JPH046866A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH046866A JPH046866A JP2108018A JP10801890A JPH046866A JP H046866 A JPH046866 A JP H046866A JP 2108018 A JP2108018 A JP 2108018A JP 10801890 A JP10801890 A JP 10801890A JP H046866 A JPH046866 A JP H046866A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- diffused layer
- ferroelectric film
- capacitor
- ferroelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 13
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 17
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020698 PbZrO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004160 TaO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010252 TiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- NQKXFODBPINZFK-UHFFFAOYSA-N dioxotantalum Chemical compound O=[Ta]=O NQKXFODBPINZFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強誘電体を用いた、メモリ、中でも特に、容
量に電荷をためることにより信号を記憶する、ダイナミ
ックＲＡＭの構造に関するものである。
量に電荷をためることにより信号を記憶する、ダイナミ
ックＲＡＭの構造に関するものである。
Ｃ発明の概要〕
本発明は、強誘電体膜を用いた、メモリの構造において
、強誘電体膜が高濃度拡散層上に形成され、強誘電体膜
と高濃度拡散層との間の少なくとも一部分に、酸化Ｓｉ
か、窒化Ｓｉ膜が形成されていることにより、比誘電率
の大きい、かつ、絶縁耐圧の高いキャパシタを集積化さ
せたメモリを得るようにしたものである。
、強誘電体膜が高濃度拡散層上に形成され、強誘電体膜
と高濃度拡散層との間の少なくとも一部分に、酸化Ｓｉ
か、窒化Ｓｉ膜が形成されていることにより、比誘電率
の大きい、かつ、絶縁耐圧の高いキャパシタを集積化さ
せたメモリを得るようにしたものである。
従来の半導体メモリＤＲＡＭとしては、高濃度拡散層上
に５ｉ０２をキャパシタの絶縁膜としてもちいていた。
に５ｉ０２をキャパシタの絶縁膜としてもちいていた。
しかし、近年、微細化が進み、素子面積を小さくする努
力がされている。微細化を進めると、キャパシタを形成
する面積も小さく成り、電荷を貯えるに必要な容量を確
保出来なくなってきた。そこで、例えば、キャパシタの
面積を大きく取るために、トレンチ型のキャパシタや、
キャパシタをトランジスタの上部にまで集積化させたス
タック型のキャパシタなとのように、構造によりキャパ
シタの面積を大きくする試みや、ＳｉＮや、ＴａＯ２な
どのように比誘電率が大きい材料を用いてキャパシタの
容量を増やす試みなどがされてきた。
力がされている。微細化を進めると、キャパシタを形成
する面積も小さく成り、電荷を貯えるに必要な容量を確
保出来なくなってきた。そこで、例えば、キャパシタの
面積を大きく取るために、トレンチ型のキャパシタや、
キャパシタをトランジスタの上部にまで集積化させたス
タック型のキャパシタなとのように、構造によりキャパ
シタの面積を大きくする試みや、ＳｉＮや、ＴａＯ２な
どのように比誘電率が大きい材料を用いてキャパシタの
容量を増やす試みなどがされてきた。
しかし、これらのいずれの方法も十分な容量を得るまで
にはいたっていない。そこで本発明はこのような課題を
解決するもので、その目的とする所は、比誘電率が桁違
いに大きい強誘電体膜を用いて、容量の大きいキャパシ
タを持ち、かつ、絶縁耐圧の十分なりＲＡＭなどの半導
体メモリを提供する所にある。
にはいたっていない。そこで本発明はこのような課題を
解決するもので、その目的とする所は、比誘電率が桁違
いに大きい強誘電体膜を用いて、容量の大きいキャパシ
タを持ち、かつ、絶縁耐圧の十分なりＲＡＭなどの半導
体メモリを提供する所にある。
本発明の半導体装置は、強誘電体膜を高濃度拡散層上に
形成し、かつ、強誘電体膜と高濃度拡散層との間の少な
くとも一部分に、酸化Ｓｉか窒化Ｓｉ膜が形成したこと
を特徴とする。
形成し、かつ、強誘電体膜と高濃度拡散層との間の少な
くとも一部分に、酸化Ｓｉか窒化Ｓｉ膜が形成したこと
を特徴とする。
第１図は、本発明の半導体装置の一実施例に於ける主要
断面図である。以下、第１図に従い、本発明の半導体装
置を説明する。ここでは説明の都合上Ｓｉ基板を用い、
Ｎチャンネルトランジスタを用いた例につき説明する。
断面図である。以下、第１図に従い、本発明の半導体装
置を説明する。ここでは説明の都合上Ｓｉ基板を用い、
Ｎチャンネルトランジスタを用いた例につき説明する。
