JPH118362A - 誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法 - Google Patents
誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法Info
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- JPH118362A JPH118362A JP9161705A JP16170597A JPH118362A JP H118362 A JPH118362 A JP H118362A JP 9161705 A JP9161705 A JP 9161705A JP 16170597 A JP16170597 A JP 16170597A JP H118362 A JPH118362 A JP H118362A
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Landscapes
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- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 良好な素子特性および高い信頼性を有する強
誘電体メモリ、その動作方法およびその製造方法を提供
することである。 【解決手段】 シリコン基板1の表面にソース領域4お
よびドレイン領域5が形成され、ソース領域4とドレイ
ン領域5との間のチャネル領域上にゲート絶縁膜2およ
び浮遊ゲート電極3が順に形成される。浮遊ゲート電極
3およびゲート絶縁膜2を覆うようにシリコン基板1上
に第1層間絶縁膜7が形成される。浮遊ゲート電極3上
の層間絶縁膜7に第1コンタクト孔が形成され、第1コ
ンタクト孔内に接続層9が形成される。接続層9上に容
量絶縁膜10、下部電極11および強誘電体薄膜12が
順に形成される。強誘電体薄膜上の第2層間絶縁膜13
に第2コンタクト孔が形成され、第2コンタクト孔内に
上部電極19が形成される。
誘電体メモリ、その動作方法およびその製造方法を提供
することである。 【解決手段】 シリコン基板1の表面にソース領域4お
よびドレイン領域5が形成され、ソース領域4とドレイ
ン領域5との間のチャネル領域上にゲート絶縁膜2およ
び浮遊ゲート電極3が順に形成される。浮遊ゲート電極
3およびゲート絶縁膜2を覆うようにシリコン基板1上
に第1層間絶縁膜7が形成される。浮遊ゲート電極3上
の層間絶縁膜7に第1コンタクト孔が形成され、第1コ
ンタクト孔内に接続層9が形成される。接続層9上に容
量絶縁膜10、下部電極11および強誘電体薄膜12が
順に形成される。強誘電体薄膜上の第2層間絶縁膜13
に第2コンタクト孔が形成され、第2コンタクト孔内に
上部電極19が形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体素子、誘電
体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモ
リの動作方法に関する。
体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモ
リの動作方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電界効果トランジスタ(FET)のゲー
ト部分に強誘電体膜からなるキャパシタが設けられたメ
モリは、非破壊読み出しが可能な不揮発性メモリとして
知られている。このような強誘電体メモリの構造として
は、MFS(金属・強誘電体・半導体)構造、MFIS
(金属・強誘電体・絶縁体・半導体)構造、MFMIS
(金属・強誘電体・金属・絶縁体・半導体)構造などが
提案されている。
ト部分に強誘電体膜からなるキャパシタが設けられたメ
モリは、非破壊読み出しが可能な不揮発性メモリとして
知られている。このような強誘電体メモリの構造として
は、MFS(金属・強誘電体・半導体)構造、MFIS
(金属・強誘電体・絶縁体・半導体)構造、MFMIS
(金属・強誘電体・金属・絶縁体・半導体)構造などが
提案されている。
【0003】MFS構造の強誘電体メモリでは、FET
のゲート絶縁膜として強誘電体膜が設けられているの
で、強誘電体膜が半導体基板と直接接触する。そのた
め、強誘電体膜と半導体基板との界面で構成原子の反応
や相互拡散が起こる。その結果、素子特性が劣化し、信
頼性が低下する。
のゲート絶縁膜として強誘電体膜が設けられているの
で、強誘電体膜が半導体基板と直接接触する。そのた
め、強誘電体膜と半導体基板との界面で構成原子の反応
や相互拡散が起こる。その結果、素子特性が劣化し、信
頼性が低下する。
【0004】MFIS構造の強誘電体メモリでは、半導
体基板と強誘電体膜との間に構成原子の相互拡散を防止
するための拡散バリア層(バッファ層)として絶縁膜が
設けられている。しかしながら、絶縁膜の拡散バリア特
性は十分ではなく、強誘電体膜と半導体基板との界面に
おける構成原子の反応や相互拡散の問題が十分に解決さ
れていない。
体基板と強誘電体膜との間に構成原子の相互拡散を防止
するための拡散バリア層(バッファ層)として絶縁膜が
設けられている。しかしながら、絶縁膜の拡散バリア特
性は十分ではなく、強誘電体膜と半導体基板との界面に
おける構成原子の反応や相互拡散の問題が十分に解決さ
れていない。
【0005】そこで、MFMIS構造の強誘電体メモリ
では、半導体基板に形成された通常のFETのゲート電
極上に強誘電体膜からなるキャパシタ(以下、強誘電体
キャパシタと呼ぶ。)が形成されている。
では、半導体基板に形成された通常のFETのゲート電
極上に強誘電体膜からなるキャパシタ(以下、強誘電体
キャパシタと呼ぶ。)が形成されている。
【0006】図8は従来のMFMIS構造の強誘電体メ
モリの一例を示す模式的断面図である。この強誘電体メ
モリは、1995 IEEE International Solid-State Circui
ts Conference Technical digest,p.68 に開示されてい
る。
モリの一例を示す模式的断面図である。この強誘電体メ
モリは、1995 IEEE International Solid-State Circui
ts Conference Technical digest,p.68 に開示されてい
る。
【0007】図8において、p型シリコン基板51の表
面に、所定間隔を隔ててn+ 層からなるソース領域52
およびn+ 層からなるドレイン領域53が形成されてい
る。ソース領域52とドレイン領域53との間のシリコ
ン基板51の領域がチャネル領域57となる。チャネル
領域57上には、ゲート絶縁膜53、下部電極(浮遊ゲ
ート電極)54、強誘電体膜55および上部電極(制御
ゲート電極)56が順に形成されている。
面に、所定間隔を隔ててn+ 層からなるソース領域52
およびn+ 層からなるドレイン領域53が形成されてい
る。ソース領域52とドレイン領域53との間のシリコ
ン基板51の領域がチャネル領域57となる。チャネル
領域57上には、ゲート絶縁膜53、下部電極(浮遊ゲ
ート電極)54、強誘電体膜55および上部電極(制御
ゲート電極)56が順に形成されている。
【0008】図8の強誘電体メモリにおいては、シリコ
ン基板51、ソース領域52、ドレイン領域53、チャ
ネル領域57、ゲート絶縁膜53および下部電極54が
MISキャパシタ(MISFET)61を構成し、下部
電極54、強誘電体膜55および上部電極56が強誘電
体キャパシタ62を構成する。
ン基板51、ソース領域52、ドレイン領域53、チャ
ネル領域57、ゲート絶縁膜53および下部電極54が
MISキャパシタ(MISFET)61を構成し、下部
電極54、強誘電体膜55および上部電極56が強誘電
体キャパシタ62を構成する。
【0009】ここで、図8の強誘電体メモリの動作原理
について説明する。上部電極56に強誘電体膜55を分
極反転させるために十分な正電圧を印加し、再び上部電
極56の電圧を0とする。それにより、強誘電体膜55
の上部電極56との界面が負に帯電し、下部電極54と
の界面が正に帯電する。
について説明する。上部電極56に強誘電体膜55を分
極反転させるために十分な正電圧を印加し、再び上部電
極56の電圧を0とする。それにより、強誘電体膜55
の上部電極56との界面が負に帯電し、下部電極54と
の界面が正に帯電する。
【0010】この場合、下部電極54の強誘電体膜55
との界面が負に帯電し、ゲート絶縁膜53との界面が正
に帯電し、ソース領域52とドレイン領域53との間の
チャネル領域57に反転層が形成される。その結果、上
部電極56の電圧が0にもかかわらず、FETはオン状
態となる。
との界面が負に帯電し、ゲート絶縁膜53との界面が正
に帯電し、ソース領域52とドレイン領域53との間の
チャネル領域57に反転層が形成される。その結果、上
部電極56の電圧が0にもかかわらず、FETはオン状
態となる。
【0011】逆に、上部電極56に強誘電体膜55を分
極反転させるために十分な負電圧を印加し、再び上部電
極56の電圧を0にする。それにより、強誘電体膜55
の上部電極56との界面が正に帯電し、下部電極54と
の界面が負に帯電する。
極反転させるために十分な負電圧を印加し、再び上部電
極56の電圧を0にする。それにより、強誘電体膜55
の上部電極56との界面が正に帯電し、下部電極54と
の界面が負に帯電する。
【0012】この場合、下部電極54の強誘電体膜55
との界面が正に帯電し、ゲート絶縁膜53との界面が負
に帯電する。その結果、ソース領域52とドレイン領域
53との間のチャネル領域57に反転層が形成されず、
FETはオフ状態となる。
との界面が正に帯電し、ゲート絶縁膜53との界面が負
に帯電する。その結果、ソース領域52とドレイン領域
53との間のチャネル領域57に反転層が形成されず、
