JP2007281373A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】薄い強誘電体膜と厚い強誘電体膜とを誘電体とする2種類のキャパシタを、少ない工数で一つの半導体装置内に形成する。
【解決手段】下部電極層2上に強誘電体膜3を形成したのち、強誘電体膜3の一部領域をエッチングして薄膜化する。その後、強誘電体膜3の上に上部電極層5を堆積し、上部電極層3、強誘電体膜3及び下部電極層2を順次パターニングして、薄膜化した領域に厚い強誘電体膜3aを有するキャパシタ10aを、エッチングされない領域に厚い強誘電体膜3bを有するキャパシタ10bを形成する。通常の1種類のキャパシタを形成する工程に、強誘電体膜3のエッチング工程を追加するのみで、2種類のキャパシタ10a、10bを形成することができる。
【選択図】図1Two types of capacitors having a thin ferroelectric film and a thick ferroelectric film as dielectrics are formed in one semiconductor device with a small number of man-hours.
After a ferroelectric film 3 is formed on a lower electrode layer 2, a partial region of the ferroelectric film 3 is etched to be thinned. Thereafter, an upper electrode layer 5 is deposited on the ferroelectric film 3, and the upper electrode layer 3, the ferroelectric film 3 and the lower electrode layer 2 are sequentially patterned, and a thick ferroelectric film 3a is formed in the thinned region. A capacitor 10b having a thick ferroelectric film 3b is formed in an unetched region. Two types of capacitors 10a and 10b can be formed only by adding an etching step of the ferroelectric film 3 to the step of forming one normal type capacitor.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は膜厚が異なる強誘電体膜を誘電体とする2種類以上の強誘電体キャパシタを備えた半導体装置及びその製造方法に関し、とくに膜厚の異なる強誘電体膜を容易に製造することができる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 including two or more types of ferroelectric capacitors having ferroelectric films having different thicknesses as dielectrics, and a method for manufacturing the same, and particularly to easily manufacturing ferroelectric films having different thicknesses. The present invention relates to a semiconductor device that can be manufactured and a manufacturing method thereof.
強誘電体メモリ(FeRAM)は、電源が切られても情報を保持する不揮発性を有し、かつ書き込み及び読み出し電力が小さい。このため、省電力が要求される用途、例えば、携帯機器に組み込まれる半導体装置への利用が進められている。 Ferroelectric memory (FeRAM) has non-volatility to retain information even when the power is turned off, and has low writing and reading power. For this reason, use for a semiconductor device incorporated in a portable device is being promoted, for example, where power saving is required.
かかる強誘電体メモリには、強誘電体膜の上下を電極で挟んだ強誘電体キャパシタがメモリ素子として使用されている。しかし、強誘電体キャパシタは、メモリ素子として用いられるのみならず、その小面積で大容量が実現できるという特徴を活用して多くの用途が提言されている。例えば、メモリ素子を駆動するロジック回路の電源配線の平滑用キャパシタに強誘電体キャパシタを用いることも考えられる。 In such a ferroelectric memory, a ferroelectric capacitor in which a ferroelectric film is sandwiched between electrodes is used as a memory element. However, ferroelectric capacitors are not only used as memory elements, but many applications have been proposed by utilizing the feature that a large capacity can be realized with a small area. For example, it is conceivable to use a ferroelectric capacitor as a smoothing capacitor for power supply wiring of a logic circuit for driving a memory element.
