JP2003179211A - Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and method of manufacturing the same - Google Patents
Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い信頼性を有する強誘電体型不揮発性半導体
メモリの製造方法を提供する。
【解決手段】強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(a)半導体基板10に選択用トランジスタTR
を形成する工程と、全面に絶縁層17を形成した後、選
択用トランジスタTRの一方のソース/ドレイン領域1
5Bの上方の該絶縁層17の部分に開口部18を形成す
る工程と、(c)Osを除く白金族金属若しくはその合
金から成るプラグ19をメッキ法に基づき該開口部18
内に形成する工程と、(d)該絶縁層17上に、第1の
電極21と強誘電体層22と第2の電極23とから成
り、第1の電極21が該プラグ19に接続されたメモリ
セルMCを形成する工程を具備する。
(57) Abstract: A method for manufacturing a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory having high reliability is provided. A method of manufacturing a ferroelectric nonvolatile semiconductor memory includes the steps of (a) selecting a transistor TR on a semiconductor substrate 10;
And forming the insulating layer 17 on the entire surface, and then forming one of the source / drain regions 1 of the selection transistor TR.
Forming an opening 18 in the portion of the insulating layer 17 above 5B, and (c) plugging a plug 19 made of a platinum group metal or an alloy thereof excluding Os based on a plating method.
And (d) forming a first electrode 21, a ferroelectric layer 22, and a second electrode 23 on the insulating layer 17, and the first electrode 21 is connected to the plug 19. Forming a memory cell MC.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体型不揮発
性半導体メモリ(所謂FERAM)、及び、その製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric non-volatile semiconductor memory (so-called FERAM) and its manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、大容量の強誘電体型不揮発性半導
体メモリに関する研究が盛んに行われている。強誘電体
型不揮発性半導体メモリ(以下、不揮発性メモリと略称
する場合がある)は、高速アクセスが可能で、しかも、
不揮発性であり、また、小型で低消費電力であり、更に
は、衝撃にも強く、例えば、ファイルのストレージやレ
ジューム機能を有する各種電子機器、例えば、携帯用コ
ンピュータや携帯電話、ゲーム機の主記憶装置としての
利用、あるいは、音声や映像を記録するための記録メデ
ィアとしての利用が期待されている。2. Description of the Related Art In recent years, much research has been conducted on large-capacity ferroelectric non-volatile semiconductor memories. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory (hereinafter, may be abbreviated as a non-volatile memory) can be accessed at high speed and
It is non-volatile, small in size, low in power consumption, and resistant to shocks. It is expected to be used as a storage device or a recording medium for recording audio and video.
【0003】この不揮発性メモリは、強誘電体薄膜の高
速分極反転とその残留分極を利用し、強誘電体層を有す
るキャパシタ部の蓄積電荷量の変化を検出する方式の、
高速書き換えが可能な不揮発性メモリであり、基本的に
は、メモリセル(キャパシタ部)と選択用トランジスタ
とから構成されている。メモリセル(キャパシタ部)
は、例えば、下部電極、上部電極、及び、これらの電極
間に挟まれた強誘電体層から構成されている。この不揮
発性メモリにおけるデータの書込みや読出しは、図35
に示す強誘電体のP−Eヒステリシスループを応用して
行われる。即ち、強誘電体層に外部電界を加えた後、外
部電界を除いたとき、強誘電体層は残留分極を示す。そ
して、強誘電体層の残留分極は、プラス方向の外部電界
が印加されたとき+Pr、マイナス方向の外部電界が印
加されたとき−Prとなる。ここで、残留分極が+Prの
状態(図35の「D」参照)の場合を「0」とし、残留
分極が−Prの状態(図35の「A」参照)の場合を
「1」とする。This non-volatile memory utilizes a high-speed polarization reversal of a ferroelectric thin film and its residual polarization to detect a change in the amount of accumulated charge in a capacitor section having a ferroelectric layer.
It is a high-speed rewritable non-volatile memory, and basically includes a memory cell (capacitor portion) and a selection transistor. Memory cell (capacitor section)
Is composed of, for example, a lower electrode, an upper electrode, and a ferroelectric layer sandwiched between these electrodes. Writing and reading of data in this non-volatile memory is performed by using FIG.
