JPH1050956A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPH1050956A JPH1050956A JP8203309A JP20330996A JPH1050956A JP H1050956 A JPH1050956 A JP H1050956A JP 8203309 A JP8203309 A JP 8203309A JP 20330996 A JP20330996 A JP 20330996A JP H1050956 A JPH1050956 A JP H1050956A
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- storage electrode
- insulating film
- circuit device
- integrated circuit
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路装置において、高集積化を実
現する。 【解決手段】 メモリセルアレイ部に位置する酸化シリ
コン膜17を加工して、底部に、n型半導体領域8から
なるソース/ドレイン領域に下端が導通するプラグ16
の上端が露出した凹パターンを形成し、この凹パターン
の内部を含む全面に、薄い窒化チタン膜19および厚い
白金膜20を堆積した後、前記窒化チタン膜19、白金
膜20をCMP法により平坦化し、酸化シリコン膜17
が露出するまで窒化チタン膜19を除去することによ
り、凹パターンの内部に、プラグ16を介してソース/
ドレイン領域に導通する下部容量蓄積電極20aを分離
形成する。
現する。 【解決手段】 メモリセルアレイ部に位置する酸化シリ
コン膜17を加工して、底部に、n型半導体領域8から
なるソース/ドレイン領域に下端が導通するプラグ16
の上端が露出した凹パターンを形成し、この凹パターン
の内部を含む全面に、薄い窒化チタン膜19および厚い
白金膜20を堆積した後、前記窒化チタン膜19、白金
膜20をCMP法により平坦化し、酸化シリコン膜17
が露出するまで窒化チタン膜19を除去することによ
り、凹パターンの内部に、プラグ16を介してソース/
ドレイン領域に導通する下部容量蓄積電極20aを分離
形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、DRAM(DynamicRandom
Access Memory)、FRAM(Ferroelectric Random Ac
cess Memory)等を有する半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
置の製造技術に関し、特に、DRAM(DynamicRandom
Access Memory)、FRAM(Ferroelectric Random Ac
cess Memory)等を有する半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置の一つに、メモリセ
ルがメモリセル選択用MISFET(Metal Insulator
Semiconductor Field Effet Transistor)と情報蓄積用
容量素子とで形成されたDRAM、FRAMがある。し
かし、DRAM、FRAMはその大容量化に伴い、メモ
リセル構造の微細化が進み、情報蓄積用容量素子の蓄積
電荷量が減少するという問題がある。
ルがメモリセル選択用MISFET(Metal Insulator
Semiconductor Field Effet Transistor)と情報蓄積用
容量素子とで形成されたDRAM、FRAMがある。し
かし、DRAM、FRAMはその大容量化に伴い、メモ
リセル構造の微細化が進み、情報蓄積用容量素子の蓄積
電荷量が減少するという問題がある。
【0003】そこで、256Mbit以上のDRAMで
は、容量蓄積膜に高誘電率膜もしくは、強誘電体膜を用
いることにより、蓄積電荷量の増大を図っている。とこ
ろが、高誘電率膜もしくは、強誘電体膜を特性の劣化等
を起こさずに形成するためには下地電極材料を選択する
必要がある。たとえば、株式会社サイエンスフォーラ
ム、1995年6月30日第1版第4刷発行「強誘電体
薄膜メモリ」、P252〜P260等の文献にも記載さ
れているように、下地電極材料としては、強誘電体の成
膜時に電極表面が酸化されにくい化学的に安定な貴金属
を用いる必要がある。
は、容量蓄積膜に高誘電率膜もしくは、強誘電体膜を用
いることにより、蓄積電荷量の増大を図っている。とこ
ろが、高誘電率膜もしくは、強誘電体膜を特性の劣化等
を起こさずに形成するためには下地電極材料を選択する
必要がある。たとえば、株式会社サイエンスフォーラ
ム、1995年6月30日第1版第4刷発行「強誘電体
薄膜メモリ」、P252〜P260等の文献にも記載さ
れているように、下地電極材料としては、強誘電体の成
膜時に電極表面が酸化されにくい化学的に安定な貴金属
