JP2690821B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＤＲＡＭ又は不揮発性
メモリ等に用いるキャパシタ電極に関するものである。
メモリ等に用いるキャパシタ電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、強誘電体膜又は高誘電体膜
は、その高い誘電率や残留分極値をもつため、高集積Ｌ
ＳＩメモリの誘電体として、検討されている。高誘電体
膜又は強誘電体膜をキャパシタ絶縁膜として用いるキャ
パシタの電極材料としては、従来Ｓｉ系（多結晶シリコ
ン又は金属シリサイド等）が用いられてきた。
は、その高い誘電率や残留分極値をもつため、高集積Ｌ
ＳＩメモリの誘電体として、検討されている。高誘電体
膜又は強誘電体膜をキャパシタ絶縁膜として用いるキャ
パシタの電極材料としては、従来Ｓｉ系（多結晶シリコ
ン又は金属シリサイド等）が用いられてきた。
【０００３】
【解決しようとする課題】図２に従来技術による一実施
例の断面図を示す。１はシリコン基板、２は下部電極、
３は強誘電体キャパシタ絶縁膜、４は上部電極、９はシ
リコン酸化膜を示す。また、図３（ａ）は、図２のキャ
パシタ部の等価回路を示し、同（ｂ）は、電極と絶縁膜
との間にシリコン酸化膜が生じない場合のキャパシタ部
の等価回路を示す。Ｃ1、Ｃ2はシリコン酸化膜９におけ
る容量を示し、Ｃ、Ｃ0は強誘電体膜３における容量を
示す。強誘電体膜としてＰＺＴ膜を用いた場合、高温、
酸素雰囲気中でＰＺＴ膜を堆積するため、キャパシタ電
極２、４に多結晶シリコンを用いた場合、キャパシタ電
極２は、熱酸化され、またキャパシタ電極４は酸化物で
あるキャパシタ絶縁膜と接しているため、界面が酸化さ
れ、キャパシタ電極２、４とキャパシタ絶縁膜との界面
にシリコン酸化膜９が形成される。また、キャパシタ電
極にＰｔ等の金属を用いた場合、Ｐｔ等の金属はシリサ
イド化され、キャパシタ絶縁膜３とキャパシタ電極２、
４との界面にシリコン酸化膜９が形成される。上記の様
に、シリコン酸化膜９が形成されると、図３（ｂ）に示
される等価回路から同（ａ）に示される等価回路に変化
し、キャパシタ全体としての誘電率は低下することにな
る。
例の断面図を示す。１はシリコン基板、２は下部電極、
３は強誘電体キャパシタ絶縁膜、４は上部電極、９はシ
リコン酸化膜を示す。また、図３（ａ）は、図２のキャ
パシタ部の等価回路を示し、同（ｂ）は、電極と絶縁膜
との間にシリコン酸化膜が生じない場合のキャパシタ部
の等価回路を示す。Ｃ1、Ｃ2はシリコン酸化膜９におけ
る容量を示し、Ｃ、Ｃ0は強誘電体膜３における容量を
示す。強誘電体膜としてＰＺＴ膜を用いた場合、高温、
酸素雰囲気中でＰＺＴ膜を堆積するため、キャパシタ電
極２、４に多結晶シリコンを用いた場合、キャパシタ電
極２は、熱酸化され、またキャパシタ電極４は酸化物で
あるキャパシタ絶縁膜と接しているため、界面が酸化さ
れ、キャパシタ電極２、４とキャパシタ絶縁膜との界面
にシリコン酸化膜９が形成される。また、キャパシタ電
極にＰｔ等の金属を用いた場合、Ｐｔ等の金属はシリサ
イド化され、キャパシタ絶縁膜３とキャパシタ電極２、
４との界面にシリコン酸化膜９が形成される。上記の様
に、シリコン酸化膜９が形成されると、図３（ｂ）に示
される等価回路から同（ａ）に示される等価回路に変化
し、キャパシタ全体としての誘電率は低下することにな
る。
【０００４】本発明は、キャパシタ電極とキャパシタ絶
縁膜との界面におけるシリコン酸化膜の形成を抑制し、
高誘電率を有するキャパシタを提供することを目的とす
る。
縁膜との界面におけるシリコン酸化膜の形成を抑制し、
高誘電率を有するキャパシタを提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
半導体装置は、キャパシタ絶縁膜として、強誘電体膜又
は高誘電体膜を用いたキャパシタを有する半導体装置に
おいて、キャパシタ電極が白金又はパラジウム又は白金
とパラジウムとの合金から成り、該キャパシタ電極に、
該キャパシタ電極に接する側から、ＩＶａ族金属の窒化
物、及びＩＶａ族金属の順に形成されていることを特徴
とするものである。 また、請求項２記載の本発明の半導
体装置は、キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の窒化
物が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の
半導体装置である。
半導体装置は、キャパシタ絶縁膜として、強誘電体膜又
は高誘電体膜を用いたキャパシタを有する半導体装置に
おいて、キャパシタ電極が白金又はパラジウム又は白金
とパラジウムとの合金から成り、該キャパシタ電極に、
該キャパシタ電極に接する側から、ＩＶａ族金属の窒化
物、及びＩＶａ族金属の順に形成されていることを特徴
とするものである。 また、請求項２記載の本発明の半導
