JPH11274417A - 少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置、および少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置の形成方法 - Google Patents
少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置、および少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置の形成方法Info
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- JPH11274417A JPH11274417A JP11036038A JP3603899A JPH11274417A JP H11274417 A JPH11274417 A JP H11274417A JP 11036038 A JP11036038 A JP 11036038A JP 3603899 A JP3603899 A JP 3603899A JP H11274417 A JPH11274417 A JP H11274417A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
- H10D1/60—Capacitors
- H10D1/68—Capacitors having no potential barriers
- H10D1/692—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
- H10D1/60—Capacitors
- H10D1/68—Capacitors having no potential barriers
- H10D1/682—Capacitors having no potential barriers having dielectrics comprising perovskite structures
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/915—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with titanium nitride portion or region
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも１つのコンデンサを有する回路装
置を提供し、コンデンサを高いパッケージ密度で従来技
術に比較して低減されたプロセスコストで製造できるよ
うにすることである。さらに少なくとも１つのコンデン
サを有する回路装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 コンデンサの少なくとも１つのコンデン
サ電極はＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７を含んでおり、
コンデンサのコンデンサ誘電体は強誘電体を含む。
置を提供し、コンデンサを高いパッケージ密度で従来技
術に比較して低減されたプロセスコストで製造できるよ
うにすることである。さらに少なくとも１つのコンデン
サを有する回路装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 コンデンサの少なくとも１つのコンデン
サ電極はＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７を含んでおり、
コンデンサのコンデンサ誘電体は強誘電体を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１つの
コンデンサを有する回路装置、および少なくとも１つの
コンデンサを有する回路装置の形成方法に関する。
コンデンサを有する回路装置、および少なくとも１つの
コンデンサを有する回路装置の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】構成ユニットを高い集積密度でますます
高速化するために、集積回路装置の構造サイズは世代ご
とに低減されてきている。構成ユニットとしてのコンデ
ンサについてはパッケージ密度の増大は問題である。な
ぜならコンデンサのサイズを単純に低減させただけで
は、コンデンサ電極の表面積が低下して、これによりキ
ャパシタンスが低下してしまうからである。
高速化するために、集積回路装置の構造サイズは世代ご
とに低減されてきている。構成ユニットとしてのコンデ
ンサについてはパッケージ密度の増大は問題である。な
ぜならコンデンサのサイズを単純に低減させただけで
は、コンデンサ電極の表面積が低下して、これによりキ
ャパシタンスが低下してしまうからである。
【０００３】この問題を解決するために、高い誘電率を
有するコンデンサ誘電体が開発されてきた。この誘電体
はコンデンサのコンデンサ電極の表面が小さいにもかか
わらず大きなキャパシタンスで作動することができる
（例えばLee et al.,Integration of (Ba,Sr)TiO3 Capa
citor with Platinum Electrodes Having SiO 2 Spacer,