を用いる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、下地電極材料
として貴金属を用いた場合、ドライエッチング加工が困
難になる。
として貴金属を用いた場合、ドライエッチング加工が困
難になる。
【0005】本発明者は、高誘電率膜を用いたDRA
M、および強誘電体膜を用いたFRAMを開発するにあ
たり、以下の技術的課題を見い出した。
M、および強誘電体膜を用いたFRAMを開発するにあ
たり、以下の技術的課題を見い出した。
【0006】すなわち、容量蓄積電極材料として貴金属
を用いた場合、最適なエッチング条件が見い出されてい
ないため微細加工が困難である。このため、容量蓄積電
極の加工寸法を必要以上に大きく設計する必要があり、
集積度を低下させる一因となっている。
を用いた場合、最適なエッチング条件が見い出されてい
ないため微細加工が困難である。このため、容量蓄積電
極の加工寸法を必要以上に大きく設計する必要があり、
集積度を低下させる一因となっている。
【0007】また、強いて、化学的に安定な貴金属のエ
ッチングを行う場合には、加工時間の増大やエッチング
プロセスの特殊化等による歩留り低下等が懸念される、
という技術的課題もある。
ッチングを行う場合には、加工時間の増大やエッチング
プロセスの特殊化等による歩留り低下等が懸念される、
という技術的課題もある。
【0008】本発明の目的は、容量蓄積電極として貴金
属を用いる半導体集積回路装置の高集積化を実現できる
技術を提供することにある。
属を用いる半導体集積回路装置の高集積化を実現できる
技術を提供することにある。
【0009】本発明の他の目的は、容量蓄積電極として
貴金属を用いる半導体集積回路装置の製造工程における
歩留りおよびスループットを向上させることが可能な技
術を提供することにある。
貴金属を用いる半導体集積回路装置の製造工程における
歩留りおよびスループットを向上させることが可能な技
術を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、高誘電率膜もしくは
強誘電体膜を用いた積層状の情報蓄積用容量素子を有す
るDRAMもしくはFRAMにおいて、高集積化を実現
できる技術を提供することにある。
強誘電体膜を用いた積層状の情報蓄積用容量素子を有す
るDRAMもしくはFRAMにおいて、高集積化を実現
できる技術を提供することにある。
【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本発明の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本発明の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0013】すなわち、本発明の半導体集積回路装置の
製造方法は、容量絶縁膜を挟む第1および第2の容量蓄
積電極の少なくとも一方をダマシン法を用いて形成する
ものである。より具体的には、一例として、酸化膜にエ
ッチングによって微細な凹パターンを形成し、貴金属等
からなる導体膜を埋め込み、次にCMP(Chemical Mec
hanical Polishing)法を用いて凹パターン外部に堆積さ
れた導体膜を除去することで、凹パターンの内部に微細
な導体膜を下部容量蓄積電極として選択的に残存させ
る。その後、容量絶縁膜として高誘電率膜もしくは強誘
電体膜を堆積し、さらに貴金属等からなる上部容量蓄積
電極用の導体膜を堆積することにより、微細な容量蓄積
電極を備えた容量蓄積構造を形成する方法である。
製造方法は、容量絶縁膜を挟む第1および第2の容量蓄
積電極の少なくとも一方をダマシン法を用いて形成する
ものである。より具体的には、一例として、酸化膜にエ
ッチングによって微細な凹パターンを形成し、貴金属等
からなる導体膜を埋め込み、次にCMP(Chemical Mec
hanical Polishing)法を用いて凹パターン外部に堆積さ
れた導体膜を除去することで、凹パターンの内部に微細
な導体膜を下部容量蓄積電極として選択的に残存させ
る。その後、容量絶縁膜として高誘電率膜もしくは強誘
電体膜を堆積し、さらに貴金属等からなる上部容量蓄積
電極用の導体膜を堆積することにより、微細な容量蓄積
電極を備えた容量蓄積構造を形成する方法である。
【0014】また、一例として、酸化膜にエッチングに
て所望の寸法の微細な凹パターンを形成し、この凹パタ
ーンの内部形状に沿って、下部電極材料、強誘電体膜、
上部電極材料を重ねて埋め込み、次にCMP法によっ
て、凹パターン内部以外の余分な部分を除去することに
より、凹パターン内部に、下部容量蓄積電極、強誘電体
膜、上部容量蓄積電極からなる容量蓄積構造を一括して
形成するものである。
て所望の寸法の微細な凹パターンを形成し、この凹パタ
ーンの内部形状に沿って、下部電極材料、強誘電体膜、
上部電極材料を重ねて埋め込み、次にCMP法によっ
て、凹パターン内部以外の余分な部分を除去することに
より、凹パターン内部に、下部容量蓄積電極、強誘電体
膜、上部容量蓄積電極からなる容量蓄積構造を一括して
形成するものである。