従来、用途の異なるキャパシタは,それぞれ別個の製造工程により製造されていた。これは、用途が異なるキャパシタには異なる特性が要求されるため、同一の工程により製造することは困難なためである。例えば、強誘電体メモリのメモリ素子に用いられるキャパシタには、低電圧動作、大きなQsw、優れたリテンション特性及び良好なインプリント特性が要求され、これらを満たすキャパシタ誘電体として薄い強誘電体膜が使用されている。他方、平滑用キャパシタには、高い絶縁破壊耐圧が優先されるため、キュパシタ誘電体として高い絶縁耐圧を有するSiO2 膜、SiN膜が多用されている。以下、2種類のキャパシタを備えた従来の半導体装置について説明する。 Conventionally, capacitors of different applications have been manufactured by separate manufacturing processes. This is because capacitors having different applications require different characteristics and are difficult to manufacture by the same process. For example, a capacitor used for a memory element of a ferroelectric memory is required to have a low voltage operation, a large Qsw, an excellent retention characteristic and a good imprint characteristic, and a thin ferroelectric film is used as a capacitor dielectric satisfying these. in use. On the other hand, since a high dielectric breakdown voltage is given priority in the smoothing capacitor, SiO 2 films and SiN films having a high dielectric breakdown voltage are often used as cupacitor dielectrics. Hereinafter, a conventional semiconductor device having two types of capacitors will be described.
図3は従来の半導体装置の断面図であり、SiO2 /SiNからなる2層膜を誘電体とするキャパシタと、強誘電体キャパシタとの2種類のキャパシタを備えた半導体装置を表している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device, and shows a semiconductor device having two types of capacitors, a capacitor having a two-layer film made of SiO 2 / SiN and a ferroelectric capacitor.
図3を参照して、2種類のキャパシタを備えた従来の半導体装置の製造では、まず、図外の半導体基板上に形成された絶縁膜1上に、下部電極2b、SiO2 /SiNからなる誘電体膜3b及び上部電極5bを順次積層する。次いで、下部電極2b、誘電体膜3b及び上部電極5bを上から順にパターニングしてMIMキャパシタ31bを形成する。
Referring to FIG. 3, in the manufacture of a conventional semiconductor device including two types of capacitors, first, a
次いで、層間絶縁膜8の下層部を堆積し、その上に、下部電極2a、強誘電体膜3a及び上部電極5aを順次堆積する。次いで、下部電極2a、強誘電体膜3a及び上部電極5aを上から順にパターニングして、メモリ素子を構成する強誘電体キャパシタ31aを形成する。
Next, a lower layer portion of the interlayer insulating film 8 is deposited, and a
ついで、層間絶縁膜8の上層部を堆積したのち、層間絶縁膜8を貫通して下部電極2a、2b、及び上部電極5a、5bに接続するビア6を形成する。その後、層間絶縁膜8上にビア6に接続する配線7を形成し、半導体装置が製造される。(例えば、特許文献1参照。)。
Next, after depositing the upper layer portion of the interlayer insulating film 8,
このように、同一半導体装置内に組み込まれた2種のキャパシタが、強誘電体キャパシタ及びMIMキャパシタのように異なる誘電体を用いる場合は、当然に別々の製造工程で製作されている。このような製造方法は、2種のキャパシタが共に強誘電体キャパシタである場合にも、例えば、メモリ素子用の薄い強誘電体を有するキャパシタと高絶縁耐圧の厚い強誘電体を有するキャパシタとが共存する場合にも適用することができる。即ち、上述の製造方法では、強誘電体キャパシタの誘電体を構成する強誘電体膜が異なる膜厚を有するときは、それぞれ異なる強誘電体膜を堆積することで容易に対処することができるからである。 As described above, in the case where two types of capacitors incorporated in the same semiconductor device use different dielectrics such as a ferroelectric capacitor and an MIM capacitor, they are naturally manufactured in separate manufacturing steps. In such a manufacturing method, even when the two types of capacitors are both ferroelectric capacitors, for example, a capacitor having a thin ferroelectric for a memory element and a capacitor having a thick ferroelectric with a high withstand voltage are used. It can also be applied when coexisting. That is, in the above manufacturing method, when the ferroelectric films constituting the dielectric of the ferroelectric capacitor have different film thicknesses, it can be easily dealt with by depositing different ferroelectric films. It is.