Conference Proceedings IEDM-97, IEEE 1997 249頁〜
252頁参照）。
有するコンデンサ誘電体が開発されてきた。この誘電体
はコンデンサのコンデンサ電極の表面が小さいにもかか
わらず大きなキャパシタンスで作動することができる
（例えばLee et al.,Integration of (Ba,Sr)TiO3 Capa
citor with Platinum Electrodes Having SiO 2 Spacer,
Conference Proceedings IEDM-97, IEEE 1997 249頁〜
252頁参照）。
【０００４】Y.Kawamoto et al., "A 1.28μｍ2 Bit-Li
ne Shielded Memory Cell Technology for 64 Mbit DRAMs", Techn. Digest of VL
SI Symposium 1990 13頁〜14頁には、コンデンサを有す
るＤＲＡＭセル装置が記載されている。この装置ではコ
ンデンサ電極が王冠状の構造体として構成されている。
この王冠状構造は断面積が小さくても大きな表面積を有
している。したがって王冠状のコンデンサ電極により、
同時に高いパッケージ密度でコンデンサの大きなキャパ
シタンスが得られる。コンデンサ電極のための材料とし
てポリシリコンが使用される。
ne Shielded Memory Cell Technology for 64 Mbit DRAMs", Techn. Digest of VL
SI Symposium 1990 13頁〜14頁には、コンデンサを有す
るＤＲＡＭセル装置が記載されている。この装置ではコ
ンデンサ電極が王冠状の構造体として構成されている。
この王冠状構造は断面積が小さくても大きな表面積を有
している。したがって王冠状のコンデンサ電極により、
同時に高いパッケージ密度でコンデンサの大きなキャパ
シタンスが得られる。コンデンサ電極のための材料とし
てポリシリコンが使用される。
【０００５】チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳ
Ｔ）から成るコンデンサ誘電体を有するコンデンサのた
めに、コンデンサ電極の材料として最近では主として白
金が使用されている（例えばKhamankar et al., A Nove
l BST Storage Capacitor NodeTechnology Using Plati
num Electrodes for Gbit DRAMs, IEDM 1997 245頁〜24
8頁参照）。白金を使用することの重大な欠点は、従
来、半導体製造技術において一般的な１μｍ／ｍｉｎ．
までの通常のエッチング速度が実現可能な適切な異方性
のエッチングプロセスが知られていないことである。緩
慢で不完全な異方性のエッチングプロセスにより、比較
的薄い白金層しかパターン化されない。このため複雑な
王冠状の構造体を厚い白金層から形成してコンデンサ電
極の表面積を拡大し、これにより高いパッケージ密度を
得ると同時にコンデンサのキャパシタンスを増大させる
ことは現在のところ不可能である。
Ｔ）から成るコンデンサ誘電体を有するコンデンサのた
めに、コンデンサ電極の材料として最近では主として白
金が使用されている（例えばKhamankar et al., A Nove
l BST Storage Capacitor NodeTechnology Using Plati
num Electrodes for Gbit DRAMs, IEDM 1997 245頁〜24
8頁参照）。白金を使用することの重大な欠点は、従
来、半導体製造技術において一般的な１μｍ／ｍｉｎ．
までの通常のエッチング速度が実現可能な適切な異方性
のエッチングプロセスが知られていないことである。緩
慢で不完全な異方性のエッチングプロセスにより、比較
的薄い白金層しかパターン化されない。このため複雑な
王冠状の構造体を厚い白金層から形成してコンデンサ電
極の表面積を拡大し、これにより高いパッケージ密度を
得ると同時にコンデンサのキャパシタンスを増大させる
ことは現在のところ不可能である。
【０００６】Y.Nishioka et al., Giga-bit DRAM Cell
with New Simple Ru/(Ba,Sr)TiO3/Ru Stacked Capacito
rs using X-ray Lithography, IEDM 1995, 903頁〜906
頁にルテニウムをコンデンサ電極の材料として使用する
ことが提案されている。ただしルテニウムはこれまで半
導体製造技術には導入されておらず、そのため収量を制
限するコンタミネーションの危険を有している。さらに
ルテニウムを使用すれば、新たな製造装置のための大き
な開発コストが必要となるはずである。
with New Simple Ru/(Ba,Sr)TiO3/Ru Stacked Capacito
rs using X-ray Lithography, IEDM 1995, 903頁〜906
頁にルテニウムをコンデンサ電極の材料として使用する
ことが提案されている。ただしルテニウムはこれまで半
導体製造技術には導入されておらず、そのため収量を制
限するコンタミネーションの危険を有している。さらに
