JPH04349657A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04349657A
JPH04349657A JP3121521A JP12152191A JPH04349657A JP H04349657 A JPH04349657 A JP H04349657A JP 3121521 A JP3121521 A JP 3121521A JP 12152191 A JP12152191 A JP 12152191A JP H04349657 A JPH04349657 A JP H04349657A
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capacitor
palladium
film
electrode
semiconductor device
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Kazuya Ishihara
数也 石原
Shigeo Onishi
茂夫 大西
Kenichi Tanaka
研一 田中
Keizo Sakiyama
崎山 恵三
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。
【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LS
I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】
【発明が解決しようとする課題】図3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4(a)は、図3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4(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。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明は
、キャパシタ電極にパラジウム又はパラジウムと白金と
の合金を用いたキャパシタを設けたことを特徴とする。
【0006】また、請求項2記載の本発明は、キャパシ
タ電極に導電性酸化物を用いたキャパシタを設けたこと
を特徴とする。
【0007】さらに、請求項3記載の本発明は、キャパ
シタ電極が、キャパシタ絶縁膜に接する側から、白金又
はパラジウム又は白金とパラジウムとの合金、及びVI
a族金属の窒化物、及びVIa族金属の順に三層構造と
なるキャパシタを設けたことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記請求項1記載の本発明を用いることによっ
て、電極材料に酸化されにくい金属を用いることで、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
を抑制できる。
【0009】また、上記請求項2記載の本発明を用いる
ことにより、電極材料に導電性酸化物を用いるので電極
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
発生を抑制できる。
【0010】さらに、上記請求項3記載の本発明を用い
ることにより、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。
【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。
【0012】図1は、請求項1記載及び請求項2記載の
本発明の一実施例の製造工程を示し、図2は請求項3記
載の本発明の一実施例の製造工程を示す。
【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VIa族金属
膜、6,7はVIa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、請求項1記載及び請求項2記載の本
発明の一実施例の製造工程について説明する。
【0015】まずシリコン基板1上にスパッタ法を用い
て、下部電極2を1000Å堆積する。該電極材料とし
て、パラジウム、又はパラジウムと白金との合金、又は
導電性酸化物を用いる。さらに、導電性酸化膜として、
InO3,SnO2,RuO2を用いる。上記材料をタ
ーゲットとして、酸素雰囲気中でスパッタリングを行う
(図1(a))。次に、スパッタ法を用いてキャパシタ
絶縁膜3として強誘電体膜(PZT膜等)を1000〜
3000Å堆積する(図1(b))。その後、上部電極
4を下部電極2形成工程と同一工程で1000Å堆積す
る(図1(c))。  次に、請求項3記載の本発明の
一実施例の製造工程について説明する。
【0016】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2(a))。その後、下部電極2を1000Å堆積す
る(図2(b))。電極材料として、酸化されにくいパ
ラジウム、又は白金、又はパラジウムと白金の合金を用
いる。次にキャパシタ絶縁膜3として、PZT膜等を1
000〜3000Å堆積する(図2(c))。次に、上
部電極4を前記下部電極2形成工程と同一工程により1
000Å形成した後(図2(d)),TiN層7及びT
i層8をそれぞれ500Å堆積する(図2(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VIa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、請求項1及
び2記載の本発明を用いることにより、電極材料がキャ
パシタ絶縁膜形成時に酸化されにくく、そのため、電極
とキャパシタ電極との間にシリコン酸化膜が発生するこ
とを抑制でき、高誘電率を有するキャパシタを設けた半
導体装置が得られる。
【0018】また、請求項3記載の本発明を用いること
により、電極材料に金属を用いた場合の金属のシリサイ
ド化を防止することができ、これにより、電極とキャパ
シタ電極との間にシリコン酸化膜が発生することを抑制
でき、高誘電率を有するキャパシタを設けた半導体装置
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1及び請求項2記載の本発明の一実施例
の製造工程図である。
【図2】請求項3記載の本発明の一実施例の製造工程図
である。
【図3】従来技術によるキャパシタ部の断面図である。
【図4】(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同
等価回路図である。
【符号の説明】
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  VIa族金属膜 6,7  VIa族金属の窒化膜 9  シリコン酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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設けた半導体装置
    に於いて、キャパシタ電極材料にパラジウム又はパラジ
    ウムと白金との合金を用いたキャパシタを設けたことを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  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設けた半導体装置
    に於いて、キャパシタ電極材料に導電性酸化物を用いた
    キャパシタを設けたことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】  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設けた半導体装置
    に於いて、キャパシタ電極材料が、キャパシタ絶縁膜に
    接する側から、白金又はパラジウム又は白金とパラジウ
    ムとの合金、及びVIa族金属の窒化物、及びVIa族
    金属の順に三層構造とするキャパシタを設けたことを特
    徴とする半導体装置。
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