（１０１）はＰ型Ｓｉ基板であり、例えば２００ｈｍ、
ｃｍの比抵抗のウェハを用いる。（１０２）は素子分離
用の絶縁膜であり、例えば、従来技術であるＬＯＣＯ５
法により酸化膜を６００ＯＡ形成する。（１０３）はソ
ースとなるＮ型拡散層であり、例えばリンを８０ＫｅＶ
５Ｅ１５ｃｍ−２イオン注入することにより形成する。
ｃｍの比抵抗のウェハを用いる。（１０２）は素子分離
用の絶縁膜であり、例えば、従来技術であるＬＯＣＯ５
法により酸化膜を６００ＯＡ形成する。（１０３）はソ
ースとなるＮ型拡散層であり、例えばリンを８０ＫｅＶ
５Ｅ１５ｃｍ−２イオン注入することにより形成する。
（１０４）はドレインとなるＮ型拡散層であり、（１０
３）と同時に形成する。（１０５）はゲート電極であり
、例えばリンでドープされたポリＳｉを用いる。（１０
６）が本発明の構成要素となる、強誘電体膜であるＰｂ
ＴｉＯ３、ＰＺＴ （ＰｂＺｒ０３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐ
ＬＺＴ （Ｌａ、ＰｂＺｒＯ３、ＰｂＴｉ０３）であり
、例えばスパッタ法などにより１００ＯＡ形成する。（
１０７）は強誘電体膜の電極となる例えばポリＳｉであ
り、ＣＶＤ法により１５００Ａの厚みで形成する。（１
０８）は（１０７）の電極とドレインへの配線電極であ
る（１０９）を分離する絶縁膜であり、こコでハ、ＣＶ
Ｄ法ニヨリ５ｉ０２膜を４０００Ａ形成する。そして（
１１０）か本発明のもう一つの構成要素となる酸化Ｓｉ
膜であり、例えば、酸素を含む雰囲気中てのランプアニ
ールにより、１５Ａの均一な酸化Ｓｉ膜を（１０６）の
強誘電体膜の形成前に形成する。
３）と同時に形成する。（１０５）はゲート電極であり
、例えばリンでドープされたポリＳｉを用いる。（１０
６）が本発明の構成要素となる、強誘電体膜であるＰｂ
ＴｉＯ３、ＰＺＴ （ＰｂＺｒ０３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐ
ＬＺＴ （Ｌａ、ＰｂＺｒＯ３、ＰｂＴｉ０３）であり
、例えばスパッタ法などにより１００ＯＡ形成する。（
１０７）は強誘電体膜の電極となる例えばポリＳｉであ
り、ＣＶＤ法により１５００Ａの厚みで形成する。（１
０８）は（１０７）の電極とドレインへの配線電極であ
る（１０９）を分離する絶縁膜であり、こコでハ、ＣＶ
Ｄ法ニヨリ５ｉ０２膜を４０００Ａ形成する。そして（
１１０）か本発明のもう一つの構成要素となる酸化Ｓｉ
膜であり、例えば、酸素を含む雰囲気中てのランプアニ
ールにより、１５Ａの均一な酸化Ｓｉ膜を（１０６）の
強誘電体膜の形成前に形成する。
さて、第１図のような構造のキャパシタの容量について
考えてみると、強誘電体膜の比誘電率は、仮に強誘電体
膜としてＰＺＴを用いた場合、約１０００であるため、 １／Ｃ＝１／Ｃ（Ｓ ｉ ０２）＋１／Ｃ（ＰＺＴ）と
なり、前述した膜厚で計算すると、５ｉ０２換算て１４
Ａのキャパシタが形成出来る。この換算膜厚は、（１１
０）の酸化Ｓｉ膜の膜厚とほぼかわりはないが、（１１
０）の様に、１５Ａの膜厚の酸化Ｓｉ膜のみを直接キャ
パシタの絶縁膜とした場合には、絶縁耐圧が数ボルトし
かなく、素子は構成出来なかった。それに対し、第１図
のように酸化Ｓｉ膜と強誘電体膜を積層化させることに
より、絶縁耐圧としては２０Ｖの値か得られ、絶縁耐圧
としても十分てあり、かつ容量としても、非常に単位面
積当たりの容量値か大きいキャパシタか得られた。
考えてみると、強誘電体膜の比誘電率は、仮に強誘電体
膜としてＰＺＴを用いた場合、約１０００であるため、 １／Ｃ＝１／Ｃ（Ｓ ｉ ０２）＋１／Ｃ（ＰＺＴ）と
なり、前述した膜厚で計算すると、５ｉ０２換算て１４
Ａのキャパシタが形成出来る。この換算膜厚は、（１１
０）の酸化Ｓｉ膜の膜厚とほぼかわりはないが、（１１
０）の様に、１５Ａの膜厚の酸化Ｓｉ膜のみを直接キャ
パシタの絶縁膜とした場合には、絶縁耐圧が数ボルトし
かなく、素子は構成出来なかった。それに対し、第１図
のように酸化Ｓｉ膜と強誘電体膜を積層化させることに
より、絶縁耐圧としては２０Ｖの値か得られ、絶縁耐圧
としても十分てあり、かつ容量としても、非常に単位面
積当たりの容量値か大きいキャパシタか得られた。
以上の説明においては、強誘電体膜を積層する絶縁膜と
して、酸化Ｓ１膜を用いた場合について説明したか、窒
化Ｓｉ膜や、酸化Ｓｉ膜と窒化Ｓｉ膜の積層膜を用いて
も良いことはいうまでもない。
して、酸化Ｓ１膜を用いた場合について説明したか、窒
化Ｓｉ膜や、酸化Ｓｉ膜と窒化Ｓｉ膜の積層膜を用いて
も良いことはいうまでもない。
本発明のように、強誘電体膜か、高濃度拡散層上に形成
され、かつ、強誘電体膜と高濃度拡散層との間の少なく
とも一部分に、酸化Ｓｉ、または窒化Ｓｉ膜が形成した
ため、絶縁耐圧か高く、かつ容量としても、非常に単位
面積当たりの容量値が大きいキャパシタが集積化出来る
という効果を有する。
され、かつ、強誘電体膜と高濃度拡散層との間の少なく
とも一部分に、酸化Ｓｉ、または窒化Ｓｉ膜が形成した
ため、絶縁耐圧か高く、かつ容量としても、非常に単位
面積当たりの容量値が大きいキャパシタが集積化出来る
という効果を有する。
第１図は本発明の主要断面図である。
・８１基板
・素子分離絶縁膜
・ソース拡散層
・ドレイン拡散層
・ゲート電極
・強誘電体膜
・電極
・層間絶縁膜
・配線電極
・キャパシタ絶縁膜