ルテニウムを使用すれば、新たな製造装置のための大き
な開発コストが必要となるはずである。
【０００７】Mark Nicolett Amorphous Metallic Alloy
s in Semiconductor Contact Metallaizations 400 Solid State Technology 26, 198
3 Dec., Nr.12, Port Washington, New York, USAから、基板と金属化平面と
の間にアモルファス金属化合物からなる薄いシートを配
設することが公知である。この化合物は金属化平面から
基板への原子の拡散を阻止する。アモルファス金属は、
原子のための迅速な拡散路となる粒界を有さない。各元
素は、組合せによってアモルファス金属化合物を生じさ
せるような規則で選択される。この規則によれば各元素
の原子半径が相互に少なくとも１０％異なることが重要
である。
s in Semiconductor Contact Metallaizations 400 Solid State Technology 26, 198
3 Dec., Nr.12, Port Washington, New York, USAから、基板と金属化平面と
の間にアモルファス金属化合物からなる薄いシートを配
設することが公知である。この化合物は金属化平面から
基板への原子の拡散を阻止する。アモルファス金属は、
原子のための迅速な拡散路となる粒界を有さない。各元
素は、組合せによってアモルファス金属化合物を生じさ
せるような規則で選択される。この規則によれば各元素
の原子半径が相互に少なくとも１０％異なることが重要
である。
【０００８】ヨーロッパ特許出願第０４１２１８５号明
細書から、例えばＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を、金
属化平面とＧａＡｓ基板との間に設けられる薄い拡散バ
リアの材料として使用することが公知である。
細書から、例えばＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を、金
属化平面とＧａＡｓ基板との間に設けられる薄い拡散バ
リアの材料として使用することが公知である。
【０００９】ドイツ連邦共和国特許第４３００８０８号
公報に多層形コンデンサの製造方法が記載されている。
このコンデンサの製造のために基板上に層構造体が堆積
され、この層構造体は交互に導電体層と誘電体層とを有
しており、その際に上下に連続する導電体層はそれぞれ
２つの異なる材料から形成され、これらの導電体層は相
互に選択的にエッチング可能である。層構造体には２つ
の開口部が形成されており、第１の開口部に一方の材料
で選択的に、また第２の開口部に他方の材料で選択的に
エッチングすることによりアンダカットが形成され、そ
れぞれエッチングされない材料から成る導電体層のみが
開口部に設けられているコンタクトに隣接している。重
要なのは第１の材料を第２の材料に対して選択的にエッ
チング可能であることである。第１の材料をタングステ
ンから形成し、第２の材料をＷＳｉ0.4から形成するこ
とが提案されている。これはＷＳｉ0.4が明白なエッチ
ング特性を有するからである。
公報に多層形コンデンサの製造方法が記載されている。
このコンデンサの製造のために基板上に層構造体が堆積
され、この層構造体は交互に導電体層と誘電体層とを有
しており、その際に上下に連続する導電体層はそれぞれ
２つの異なる材料から形成され、これらの導電体層は相
互に選択的にエッチング可能である。層構造体には２つ
の開口部が形成されており、第１の開口部に一方の材料
で選択的に、また第２の開口部に他方の材料で選択的に
エッチングすることによりアンダカットが形成され、そ
れぞれエッチングされない材料から成る導電体層のみが
開口部に設けられているコンタクトに隣接している。重
要なのは第１の材料を第２の材料に対して選択的にエッ
チング可能であることである。第１の材料をタングステ
ンから形成し、第２の材料をＷＳｉ0.4から形成するこ
とが提案されている。これはＷＳｉ0.4が明白なエッチ
ング特性を有するからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、少な
くとも１つのコンデンサを有する回路装置を提供し、コ
ンデンサを高いパッケージ密度で従来技術に比較して低
減されたプロセスコストで製造できるようにすることで
ある。さらに少なくとも１つのコンデンサを有する回路
装置の製造方法を提供する。
くとも１つのコンデンサを有する回路装置を提供し、コ
ンデンサを高いパッケージ密度で従来技術に比較して低
減されたプロセスコストで製造できるようにすることで
ある。さらに少なくとも１つのコンデンサを有する回路
装置の製造方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題は、コンデンサ
の少なくとも１つのコンデンサ電極はＷＳｉｘ ０．３
＜ｘ＜０．７を含んでおり、コンデンサのコンデンサ誘
電体は強誘電体を含む構成により解決される。課題はま
た、コンデンサの少なくとも１つのコンデンサ電極を少
なくとも部分的にＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７から形
成し、強誘電体を含むコンデンサのコンデンサ誘電体を