FETはオフ状態となる。
【0013】このように、強誘電体膜55が十分に分極
反転していると、上部電極56に印加する電圧を0にし
た後も、FETを選択的にオン状態またはオフ状態にす
ることができる。そのため、ソース・ドレイン間の電流
を検出することにより強誘電体メモリに記憶されるデー
タ”1”および”0”を判別することが可能となる。
反転していると、上部電極56に印加する電圧を0にし
た後も、FETを選択的にオン状態またはオフ状態にす
ることができる。そのため、ソース・ドレイン間の電流
を検出することにより強誘電体メモリに記憶されるデー
タ”1”および”0”を判別することが可能となる。
【0014】図8の強誘電体メモリでは、強誘電体膜5
5がPt(白金)等の反応性の低い材料からなる下部電
極54上に形成されかつゲート絶縁膜53および下部電
極54が拡散バリア層として働く。したがって、MFS
構造の強誘電体メモリやMFIS構造の強誘電体メモリ
に比べて、強誘電体膜と半導体基板との間での構成原子
の反応や相互拡散が防止される。
5がPt(白金)等の反応性の低い材料からなる下部電
極54上に形成されかつゲート絶縁膜53および下部電
極54が拡散バリア層として働く。したがって、MFS
構造の強誘電体メモリやMFIS構造の強誘電体メモリ
に比べて、強誘電体膜と半導体基板との間での構成原子
の反応や相互拡散が防止される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】図8の強誘電体メモリ
では、MISキャパシタ61と強誘電体キャパシタ62
とが直列に接続されているため、上部電極56とシリコ
ン基板1との間に印加された電圧がMISキャパシタ6
1と強誘電体キャパシタ62とで分配される。この場
合、下部電極54とシリコン基板51との間にかかる電
界は、強誘電体キャパシタ62の容量成分CfとMIS
キャパシタ61の容量成分Ciの比によって定まる。
では、MISキャパシタ61と強誘電体キャパシタ62
とが直列に接続されているため、上部電極56とシリコ
ン基板1との間に印加された電圧がMISキャパシタ6
1と強誘電体キャパシタ62とで分配される。この場
合、下部電極54とシリコン基板51との間にかかる電
界は、強誘電体キャパシタ62の容量成分CfとMIS
キャパシタ61の容量成分Ciの比によって定まる。
【0016】Pb(Zr,Ti)O3 等の比誘電率の高
い強誘電体材料を強誘電体膜55の材料として用いた場
合、強誘電体キャパシタ62の容量値CfがMISキャ
パシタ61の容量値Ciに比べてかなり大きくなる。そ
れにより、上部電極56とシリコン基板51との間に電
圧を印加した際に、ゲート絶縁膜53にかかる電圧が高
くなり、絶縁破壊を招くおそれがある。
い強誘電体材料を強誘電体膜55の材料として用いた場
合、強誘電体キャパシタ62の容量値CfがMISキャ
パシタ61の容量値Ciに比べてかなり大きくなる。そ
れにより、上部電極56とシリコン基板51との間に電
圧を印加した際に、ゲート絶縁膜53にかかる電圧が高
くなり、絶縁破壊を招くおそれがある。
【0017】また、下部電極54には、一般的に酸化性
が乏しいこと、および強誘電体膜55の結晶配向を助け
る機能を有することが要求される。そのため、下部電極
54の材料としてPt(白金)を用いることが望まし
い。しかしながら、下部電極54の材料としてPtを用
いた場合、強誘電体膜55の結晶化等の熱履歴を経るこ
とによりPtがゲート絶縁膜53とシリコン基板1との
界面に影響を及ぼす。これらの結果、素子特性および信
頼性が低下する。
が乏しいこと、および強誘電体膜55の結晶配向を助け
る機能を有することが要求される。そのため、下部電極
54の材料としてPt(白金)を用いることが望まし
い。しかしながら、下部電極54の材料としてPtを用
いた場合、強誘電体膜55の結晶化等の熱履歴を経るこ
とによりPtがゲート絶縁膜53とシリコン基板1との
界面に影響を及ぼす。これらの結果、素子特性および信
頼性が低下する。
【0018】本発明の目的は、良好な素子特性および高
い信頼性を有する誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メ
モリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法を提供
することである。
い信頼性を有する誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メ
モリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法を提供
することである。
【0019】
(1)第1の発明 第1の発明に係る誘電体素子は、半導体基板または半導
体層上の電極と誘電体膜とを容量結合したものである。
体層上の電極と誘電体膜とを容量結合したものである。
【0020】本発明に係る誘電体素子においては、半導
体基板または半導体層上の電極と誘電体膜とが容量結合
されているので、誘電体膜と半導体基板または半導体層
との間に電圧を印加することにより電極の電位を制御す
ることができる。
体基板または半導体層上の電極と誘電体膜とが容量結合
されているので、誘電体膜と半導体基板または半導体層
との間に電圧を印加することにより電極の電位を制御す
ることができる。
【0021】(2)第2の発明 第2の発明に係る誘電体素子は、半導体基板または半導
体層上に第1の絶縁膜、第1の導電層、第2の絶縁膜、
第2の導電層、誘電体膜および第3の導電層を順に備え
たものである。
体層上に第1の絶縁膜、第1の導電層、第2の絶縁膜、
第2の導電層、誘電体膜および第3の導電層を順に備え
たものである。
【0022】本発明に係る誘電体素子においては、半導
体基板または半導体層、第1の絶縁膜および第1の導電
層が第1のキャパシタを構成し、第1の導電層、第2の
絶縁膜および第2の導電層が第2のキャパシタを構成
し、第2の導電層、誘電体膜および第3の導電層が第3
のキャパシタを構成する。それにより、第3の導電層と
半導体基板または半導体層との間に所定の正または負の
電圧を印加すると、その電圧は第1のキャパシタ、第2
のキャパシタおよび第3のキャパシタに分配される。し
たがって、半導体基板または半導体層上の第1の絶縁膜
にかかる電圧が低減され、絶縁破壊が防止される。
体基板または半導体層、第1の絶縁膜および第1の導電
層が第1のキャパシタを構成し、第1の導電層、第2の
絶縁膜および第2の導電層が第2のキャパシタを構成
し、第2の導電層、誘電体膜および第3の導電層が第3
のキャパシタを構成する。それにより、第3の導電層と
半導体基板または半導体層との間に所定の正または負の
電圧を印加すると、その電圧は第1のキャパシタ、第2
のキャパシタおよび第3のキャパシタに分配される。し
たがって、半導体基板または半導体層上の第1の絶縁膜
にかかる電圧が低減され、絶縁破壊が防止される。
【0023】(3)第3の発明 第3の発明に係る誘電体素子は、ゲート絶縁膜を有する
電界効果トランジスタ上に第1のキャパシタおよび誘電
体膜を含む第2のキャパシタが順に積層されたものであ
る。
電界効果トランジスタ上に第1のキャパシタおよび誘電
体膜を含む第2のキャパシタが順に積層されたものであ
る。
【0024】本発明に係る誘電体素子においては、電界
効果トランジスタ上に第1のキャパシタを介して誘電体
膜を含む第2のキャパシタが積層されている。それによ
り、第2のキャパシタと電界効果トランジスタとの間に
所定の正または負の電圧を印加すると、その電圧は電界
効果トランジスタ、第1のキャパシタおよび第2のキャ
パシタに分配される。したがって、電界効果トランジス
タのゲート絶縁膜にかかる電圧が低減され、絶縁破壊が
防止される。
効果トランジスタ上に第1のキャパシタを介して誘電体
膜を含む第2のキャパシタが積層されている。それによ
り、第2のキャパシタと電界効果トランジスタとの間に
所定の正または負の電圧を印加すると、その電圧は電界
効果トランジスタ、第1のキャパシタおよび第2のキャ
パシタに分配される。したがって、電界効果トランジス
タのゲート絶縁膜にかかる電圧が低減され、絶縁破壊が
防止される。
【0025】(4)第4の発明 第4の発明に係る誘電体素子は、第1、第2または第3
の発明に係る誘電体素子の構成において、誘電体膜が強
誘電体を含むことを特徴とする。この場合、強誘電体膜
を含む誘電体素子の素子特性および信頼性が向上する。
の発明に係る誘電体素子の構成において、誘電体膜が強
誘電体を含むことを特徴とする。この場合、強誘電体膜
を含む誘電体素子の素子特性および信頼性が向上する。
【0026】(5)第5の発明 第5の発明に係る誘電体メモリは、半導体基板または半
導体層に所定の間隔を隔てて形成された第1および第2
の不純物領域と、第1および第2の不純物領域間の領域
上に形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上に形成
された第1の電極層と、第1の電極層上に形成された第
2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成された第2の電極
層と、第2の電極層上に形成された誘電体膜と、誘電体
膜上に形成された第3の電極層とを備えたものである。
導体層に所定の間隔を隔てて形成された第1および第2
の不純物領域と、第1および第2の不純物領域間の領域
上に形成された第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上に形成
された第1の電極層と、第1の電極層上に形成された第
2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成された第2の電極
層と、第2の電極層上に形成された誘電体膜と、誘電体
膜上に形成された第3の電極層とを備えたものである。
【0027】本発明に係る誘電体メモリにおいては、半