出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- （１）強誘電体膜が、能動素子が形成された同一半導体
基板上に、集積された半導体装置において、前記強誘電
体膜が高濃度拡散層上に形成され、かつ、前記強誘電体
膜と前記高濃度拡散層との間の少なくとも一部分に、酸
化Ｓｉか、窒化Ｓｉ膜のいずれかの絶縁膜が形成されて
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108018A JPH046866A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108018A JPH046866A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046866A true JPH046866A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14473896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108018A Pending JPH046866A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046866A (ja) |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2108018A patent/JPH046866A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6090659A (en) | Lead silicate based capacitor structures | |
| US4914546A (en) | Stacked multi-polysilicon layer capacitor | |
| US5216572A (en) | Structure and method for increasing the dielectric constant of integrated ferroelectric capacitors | |
| JP3251778B2 (ja) | 半導体記憶装置およびその製造方法 | |
| US20020153579A1 (en) | Semiconductor device with thin film having high permittivity and uniform thickness | |
| JP3305627B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| EP3910635A1 (en) | Capacitor, method of controlling the same, and transistor including the same | |
| JP2006049566A (ja) | 半導体記憶装置及びその製造方法 | |
| US6602749B2 (en) | Capacitor under bitline (CUB) memory cell structure with reduced parasitic capacitance | |
| US6559498B2 (en) | Semiconductor device and method of forming the same | |
| JPH0621333A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| WO1992002955A1 (fr) | Dispositif a semi-conducteur | |
| JPS6358958A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| JPH046866A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH046867A (ja) | 半導体装置 | |
| US20020000600A1 (en) | Semiconductor memory | |
| JP2001345434A (ja) | 半導体装置 | |
| US5282159A (en) | Semiconductor memory with increased capacitive storage capabilities and reduced size | |
| JPH05190797A (ja) | 半導体記憶装置 | |
| US20030232482A1 (en) | Microelectronic fabrication having fabricated therein spatially overlapping capacitor structures | |
| JPH11177038A (ja) | Ｍｆｍｉｓ型強誘電体記憶素子とその製造方法 | |
| JPH01220856A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0499365A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS6358959A (ja) | キヤパシタを有する電界効果型半導体装置 | |
| JP2000031434A (ja) | 半導体装置 |