形成して解決される。本発明の別の実施形態は従属請求
項に記載されている。
の少なくとも１つのコンデンサ電極はＷＳｉｘ ０．３
＜ｘ＜０．７を含んでおり、コンデンサのコンデンサ誘
電体は強誘電体を含む構成により解決される。課題はま
た、コンデンサの少なくとも１つのコンデンサ電極を少
なくとも部分的にＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７から形
成し、強誘電体を含むコンデンサのコンデンサ誘電体を
形成して解決される。本発明の別の実施形態は従属請求
項に記載されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】コンデンサは少なくとも１つの第
１のコンデンサ電極を有しており、このコンデンサ電極
は少なくとも部分的にＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を
有している。さらにこのコンデンサは強誘電体を含むコ
ンデンサ誘電体を有する。
１のコンデンサ電極を有しており、このコンデンサ電極
は少なくとも部分的にＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を
有している。さらにこのコンデンサは強誘電体を含むコ
ンデンサ誘電体を有する。
【００１３】本発明の範囲内で、第２のコンデンサ電極
もＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を材料として有するこ
とができる。第２のコンデンサ電極はかならずしもＷＳ
ｉｘを有する必要はない。この場合以下の説明は第１の
コンデンサ電極のみに該当する。
もＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を材料として有するこ
とができる。第２のコンデンサ電極はかならずしもＷＳ
ｉｘを有する必要はない。この場合以下の説明は第１の
コンデンサ電極のみに該当する。
【００１４】ＷＳｉｘをコンデンサ電極の材料として使
用する場合プロセスコストが低減される。すなわち第１
に元素Ｗは半導体製造においては繁用されており、コン
タミネーションの危険がない点、第２にＷＳｉｘは通常
の製造装置を使用してエッチングされるので、開発コス
トが節約される点、第３にＷＳｉｘから成る層の形成に
必要なスパッタリング装置またはＣＶＤ装置を使用でき
る点である。プロセスコストの低減は特に回路装置がケ
イ素を有する基板、例えば単結晶ケイ素ディスクまたは
ＳＯＩ基板内に形成される場合に特に有利になる。
用する場合プロセスコストが低減される。すなわち第１
に元素Ｗは半導体製造においては繁用されており、コン
タミネーションの危険がない点、第２にＷＳｉｘは通常
の製造装置を使用してエッチングされるので、開発コス
トが節約される点、第３にＷＳｉｘから成る層の形成に
必要なスパッタリング装置またはＣＶＤ装置を使用でき
る点である。プロセスコストの低減は特に回路装置がケ
イ素を有する基板、例えば単結晶ケイ素ディスクまたは
ＳＯＩ基板内に形成される場合に特に有利になる。
【００１５】ＷＳｉｘには高いエッチング速度で異方性
エッチングを行うことができる。エッチング剤として例
えばフッ素を含むガスが適している。ＷＳｉｘのエッチ
ングは容易なため厚い層をパターン化することができ
る。これは厚い層から大きな表面積を有する構造を大き
なパッケージ密度と同時に得ることができるので有利で
ある。このような構造がコンデンサ電極として使用され
る場合、電極の大きな表面積によりコンデンサの大きな
キャパシタンスが得られる。電極の構造は例えば柱状、
立方体状または王冠状である。コンデンサ電極は凹部、
突出部および／または折り曲げ部を有することができ
る。表面が主として平坦で基板表面に対して平行に延在
している形状とは異なり、この構造体は基板の表面に対
して平行に延在し、かつ構造体表面全体よりはるかに小
さい横断面を有している。これは例えば構造のエッジす
なわち基板の表面に対してほぼ垂直に延在する面が、構
造の表面全体の大きなパーセンテージを占める場合であ
る。すなわちこの構造の基板表面に対して垂直な寸法は
約１００ｎｍ以上周囲から突出させることができる。
エッチングを行うことができる。エッチング剤として例
えばフッ素を含むガスが適している。ＷＳｉｘのエッチ
ングは容易なため厚い層をパターン化することができ
る。これは厚い層から大きな表面積を有する構造を大き
なパッケージ密度と同時に得ることができるので有利で
ある。このような構造がコンデンサ電極として使用され
る場合、電極の大きな表面積によりコンデンサの大きな
キャパシタンスが得られる。電極の構造は例えば柱状、
立方体状または王冠状である。コンデンサ電極は凹部、
突出部および／または折り曲げ部を有することができ
る。表面が主として平坦で基板表面に対して平行に延在
している形状とは異なり、この構造体は基板の表面に対
して平行に延在し、かつ構造体表面全体よりはるかに小
さい横断面を有している。これは例えば構造のエッジす
なわち基板の表面に対してほぼ垂直に延在する面が、構
造の表面全体の大きなパーセンテージを占める場合であ
る。すなわちこの構造の基板表面に対して垂直な寸法は
約１００ｎｍ以上周囲から突出させることができる。