【0015】上記した手段によれば、エッチングが困難
な貴金属等からなる電極材料に対してエッチング等によ
る微細加工を行わずに、加工条件等が良く知られた酸化
シリコン等の酸化膜の最小加工寸法に等しい寸法まで微
細な下部容量蓄積電極や容量蓄積構造等の形成が可能で
あり、容量蓄積構造の微細化による半導体集積回路装置
の高集積化が可能である。
な貴金属等からなる電極材料に対してエッチング等によ
る微細加工を行わずに、加工条件等が良く知られた酸化
シリコン等の酸化膜の最小加工寸法に等しい寸法まで微
細な下部容量蓄積電極や容量蓄積構造等の形成が可能で
あり、容量蓄積構造の微細化による半導体集積回路装置
の高集積化が可能である。
【0016】特に、たとえば、容量蓄積構造をDRAM
やFRAM等の半導体メモリ素子における情報蓄積用の
キャパシタとして用いる場合には、半導体メモリ素子の
情報記憶容量の増大を実現できる。
やFRAM等の半導体メモリ素子における情報蓄積用の
キャパシタとして用いる場合には、半導体メモリ素子の
情報記憶容量の増大を実現できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
を参照しながら詳細に説明する。
【0018】なお、以下の実施の形態を説明するための
全図において同一機能を有するものは同一の符号を付
し、その重複した説明は省略する。
全図において同一機能を有するものは同一の符号を付
し、その重複した説明は省略する。
【0019】(実施の形態1)本発明の第1の実施の形
態である半導体集積回路装置の製造方法をFRAMの製
造方法に適用した場合の一例を、図1、図2、図3、図
4、図5、図6、図7、図8、図9を用いて説明する。
態である半導体集積回路装置の製造方法をFRAMの製
造方法に適用した場合の一例を、図1、図2、図3、図
4、図5、図6、図7、図8、図9を用いて説明する。
【0020】まず、半導体基板1上に周知の方法により
LOCOS(Local Oxidation of Silicon)酸化膜2を
形成した後、周知の方法でP型ウエル3、n型ウエル
(図示せず)、ゲート絶縁膜4を形成し、次いで、半導
体基板1上にCVD(ChemicalVapor Deposition)法で
多結晶シリコン膜5、酸化シリコン膜6を順次堆積し、
エッチングすることによりMISFETのゲート電極を
形成する。
LOCOS(Local Oxidation of Silicon)酸化膜2を
形成した後、周知の方法でP型ウエル3、n型ウエル
(図示せず)、ゲート絶縁膜4を形成し、次いで、半導
体基板1上にCVD(ChemicalVapor Deposition)法で
多結晶シリコン膜5、酸化シリコン膜6を順次堆積し、
エッチングすることによりMISFETのゲート電極を
形成する。
【0021】次に、酸化シリコン膜を堆積し、エッチン
グすることによりサイドウォール膜7を形成する。次
に、周知の方法により、メモリセル選択用MISFET
のn型半導体領域8(ソース、ドレイン領域)を形成す
る。
グすることによりサイドウォール膜7を形成する。次
に、周知の方法により、メモリセル選択用MISFET
のn型半導体領域8(ソース、ドレイン領域)を形成す
る。
【0022】次に、図2に示すように、半導体基板1上
に酸化シリコン膜9をCVD法で堆積した後、CMP法
により前記酸化シリコン膜9の表面を平坦化する。次い
で、酸化シリコン膜9をパターニングされたホトレジス
ト(図示せず)をマスクにエッチングして、メモリセル
アレイ部のメモリセル選択用MISFETの一方のn型
半導体領域8に達するコンタクトホール10を形成す
る。その後、半導体基板1上に多結晶シリコン膜(図示
せず)を堆積し、続いて、この多結晶シリコンをホトレ
ジスト(図示せず)をマスクにエッチングすることによ
り、ビット線11を形成する。
に酸化シリコン膜9をCVD法で堆積した後、CMP法
により前記酸化シリコン膜9の表面を平坦化する。次い
で、酸化シリコン膜9をパターニングされたホトレジス
ト(図示せず)をマスクにエッチングして、メモリセル
アレイ部のメモリセル選択用MISFETの一方のn型
半導体領域8に達するコンタクトホール10を形成す
る。その後、半導体基板1上に多結晶シリコン膜(図示
せず)を堆積し、続いて、この多結晶シリコンをホトレ
ジスト(図示せず)をマスクにエッチングすることによ
り、ビット線11を形成する。
【0023】次に、図3に示すように、半導体基板1上
に酸化シリコン膜12を形成した後、CMP法により前
記酸化シリコン膜12の表面を平坦化する。次いで、窒
化シリコン膜13、酸化シリコン膜14をCVD法で堆
積する。
に酸化シリコン膜12を形成した後、CMP法により前
記酸化シリコン膜12の表面を平坦化する。次いで、窒
化シリコン膜13、酸化シリコン膜14をCVD法で堆
積する。
【0024】次に、図4に示すように、酸化シリコン膜
14、窒化シリコン膜13、酸化シリコン膜12をホト
レジスト(図示せず)をマスクにエッチングすることに
よりメモリセルアレイ部のメモリセル選択用MISFE