導体基板または半導体層、第1および第2の不純物領
域、第1の絶縁膜および第1の電極層が電界効果トラン
ジスタを構成し、第1の電極層、第2の絶縁膜および第
2の電極層が挿入キャパシタを構成し、第2の電極層、
誘電体膜および第3の電極層が誘電体キャパシタを構成
する。それにより、第3の電極層と半導体基板または半
導体層との間に所定の正または負の電圧を印加すると、
その電圧は誘電体キャパシタ、挿入キャパシタおよび電
界効果トランジスタに分配される。したがって、電界効
果トランジスタの第1の絶縁膜にかかる電圧が低減さ
れ、絶縁破壊が防止される。
導体基板または半導体層、第1および第2の不純物領
域、第1の絶縁膜および第1の電極層が電界効果トラン
ジスタを構成し、第1の電極層、第2の絶縁膜および第
2の電極層が挿入キャパシタを構成し、第2の電極層、
誘電体膜および第3の電極層が誘電体キャパシタを構成
する。それにより、第3の電極層と半導体基板または半
導体層との間に所定の正または負の電圧を印加すると、
その電圧は誘電体キャパシタ、挿入キャパシタおよび電
界効果トランジスタに分配される。したがって、電界効
果トランジスタの第1の絶縁膜にかかる電圧が低減さ
れ、絶縁破壊が防止される。
【0028】その結果、誘電体膜の材料として高い比誘
電率の誘電体材料を用いることができる。また、第3の
電極層と半導体基板または半導体層との間に印加する電
圧を大きくすることができる。さらに、第1の絶縁膜の
膜厚を低減することが可能となり、電界効果トランジス
タの微細化および高速化を図ることができる。
電率の誘電体材料を用いることができる。また、第3の
電極層と半導体基板または半導体層との間に印加する電
圧を大きくすることができる。さらに、第1の絶縁膜の
膜厚を低減することが可能となり、電界効果トランジス
タの微細化および高速化を図ることができる。
【0029】また、誘電体キャパシタと電界効果トラン
ジスタとの間に挿入キャパシタが存在するため、誘電体
膜と半導体基板または半導体層との間で構成元素の反応
や相互拡散が十分に防止されるとともに、第2の電極層
の材料や構成元素が電界効果トランジスタの第1の絶縁
膜と半導体基板または半導体層との界面に影響を及ぼす
ことが回避される。これらの結果、良好な素子特性およ
び高い信頼性が得られる。
ジスタとの間に挿入キャパシタが存在するため、誘電体
膜と半導体基板または半導体層との間で構成元素の反応
や相互拡散が十分に防止されるとともに、第2の電極層
の材料や構成元素が電界効果トランジスタの第1の絶縁
膜と半導体基板または半導体層との界面に影響を及ぼす
ことが回避される。これらの結果、良好な素子特性およ
び高い信頼性が得られる。
【0030】(6)第6の発明 第6の発明に係る誘電体メモリは、第5の発明に係る誘
電体メモリの構成において、半導体基板または半導体層
上に形成された層間絶縁膜をさらに備え、第1の電極層
は、第1の絶縁膜上に形成されたゲート電極と、ゲート
電極上の層間絶縁膜に設けられたコンタクト孔内に形成
された接続層とを含むものである。
電体メモリの構成において、半導体基板または半導体層
上に形成された層間絶縁膜をさらに備え、第1の電極層
は、第1の絶縁膜上に形成されたゲート電極と、ゲート
電極上の層間絶縁膜に設けられたコンタクト孔内に形成
された接続層とを含むものである。
【0031】この場合、第2の絶縁膜と第1の絶縁膜と
の間に層間絶縁膜が設けられているので、誘電体膜と半
導体基板または半導体層との間での構成元素の反応や相
互拡散がより十分に防止されるとともに、第2の電極層
の材料や構成元素が第1の絶縁膜と半導体基板または半
導体層との界面に影響を及ぼすことがより十分に回避さ
れる。それにより、素子特性がさらに良好となり、信頼
性がさらに向上する。
の間に層間絶縁膜が設けられているので、誘電体膜と半
導体基板または半導体層との間での構成元素の反応や相
互拡散がより十分に防止されるとともに、第2の電極層
の材料や構成元素が第1の絶縁膜と半導体基板または半
導体層との界面に影響を及ぼすことがより十分に回避さ
れる。それにより、素子特性がさらに良好となり、信頼
性がさらに向上する。
【0032】(7)第7の発明 第7の発明に係る誘電体メモリは、第5または第6の発
明に係る誘電体メモリの構成において、誘電体膜が強誘
電体を含むことを特徴とする。この場合、誘電体メモリ
の素子特性および信頼性が向上することに加えて、不揮
発性動作を行うことも可能となり、誘電体メモリの機能
が向上する。
明に係る誘電体メモリの構成において、誘電体膜が強誘
電体を含むことを特徴とする。この場合、誘電体メモリ
の素子特性および信頼性が向上することに加えて、不揮
発性動作を行うことも可能となり、誘電体メモリの機能
が向上する。
【0033】(8)第8の発明 第8の発明に係る強誘電体メモリの動作方法は、半導体
基板または半導体層のチャネル領域上に第1の絶縁膜、
第1の電極層、第2の絶縁膜、第2の電極層、強誘電体
膜および第3の電極層が順に積層されてなる強誘電体メ
モリの動作方法であって、第3の電極層と半導体基板ま
たは半導体層との間に強誘電体膜を分極反転させるため
の電圧を印加するものである。
基板または半導体層のチャネル領域上に第1の絶縁膜、
第1の電極層、第2の絶縁膜、第2の電極層、強誘電体
膜および第3の電極層が順に積層されてなる強誘電体メ
モリの動作方法であって、第3の電極層と半導体基板ま
たは半導体層との間に強誘電体膜を分極反転させるため
の電圧を印加するものである。
【0034】この強誘電体メモリにおいては、半導体基
板または半導体層のチャネル領域、第1の絶縁膜および
第1の電極層が電界効果トランジスタを構成し、第1の
電極層、第2の絶縁膜および第2の電極層が挿入キャパ
シタを構成し、第2の電極層、強誘電体膜および第3の
電極層が強誘電体キャパシタを構成する。
板または半導体層のチャネル領域、第1の絶縁膜および
第1の電極層が電界効果トランジスタを構成し、第1の
電極層、第2の絶縁膜および第2の電極層が挿入キャパ
シタを構成し、第2の電極層、強誘電体膜および第3の
電極層が強誘電体キャパシタを構成する。
【0035】第3の電極層と半導体基板または半導体層
との間に強誘電体膜を分極反転させるための電圧を印加
すると、強誘電体膜に上向きまたは下向きの自発分極が
形成され、挿入キャパシタを介して第1の絶縁膜のチャ
ネル領域との界面が正または負に帯電する。それによ
り、電界効果トランジスタがオン状態またはオフ状態と
なる。その後、第3の電極層への電圧の印加を解除して
も、強誘電体膜に生成された残留分極により電界効果ト
ランジスタのオン状態またはオフ状態を維持することが
できる。このようにして、データの書き込み動作が可能
となる。
との間に強誘電体膜を分極反転させるための電圧を印加
すると、強誘電体膜に上向きまたは下向きの自発分極が
形成され、挿入キャパシタを介して第1の絶縁膜のチャ
ネル領域との界面が正または負に帯電する。それによ
り、電界効果トランジスタがオン状態またはオフ状態と
なる。その後、第3の電極層への電圧の印加を解除して
も、強誘電体膜に生成された残留分極により電界効果ト
ランジスタのオン状態またはオフ状態を維持することが
できる。このようにして、データの書き込み動作が可能
となる。
【0036】読み出し動作時には、チャネル領域に流れ
る電流を検出することによりデータを判別することがで
きる。
る電流を検出することによりデータを判別することがで
きる。
【0037】第3の電極層と半導体基板または半導体層
との間に印加される電圧は強誘電体キャパシタ、挿入キ
ャパシタおよび電界効果トランジスタに分配されるの
で、電界効果トランジスタの第1の絶縁膜にかかる電圧
が低減され、絶縁破壊が防止される。
との間に印加される電圧は強誘電体キャパシタ、挿入キ
ャパシタおよび電界効果トランジスタに分配されるの
で、電界効果トランジスタの第1の絶縁膜にかかる電圧
が低減され、絶縁破壊が防止される。
【0038】なお、第3の電極層と半導体基板または半
導体層に印加する電圧は、第3の電極層と半導体基板ま
たは半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領
域との間に印加してもよく、あるいは第3の電極層と半
導体基板または半導体層に形成されたソース領域または
ドレイン領域を除く半導体基板または半導体層の領域に
印加してもよい。
導体層に印加する電圧は、第3の電極層と半導体基板ま
たは半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領
域との間に印加してもよく、あるいは第3の電極層と半
導体基板または半導体層に形成されたソース領域または
ドレイン領域を除く半導体基板または半導体層の領域に
印加してもよい。
【0039】(9)第9の発明 第9の発明に係る誘電体メモリの製造方法は、半導体基
板または半導体層のチャネル領域上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、第1の絶縁膜上に第1の電極層を形成す
る工程と、第1の電極層上に第2の絶縁膜を形成する工
程と、第2の絶縁膜上に第2の電極層を形成する工程
と、第2の電極層上に誘電体膜を形成する工程と、誘電
体膜上に第3の電極層を形成する工程とを備えたもので
ある。
板または半導体層のチャネル領域上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、第1の絶縁膜上に第1の電極層を形成す
る工程と、第1の電極層上に第2の絶縁膜を形成する工
程と、第2の絶縁膜上に第2の電極層を形成する工程
と、第2の電極層上に誘電体膜を形成する工程と、誘電
体膜上に第3の電極層を形成する工程とを備えたもので
ある。
【0040】本発明に係る製造方法により製造された誘
電体メモリにおいては、半導体基板または半導体層のチ
ャネル領域、第1の絶縁膜および第1の電極層が電界効