【００１６】ＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７は８００℃
までアモルファス状態を有している。コンデンサ電極は
直接にコンデンサ誘電体に隣接して配設することがで
き、その際に材料がコンデンサ誘電体から拡散せず、ま
たコンデンサ誘電体中へ拡散しない。これにより高い誘
電率を有する材料例えば強誘電体をコンデンサ誘電体の
材料としてわずかな拡散がある場合にも使用することが
できる。強誘電体は例えばＢＳＴ（チタン酸バリウムス
トロンチウム）、ＳＢＴ（タンタル酸ストロンチウムビ
スマス）、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）またはＢＭ
Ｆ（フッ化バリウムマグネシウム）である。
までアモルファス状態を有している。コンデンサ電極は
直接にコンデンサ誘電体に隣接して配設することがで
き、その際に材料がコンデンサ誘電体から拡散せず、ま
たコンデンサ誘電体中へ拡散しない。これにより高い誘
電率を有する材料例えば強誘電体をコンデンサ誘電体の
材料としてわずかな拡散がある場合にも使用することが
できる。強誘電体は例えばＢＳＴ（チタン酸バリウムス
トロンチウム）、ＳＢＴ（タンタル酸ストロンチウムビ
スマス）、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）またはＢＭ
Ｆ（フッ化バリウムマグネシウム）である。
【００１７】ＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７は８００℃
まで安定であるため、本発明のコンデンサ電極に高い温
度でのプロセスステップをかけることができる。これは
例えばＢＳＴから成るコンデンサ誘電体が第１のコンデ
ンサ電極または第２のコンデンサ電極上に形成される場
合である。コンデンサ誘電体を高い誘電率を有する状態
で安定化させるために、４００℃以上での熱的な後処理
が必要である。
まで安定であるため、本発明のコンデンサ電極に高い温
度でのプロセスステップをかけることができる。これは
例えばＢＳＴから成るコンデンサ誘電体が第１のコンデ
ンサ電極または第２のコンデンサ電極上に形成される場
合である。コンデンサ誘電体を高い誘電率を有する状態
で安定化させるために、４００℃以上での熱的な後処理
が必要である。
【００１８】ＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７を使用する
ことの別の利点は、酸素雰囲気中で加熱を行うプロセス
ステップにおいて、コンデンサ電極の酸化の度合が小さ
いことである。これはＷＳｉｘが化学的に飽和状態にあ
り、酸素親和性が低いからである。このようなプロセス
ステップは一般的に、高い誘電率を有するあらゆるコン
デンサ誘電体の形成に必要なものである（例えばS.Sun
& M.Tai, Effect ofBottom Electrode Materials on th
e Electrical and ReliabilityCaracteristics of (Bs,
Sr)TiO3 Capacitors 参照）。
ことの別の利点は、酸素雰囲気中で加熱を行うプロセス
ステップにおいて、コンデンサ電極の酸化の度合が小さ
いことである。これはＷＳｉｘが化学的に飽和状態にあ
り、酸素親和性が低いからである。このようなプロセス
ステップは一般的に、高い誘電率を有するあらゆるコン
デンサ誘電体の形成に必要なものである（例えばS.Sun
& M.Tai, Effect ofBottom Electrode Materials on th
e Electrical and ReliabilityCaracteristics of (Bs,
Sr)TiO3 Capacitors 参照）。
【００１９】ＷＳｉｘ ０．３＞ｘ＞０．７のアモルフ
ァス状態を安定化させるために、有利にはこの材料を窒
化する。これは例えばＷＳｉｘが反応性であるので、Ｎ
2を含む組成のガス中でスパッタリングすることにより
行われる。このようなプロセスは通常Ａｒ／Ｎ2混合物
の約２０ｍＴｏｒｒのガス圧で行われる。Ｎ2成分はプ
ロセス最適化のためにスパッタリングされる材料のＮ含
有量と応力の点で変更可能である。Ｎ成分は例えば５０
％である。ＣＶＤ法を使用する場合使用されるガス混合
物にＮＨ3が添加され、このことによりＮは堆積過程中
に材料へ組み込まれる。
ァス状態を安定化させるために、有利にはこの材料を窒
化する。これは例えばＷＳｉｘが反応性であるので、Ｎ
2を含む組成のガス中でスパッタリングすることにより
行われる。このようなプロセスは通常Ａｒ／Ｎ2混合物
の約２０ｍＴｏｒｒのガス圧で行われる。Ｎ2成分はプ
ロセス最適化のためにスパッタリングされる材料のＮ含
有量と応力の点で変更可能である。Ｎ成分は例えば５０
％である。ＣＶＤ法を使用する場合使用されるガス混合
物にＮＨ3が添加され、このことによりＮは堆積過程中
に材料へ組み込まれる。
【００２０】本発明による回路装置特にメモリ機能を有
する装置に適している。
する装置に適している。
【００２１】本発明による回路装置は特にＤＲＡＭセル
装置として適している。この場合コンデンサはすくなく
とも１つのトランジスタに接続されている。このトラン
ジスタは、情報の読み出しおよび書き込みに用いられる