Tの一方のn型半導体領域8に達するコンタクトホール
15を形成する。
14、窒化シリコン膜13、酸化シリコン膜12をホト
レジスト(図示せず)をマスクにエッチングすることに
よりメモリセルアレイ部のメモリセル選択用MISFE
Tの一方のn型半導体領域8に達するコンタクトホール
15を形成する。
【0025】次に、図5に示すように、半導体基板1上
に多結晶シリコン膜を堆積し、エッチバックすることに
よりプラグ16を形成する。
に多結晶シリコン膜を堆積し、エッチバックすることに
よりプラグ16を形成する。
【0026】次に、図6に示すように、酸化シリコン膜
17を堆積し、この酸化シリコン膜17をホトレジスト
18をマスクにエッチングすることにより下部容量蓄積
電極領域となる凹パターン17aを形成する(第1の工
程)。ここで、酸化シリコン膜17のエッチング条件は
半導体製造プロセスでは良く知られているため、下部容
量蓄積電極領域の凹パターン17aの幅寸法等は、必要
な寸法に、容易に、微細かつ高精度に形成することが可
能である。
17を堆積し、この酸化シリコン膜17をホトレジスト
18をマスクにエッチングすることにより下部容量蓄積
電極領域となる凹パターン17aを形成する(第1の工
程)。ここで、酸化シリコン膜17のエッチング条件は
半導体製造プロセスでは良く知られているため、下部容
量蓄積電極領域の凹パターン17aの幅寸法等は、必要
な寸法に、容易に、微細かつ高精度に形成することが可
能である。
【0027】次に、図7に示すように、凹パターン17
aの内部を含む全域に薄い窒化チタン膜19、および白
金膜20を順次堆積する(第2の工程)。
aの内部を含む全域に薄い窒化チタン膜19、および白
金膜20を順次堆積する(第2の工程)。
【0028】次に、図8に示すように、CMP法により
前記白金膜20の表面を平坦化し、さらに酸化シリコン
膜17が露出するまでCMP法により、前記窒化チタン
膜19の表面を除去する。これにより、下部容量蓄積電
極20aの領域が分離形成される(第3の工程)。
前記白金膜20の表面を平坦化し、さらに酸化シリコン
膜17が露出するまでCMP法により、前記窒化チタン
膜19の表面を除去する。これにより、下部容量蓄積電
極20aの領域が分離形成される(第3の工程)。
【0029】次に、図9に示すように、強誘電体として
のPZT膜21、および上部容量蓄積電極を形成するた
めの白金膜22を堆積し(第4の工程;第5の工程)、
このPZT膜21、白金膜22をホトレジスト(図示せ
ず)をマスクにエッチングすることにより上部容量蓄積
電極22aを形成した後、酸化シリコン膜23にて覆
う。これにより、下部容量蓄積電極20a、PZT膜2
1、上部容量蓄積電極22aからなる容量蓄積構造(キ
ャパシタ)が構成される。
のPZT膜21、および上部容量蓄積電極を形成するた
めの白金膜22を堆積し(第4の工程;第5の工程)、
このPZT膜21、白金膜22をホトレジスト(図示せ
ず)をマスクにエッチングすることにより上部容量蓄積
電極22aを形成した後、酸化シリコン膜23にて覆
う。これにより、下部容量蓄積電極20a、PZT膜2
1、上部容量蓄積電極22aからなる容量蓄積構造(キ
ャパシタ)が構成される。
【0030】次に、半導体基板1上の酸化シリコン膜2
3の所定の位置に、上部容量蓄積電極22aに達する図
示しないスルーホールおよび当該スルーホールに充填さ
れる導電性のプラグを形成した後、さらに、たとえば、
アルミニウム合金またはタングステンシリサイドから成
る金属膜(図示せず)を堆積した後、この金属膜をパタ
ーニングされたホトレジスト(図示せず)をマスクにし
て加工することにより、前記プラグに接続される金属配
線層(図示せず)を形成し、最後に半導体基板1の表面
をパッシベーション膜(図示せず)で被覆することによ
り、本実施の形態のFRAMが完成する。
3の所定の位置に、上部容量蓄積電極22aに達する図
示しないスルーホールおよび当該スルーホールに充填さ
れる導電性のプラグを形成した後、さらに、たとえば、
アルミニウム合金またはタングステンシリサイドから成
る金属膜(図示せず)を堆積した後、この金属膜をパタ
ーニングされたホトレジスト(図示せず)をマスクにし
て加工することにより、前記プラグに接続される金属配
線層(図示せず)を形成し、最後に半導体基板1の表面
をパッシベーション膜(図示せず)で被覆することによ
り、本実施の形態のFRAMが完成する。
【0031】このように、本第1の実施の形態では、酸
化シリコン膜17にエッチングにて形成された凹パター
ン17aの内部に白金膜20等をダマシン法にて選択的
に埋め込むことで下部容量蓄積電極20aを形成するの
で、難エッチング性の貴金属等からなる下部容量蓄積電
極20aをドライエッチングにより直接加工しないた
め、加工寸法がエッチング性能に影響されず、加工条件
等が良く知られた酸化シリコン膜17のエッチング加工
寸法程度に微細かつ高精度に形成できるので、下部容量
蓄積電極20aを必要以上に大きくする必要が無くな
り、集積度の向上が可能となるとともに、歩留りも向上