しかし、上述した従来の方法では、各強誘電体キャパシタの強誘電体膜の膜厚が異なる数だけ、キャパシタの製造工程を繰り返す必要があり、製造工程が増加して製造コストが上昇してしまう。 However, in the above-described conventional method, it is necessary to repeat the capacitor manufacturing process by the number of different ferroelectric film thicknesses of each ferroelectric capacitor, which increases the manufacturing process and increases the manufacturing cost. .
一方、キャパシタの強誘電体膜を薄い部分と厚い部分とから構成し、2つの坑電圧を有する強誘電体キャパシタの製造方法が知られている。 On the other hand, there is known a method of manufacturing a ferroelectric capacitor having a capacitor film having a thin film portion and a thick portion and having two well voltages.
図4は従来の半導体装置のキャパシタ断面図であり、図4(a)は厚さの異なる2領域を有する強誘電体膜をキャパシタ誘電体とする強誘電体キャパシタを、図4(b)は一部領域が2層の強誘電体膜をキャパシタ誘電体とする強誘電体キャパシタを表している。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a capacitor of a conventional semiconductor device. FIG. 4A shows a ferroelectric capacitor using a ferroelectric film having two regions having different thicknesses as a capacitor dielectric, and FIG. This represents a ferroelectric capacitor in which a partial region has a two-layered ferroelectric film as a capacitor dielectric.
図4(a)を参照して、かかる2つの坑電圧を有する強誘電体キャパシタを製造する従来の第1の方法は、まず、ビア6Aが形成された絶縁膜1の一部領域上に、バリア層11を形成する。次いで、絶縁膜1上全面に、スピンコート法により強誘電体膜3を形成する。この強誘電体3は、バリア層11上では薄く、その外側の絶縁膜1上では厚く形成される。これにより、薄い強誘電体膜と厚い強誘電体膜が隣接して形成される。次いで、強誘電体膜3上に、上部電極5を形成し、薄い部分と厚い部分とからなる強誘電体膜3をキャパシタ誘電体とする強誘電体キャパシタが製造される。(例えば、特許文献2を参照。)。
Referring to FIG. 4A, in the first conventional method for manufacturing a ferroelectric capacitor having such two well voltages, first, on a partial region of the
しかし、この絶縁膜1上にバリア層11を形成して段差を設けることにより強誘電体膜3に薄い部分と厚い部分とを形成する方法では、段差上で薄く段差下で厚い強誘電体膜3とするために、強誘電体膜3の製造方法が例えばスピンコート法に制限されてしまい、強誘電体膜の特性制御が制約される。
However, in the method of forming the thin portion and the thick portion on the
さらに、図4(b)を参照して、2つの坑電圧を有する強誘電体キャパシタを製造する従来の第2の方法は、下部電極2a上に下層の強誘電体膜3Aを形成し、その強誘電体膜3Aの一部領域上に上層の強誘電体膜3Bを形成する。その後、強誘電体膜3A、3B上に上部電極5a、5bを形成し、上部電極5a、5bを接続する配線を形成して強誘電体キャパシタが製造される。(例えば、特許文献3を参照。)。
Further, referring to FIG. 4B, in the second conventional method for manufacturing a ferroelectric capacitor having two tunnel voltages, a lower
このキャパシタの製造方法は、強誘電体膜3A、3Bを積層するために複雑な製造工程を必要とし、製造コストを上昇させる。
素子の微細化にともない、従来の半導体装置のように同じ厚さの強誘電体を誘電体とするキャパシタをメモリ素子及び平滑キャパシタとして用いては、これらのキャパシタに要求される異なる特性を満たすことが困難になっている。このため、強誘電体の厚さが異なる2種以上のキャパシタを同一半導体装置に形成する必要が生じている。 With the miniaturization of elements, the use of capacitors with the same thickness of ferroelectric as a dielectric as memory elements and smoothing capacitors, as in conventional semiconductor devices, satisfies the different characteristics required for these capacitors. Has become difficult. For this reason, it is necessary to form two or more types of capacitors having different ferroelectric thicknesses in the same semiconductor device.