体装置は、キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の窒化
物が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の
半導体装置である。
【０００６】
【０００７】更に、請求項３記載の本発明の半導体装置
は、キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の窒化物及び
ＩＶａ族金属の順に形成されていることを特徴とする、
請求項１記載の半導体装置である。
は、キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の窒化物及び
ＩＶａ族金属の順に形成されていることを特徴とする、
請求項１記載の半導体装置である。
【０００８】
【作用】本発明を用いることによって、電極材料のシリ
サイド化を防止し、電極とキャパシタ絶縁膜との界面に
シリコン酸化膜の発生を抑制する。
サイド化を防止し、電極とキャパシタ絶縁膜との界面に
シリコン酸化膜の発生を抑制する。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例の製造工程を示
す。
す。
【００１３】１はシリコン基板、２は下部電極、３はキ
ャパシタ絶縁膜、４は上部電極、５，８はＩＶａ族金属
膜、６，７はＩＶａ族金属の窒化膜を示す。キャパシタ
絶縁膜３には、Ｔａ２Ｏ５膜、ＢａＴｉＯ３膜、ＳｒＴ
ｉＯ３膜又はＰＺＴ膜等を用いる。
ャパシタ絶縁膜、４は上部電極、５，８はＩＶａ族金属
膜、６，７はＩＶａ族金属の窒化膜を示す。キャパシタ
絶縁膜３には、Ｔａ２Ｏ５膜、ＢａＴｉＯ３膜、ＳｒＴ
ｉＯ３膜又はＰＺＴ膜等を用いる。
【００１４】次に、本発明の一実施例の製造工程につい
て説明する。
て説明する。
【００１５】
【００１６】まず、シリコン基板１上に拡散バリア層と
して、Ｔｉ層５を５００Å、ＴｉＮ層６を５００Å形成
する（図１（ａ））。その後、下部電極２を１０００Å
堆積する（図１（ｂ））。該電極材料として、酸化され
にくい白金、又はパラジウム、又はパラジウムと白金と
の合金を用いる。次に、キャパシタ絶縁膜３として、Ｐ
ＺＴ膜等を１０００〜３０００Å堆積する（図１
（ｃ））。次に、上部電極４を前記下部電極２形成工程
と同一の工程により、１０００Å形成した後（図１
（ｄ））、ＴｉＮ層７及びＴｉ層８をそれぞれ５００Å
堆積する（図１（ｅ））。上記堆積は、すべてスパッタ
法により実施可能であり、また、ＴｉのかわりにＩＶａ
族金属のＺｒ、Ｈｆを用いても実施可能である。
して、Ｔｉ層５を５００Å、ＴｉＮ層６を５００Å形成
する（図１（ａ））。その後、下部電極２を１０００Å
堆積する（図１（ｂ））。該電極材料として、酸化され
にくい白金、又はパラジウム、又はパラジウムと白金と
の合金を用いる。次に、キャパシタ絶縁膜３として、Ｐ
ＺＴ膜等を１０００〜３０００Å堆積する（図１
（ｃ））。次に、上部電極４を前記下部電極２形成工程
と同一の工程により、１０００Å形成した後（図１
（ｄ））、ＴｉＮ層７及びＴｉ層８をそれぞれ５００Å
堆積する（図１（ｅ））。上記堆積は、すべてスパッタ
法により実施可能であり、また、ＴｉのかわりにＩＶａ
族金属のＺｒ、Ｈｆを用いても実施可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、電極材料に
金属を用いた場合の金属シリサイド化を防止することが
でき、これにより、電極とキャパシタ絶縁膜との間にシ
リコン酸化膜が発生することを抑制することができ、高
誘電率又は残留分極値を有するキャパシタを設けた半導
体装置が得られる。
金属を用いた場合の金属シリサイド化を防止することが
でき、これにより、電極とキャパシタ絶縁膜との間にシ
リコン酸化膜が発生することを抑制することができ、高
誘電率又は残留分極値を有するキャパシタを設けた半導
体装置が得られる。
【００１８】
【図１】本発明の一実施例の半導体装置の製造工程図で
ある。
ある。
【図２】従来技術によるキャパシタ部の断面図である。
【図３】（ａ）は従来技術を用いた場合のキャパシタ部
の等価回路図であり、（ｂ）は本発明を用いた場合のキ
ャパシタ部の等価回路図である。
の等価回路図であり、（ｂ）は本発明を用いた場合のキ
ャパシタ部の等価回路図である。
１ シリコン基板 ２ 下部電極 ３ キャパシタ電極 ４ 上部電極 ５、８ ＩＶａ族金属膜 ６、７ ＩＶａ族金属の窒化膜 ９ シリコン酸化膜
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 27/115 29/788 29/792 (72)発明者 崎山 恵三 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−101260（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87056（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 キャパシタ絶縁膜として、強誘電体膜又