する。
化シリコン膜17にエッチングにて形成された凹パター
ン17aの内部に白金膜20等をダマシン法にて選択的
に埋め込むことで下部容量蓄積電極20aを形成するの
で、難エッチング性の貴金属等からなる下部容量蓄積電
極20aをドライエッチングにより直接加工しないた
め、加工寸法がエッチング性能に影響されず、加工条件
等が良く知られた酸化シリコン膜17のエッチング加工
寸法程度に微細かつ高精度に形成できるので、下部容量
蓄積電極20aを必要以上に大きくする必要が無くな
り、集積度の向上が可能となるとともに、歩留りも向上
する。
【0032】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態である半導体集積回路装置の製造方法をFRAMの製
造方法に適用した場合の一例を、図10、図11、図1
2、図13を用いて説明する。まず、前記第1の実施の
形態で例示したFRAMの製造方法と同様に、図6に例
示された酸化シリコン膜17に対する凹パターン17a
のエッチングによる形成工程まで実施する(第1の工
程)。
態である半導体集積回路装置の製造方法をFRAMの製
造方法に適用した場合の一例を、図10、図11、図1
2、図13を用いて説明する。まず、前記第1の実施の
形態で例示したFRAMの製造方法と同様に、図6に例
示された酸化シリコン膜17に対する凹パターン17a
のエッチングによる形成工程まで実施する(第1の工
程)。
【0033】次に、図10に示すように、凹パターン1
7aの内部を含む全面に、窒化チタン膜24、白金膜2
5を堆積し(第2の工程)、さらにPZT膜26を堆積
し(第3の工程)、さらに白金膜27を堆積する(第4
の工程)。
7aの内部を含む全面に、窒化チタン膜24、白金膜2
5を堆積し(第2の工程)、さらにPZT膜26を堆積
し(第3の工程)、さらに白金膜27を堆積する(第4
の工程)。
【0034】次に、図11に示すようにCMP法によ
り、前記窒化チタン膜24、白金膜25、PZT膜2
6、白金膜27を平坦化し、酸化シリコン膜17を露出
させることにより容量絶縁膜26aを挟んだ下部容量蓄
積電極25a、上部容量蓄積電極27aからなる容量蓄
積構造(キャパシタ)を形成する(第5の工程)。
り、前記窒化チタン膜24、白金膜25、PZT膜2
6、白金膜27を平坦化し、酸化シリコン膜17を露出
させることにより容量絶縁膜26aを挟んだ下部容量蓄
積電極25a、上部容量蓄積電極27aからなる容量蓄
積構造(キャパシタ)を形成する(第5の工程)。
【0035】次に、図12に示すように、酸化シリコン
膜28を堆積する。
膜28を堆積する。
【0036】次に、図13に示すように、前記酸化シリ
コン膜28をパターニングされたホトレジスト(図示せ
ず)をマスクにして加工することにより、上部容量蓄積
電極27a上にコンタクトホール29を形成し、チタン
膜30、およびアルミニウム合金またはタングステンシ
リサイドから成る金属膜31を堆積した後、この金属膜
31をパターニングされたホトレジスト(図示せず)を
マスクにして加工することにより、コンタクトホール2
9を介して上部容量蓄積電極27aに導通する金属配線
層31aを形成し、最後に半導体基板1の表面をパッシ
ベーション膜(図示せず)で被覆することにより本第2
の実施の形態のFRAMが完成する。
コン膜28をパターニングされたホトレジスト(図示せ
ず)をマスクにして加工することにより、上部容量蓄積
電極27a上にコンタクトホール29を形成し、チタン
膜30、およびアルミニウム合金またはタングステンシ
リサイドから成る金属膜31を堆積した後、この金属膜
31をパターニングされたホトレジスト(図示せず)を
マスクにして加工することにより、コンタクトホール2
9を介して上部容量蓄積電極27aに導通する金属配線
層31aを形成し、最後に半導体基板1の表面をパッシ
ベーション膜(図示せず)で被覆することにより本第2
の実施の形態のFRAMが完成する。
【0037】このように、本第2の実施の形態では、難
エッチング性の貴金属等からなる下部容量蓄積電極25
aをドライエッチングにより直接加工しないため、加工
寸法がエッチング性能に影響されない。すなわち、加工
条件等が良く知られた酸化シリコン膜17のエッチング
による凹パターン17aの微細加工寸法程度まで、容易
に、エッチングの困難な貴金属等からなる下部容量蓄積
電極25a等を微細加工することが可能となり、集積度
の向上が可能である。
エッチング性の貴金属等からなる下部容量蓄積電極25
aをドライエッチングにより直接加工しないため、加工
寸法がエッチング性能に影響されない。すなわち、加工
条件等が良く知られた酸化シリコン膜17のエッチング
による凹パターン17aの微細加工寸法程度まで、容易
に、エッチングの困難な貴金属等からなる下部容量蓄積
電極25a等を微細加工することが可能となり、集積度
の向上が可能である。
【0038】また、容量絶縁膜26aを挟んでキャパシ
タを構成する下部容量蓄積電極25a、上部容量蓄積電
極27a等の加工を一回のCMP加工により行えるた