果トランジスタを構成し、第1の電極層、第2の絶縁膜
および第2の電極層が挿入キャパシタを構成し、第2の
電極層、誘電体膜および第3の電極層が誘電体キャパシ
タを構成する。
電体メモリにおいては、半導体基板または半導体層のチ
ャネル領域、第1の絶縁膜および第1の電極層が電界効
果トランジスタを構成し、第1の電極層、第2の絶縁膜
および第2の電極層が挿入キャパシタを構成し、第2の
電極層、誘電体膜および第3の電極層が誘電体キャパシ
タを構成する。
【0041】このように、誘電体キャパシタと電界効果
トランジスタとの間に挿入キャパシタが設けられるた
め、誘電体膜と半導体基板または半導体層との間で構成
元素の反応や相互拡散が十分に防止されるとともに、第
2の電極層の材料や構成元素が電界効果トランジスタの
第1の絶縁膜とチャネル領域との界面に影響を及ぼすこ
とが回避される。
トランジスタとの間に挿入キャパシタが設けられるた
め、誘電体膜と半導体基板または半導体層との間で構成
元素の反応や相互拡散が十分に防止されるとともに、第
2の電極層の材料や構成元素が電界効果トランジスタの
第1の絶縁膜とチャネル領域との界面に影響を及ぼすこ
とが回避される。
【0042】また、第3の電極層と半導体基板または半
導体層との間に電圧を印加すると、その電圧は電界効果
トランジスタ、挿入キャパシタおよび誘電体キャパシタ
に分配される。それにより、第1の絶縁膜にかかる電圧
が低減され、絶縁破壊が防止される。
導体層との間に電圧を印加すると、その電圧は電界効果
トランジスタ、挿入キャパシタおよび誘電体キャパシタ
に分配される。それにより、第1の絶縁膜にかかる電圧
が低減され、絶縁破壊が防止される。
【0043】その結果、誘電体膜の材料として高い比誘
電率の誘電体材料を用いることができる。また、第3の
電極層と半導体基板または半導体層との間に印加する電
圧を大きくすることができる。さらに、第1の絶縁膜の
膜厚を低減することが可能となり、電界効果トランジス
タの微細化および高速化を図ることができる。
電率の誘電体材料を用いることができる。また、第3の
電極層と半導体基板または半導体層との間に印加する電
圧を大きくすることができる。さらに、第1の絶縁膜の
膜厚を低減することが可能となり、電界効果トランジス
タの微細化および高速化を図ることができる。
【0044】これらの結果、良好な素子特性および高い
信頼性を有する誘電体メモリが得られる。
信頼性を有する誘電体メモリが得られる。
【0045】(10)第10の発明 第10の発明に係る誘電体メモリの製造方法は、第9の
発明に係る誘電体メモリの製造方法において、第1の電
極層を形成する工程が、第1の絶縁膜上にゲート電極を
形成する工程と、ゲート電極および第1の絶縁膜を覆う
ように半導体基板または半導体層上に層間絶縁膜を形成
する工程と、ゲート電極上の層間絶縁膜にコンタクト孔
を形成する工程と、層間絶縁膜のコンタクト孔内に接続
層を形成する工程とを含むものである。
発明に係る誘電体メモリの製造方法において、第1の電
極層を形成する工程が、第1の絶縁膜上にゲート電極を
形成する工程と、ゲート電極および第1の絶縁膜を覆う
ように半導体基板または半導体層上に層間絶縁膜を形成
する工程と、ゲート電極上の層間絶縁膜にコンタクト孔
を形成する工程と、層間絶縁膜のコンタクト孔内に接続
層を形成する工程とを含むものである。
【0046】この場合、第1の絶縁膜と第2の絶縁膜と
の間に層間絶縁膜が設けられるので、誘電体膜と半導体
基板または半導体層との間での構成元素の反応や相互拡
散がより十分に防止されるとともに、第2の電極層の材
料や構成元素が電界効果トランジスタの第1の絶縁膜と
チャネル領域との界面に影響を及ぼすことが十分に回避
される。それにより、素子特性がさらに良好となり、信
頼性がさらに向上する。
の間に層間絶縁膜が設けられるので、誘電体膜と半導体
基板または半導体層との間での構成元素の反応や相互拡
散がより十分に防止されるとともに、第2の電極層の材
料や構成元素が電界効果トランジスタの第1の絶縁膜と
チャネル領域との界面に影響を及ぼすことが十分に回避
される。それにより、素子特性がさらに良好となり、信
頼性がさらに向上する。
【0047】(11)第11の発明 第11の発明に係る誘電体メモリの製造方法は、第9ま
たは第10の発明に係る誘電体メモリの製造方法におい
て、誘電体膜が強誘電体を含むことを特徴とする。この
場合、誘電体メモリの素子特性および信頼性が向上する
ことに加えて、不揮発性動作を行うことも可能となり、
誘電体メモリの機能が向上する。
たは第10の発明に係る誘電体メモリの製造方法におい
て、誘電体膜が強誘電体を含むことを特徴とする。この
場合、誘電体メモリの素子特性および信頼性が向上する
ことに加えて、不揮発性動作を行うことも可能となり、
誘電体メモリの機能が向上する。
【0048】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例における
強誘電体メモリの構造を示す模式的断面図である。
強誘電体メモリの構造を示す模式的断面図である。
【0049】図1において、p型単結晶シリコン基板1
の表面に、所定間隔を隔ててn+ 層からなるソース領域
4およびn+ 層からなるドレイン領域5が形成されてい
る。ソース領域4とドレイン領域5との間のシリコン基
板1の領域がチャネル領域6となる。シリコン基板1の
表面のソース領域4、ドレイン領域5およびチャネル領
域6を含む素子領域は素子分離領域20により他の領域
から分離されている。
の表面に、所定間隔を隔ててn+ 層からなるソース領域
4およびn+ 層からなるドレイン領域5が形成されてい
る。ソース領域4とドレイン領域5との間のシリコン基
板1の領域がチャネル領域6となる。シリコン基板1の
表面のソース領域4、ドレイン領域5およびチャネル領
域6を含む素子領域は素子分離領域20により他の領域
から分離されている。
【0050】チャネル領域6上には、SiO2 等からな
るゲート絶縁膜2が形成されている。ゲート絶縁膜2上
には、ポリシリコン等からなる浮遊ゲート電極3が形成
されている。浮遊ゲート電極3およびゲート絶縁膜2を
覆うようにシリコン基板1上にSiO2 等からなる第1
層間絶縁膜7が形成されている。
るゲート絶縁膜2が形成されている。ゲート絶縁膜2上
には、ポリシリコン等からなる浮遊ゲート電極3が形成
されている。浮遊ゲート電極3およびゲート絶縁膜2を
覆うようにシリコン基板1上にSiO2 等からなる第1
層間絶縁膜7が形成されている。
【0051】浮遊ゲート電極3上の第1層間絶縁膜7に
はコンタクト孔が形成され、そのコンタクト孔内にポリ
シリコン等の導電性材料からなる接続層(導電性プラ
グ)9が形成されている。
はコンタクト孔が形成され、そのコンタクト孔内にポリ
シリコン等の導電性材料からなる接続層(導電性プラ
グ)9が形成されている。
【0052】接続層9上には、Ta2 O5 等からなる容
量絶縁膜10が形成されている。容量絶縁膜10上に
は、Pt/TiN/Ti等からなる下部電極11が形成
されている。下部電極11上には、ペロブスカイト型結
晶構造を有するPb(Zr,Ti)O3 等からなる強誘
電体膜12が形成されている。
量絶縁膜10が形成されている。容量絶縁膜10上に
は、Pt/TiN/Ti等からなる下部電極11が形成
されている。下部電極11上には、ペロブスカイト型結
晶構造を有するPb(Zr,Ti)O3 等からなる強誘
電体膜12が形成されている。
【0053】強誘電体膜12、下部電極11および容量
絶縁膜10を覆うように第1層間絶縁膜7上にSiO2
等からなる第2層間絶縁膜13が形成されている。強誘
電体膜12上の第2層間絶縁膜13にはコンタクト孔が
形成され、そのコンタクト孔内にPt等からなる上部電
極19が形成されている。
絶縁膜10を覆うように第1層間絶縁膜7上にSiO2
等からなる第2層間絶縁膜13が形成されている。強誘
電体膜12上の第2層間絶縁膜13にはコンタクト孔が
形成され、そのコンタクト孔内にPt等からなる上部電
極19が形成されている。
【0054】ソース領域4はソース電極(図示せず)を
介してソース線に電気的に接続され、ドレイン領域5は
ドレイン電極(図示せず)を介してビット線に電気的に
接続される。また、上部電極19はワード線に電気的に
接続される。
介してソース線に電気的に接続され、ドレイン領域5は
ドレイン電極(図示せず)を介してビット線に電気的に
接続される。また、上部電極19はワード線に電気的に
接続される。
【0055】図1の強誘電体メモリでは、シリコン基板
1、ソース領域4、ドレイン領域5、チャネル領域6、
ゲート絶縁膜2および浮遊ゲート電極3がMISキャパ
シタ(MISFET)21を構成する。また、接続層
9、容量絶縁膜10および下部電極11が挿入キャパシ
タ22を構成する。さらに、下部電極11、強誘電体膜
12および上部電極19が強誘電体キャパシタ23を構
成する。このように、本実施例の強誘電体メモリは、M
FMIMIS構造(導体−強誘電体−導体−絶縁体−導
体−絶縁体−半導体(基板)構造)を有する。
1、ソース領域4、ドレイン領域5、チャネル領域6、
ゲート絶縁膜2および浮遊ゲート電極3がMISキャパ
シタ(MISFET)21を構成する。また、接続層
9、容量絶縁膜10および下部電極11が挿入キャパシ
タ22を構成する。さらに、下部電極11、強誘電体膜
12および上部電極19が強誘電体キャパシタ23を構
成する。このように、本実施例の強誘電体メモリは、M
FMIMIS構造(導体−強誘電体−導体−絶縁体−導
体−絶縁体−半導体(基板)構造)を有する。
【0056】本実施例では、ソース領域4およびドレイ
ン領域5がそれぞれ第1および第2の不純物領域に相当
し、ゲート絶縁膜2が第1の絶縁膜に相当する。また、
浮遊ゲート電極3がゲート電極に相当し、接続層9が接
続層に相当し、浮遊ゲート電極3および接続層9が第1
の導電層または第1の電極層を構成する。さらに、容量