は高誘電体膜を用いたキャパシタを有する半導体装置に
おいて、キャパシタ電極が白金又はパラジウム又は白金
とパラジウムとの合金から成り、該キャパシタ電極に、
該キャパシタ電極に接する側から、ＩＶａ族金属の窒化
物、及びＩＶａ族金属の順に形成されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項２】 キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の
窒化物が形成されていることを特徴とする、請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項３】 キャパシタ上部電極上にＩＶａ族金属の
窒化物及びＩＶａ族金属の順に形成されていることを特
徴とする、請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3121521A JP2690821B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3121521A JP2690821B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349657A JPH04349657A (ja) | 1992-12-04 |
| JP2690821B2 true JP2690821B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=14813285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3121521A Expired - Fee Related JP2690821B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690821B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100325967B1 (ko) * | 1992-04-20 | 2002-06-20 | 윌리엄 비. 켐플러 | 유전체 물질에의 전기 접속부 |
| US5383088A (en) * | 1993-08-09 | 1995-01-17 | International Business Machines Corporation | Storage capacitor with a conducting oxide electrode for metal-oxide dielectrics |
| US5504041A (en) * | 1994-08-01 | 1996-04-02 | Texas Instruments Incorporated | Conductive exotic-nitride barrier layer for high-dielectric-constant materials |
| US5622893A (en) * | 1994-08-01 | 1997-04-22 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming conductive noble-metal-insulator-alloy barrier layer for high-dielectric-constant material electrodes |
| KR100200299B1 (ko) * | 1995-11-30 | 1999-06-15 | 김영환 | 반도체 소자 캐패시터 형성방법 |
| JP2007184623A (ja) * | 2007-01-22 | 2007-07-19 | Rohm Co Ltd | 誘電体キャパシタ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644601B2 (ja) * | 1989-08-30 | 1994-06-08 | 日本電気株式会社 | 薄膜コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH0687491B2 (ja) * | 1989-09-14 | 1994-11-02 | 日本電気株式会社 | 薄膜コンデンサ |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP3121521A patent/JP2690821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04349657A (ja) | 1992-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070829 Year of fee payment: 10 |
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