゲート電極
18s、18d ソース/ドレイン領域
19g ゲート電極
19s、19d ソース/ドレイン領域

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor memory device 2, 3 Memory cell array 4, 5 Memory cell 4a, 4c MOS transistor 4b, 4d Ferroelectric capacitor 5a, 5c MOS transistor 5b, 5d Ferroelectric capacitor BL1-BL4 Bit line PL Plate line WL Word line 11 Silicon substrate 13, 14 P well 15 Resist pattern 18g Gate electrode 18s, 18d Source / drain region 19g Gate electrode 19s, 19d Source / drain region

Claims (5)

第1トランジスタと、前記第1トランジスタに一方の電極が接続する第1キャパシタとを有する第1メモリセルを含む第1メモリセルアレイと、
前記第1トランジスタよりもオフ電流が高い第2トランジスタと、前記第2トランジスタに一方の電極が接続する第2キャパシタとを有する第2メモリセルを含む第2メモリセルアレイと、
前記第1キャパシタの他方の電極と前記第2キャパシタの他方の電極に接続するプレート線と、
を有する半導体装置。
A first memory cell array including a first memory cell having a first transistor and a first capacitor having one electrode connected to the first transistor;
A second memory cell array including a second memory cell having a second transistor having an off-current higher than that of the first transistor and a second capacitor having one electrode connected to the second transistor;
A plate line connected to the other electrode of the first capacitor and the other electrode of the second capacitor;
A semiconductor device.
前記第1トランジスタは第1導電型の第1のMOSトランジスタであり、前記第2トランジスタは第1導電型の第2のMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first transistor is a first conductivity type first MOS transistor, and the second transistor is a first conductivity type second MOS transistor. 前記第2のMOSトランジスタのゲート電極の下方の第1の半導体領域のうち少なくとも一部領域内に導入される第2導電型不純物の第1ドーズ量は、前記第1のMOSトランジスタのゲート電極の下方の第2の半導体領域内に導入される第2導電型不純物の第2ドーズ量よりも低いことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   The first dose amount of the second conductivity type impurity introduced into at least a part of the first semiconductor region below the gate electrode of the second MOS transistor is the amount of the first MOS transistor gate electrode. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is lower than a second dose amount of a second conductivity type impurity introduced into a lower second semiconductor region. 半導体基板の第1メモリセルアレイの第1メモリセル形成領域の第1ゲート電極形成領域内に電圧調整用の一導電型不純物を第1ドーズ量で導入する工程と、
前記半導体基板の第2メモリセルアレイの第2メモリセル形成領域の第2ゲート電極形成領域の下の少なくとも一部領域内に、前記第1ドーズ量よりも低い第2ドーズ量で前記一導電型不純物を導入する工程と、
前記第1メモリセル形成領域内の前記第1ゲート電極形成領域の上方に第1ゲート電極を形成する工程と、
前記第2メモリセル形成領域内の前記第2ゲート電極形成領域の上方に第2ゲート電極を形成する工程と、
前記第1メモリセル形成領域内の前記第1ゲート電極の両側に第1のソース/ドレイン領域を形成する工程と、
前記第2メモリセル形成領域内の前記第2ゲート電極の両側に第2のソース/ドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体基板の上方に、前記第1のソース/ドレイン領域の一方に接続される一方の電極を有する第1キャパシタを形成する工程と、
前記半導体基板の上方に、前記第2のソース/ドレイン領域の一方に接続される一方の電極を有する第2キャパシタを形成する工程と、
プレート線を形成する工程と、
を有し、
前記第1キャパシタの他方の電極と前記第2キャパシタの他方の電極を前記プレート線に接続する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Introducing one conductivity type impurity for voltage adjustment in a first dose amount into a first gate electrode formation region of a first memory cell formation region of a first memory cell array of a semiconductor substrate;
The one conductivity type impurity at a second dose amount lower than the first dose amount in at least a partial region of the second memory cell formation region of the second memory cell array of the semiconductor substrate below the second gate electrode formation region. A process of introducing
Forming a first gate electrode above the first gate electrode formation region in the first memory cell formation region;
Forming a second gate electrode above the second gate electrode formation region in the second memory cell formation region;
Forming first source / drain regions on both sides of the first gate electrode in the first memory cell formation region;
Forming second source / drain regions on both sides of the second gate electrode in the second memory cell formation region;
Forming a first capacitor having one electrode connected to one of the first source / drain regions above the semiconductor substrate;
Forming a second capacitor having one electrode connected to one of the second source / drain regions above the semiconductor substrate;
Forming a plate wire;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the other electrode of the first capacitor and the other electrode of the second capacitor are connected to the plate line .
前記第1トランジスタ形成領域内の前記第1ゲート電極形成領域に導入される前記一導電型不純物は、前記第2トランジスタ形成領域内の前記第2ゲート電極形成領域のうち前記一部領域とは別の領域にも前記第1ドーズ量で導入されることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
The one conductivity type impurity introduced into the first gate electrode formation region in the first transistor formation region is different from the partial region in the second gate electrode formation region in the second transistor formation region. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the first dose is also introduced into the first region.
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