絶縁膜10が第2の絶縁膜に相当し、下部電極11が第
2の導電層または第2の電極層に相当し、強誘電体膜1
2が誘電体膜または強誘電体膜に相当し、上部電極19
が第3の導電層または第3の電極層に相当する。
ン領域5がそれぞれ第1および第2の不純物領域に相当
し、ゲート絶縁膜2が第1の絶縁膜に相当する。また、
浮遊ゲート電極3がゲート電極に相当し、接続層9が接
続層に相当し、浮遊ゲート電極3および接続層9が第1
の導電層または第1の電極層を構成する。さらに、容量
絶縁膜10が第2の絶縁膜に相当し、下部電極11が第
2の導電層または第2の電極層に相当し、強誘電体膜1
2が誘電体膜または強誘電体膜に相当し、上部電極19
が第3の導電層または第3の電極層に相当する。
【0057】ここで、図1の強誘電体メモリの動作を説
明する。上部電極19とシリコン基板1との間に強誘電
体膜12を分極反転させるために十分な正電圧を印加
し、再び上部電極19の電圧を0とする。それにより、
強誘電体膜12の上部電極19との界面が負に帯電し、
下部電極11との界面が正に帯電する。
明する。上部電極19とシリコン基板1との間に強誘電
体膜12を分極反転させるために十分な正電圧を印加
し、再び上部電極19の電圧を0とする。それにより、
強誘電体膜12の上部電極19との界面が負に帯電し、
下部電極11との界面が正に帯電する。
【0058】この場合、下部電極11の強誘電体膜12
との界面が負に帯電し、容量絶縁膜10との界面が正に
帯電する。それにより、挿入キャパシタ22を介して浮
遊ゲート電極3のゲート絶縁膜2との界面が正に帯電
し、ゲート絶縁膜2のチャネル領域6との界面が正に帯
電し、ソース領域4とドレイン領域5との間のチャネル
領域6に空乏層または反転層が形成される。その結果、
上部電極19の電圧が、0あるいは強誘電体キャパシタ
がないMISFETの反転層形成に必要なしきい電圧よ
り低い電圧であっても、FETはオン状態となる。
との界面が負に帯電し、容量絶縁膜10との界面が正に
帯電する。それにより、挿入キャパシタ22を介して浮
遊ゲート電極3のゲート絶縁膜2との界面が正に帯電
し、ゲート絶縁膜2のチャネル領域6との界面が正に帯
電し、ソース領域4とドレイン領域5との間のチャネル
領域6に空乏層または反転層が形成される。その結果、
上部電極19の電圧が、0あるいは強誘電体キャパシタ
がないMISFETの反転層形成に必要なしきい電圧よ
り低い電圧であっても、FETはオン状態となる。
【0059】逆に、上部電極19とシリコン基板1との
間に強誘電体膜12を分極反転させるために十分な負電
圧を印加し、再びその電圧を0にする。それにより、強
誘電体膜12の上部電極19との界面が正に帯電し、下
部電極11との界面が負に帯電する。
間に強誘電体膜12を分極反転させるために十分な負電
圧を印加し、再びその電圧を0にする。それにより、強
誘電体膜12の上部電極19との界面が正に帯電し、下
部電極11との界面が負に帯電する。
【0060】この場合、下部電極11の強誘電体膜12
との界面が正に帯電し、容量絶縁膜10との界面が負に
帯電する。それにより、挿入キャパシタ22を介して浮
遊ゲート電極3のゲート絶縁膜2との界面が負に帯電
し、ゲート絶縁膜2のチャネル領域6との界面が負に帯
電する。その結果、ソース領域4とドレイン領域5との
間のチャネル領域6に反転層が形成されず、強誘電体キ
ャパシタがないMISFETの反転層形成に必要なしき
い電圧より高い電圧を上部電極19にかけても、FET
はオフ状態となる。
との界面が正に帯電し、容量絶縁膜10との界面が負に
帯電する。それにより、挿入キャパシタ22を介して浮
遊ゲート電極3のゲート絶縁膜2との界面が負に帯電
し、ゲート絶縁膜2のチャネル領域6との界面が負に帯
電する。その結果、ソース領域4とドレイン領域5との
間のチャネル領域6に反転層が形成されず、強誘電体キ
ャパシタがないMISFETの反転層形成に必要なしき
い電圧より高い電圧を上部電極19にかけても、FET
はオフ状態となる。
【0061】このように、強誘電体膜12が十分に分極
反転していると、上部電極12に印加する電圧を0にし
た後も、FETを選択的にオン状態またはオフ状態にす
ることができる。そのため、ソース・ドレイン間の電流
を検出することにより、強誘電体メモリに記憶されるデ
ータ”1”および”0”を判別することが可能となる。
反転していると、上部電極12に印加する電圧を0にし
た後も、FETを選択的にオン状態またはオフ状態にす
ることができる。そのため、ソース・ドレイン間の電流
を検出することにより、強誘電体メモリに記憶されるデ
ータ”1”および”0”を判別することが可能となる。
【0062】なお、強誘電体膜12を分極反転させるた
めの正電圧または負電圧を上部電極19とシリコン基板
1に形成されたソース領域4またはドレイン領域5との
間に印加してもよい。
めの正電圧または負電圧を上部電極19とシリコン基板
1に形成されたソース領域4またはドレイン領域5との
間に印加してもよい。
【0063】図2は図1の強誘電体メモリの等価回路図
である。この強誘電体メモリは、MISキャパシタ2
1、挿入キャパシタ22および強誘電体キャパシタ23
が直列に接続された構造を有する。
である。この強誘電体メモリは、MISキャパシタ2
1、挿入キャパシタ22および強誘電体キャパシタ23
が直列に接続された構造を有する。
【0064】ここで、MISキャパシタ21、挿入キャ
パシタ22および強誘電体キャパシタ23にかかる電界
強度を計算した。この計算において、上部電極19とシ
リコン基板1との間の電位差(電圧)、電界強度および
容量値(キャパシタンス)をそれぞれV、EおよびCと
する。また、MISキャパシタ21、挿入キャパシタ2
2および強誘電体キャパシタ23の形状はすべて四角形
(長方形または正方形)と仮定した。
パシタ22および強誘電体キャパシタ23にかかる電界
強度を計算した。この計算において、上部電極19とシ
リコン基板1との間の電位差(電圧)、電界強度および
容量値(キャパシタンス)をそれぞれV、EおよびCと
する。また、MISキャパシタ21、挿入キャパシタ2
2および強誘電体キャパシタ23の形状はすべて四角形
(長方形または正方形)と仮定した。
【0065】MISキャパシタ21にかかる電圧および
電界強度をそれぞれV1およびE1とし、挿入キャパシ
タ22にかかる電圧および電界強度をそれぞれV2およ
びE2とし、強誘電体キャパシタ23にかかる電圧およ
び電界強度をそれぞれVfおよびEfとする。
電界強度をそれぞれV1およびE1とし、挿入キャパシ
タ22にかかる電圧および電界強度をそれぞれV2およ
びE2とし、強誘電体キャパシタ23にかかる電圧およ
び電界強度をそれぞれVfおよびEfとする。
【0066】C1、S1、L1、W1、d1およびε1
は、それぞれMISキャパシタ21の容量値、面積、一
辺の長さ、一辺の幅、ゲート絶縁膜2の厚さおよびゲー
ト絶縁膜2の比誘電率である。C2、S2、L2、W
2、d2およびε2はそれぞれ挿入キャパシタ22の容
量値、面積、一辺の長さ、一辺の幅、容量絶縁膜10の
厚さおよび容量絶縁膜10の比誘電率である。Cf、S
f、Lf、Wf、dfおよびεfは、それぞれ強誘電体
キャパシタ23の容量値、面積、一辺の長さ、一辺の
幅、強誘電体膜12の厚さおよび強誘電体膜12の比誘
電率である。
は、それぞれMISキャパシタ21の容量値、面積、一
辺の長さ、一辺の幅、ゲート絶縁膜2の厚さおよびゲー
ト絶縁膜2の比誘電率である。C2、S2、L2、W
2、d2およびε2はそれぞれ挿入キャパシタ22の容
量値、面積、一辺の長さ、一辺の幅、容量絶縁膜10の
厚さおよび容量絶縁膜10の比誘電率である。Cf、S
f、Lf、Wf、dfおよびεfは、それぞれ強誘電体
キャパシタ23の容量値、面積、一辺の長さ、一辺の
幅、強誘電体膜12の厚さおよび強誘電体膜12の比誘
電率である。
【0067】 CV=C1×V1=C2×V2=Cf×Vf ・・・(1) C=C1×C2×Cf/(C2×Cf+Cf×C1+C1×C2) ・・・(2) 式(1)および式(2)より、 V1=CV/C1 =V×C2×Cf/(C2×Cf+Cf×C1+C1×C2) ・・・(3) V2=CV/C2 =V×Cf×C1/(C2×Cf+Cf×C1+C1×C2) ・・・(4) Vf=CV/Cf =V×C1×C2/(C2×Cf+Cf×C1+C1×C2) ・・・(5) また、 C=ε0×ε×S/d=ε0×ε×L×W/d ・・・(6) C1=ε0×ε1×S1/d1=ε0×ε1×L1×W1/d1 ・・・(7) C2=ε0×ε2×S2/d2=ε0×ε2×L2×W2/d2 ・・・(8) Cf=ε0×εf×Sf/df=ε0×εr×Lf×Wf/df ・・・(9) E1=V1/d1 ・・・(10) E2=V2/d2 ・・・(11) Ef=Vf/df ・・・(12) 式(10)に式(3),(7)を代入することによりM
ISキャパシタ21にかかる電界強度E1を求め、式
(11)に式(4),(8)を代入することにより挿入
キャパシタ22にかかる電界強度E2を求め、式(1
2)に式(5),(9)を代入することにより強誘電体
キャパシタ23にかかる電界強度Efを求める。
ISキャパシタ21にかかる電界強度E1を求め、式
(11)に式(4),(8)を代入することにより挿入
キャパシタ22にかかる電界強度E2を求め、式(1
2)に式(5),(9)を代入することにより強誘電体
キャパシタ23にかかる電界強度Efを求める。
【0068】実際の計算例を以下に示す。図2の等価回
路において、式(1)〜(12)に次の値を代入し、M
ISキャパシタ21のゲート絶縁膜2に印加される電界
強度E1を求めると、表1および表2のようになる。
路において、式(1)〜(12)に次の値を代入し、M
ISキャパシタ21のゲート絶縁膜2に印加される電界
強度E1を求めると、表1および表2のようになる。
【0069】L1=2μm、W1=5μm、d1=0.