め、工程数を減らすことができ、歩留りやスループット
の向上が実現できる。
タを構成する下部容量蓄積電極25a、上部容量蓄積電
極27a等の加工を一回のCMP加工により行えるた
め、工程数を減らすことができ、歩留りやスループット
の向上が実現できる。
【0039】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0040】たとえば、前述の各実施の形態では、情報
蓄積用容量素子をビット線上方に配置するキャパシタ・
オーバー・ビットライン(Capacitor Over Bitline;C
OB)構造のメモリセルを有するFRAMの製造方法を
説明したが、情報蓄積用容量素子の上方にビット線を配
置するメモリセルを有するFRAMにも適用可能であ
る。
蓄積用容量素子をビット線上方に配置するキャパシタ・
オーバー・ビットライン(Capacitor Over Bitline;C
OB)構造のメモリセルを有するFRAMの製造方法を
説明したが、情報蓄積用容量素子の上方にビット線を配
置するメモリセルを有するFRAMにも適用可能であ
る。
【0041】また、前述の各実施の形態では、FRAM
の製造方法を説明したがDRAMにも適用可能である。
また、前述の各実施の形態では、エッチングストッパ、
不純物拡散防止およびシリコン基板の酸化防止を目的と
して窒化シリコン膜を用いた場合を例示したが、酸化タ
ンタル膜などの誘電体膜を用いてもよい。
の製造方法を説明したがDRAMにも適用可能である。
また、前述の各実施の形態では、エッチングストッパ、
不純物拡散防止およびシリコン基板の酸化防止を目的と
して窒化シリコン膜を用いた場合を例示したが、酸化タ
ンタル膜などの誘電体膜を用いてもよい。
【0042】また、前述の各実施の形態では、情報蓄積
用容量素子の容量絶縁膜にPZT膜を用いたが、Ba T
i O3 膜などの高誘電体膜あるいはこれらの膜の積層膜
を用いてもよい。
用容量素子の容量絶縁膜にPZT膜を用いたが、Ba T
i O3 膜などの高誘電体膜あるいはこれらの膜の積層膜
を用いてもよい。
【0043】また、前述の各実施の形態では、情報蓄積
用容量素子の容量絶縁膜にPZT膜を用いたが、DRA
Mに適用する場合、酸化タンタル膜、窒化シリコン膜な
どの誘電体膜あるいはこれらの膜の積層膜を用いてもよ
い。
用容量素子の容量絶縁膜にPZT膜を用いたが、DRA
Mに適用する場合、酸化タンタル膜、窒化シリコン膜な
どの誘電体膜あるいはこれらの膜の積層膜を用いてもよ
い。
【0044】また、前述の各実施の形態では、不純物拡
散防止、プラグおよびシリコン基板の酸化防止を目的と
して窒化チタン膜を用いたが、チタン膜などの導電体膜
あるいはこれらの膜の積層膜を用いてもよい。
散防止、プラグおよびシリコン基板の酸化防止を目的と
して窒化チタン膜を用いたが、チタン膜などの導電体膜
あるいはこれらの膜の積層膜を用いてもよい。
【0045】容量蓄積電極の材料としては、白金に限ら
ず、たとえば、ルテニウム(Ru )、酸化ルテニウム
(Ru O)、イリジウム(Ir )、酸化イリジウム(I
r O2)等、任意の貴金属およびその化合物等を用いる
ことができる。
ず、たとえば、ルテニウム(Ru )、酸化ルテニウム
(Ru O)、イリジウム(Ir )、酸化イリジウム(I
r O2)等、任意の貴金属およびその化合物等を用いる
ことができる。
【0046】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0047】本発明の半導体集積回路装置の製造方法に
よれば、容量蓄積電極として貴金属を用いる半導体集積
回路装置の高集積化を実現できるという効果が得られ
る。
よれば、容量蓄積電極として貴金属を用いる半導体集積
回路装置の高集積化を実現できるという効果が得られ
る。
【0048】また容量蓄積電極として貴金属を用いる半
導体集積回路装置の製造工程における歩留りおよびスル
ープットを向上させることができる、という効果が得ら
れる。
導体集積回路装置の製造工程における歩留りおよびスル
ープットを向上させることができる、という効果が得ら
れる。
【0049】また、高誘電率膜もしくは強誘電体膜を用
いた積層状の情報蓄積用容量素子を有するDRAMもし
くはFRAMにおいて、高集積化を実現できる、という
効果が得られる。
いた積層状の情報蓄積用容量素子を有するDRAMもし
くはFRAMにおいて、高集積化を実現できる、という
効果が得られる。
【図1】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態であるFRAMの製
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態であるFRAMの
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態であるFRAMの
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態であるFRAMの