しかし、上述したように、1つの半導体装置内に薄い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタと、厚い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタとをそれぞれ別々の工程で作製する従来の半導体装置の製造方法では、キャパシタの種類数のキャパシタ製造工程が必要となり、製造工程が増加し製造コストが上昇するという問題がある。 However, as described above, a conventional semiconductor device in which a capacitor using a thin ferroelectric film as a dielectric and a capacitor using a thick ferroelectric film as a dielectric are manufactured in separate steps in one semiconductor device. However, this manufacturing method requires a number of capacitor manufacturing processes, which increases the number of manufacturing processes and increases the manufacturing cost.
また、かかるキャパシタを備える半導体装置の製造に、キャパシタの下部電極に段差を設け、スピンコート法により強誘電体膜を形成する従来のキャパシタの製造方法を適用すると、強誘電体膜の製造方法が制限されるという問題がある。さらに、強誘電体膜を積層して誘電体膜を形成する従来のキャパシタの製造方法を適用しても、製造工程が複雑になり製造コストが上昇するという問題は残る。 In addition, when a conventional capacitor manufacturing method in which a step is provided on a lower electrode of a capacitor and a ferroelectric film is formed by spin coating is applied to the manufacture of a semiconductor device including such a capacitor, the manufacturing method of the ferroelectric film is There is a problem of being restricted. Furthermore, even if a conventional capacitor manufacturing method in which ferroelectric films are stacked to form a dielectric film is applied, the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
本発明は、薄い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタと、厚い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタを1つの半導体装置内に有する半導体装置及びその製造方法に関し、製造工程が簡単で低い製造コストで製造することができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a semiconductor device having a capacitor having a thin ferroelectric film as a dielectric and a capacitor having a thick ferroelectric film as a dielectric in a single semiconductor device, and a method for manufacturing the same. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can be manufactured at a manufacturing cost and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するための本発明の半導体装置は、絶縁膜上に第1の強誘電体膜を誘電体とする第1のキャパシタと、絶縁膜上の異なる領域に第1の強誘電体膜より薄い膜厚を有する第2の強誘電体膜を誘電体とする第2のキャパシタとを有する半導体装置において、第2の強誘電体膜は、エッチングにより薄くされた第1の強誘電体膜の一部領域からなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to the present invention includes a first capacitor having a first ferroelectric film as a dielectric on an insulating film, and a first ferroelectric film in a different region on the insulating film. In a semiconductor device having a second capacitor using a second ferroelectric film having a thinner film thickness as a dielectric, the second ferroelectric film is a first ferroelectric film thinned by etching. It consists of a partial region.
即ち、この半導体装置のキャパシタは、絶縁膜上に、下部電極層及び第1の強誘電体膜を形成したのち、この第1の強誘電体膜をエッチングして薄くして第2の強誘電体膜を形成し、上部電極層を形成することで製造される。 That is, in the capacitor of this semiconductor device, after the lower electrode layer and the first ferroelectric film are formed on the insulating film, the first ferroelectric film is etched and thinned to form the second ferroelectric film. It is manufactured by forming a body film and forming an upper electrode layer.
従って、この本発明の半導体装置は、従来の1種類の強誘電体キャパシタの製造工程に、単に強誘電体膜のエッチング工程を追加するのみで製造することができる。このため、2種類(強誘電体の膜厚が異なる2種類)のキャパシタを別工程で製作する従来の半導体装置又はその製造方法に較べて、製造工程が少なく製造コストが低減される。 Therefore, the semiconductor device of the present invention can be manufactured by simply adding a ferroelectric film etching process to the conventional manufacturing process of one type of ferroelectric capacitor. For this reason, compared with the conventional semiconductor device which manufactures two types (two types from which the film thickness of a ferroelectric substance differs) is a separate process, or its manufacturing method, there are few manufacturing processes and manufacturing cost is reduced.