01μm、ε1=4(SiO2 ) L2=5μm、W2=5μm、d2=0.3μm Lf=5μm、Wf=5μm、df=0.3μm 表1は強誘電体膜12の材料として比誘電率εf=50
0のPZT(Pb(Zr,Ti)O3 )を用いた場合の
計算結果を示す。
01μm、ε1=4(SiO2 ) L2=5μm、W2=5μm、d2=0.3μm Lf=5μm、Wf=5μm、df=0.3μm 表1は強誘電体膜12の材料として比誘電率εf=50
0のPZT(Pb(Zr,Ti)O3 )を用いた場合の
計算結果を示す。
【0070】
【表1】
【0071】表1に示すように、容量絶縁膜10の材料
がSiO2 、SiN、CeO2 およびTa2 O5 である
場合には、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は
それぞれ1.79、2.19、2.41および1.32
となっている。一方、挿入キャパシタ22がない場合に
は、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は3.1
3となる。このように、挿入キャパシタ22の存在によ
り、ゲート絶縁膜2にかかる電界強度E1が低減される
ことがわかる。
がSiO2 、SiN、CeO2 およびTa2 O5 である
場合には、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は
それぞれ1.79、2.19、2.41および1.32
となっている。一方、挿入キャパシタ22がない場合に
は、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は3.1
3となる。このように、挿入キャパシタ22の存在によ
り、ゲート絶縁膜2にかかる電界強度E1が低減される
ことがわかる。
【0072】表2は強誘電体膜12の材料として比誘電
率εf=200のSBT(SrBi 2 Ta2 O9 )を用
いた場合の計算結果を示す。
率εf=200のSBT(SrBi 2 Ta2 O9 )を用
いた場合の計算結果を示す。
【0073】
【表2】
【0074】表2に示すように、容量絶縁膜10の材料
がSiO2 、SiN、CeO2 およびTa2 O5 である
場合には、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は
それぞれ1.70、2.06、2.26および2.03
となる。一方、挿入キャパシタ22がない場合には、ゲ
ート絶縁膜2に印加される電界強度E1は2.87とな
る。このように、挿入キャパシタ22の存在により、ゲ
ート絶縁膜2に印加される電界強度E1が低減されるこ
とがわかる。
がSiO2 、SiN、CeO2 およびTa2 O5 である
場合には、ゲート絶縁膜2に印加される電界強度E1は
それぞれ1.70、2.06、2.26および2.03
となる。一方、挿入キャパシタ22がない場合には、ゲ
ート絶縁膜2に印加される電界強度E1は2.87とな
る。このように、挿入キャパシタ22の存在により、ゲ
ート絶縁膜2に印加される電界強度E1が低減されるこ
とがわかる。
【0075】上記のように、本実施例の強誘電体メモリ
においては、挿入キャパシタ22を設けることにより、
MISキャパシタ21のゲート絶縁膜2に印加される電
界強度E1を低減することが可能となる。
においては、挿入キャパシタ22を設けることにより、
MISキャパシタ21のゲート絶縁膜2に印加される電
界強度E1を低減することが可能となる。
【0076】その結果、強誘電体膜12の材料として高
い比誘電率の強誘電体材料を用いることができる。ま
た、上部電極19とシリコン基板1との間に印加する電
圧Vを大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜
2の膜厚を低減することが可能となり、MISキャパシ
タ(MISFET)21の微細化および高速化を図るこ
とができる。
い比誘電率の強誘電体材料を用いることができる。ま
た、上部電極19とシリコン基板1との間に印加する電
圧Vを大きくすることができる。さらに、ゲート絶縁膜
2の膜厚を低減することが可能となり、MISキャパシ
タ(MISFET)21の微細化および高速化を図るこ
とができる。
【0077】また、強誘電体キャパシタ23とMISキ
ャパシタ21との間に挿入キャパシタ22が存在するた
め、強誘電体膜12とシリコン基板1との間で構成元素
の反応や相互拡散が十分に防止されるとともに、下部電
極11の材料や構成元素イオン等がゲート絶縁膜2とチ
ャネル領域6との界面に影響を及ぼすことが回避され
る。
ャパシタ21との間に挿入キャパシタ22が存在するた
め、強誘電体膜12とシリコン基板1との間で構成元素
の反応や相互拡散が十分に防止されるとともに、下部電
極11の材料や構成元素イオン等がゲート絶縁膜2とチ
ャネル領域6との界面に影響を及ぼすことが回避され
る。
【0078】図3〜図7は図1の強誘電体メモリの製造
方法を示す工程断面図である。図3(a)は、p型単結
晶シリコン基板1を示す。まず、図3(b)に示すよう
に、シリコン基板1の表面に、SiO2 等からなる素子
分離領域20を形成する。そして、図3(c)に示すよ
うに、シリコン基板1上に、SiO2 、SiON等から
なる膜厚5〜100nmのゲート絶縁膜2を形成する。
方法を示す工程断面図である。図3(a)は、p型単結
晶シリコン基板1を示す。まず、図3(b)に示すよう
に、シリコン基板1の表面に、SiO2 等からなる素子
分離領域20を形成する。そして、図3(c)に示すよ
うに、シリコン基板1上に、SiO2 、SiON等から
なる膜厚5〜100nmのゲート絶縁膜2を形成する。
【0079】次に、図4(d)に示すように、ゲート絶
縁膜2上に、ポリシリコン等の導電性材料からなる膜厚
100〜500nmの浮遊ゲート電極3を形成する。さ
らに、図4(e)に示すように、浮遊ゲート電極3をイ
オン注入用マスクとして用い、シリコン基板1の表面に
P(リン)等のn型不純物(n型ドーパント)をイオン
注入し、熱処理を行う。それにより、シリコン基板1上
の浮遊ゲート電極3に対して自己整合的にn型不純物層
(n+ 層)からなるソース領域4およびドレイン領域5
がそれぞれ形成される。ソース領域4とドレイン領域5
との間のシリコン基板1の領域はチャネル領域6とな
る。
縁膜2上に、ポリシリコン等の導電性材料からなる膜厚
100〜500nmの浮遊ゲート電極3を形成する。さ
らに、図4(e)に示すように、浮遊ゲート電極3をイ
オン注入用マスクとして用い、シリコン基板1の表面に
P(リン)等のn型不純物(n型ドーパント)をイオン
注入し、熱処理を行う。それにより、シリコン基板1上
の浮遊ゲート電極3に対して自己整合的にn型不純物層
(n+ 層)からなるソース領域4およびドレイン領域5
がそれぞれ形成される。ソース領域4とドレイン領域5
との間のシリコン基板1の領域はチャネル領域6とな
る。
【0080】次に、図4(f)に示すように、浮遊ゲー
ト電極3およびゲート絶縁膜2を覆うようにシリコン基
板1上にSiO2 等からなる第1層間絶縁膜7を形成す
る。このようにして、MISトランジスタ基板が作製さ
れる。
ト電極3およびゲート絶縁膜2を覆うようにシリコン基
板1上にSiO2 等からなる第1層間絶縁膜7を形成す
る。このようにして、MISトランジスタ基板が作製さ
れる。
【0081】次に、図5(g)に示すように、浮遊ゲー
ト電極3上の第1層間絶縁膜7に、一般的なリソグラフ
ィおよびエッチングにより第1コンタクト孔8を形成す
る。そして、図5(h)に示すように、第1層間絶縁膜
7上および第1コンタクト孔8内に、CVD法(化学的
気相成長法)等によりポリシリコン、W(タングステ
ン)、WSi等の耐熱性の高い導電性材料からなる膜厚
150nm〜1μmの導電性膜9aを形成する。
ト電極3上の第1層間絶縁膜7に、一般的なリソグラフ
ィおよびエッチングにより第1コンタクト孔8を形成す
る。そして、図5(h)に示すように、第1層間絶縁膜
7上および第1コンタクト孔8内に、CVD法(化学的
気相成長法)等によりポリシリコン、W(タングステ
ン)、WSi等の耐熱性の高い導電性材料からなる膜厚
150nm〜1μmの導電性膜9aを形成する。
【0082】次いで、図5(i)に示すように、CMP
法(化学的機械的研磨法)またはArガスを用いたエッ
チバックにより第1層間絶縁膜7上の導電性膜9aを除
去するとともに、第1コンタクト孔8内の導電性膜9a
の上面を平坦化する。それにより、第1コンタクト孔8
内に接続層(導電性プラグ)9が形成される。
法(化学的機械的研磨法)またはArガスを用いたエッ
チバックにより第1層間絶縁膜7上の導電性膜9aを除
去するとともに、第1コンタクト孔8内の導電性膜9a
の上面を平坦化する。それにより、第1コンタクト孔8
内に接続層(導電性プラグ)9が形成される。
【0083】その後、図6(j)に示すように、第1層
間絶縁膜7および接続層9上に、CVD法、スパッタリ
ング法、蒸着法等により膜厚10nm〜500nmの容
量絶縁膜10aを形成する。容量絶縁膜10aの材料と
しては、Ta2 O5 、CeO 2 、SiO2 、SiN等の
誘電体材料を用いる。続いて、容量絶縁膜10a上に、
スパッタリング法等により膜厚50nm〜1μmの下部
電極膜11aを形成する。下部電極膜11aの材料とし
ては、Pt/TiN/Ti、Pt/Ti、IrO2 、R
uO2 、Ir、Ru等の導電性材料を用いる。次いで、
下部電極膜11a上に、CVD法、スパッタリング法、
ソルゲル法等により膜厚50nm〜1μmの強誘電体膜
12aを形成する。強誘電体膜12aの材料としては、
Pb(Zr,Ti)O3 、SrBi2 Ta2 O9 、Sr
Bi2 (Ta,Nb)2 O9 等を用いる。
間絶縁膜7および接続層9上に、CVD法、スパッタリ
ング法、蒸着法等により膜厚10nm〜500nmの容
量絶縁膜10aを形成する。容量絶縁膜10aの材料と