ワード線およびビット線に接続された選択トランジスタ
であってよい。ＤＲＡＭセル装置のトランジスタは平坦
であってもよいし、垂直的であってもよい。
装置として適している。この場合コンデンサはすくなく
とも１つのトランジスタに接続されている。このトラン
ジスタは、情報の読み出しおよび書き込みに用いられる
ワード線およびビット線に接続された選択トランジスタ
であってよい。ＤＲＡＭセル装置のトランジスタは平坦
であってもよいし、垂直的であってもよい。
【００２２】コンデンサは４Ｆ2以下の断面積を有する
ことができる。ここでＦは使用されるテクノロジで製造
可能な構造サイズの最小値である。
ことができる。ここでＦは使用されるテクノロジで製造
可能な構造サイズの最小値である。
【００２３】本発明の範囲内で、直接コンデンサ誘電体
に隣接しないコンデンサ電極の一部を別の導電性材料か
ら形成することができる。この導電性材料は例えばドー
プされたポリシリコン、窒化チタン、ケイ化物、金属例
えばタングステン、チタン、コバルトまたはモリブデ
ン、または合金である。
に隣接しないコンデンサ電極の一部を別の導電性材料か
ら形成することができる。この導電性材料は例えばドー
プされたポリシリコン、窒化チタン、ケイ化物、金属例
えばタングステン、チタン、コバルトまたはモリブデ
ン、または合金である。
【００２４】
【実施例】以下に本発明の図示されている実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２５】実施例では単結晶ケイ素を含む基板１とＤ
ＲＡＭセル装置の選択トランジスタとを有しており、こ
の選択トランジスタのゲート電極はワード線（図示しな
い）に接続されている。基板１上に絶縁層Ｉが堆積さ
れ、この絶縁層内でコンタクトＫが選択トランジスタの
ソース／ドレイン領域Ｓ／Ｄのために形成される（図１
を参照）。
ＲＡＭセル装置の選択トランジスタとを有しており、こ
の選択トランジスタのゲート電極はワード線（図示しな
い）に接続されている。基板１上に絶縁層Ｉが堆積さ
れ、この絶縁層内でコンタクトＫが選択トランジスタの
ソース／ドレイン領域Ｓ／Ｄのために形成される（図１
を参照）。
【００２６】続いて導電体層Ｌを形成するために、スパ
ッタリングによりＷＳｉ0.4が約３００ｎｍの厚さで堆
積される。
ッタリングによりＷＳｉ0.4が約３００ｎｍの厚さで堆
積される。
【００２７】コンタクトＫを覆うマスク（図示しない）
を用いて、例えばＣＦ4により絶縁層Ｉが露出するまで
ＷＳｉ0.4をエッチングする（図２を参照）。導電体層
Ｌから第１のコンデンサ電極Ｐ１が生じる。第１のコン
デンサ電極Ｐ１のエッジは約３００ｎｍの高さである。
を用いて、例えばＣＦ4により絶縁層Ｉが露出するまで
ＷＳｉ0.4をエッチングする（図２を参照）。導電体層
Ｌから第１のコンデンサ電極Ｐ１が生じる。第１のコン
デンサ電極Ｐ１のエッジは約３００ｎｍの高さである。
【００２８】コンデンサ誘電体Ｋｄを形成するためにＢ
ＳＴが約３０ｎｍの厚さで堆積される（図２を参照）。
ＳＴが約３０ｎｍの厚さで堆積される（図２を参照）。
【００２９】第２のコンデンサ電極Ｐ２を形成するため
にＷＳｉ0.4が約１００ｎｍの厚さで堆積され、化学的
機械的研磨法により平坦化される。第２のコンデンサ電
極Ｐ２は連続するコンデンサプレートを形成する（図３
を参照）。
にＷＳｉ0.4が約１００ｎｍの厚さで堆積され、化学的
機械的研磨法により平坦化される。第２のコンデンサ電
極Ｐ２は連続するコンデンサプレートを形成する（図３
を参照）。
【００３０】同様に本発明の範囲内において実施例の多
数の変形が可能である。特に上述の層の厚さおよび構造
はそれぞれの要求に適合可能である。第１のコンデンサ
電極Ｐ１’は例えば王冠状構造の形で形成することがで
きる。このコンデンサ電極は表面積を増大させるために
折り曲げ部、突出部または凹部を設けることができる
（図４を参照）。ＷＳｉ0.4の代わりにＷＳｉｘ ０．
３＞ｘ＞０．７を使用可能である。ＷＳｉｘは窒化する
こともできる。ＢＳＴの代わりにコンデンサ誘電体のた
めの別の材料を使用可能である。第２のコンデンサ電極
はビット線に接続することができる。この場合第２のコ
ンデンサ電極は連続するコンデンサプレートを形成しな
い。
数の変形が可能である。特に上述の層の厚さおよび構造
はそれぞれの要求に適合可能である。第１のコンデンサ
電極Ｐ１’は例えば王冠状構造の形で形成することがで
きる。このコンデンサ電極は表面積を増大させるために
折り曲げ部、突出部または凹部を設けることができる
（図４を参照）。ＷＳｉ0.4の代わりにＷＳｉｘ ０．
３＞ｘ＞０．７を使用可能である。ＷＳｉｘは窒化する
こともできる。ＢＳＴの代わりにコンデンサ誘電体のた
めの別の材料を使用可能である。第２のコンデンサ電極
はビット線に接続することができる。この場合第２のコ
ンデンサ電極は連続するコンデンサプレートを形成しな
い。
【図１】選択トランジスタを有する基板で絶縁層、コン
タクトおよび第１の導電体層が形成された後の様子を示
す断面図である。
タクトおよび第１の導電体層が形成された後の様子を示
す断面図である。
【図２】図１から導電体層がパターン化されコンデンサ
誘電体が形成された後の様子を示す断面図である。
誘電体が形成された後の様子を示す断面図である。
【図３】図２から第２のコンデンサ電極が形成された後