なお、下部電極層、第1、第2の強誘電体層及び上部電極層は、その後にパターニングされて第1のキャパシタ及び第2のキャパシタを構成する。あるいは、下部電極層を初めからパターニングして下部電極を形成し、この上に第1の強誘電体膜を形成してもよい。この場合、上部電極又は上部電極及び第1の強誘電体膜をパターニングすることで足りる。 The lower electrode layer, the first and second ferroelectric layers, and the upper electrode layer are then patterned to form a first capacitor and a second capacitor. Alternatively, the lower electrode layer may be patterned from the beginning to form the lower electrode, and the first ferroelectric film may be formed thereon. In this case, it is sufficient to pattern the upper electrode or the upper electrode and the first ferroelectric film.
本発明によれば、薄い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタと、厚い強誘電体膜を誘電体とするキャパシタとを備えた半導体装置を、強誘電体膜のエッチング工程を追加するのみで製造することができ、製造コストが低減される。 According to the present invention, a semiconductor device including a capacitor having a thin ferroelectric film as a dielectric and a capacitor having a thick ferroelectric film as a dielectric can be simply added to the etching process of the ferroelectric film. It can be manufactured and the manufacturing cost is reduced.
本発明の第1実施形態は、メモリセル中に強誘電体メモリ素子として用いられるメモリ用強誘電体キャパシタと、周辺回路の電源配線の平滑用キャパシタとして用いられる平滑用強誘電体キャパシタとを備えた半導体装置に関する。 A first embodiment of the present invention includes a memory ferroelectric capacitor used as a ferroelectric memory element in a memory cell, and a smoothing ferroelectric capacitor used as a smoothing capacitor for a power supply wiring of a peripheral circuit. The present invention relates to a semiconductor device.
図1は、本発明の第1実施形態による半導体装置の製造工程断面図であり、半導体装置のキャパシタを含む部分の断面構造を表している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, showing a cross-sectional structure of a portion including a capacitor of the semiconductor device.
図1(a)を参照して、本第1実施形態の半導体装置の製造では、まず、図外の半導体基板上に形成された絶縁膜1の上面に、下部電極層2を形成する。下部電極層2は、後にパターニングされて2種類のキャパシタの下部電極となるもので、例えばPtからなる。
With reference to FIG. 1A, in the manufacture of the semiconductor device of the first embodiment, first, the
次いで、下部電極層2上に強誘電体膜3(第2の強誘電体膜に相当する)を形成する。この強誘電体膜3は、FeRAMのキャパシタ特性を満たすもので、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)、LaドープPZT(PLZT)等のPZT系材料、あるいはSrBi2 Ta2 O9 (STB:Y1)、SrBi2 (TaNb)2 O9 (SBTN:YZ)等のBi層状構造化合物を用いることができる。
Next, a ferroelectric film 3 (corresponding to a second ferroelectric film) is formed on the
これらの強誘電体膜3は、例えばゾルゲル法、スパッタ法又はMOCVD法により形成することができる。より詳しくは、まずこれらの方法を用いてアモルファス相からなる強誘電体膜の前駆物質を成膜し、その後、熱処理して前駆物質を結晶化してペロブスカイト構造を有する強誘電体へと変換することで強誘電体膜3を形成する。
These
次いで、強誘電体膜3上に、平滑用強誘電体キャパシタ10b(図1(e)参照)の形成領域を被覆し、メモリ用強誘電体キャパシタ10a(図1(e)参照)の形成領域を表出する開口4aを有するレジストマスク4を形成する。