しては、Ta2 O5 、CeO 2 、SiO2 、SiN等の
誘電体材料を用いる。続いて、容量絶縁膜10a上に、
スパッタリング法等により膜厚50nm〜1μmの下部
電極膜11aを形成する。下部電極膜11aの材料とし
ては、Pt/TiN/Ti、Pt/Ti、IrO2 、R
uO2 、Ir、Ru等の導電性材料を用いる。次いで、
下部電極膜11a上に、CVD法、スパッタリング法、
ソルゲル法等により膜厚50nm〜1μmの強誘電体膜
12aを形成する。強誘電体膜12aの材料としては、
Pb(Zr,Ti)O3 、SrBi2 Ta2 O9 、Sr
Bi2 (Ta,Nb)2 O9 等を用いる。
【0084】その後、図6(k)に示すように、一般的
なリソグラフィおよびRIE(反応性イオンエッチン
グ)等のエッチングにより強誘電体膜12a、下部電極
膜11aおよび容量絶縁膜10aをパターニングし、容
量絶縁膜10、下部電極11および強誘電体膜12を形
成する。強誘電体膜12aおよび下部電極膜11aのエ
ッチング時には、エッチングガスとしてArおよびCl
2 の混合ガスを用い、容量絶縁膜10aのエッチング時
にはエッチングガスとしてArおよびCHF3 の混合ガ
スを用いる。エッチングガスとしてAr、SF6 、Cl
2 、HBr、CF 4 、O2 等のガスを単独でまたは混合
して用いてもよい。このようなエッチングガスをプラズ
マ化した雰囲気中でエッチング加工を行う。エッチング
条件としては、圧力を10-4〜10-1Torrとし、高
周波出力を200〜1500Wとする。
なリソグラフィおよびRIE(反応性イオンエッチン
グ)等のエッチングにより強誘電体膜12a、下部電極
膜11aおよび容量絶縁膜10aをパターニングし、容
量絶縁膜10、下部電極11および強誘電体膜12を形
成する。強誘電体膜12aおよび下部電極膜11aのエ
ッチング時には、エッチングガスとしてArおよびCl
2 の混合ガスを用い、容量絶縁膜10aのエッチング時
にはエッチングガスとしてArおよびCHF3 の混合ガ
スを用いる。エッチングガスとしてAr、SF6 、Cl
2 、HBr、CF 4 、O2 等のガスを単独でまたは混合
して用いてもよい。このようなエッチングガスをプラズ
マ化した雰囲気中でエッチング加工を行う。エッチング
条件としては、圧力を10-4〜10-1Torrとし、高
周波出力を200〜1500Wとする。
【0085】次に、図6(l)に示すように、ソース領
域4およびドレイン領域5上の第1層間絶縁膜7にそれ
ぞれコンタクト孔を形成し、それらのコンタクト孔内に
それぞれ導電性材料からなるソース電極14およびドレ
イン電極15を形成し、ソース電極14およびドレイン
電極15上にそれぞれ配線層16,17を形成する。ま
た、強誘電体膜12、下部電極11および容量絶縁膜1
0を覆うように第1層間絶縁膜7上に、CVD法、スパ
ッタリング法、スピンコート法等によりSiO 2 、Si
N、TiO2 ポリイミド樹脂等からなる膜厚50nm〜
1μmの第2層間絶縁膜13を形成する。
域4およびドレイン領域5上の第1層間絶縁膜7にそれ
ぞれコンタクト孔を形成し、それらのコンタクト孔内に
それぞれ導電性材料からなるソース電極14およびドレ
イン電極15を形成し、ソース電極14およびドレイン
電極15上にそれぞれ配線層16,17を形成する。ま
た、強誘電体膜12、下部電極11および容量絶縁膜1
0を覆うように第1層間絶縁膜7上に、CVD法、スパ
ッタリング法、スピンコート法等によりSiO 2 、Si
N、TiO2 ポリイミド樹脂等からなる膜厚50nm〜
1μmの第2層間絶縁膜13を形成する。
【0086】次に、図7(m)に示すように、強誘電体
膜12上の第2層間絶縁膜13に一般的なリソグラフィ
およびエッチングにより第2コンタクト孔18を形成す
る。その後、図7(n)に示すように、第2コンタクト
孔18内に、スパッタリング法、CVD法等により膜厚
10nm〜1μmの上部電極19を形成する。上部電極
19の材料としては、Pt、Al、Cu、W、Ti、T
iN、AlSi、AlSiCu、AlSi/TiN積層
膜、AlSiCu/TiN積層膜等の導電性材料を用い
る。このようにして、本実施例の強誘電体メモリが作製
される。
膜12上の第2層間絶縁膜13に一般的なリソグラフィ
およびエッチングにより第2コンタクト孔18を形成す
る。その後、図7(n)に示すように、第2コンタクト
孔18内に、スパッタリング法、CVD法等により膜厚
10nm〜1μmの上部電極19を形成する。上部電極
19の材料としては、Pt、Al、Cu、W、Ti、T
iN、AlSi、AlSiCu、AlSi/TiN積層
膜、AlSiCu/TiN積層膜等の導電性材料を用い
る。このようにして、本実施例の強誘電体メモリが作製
される。
【0087】なお、強誘電体膜12として、以下の各材
料からなる強誘電体を用いてもよい。
料からなる強誘電体を用いてもよい。
【0088】(1)下記の一般式で示されるビスマス系
層状強誘電体を用いてもよい。 (Bi2 O2 )2+(An-1 Bn O3n+1)2- なお、AはSr、CaまたはBaであり、BはTi、T
a、Nb、WまたはVである。
層状強誘電体を用いてもよい。 (Bi2 O2 )2+(An-1 Bn O3n+1)2- なお、AはSr、CaまたはBaであり、BはTi、T
a、Nb、WまたはVである。
【0089】n=1の場合: Bi2 WO6 Bi2 VO5.5 n=2の場合: Bi2 O3 /SrTa2 O6 (SrBi2 Ta2 O9 ):SBT Bi2 O3 /SrNb2 O6 (SrBi2 Nb2 O9 ) n=3の場合: Bi2 O3 /SrTa2 O6 /BaTiO3 Bi2 O3 /SrTaO6 /SrTiO3 Bi2 O3 /Bi2 Ti3 O9 (Bi4 Ti3 O12):BIT n=4の場合: Bi2 O3 /Sr3 Ti4 O12 (Sr3 Bi2 Ti4 O15) Bi2 O3 /Bi2 Ti3 O9 /SrTiO3 (SrBi4 Ti4 O15) (2)下記の一般式で示される強誘電体(等方的材料
系)を用いてもよい。
系)を用いてもよい。
【0090】Pb(ZrX Ti1-X )O3 :PZT(P
bZr0.5 Ti0.5 )O3 (Pb1-Y LaY )(ZrX Ti1-X )O3 :PLZT (Sr1-X CaX )TiO3 (Sr1-X BaX )TiO3 :(Sr0.4 Ba0.6 )T
iO3 (Sr1-X-Y BaX MY )Ti1-Z NZ O3 なお、MはLa、BiまたはSbであり、NはNb、
V、Ta、MoまたはWである。
bZr0.5 Ti0.5 )O3 (Pb1-Y LaY )(ZrX Ti1-X )O3 :PLZT (Sr1-X CaX )TiO3 (Sr1-X BaX )TiO3 :(Sr0.4 Ba0.6 )T
iO3 (Sr1-X-Y BaX MY )Ti1-Z NZ O3 なお、MはLa、BiまたはSbであり、NはNb、
V、Ta、MoまたはWである。
【0091】強誘電体膜12の形成方法としては、上記
の強誘電体膜12の材料に応じて、分子線エピタキシー
法、レーザアブレーション法、レーザ分子線エピタキシ
ー法、スパッタリング法(RF型、DC型またはイオン
ビーム型)、反応性蒸着法、MOCVD法(有機金属化
学的気相成長法)、ミスト堆積法、ゾルゲル法等を用い
ることができる。
の強誘電体膜12の材料に応じて、分子線エピタキシー
法、レーザアブレーション法、レーザ分子線エピタキシ
ー法、スパッタリング法(RF型、DC型またはイオン
ビーム型)、反応性蒸着法、MOCVD法(有機金属化
学的気相成長法)、ミスト堆積法、ゾルゲル法等を用い
ることができる。
【0092】下部電極10および上部電極19の材料と
しては、貴金属(Au、Ag、Pt、Ru、Rh、P
b、Os、Ir等)、高融点金属(Co、W、Ti
等)、高融点金属化合物(TiN等)、導電性酸化物
(RuO2 、RhO2 、OsO2 、IrO2 、Re
O2 、ReO3 、MoO2 、WO2 、SrRuO3 、P
b2 Ru2O3-X 、Bi2 Ru2 O7-X 等)、あるいは
これらの各材料の合金等を用いてもよい。
しては、貴金属(Au、Ag、Pt、Ru、Rh、P
b、Os、Ir等)、高融点金属(Co、W、Ti
等)、高融点金属化合物(TiN等)、導電性酸化物
(RuO2 、RhO2 、OsO2 、IrO2 、Re
O2 、ReO3 、MoO2 、WO2 、SrRuO3 、P
b2 Ru2O3-X 、Bi2 Ru2 O7-X 等)、あるいは
これらの各材料の合金等を用いてもよい。
【0093】また、下部電極10および上部電極19
は、上記各材料の多層構造であってもよく、例えばTi
層上にPt層が形成された2層構造であってもよい。
は、上記各材料の多層構造であってもよく、例えばTi
層上にPt層が形成された2層構造であってもよい。
【0094】また、浮遊ゲート電極3および接続層9の
材料は、ポリシリコンやW等に限定されず、他の導電性
材料を用いてもよい。
材料は、ポリシリコンやW等に限定されず、他の導電性
材料を用いてもよい。
【0095】さらに、上記実施例では、FETがシリコ
ン基板1に形成されているが、FETが他の半導体基板
または半導体層に形成されてもよい。
ン基板1に形成されているが、FETが他の半導体基板
または半導体層に形成されてもよい。
【0096】なお、上記実施例では、n型チャネルを有
する強誘電体メモリについて説明したが、各層の導電型
を逆にすることによりp型チャネルを有する強誘電体メ
モリも実現される。この場合、n型シリコン基板または
n型シリコン層にB(硼素)等のp型不純物(p型ドー
パント)のドープによりp型不純物層(p+ 層)からな
るソース領域およびドレイン領域を形成する。
する強誘電体メモリについて説明したが、各層の導電型
を逆にすることによりp型チャネルを有する強誘電体メ
モリも実現される。この場合、n型シリコン基板または