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態であるFRAMの
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
製造工程を示す半導体基板の要部断面図である。
1 半導体基板 2 LOCOS酸化膜 3 p型ウエル 4 ゲート絶縁膜 5 多結晶シリコン膜 6 酸化シリコン膜 7 サイドウォール膜 8 n型半導体領域(ソース、ドレイン領域) 9 酸化シリコン膜 10 コンタクトホール 11 ビット線 12 酸化シリコン膜 13 窒化シリコン膜 14 酸化シリコン膜 15 コンタクトホール 16 プラグ 17 酸化シリコン膜(絶縁膜) 17a 凹パターン 18 ホトレジスト 19 窒化チタン膜(下地薄膜) 20 白金膜(導体膜) 20a 下部容量蓄積電極(第1の容量蓄積電極) 21 PZT膜(容量絶縁膜) 22 白金膜(導体膜) 22a 上部容量蓄積電極(第2の容量蓄積電極) 23 酸化シリコン膜 24 窒化チタン膜(下地薄膜) 25 白金膜(導体膜) 25a 下部容量蓄積電極(第1の容量蓄積電極) 26 PZT膜(容量絶縁膜) 27 白金膜(導体膜) 27a 上部容量蓄積電極(第2の容量蓄積電極) 28 酸化シリコン膜 29 コンタクトホール 30 窒化チタン膜 31 金属膜 31a 金属配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822 H01L 27/10 621Z 27/10 451 29/78 371 21/8247 29/788 29/792
Claims (10)
- 【請求項1】 容量絶縁膜を挟む第1および第2の容量
蓄積電極の少なくとも一方をダマシン法を用いて形成す
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項2】 絶縁膜に凹パターンを形成する第1の工
程と、 前記凹パターンを含む前記絶縁膜の表面に第1の容量蓄
積電極となる導体膜を形成する第2の工程と、 前記絶縁膜の表面が露出するまで前記導体膜を平坦に除
去することにより、前記凹パターンの内部に前記導体膜
を選択的に残存させて前記第1の容量蓄積電極とする第
3の工程と、 前記絶縁膜および前記第1の容量蓄積電極の上に容量絶
縁膜を形成する第4の工程と、 前記容量絶縁膜の上に第2の容量蓄積電極となる導体膜
を形成する第5の工程と、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記第1および第2の容量蓄
積電極は、貴金属または貴金属を含む化合物からなるこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記容量絶縁膜は、高誘電率
膜または強誘電体膜からなることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記第1の工程後、前記第2の工程に
先立って、前記絶縁膜の表面に、前記凹パターンに形状
に沿うように窒化シリコン等の下地薄膜を形成すること
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 下部容量蓄積電極膜および容量絶縁膜お
よび上部容量蓄積電極膜を堆積した後にダマシン法を用
いて容量蓄積構造を形成することを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 絶縁膜に凹パターンを形成する第1の工
程と、 前記凹パターンの表面形状を反映するように、前記絶縁
膜の表面に下部容量蓄積電極膜を薄く形成する第2の工
程と、 前記凹パターンの表面形状を反映するように、前記下部
容量蓄積電極膜の上に容量絶縁膜を薄く形成する第3の
工程と、 前記凹パターンを埋め込むように、容量絶縁膜の上に上
部容量蓄積電極膜を形成する第4の工程と、 前記絶縁膜の表面が露出するように、前記上部容量蓄積
電極膜、前記容量絶縁膜および前記下部容量蓄積電極膜
を平坦に除去して、前記凹パターンの内部に、前記下部
容量蓄積電極膜、前記容量絶縁膜、および前記上部容量
蓄積電極膜の積層構造からなる容量蓄積構造を形成する
第5の工程と、 を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項8】 請求項6または7記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記下部容量蓄積電極膜およ
び上部容量蓄積電極膜は、貴金属または貴金属を含む化
合物からなることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。 - 【請求項9】 請求項6または7記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、前記容量絶縁膜は、高誘電率
膜または強誘電体膜からなることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。 - 【請求項10】 請求項6または7記載の半導体集積回