Next, the formation region of the smoothing
次いで、図1(b)を参照して、レジストマスク4をマスクとする反応性イオンエッチングを用いて、開口4a底面に表出する強誘電体膜3をエッチングして薄くする。この結果、メモリ用強誘電体キャパシタ10a形成領域上の強誘電体膜3a(第2の強誘電体膜に相当する)は薄くされ、平滑用強誘電体キャパシタ10b形成領域上の強誘電体膜3bは減膜することなく形成時の膜厚のまま残される。
Next, referring to FIG. 1B, the
なお、強誘電体膜3のエッチングはマスクを用いて減膜できればよく、他のドライエッチング、例えばイオンミリングを用いることもでき、また、ウエットエッチングを用いることもできる。
The etching of the
次いで、図1(c)を参照して、強誘電体膜3上全面に上部電極層5を形成する。この上部電極層5には、通常はPtが用いられる。これは、Ptを強誘電体キャパシタ10a、10bの上部電極5a、5bとして用いたとき、リーク電流が小さくかつヒステリシスカーブが大きい等の優れたキャパシタ特性を与えるからである。しかし、メモリ用強誘電体キャパシタとしては、疲労特性が劣る、あるいは半導体デバイスの製造過程での劣化が大きく信頼性に乏しいことが知られている。
Next, referring to FIG. 1C, the upper electrode layer 5 is formed on the entire surface of the
これらの欠点を補う上部電極5a、5b材料として、IrO2 又はSRO(SrRuO3 )等の酸化物導電物質を用いることもできる。これらの酸化物導電物質を上部電極層5の材料とすることで、疲労特性及び信頼性に優れた強誘電体キャパシタ10a、10bが製造される。なお、IrO2 上部電極については、高松発表のISIF 2000,12th Intrnational Symposium on Integrated Ferroelectronics No.017Cに、SRO上部電極については、99年春(46回)応物 29p−K−13及び99年秋(60回)応物 2p−A−6に開示されている。
An oxide conductive material such as IrO 2 or SRO (SrRuO 3 ) can also be used as a material for the
なお、上部電極層5は、スパッタ法により形成することができる。その他の方法、例えばCVD法により形成することもできる。 The upper electrode layer 5 can be formed by sputtering. It can also be formed by other methods such as CVD.
次いで、図1(d)を参照して、上部電極層5、強誘電体層3及び下部電極層2をこの順にエッチングしてパターンニングし、メモリ用強誘電体キャパシタ10a及び平滑用強誘電体キャパシタ10bを形成する。
Next, referring to FIG. 1 (d), the upper electrode layer 5, the
詳細には、まず、上部電極層5上に、上部電極5a、5bを画定する図外のエッチングマスクを形成し、このマスクを用いたドライエッチングにより上部電極層5をパターニングして、上部電極5a、5bを形成する。次いで、上部電極5a、5b及びその外側に表出する強誘電体膜3上に、キャパシタ10a、10bの誘電体(誘電体膜3a、3b)を画定する図外のエッチングマスクを形成し、このマスクを用いたドライエッチングにより強誘電体膜3をパターニングして、誘電体膜3a、3bを形成する。次いで、同様に、上部電極5a、5b、表出する強誘電体膜3a、3b及びその外側に表出する下部電極層2上に、キャパシタ10a、10bの下部電極2a、2bを画定する図外のエッチングマスクを形成し、このマスクを用いたドライエッチングにより下部電極層2パターニングして、下部電極2a、2bを形成する。
Specifically, first, an unillustrated etching mask for defining the
これにより、厚さの異なる強誘電体膜3a、3bをキャパシタ誘電体とする強誘電体キャパシタ10a、10bが、同一半導体基板上に形成された。
As a result, the
次いで、図1(e)を参照して、絶縁膜1上全面にSiO2 層間絶縁膜8を形成する。次いで、層間絶縁膜8に、上部電極5a、5b及び下部電極2a、2bを表出するビアホールを開設し、このビアホールを導電性材料で埋めてビア6を形成する。その後、層間絶縁膜8上にビア6と接続する配線7を形成する。さらに、通常の半導体装置の製造工程を経て半導体装置が製造される。
Next, referring to FIG. 1E, an SiO 2 interlayer insulating film 8 is formed on the entire surface of the insulating
本第1実施形態によると、強誘電体膜3のエッチング工程を除き、1種類の強誘電体キャパシタを備えた半導体装置の通常の製造工程により、厚さの異なる強誘電体膜3a、3bを誘電体とする2種類の強誘電体キャパシタ10a、10bを備えた半導体装置を製造することができる。従って、このエッチング工程の追加により発生する僅かなコスト上昇のみで、2種類の強誘電体キャパシタ10a、10bを備えた半導体装置を製造することができる。