の様子を示す断面図である。
の様子を示す断面図である。
【図４】コンデンサ電極（Ｐ１’）の断面図である。
１ 基板 Ｉ 絶縁層 Ｋ コンタクト Ｌ 導電体層 Ｋｄ コンデンサ誘電体 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１’ コンデンサ電極 Ｓ／Ｄ ソース／ドレイン領域
Claims (13)
- 【請求項１】 コンデンサの少なくとも１つのコンデン
サ電極（Ｐ１）はＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７を含ん
でおり、 コンデンサのコンデンサ誘電体（Ｋｄ）は強誘電体を含
む、 ことを特徴とする少なくとも１つのコンデンサを有する
回路装置。 - 【請求項２】 前記コンデンサ誘電体（Ｋｄ）はＢＳＴ
を含む、請求項１記載の回路装置。 - 【請求項３】 コンデンサ電極（Ｐ１）は基板（１）の
表面に対して垂直に配置されており、該基板に前記回路
装置が配置されており、前記コンデンサ電極（Ｐ１）の
寸法は約１００ｎｍより大きい、請求項１または２記載
の回路装置。 - 【請求項４】 コンデンサ電極（Ｐ１’）は折り曲げ
部、突出部および／または凹部を有している、請求項３
記載の回路装置。 - 【請求項５】 前記回路装置を有する基板（１）はケイ
素を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の回
路装置。 - 【請求項６】 前記回路装置はＤＲＡＭセル装置であ
る、請求項１から５までのいずれか１項記載の回路装
置。 - 【請求項７】 コンデンサの少なくとも１つのコンデン
サ電極（Ｐ１）を少なくとも部分的にＷＳｉｘ ０．３
＜ｘ＜０．７から形成し、強誘電体を含むコンデンサの
コンデンサ誘電体（Ｋｄ）を形成する、ことを特徴とす
る、少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置の形
成方法。 - 【請求項８】 コンデンサ誘電体（Ｋｄ）をＢＳＴから
形成する、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 約１００ｎｍよりも厚い導電体層（Ｌ）
をパターン化することによりコンデンサ電極（Ｐ１）を
形成する、請求項７または８記載の方法。 - 【請求項１０】 コンデンサ電極（Ｐ１）に折り曲げ
部、突出部および／または凹部を設ける、請求項９記載
の方法。 - 【請求項１１】 基板（１）に形成される回路装置がケ
イ素を含む、請求項７から１０までのいずれか１項記載
の方法。 - 【請求項１２】 回路装置をＤＲＡＭセル装置として形
成する、請求項７から１１までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項１３】 コンデンサ電極（Ｐ１）を形成するた
めに、ＷＳｉｘ ０．３＜ｘ＜０．７を窒化させる、請
求項７から１２のいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19806307 | 1998-02-16 | ||
| DE19806307.5 | 1998-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11274417A true JPH11274417A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=7857861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11036038A Pending JPH11274417A (ja) | 1998-02-16 | 1999-02-15 | 少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置、および少なくとも１つのコンデンサを有する回路装置の形成方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6359296B1 (ja) |
| EP (1) | EP0936678B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11274417A (ja) |
| KR (1) | KR100602289B1 (ja) |
| DE (1) | DE59813949D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE10022655C2 (de) * | 2000-04-28 | 2002-03-07 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung von Kondensatorstrukturen |
| DE10210044A1 (de) * | 2002-03-07 | 2003-09-18 | Philips Intellectual Property | Integrierte monolithische SOI-Schaltung mit Kondensator |
| US7291505B2 (en) * | 2002-08-20 | 2007-11-06 | Nxp B.V. | Method of manufacturing a ferroelectric device |