路装置の製造方法において、前記第1の工程後、前記第
2の工程に先立って、前記絶縁膜の表面に、前記凹パタ
ーンに形状に沿うように窒化シリコン等の下地薄膜を形
成することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203309A JPH1050956A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203309A JPH1050956A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050956A true JPH1050956A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16471904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8203309A Pending JPH1050956A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1050956A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11261014A (ja) * | 1997-12-04 | 1999-09-24 | Fujitsu Ltd | 基板キャパシタ形成に適した化学機械的研磨による自動整列パターンの形成方法 |
| WO1999062116A1 (fr) * | 1998-05-25 | 1999-12-02 | Hitachi, Ltd. | Dispositif a semi-conducteurs et procede de fabrication |
| WO2000075992A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Seiko Epson Corporation | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
| FR2800199A1 (fr) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | St Microelectronics Sa | Fabrication de memoire dram |
| KR100300867B1 (ko) * | 1999-06-28 | 2001-11-01 | 박종섭 | 실린더 구조의 반도체 소자의 전하저장 전극 형성방법 |
| KR100312027B1 (ko) * | 1998-06-26 | 2002-01-17 | 박종섭 | 반도체메모리소자의캐패시터형성방법 |
| KR100318455B1 (ko) * | 1998-10-13 | 2002-03-08 | 박종섭 | 반도체소자의커패시터형성방법 |
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| US6888189B2 (en) | 2000-11-08 | 2005-05-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Dielectric element including oxide-based dielectric film and method of fabricating the same |
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| US7629636B2 (en) | 2005-06-09 | 2009-12-08 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2012227950A (ja) * | 2012-07-06 | 2012-11-15 | Hitachi Ltd | 超音波トランスデューサの製造方法 |
| US8754489B2 (en) | 2006-03-31 | 2014-06-17 | Hitachi, Ltd. | Ultrasonic transducer and manufacturing method |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP8203309A patent/JPH1050956A/ja active Pending
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| EP1115156A4 (en) * | 1999-06-04 | 2003-11-05 | Seiko Epson Corp | FERROELECTRIC MEMORY COMPONENT AND ITS MANUFACTURING METHOD |
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