According to the first embodiment, the
図2は本発明の第2実施形態による半導体装置の製造工程断面図である。本第2実施形態は、パターニングされた下部電極2a、2b上に強誘電体膜3を形成する点で、第1実施形態と異なる。
FIG. 2 is a manufacturing process cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the
図2を参照して、本第2実施形態では、絶縁膜1上に例えばPtからなる下部電極層2を形成した後、下部電極層2をパターニングして下部電極2a、2bを形成する。次いで、絶縁膜1上に、下部電極2a、2bを覆う強誘電体膜3を第1実施形態と同様の方法で形成する。次いで、強誘電体膜3上に、第1実施形態と同様のレジストマスク4を形成する。
Referring to FIG. 2, in the second embodiment, after the
次いで、図1(b)と同様に強誘電体膜3の一部をエッチングして薄くする。次いで、図1(c)と同様に強誘電体膜3の上に上部電極層5を形成し、その後、図1(d)と同様に、上部電極層5をパターニングして上部電極5a、5bを形成し、さらに、強誘電体膜3をパターニングして強誘電体膜3a、3bを形成する。この強誘電体膜3のパターニングは必要があれば行い、必ずしもキャパシタ10a、10b毎に分離された強誘電体膜3a、3bとする必要はない。ついで、第1実施形態と同様の工程により半導体装置を製造する。
Next, as in FIG. 1B, a part of the
本実施形態によれば、強誘電体膜3をパターニングした後に下部電極層2をパターニングすることがないから、強誘電体膜3a、3bの下部電極層2のパターニングによる劣化を回避することができる。
According to the present embodiment, since the
本発明をFeRAMとロジック回路とを内蔵する半導体装置に適用することで、半導体装置を少ない工程と低いコストで製造することができる。 By applying the present invention to a semiconductor device incorporating FeRAM and a logic circuit, the semiconductor device can be manufactured with fewer steps and lower costs.
1、1A 絶縁膜
2 下部電極層
2a 下部電極
3、3a、3b 強誘電体膜
4 レジストマスク
5 上部電極層
5a 上部電極
6、6A ビア
7 配線
8 層間絶縁膜
10a、10b キャパシタ
11 バリア層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第2の強誘電体膜は、エッチングにより薄くされた前記第1の強誘電体膜の一部領域からなることを特徴とする半導体装置。 A first capacitor in which a first lower electrode, a first ferroelectric film and a first upper electrode are sequentially stacked on the insulating film; a second lower electrode in the different region on the insulating film; In a semiconductor device including a second ferroelectric film having a thickness smaller than that of the first ferroelectric film and a second capacitor in which a second upper electrode is sequentially stacked,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second ferroelectric film is formed of a partial region of the first ferroelectric film thinned by etching.
前記下部電極層上に、前記第1の強誘電体膜を形成する工程と、
前記第2のキャパシタの形成領域上に形成された前記第1の強誘電体膜をエッチングして薄くし、前記第2の強誘電体膜を形成する工程と、
次いで、前記第1及び第2の強誘電体膜上に、上部電極層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。 Forming a lower electrode layer on the insulating film;
Forming the first ferroelectric film on the lower electrode layer;
Etching and thinning the first ferroelectric film formed on the second capacitor formation region to form the second ferroelectric film;
And a step of forming an upper electrode layer on the first and second ferroelectric films.
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