| DE10324055B4 (de) * | 2003-05-27 | 2005-10-13 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines integrierten Stapelkondensators |
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|---|---|---|---|---|
| EP0412185A1 (de) * | 1989-08-09 | 1991-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Metallisierung mit Diffusionsbarriere für Halbleiterbauelemente |
| US5382817A (en) * | 1992-02-20 | 1995-01-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a ferroelectric capacitor with a planarized lower electrode |
| DE4300808C1 (de) * | 1993-01-14 | 1994-03-17 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtkondensators |
| JP2897631B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1999-05-31 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置および製造方法 |
| JP2647005B2 (ja) * | 1994-06-27 | 1997-08-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5566045A (en) * | 1994-08-01 | 1996-10-15 | Texas Instruments, Inc. | High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers |
| US5585300A (en) * | 1994-08-01 | 1996-12-17 | Texas Instruments Incorporated | Method of making conductive amorphous-nitride barrier layer for high-dielectric-constant material electrodes |
| US5576579A (en) * | 1995-01-12 | 1996-11-19 | International Business Machines Corporation | Tasin oxygen diffusion barrier in multilayer structures |
| KR970018748A (ko) * | 1995-09-29 | 1997-04-30 | 김광호 | 강유전체 커패시터의 제조방법 |
| KR970024140A (ko) * | 1995-10-11 | 1997-05-30 | 김광호 | 강유전체 커패시터를 가지는 반도체 장치 |
| KR100191780B1 (ko) * | 1995-12-23 | 1999-06-15 | 윤종용 | 반도체 장치의 커패시터 및 그 제조방법 |
| KR100230422B1 (ko) * | 1997-04-25 | 1999-11-15 | 윤종용 | 반도체장치의 커패시터 제조방법 |
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1998
- 1998-12-17 DE DE59813949T patent/DE59813949D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-17 EP EP98124017A patent/EP0936678B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-01-14 TW TW088100511A patent/TW417279B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-02-11 KR KR1019990004809A patent/KR100602289B1/ko not_active Expired - Fee Related
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- 1999-02-16 US US09/250,516 patent/US6359296B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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