n型シリコン層にB(硼素)等のp型不純物(p型ドー
パント)のドープによりp型不純物層(p+ 層)からな
るソース領域およびドレイン領域を形成する。
【0097】また、上記実施例では、本発明を不揮発性
メモリとして動作する強誘電体メモリに適用した場合を
説明したが、本発明は、揮発性の動作を行う強誘電体メ
モリまたは誘電体メモリにも適用可能である。さらに、
本発明は、誘電体膜を有するキャパシタ等の他の誘電体
素子にも適用可能である。
メモリとして動作する強誘電体メモリに適用した場合を
説明したが、本発明は、揮発性の動作を行う強誘電体メ
モリまたは誘電体メモリにも適用可能である。さらに、
本発明は、誘電体膜を有するキャパシタ等の他の誘電体
素子にも適用可能である。
【図1】本発明の一実施例における強誘電体メモリの構
造を示す模式的断面図である。
造を示す模式的断面図である。
【図2】図1の強誘電体メモリの等価回路図である。
【図3】図1の強誘電体の製造方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
【図4】図1の強誘電体の製造方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
【図5】図1の強誘電体の製造方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
【図6】図1の強誘電体の製造方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
【図7】図1の強誘電体の製造方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
【図8】従来の強誘電体メモリの一例を示す模式的断面
図である。
図である。
1 シリコン基板 2 ゲート絶縁膜 3 浮遊ゲート電極 4 ソース領域 5 ドレイン領域 6 チャネル領域 7 第1層間絶縁膜 8 第1コンタクト孔 9 接続層 10 容量絶縁膜 11 下部電極 12 強誘電体膜 13 第2層間絶縁膜 18 第2コンタクト孔 19 上部電極 21 MISキャパシタ 22 挿入キャパシタ 23 強誘電体キャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/10 451 21/8247 29/788 29/792
Claims (11)
- 【請求項1】 半導体基板または半導体層上の電極と誘
電体膜とを容量結合したことを特徴とする誘電体素子。 - 【請求項2】 半導体基板または半導体層上に第1の絶
縁膜、第1の導電層、第2の絶縁膜、第2の導電層、誘
電体膜および第3の導電層を順に備えたことを特徴とす
る誘電体素子。 - 【請求項3】 ゲート絶縁膜を有する電界効果トランジ
スタ上に第1のキャパシタおよび誘電体膜を含む第2の
キャパシタが順に積層されたことを特徴とする誘電体素
子。 - 【請求項4】 前記誘電体膜が強誘電体を含むことを特
徴とする請求項1、2または3記載の誘電体素子。 - 【請求項5】 半導体基板または半導体層に所定間隔を
隔てて形成された第1および第2の不純物領域と、 前記第1および第2の不純物領域間の領域上に形成され
た第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成された第1の電極層と、 前記第1の電極層上に形成された第2の絶縁膜と、 前記第2の絶縁膜上に形成された第2の電極層と、 前記第2の電極層上に形成された誘電体膜と、 前記誘電体膜上に形成された第3の電極層とを備えたこ
とを特徴とする誘電体メモリ。 - 【請求項6】 前記半導体基板または半導体層上に形成
された層間絶縁膜をさらに備え、 前記第1の電極層は、 前記第1の絶縁膜上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極上の前記層間絶縁膜に設けられたコンタ
クト孔内に形成された接続層とを含むことを特徴とする
請求項5記載の誘電体メモリ。 - 【請求項7】 前記誘電体膜が強誘電体を含むことを特
徴とする請求項5または6記載の誘電体メモリ。 - 【請求項8】 半導体基板または半導体層のチャネル領
域上に第1の絶縁膜、第1の電極層、第2の絶縁膜、第
2の電極層、強誘電体膜および第3の電極層が順に積層
されてなる強誘電体メモリの動作方法であって、前記第
3の電極層と前記半導体基板または半導体層との間に前
記強誘電体膜を分極反転させるための電圧を印加するこ
とを特徴とする強誘電体メモリの動作方法。 - 【請求項9】 半導体基板または半導体層のチャネル領
域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に第1の電極層を形成する工程と、 前記第1の電極層上に前記第2の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第2の絶縁膜上に第2の電極層を形成する工程と、 前記第2の電極層上に誘電体膜を形成する工程と、 前記誘電体膜上に第3の電極層を形成する工程とを備え
たことを特徴とする誘電体メモリの製造方法。 - 【請求項10】 前記第1の電極層を形成する工程は、 前記第1の絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極および第1の絶縁膜を覆うように前記半
導体基板または半導体層上に層間絶縁膜を形成する工程
と、 前記ゲート電極上の前記層間絶縁膜にコンタクト孔を形
成する工程と、 前記層間絶縁膜の前記コンタクト孔内に接続層を形成す
る工程とを含むことを特徴とする請求項9記載の誘電体
メモリの製造方法。 - 【請求項11】 前記誘電体膜が強誘電体を含むことを
特徴とする請求項9または10記載の誘電体メモリの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9161705A JPH118362A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9161705A JPH118362A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118362A true JPH118362A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15740318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9161705A Pending JPH118362A (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 誘電体素子、誘電体メモリ、誘電体メモリの製造方法および強誘電体メモリの動作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH118362A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415741B1 (ko) * | 1999-08-26 | 2004-01-24 | 세미콘덕터 테크놀로지 아카데믹 리서치 센터 | 강유전체 불휘발성 메모리 및 그 제조 방법 |
| WO2016003590A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | Qualcomm Incorporated | Multiple time programmable (mtp) device with floating gate and ferroelectric capacitor |
| CN111902940A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-06 | 索尼半导体解决方案公司 | 半导体存储装置和乘法累加器 |
| CN114023696A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-08 | 华中科技大学 | 一种铁电场效应晶体管及其制备方法 |
| CN119894069A (zh) * | 2025-01-20 | 2025-04-25 | 浙江大学 | 多电容栅极结构、制备方法及其应用 |
-
1997
- 1997-06-18 JP JP9161705A patent/JPH118362A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415741B1 (ko) * | 1999-08-26 | 2004-01-24 | 세미콘덕터 테크놀로지 아카데믹 리서치 센터 | 강유전체 불휘발성 메모리 및 그 제조 방법 |
| WO2016003590A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | Qualcomm Incorporated | Multiple time programmable (mtp) device with floating gate and ferroelectric capacitor |
| CN111902940A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-06 | 索尼半导体解决方案公司 | 半导体存储装置和乘法累加器 |
| CN114023696A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-08 | 华中科技大学 | 一种铁电场效应晶体管及其制备方法 |
| CN119894069A (zh) * | 2025-01-20 | 2025-04-25 | 浙江大学 | 多电容栅极结构、制备方法及其应用 |
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