This is performed by applying the PE hysteresis loop of the ferroelectric substance shown in FIG. That is, when the external electric field is removed after the external electric field is applied to the ferroelectric layer, the ferroelectric layer exhibits remanent polarization. The remanent polarization of the ferroelectric layer becomes + P r when an external electric field in the positive direction is applied, and −P r when an external electric field in the negative direction is applied. Here, the case where the remanent polarization is + P r (see “D” in FIG. 35) is “0”, and the case where the remanent polarization is −P r (see “A” in FIG. 35) is “1”. And
【0004】「1」あるいは「0」の状態を判別するた
めに、強誘電体層に例えばプラス方向の外部電界を印加
する。これによって、強誘電体層の分極は図35の
「C」の状態となる。このとき、データが「0」であれ
ば、強誘電体層の分極状態は、「D」から「C」の状態
に変化する。一方、データが「1」であれば、強誘電体
層の分極状態は、「A」から「B」を経由して「C」の
状態に変化する。データが「0」の場合には、強誘電体
層の分極反転は生じない。一方、データが「1」の場合
には、強誘電体層に分極反転が生じる。その結果、メモ
リセル(キャパシタ部)の蓄積電荷量に差が生じる。選
択された不揮発性メモリの選択用トランジスタをオンに
することで、この蓄積電荷を信号電流として検出する。
データの読出し後、外部電界を0にすると、データが
「0」のときでも「1」のときでも、強誘電体層の分極
状態は図35の「D」の状態となってしまう。即ち、読
出し時、データ「1」は、一旦、破壊されてしまう。そ
れ故、データが「1」の場合、マイナス方向の外部電界
を印加して、「D」、「E」という経路で「A」の状態
とし、データ「1」を再度書き込む。In order to determine the state of "1" or "0", an external electric field in the positive direction, for example, is applied to the ferroelectric layer. As a result, the polarization of the ferroelectric layer becomes the state of "C" in FIG. At this time, if the data is "0", the polarization state of the ferroelectric layer changes from "D" to "C". On the other hand, if the data is “1”, the polarization state of the ferroelectric layer changes from “A” to “C” via “B”. When the data is "0", polarization inversion of the ferroelectric layer does not occur. On the other hand, when the data is "1", polarization inversion occurs in the ferroelectric layer. As a result, a difference occurs in the amount of charge stored in the memory cell (capacitor section). By turning on the selection transistor of the selected nonvolatile memory, this accumulated charge is detected as a signal current.
When the external electric field is set to 0 after reading the data, the polarization state of the ferroelectric layer becomes the state of “D” in FIG. 35 regardless of whether the data is “0” or “1”. That is, at the time of reading, the data “1” is once destroyed. Therefore, when the data is "1", an external electric field in the negative direction is applied to bring the state of "A" through the paths "D" and "E", and the data "1" is written again.
【0005】通常、選択用トランジスタは半導体基板に
形成されており、メモリセルは絶縁層上に形成されてお
り、下部電極がプラグを介して選択用トランジスタの一
方のソース/ドレイン領域に接続されている。プラグ
は、通常、選択用トランジスタの一方のソース/ドレイ
ン領域の上方の絶縁層の部分に開口部を形成し、化学的
気相成長法(CVD法)にて開口部内を含む絶縁層上
に、例えばタングステン層を形成した後、絶縁層上のタ
ングステン層を除去する方法によって形成される。Usually, the selection transistor is formed on a semiconductor substrate, the memory cell is formed on an insulating layer, and the lower electrode is connected to one source / drain region of the selection transistor through a plug. There is. The plug usually has an opening formed in the insulating layer above one of the source / drain regions of the selection transistor, and is formed by chemical vapor deposition (CVD) on the insulating layer including the inside of the opening. For example, a tungsten layer is formed and then the tungsten layer over the insulating layer is removed.
【0006】また、強誘電体層を構成する強誘電体材料
として、ペロブスカイト構造を有する酸化物[例えば、
Pb(Zr,Ti)O3、(Ba,Sr)TiO3等]
や、ビスマス系層状ペロブスカイト構造を有する酸化物
[例えば、Bi2Sr(Ta,Nb)2O9、(Bi,L
a)4Ti3O12等]が使用されている。そして、良好な
特性を得るためには、高温での酸化熱処理を行い、酸素
欠損の無い強誘電体層を形成する必要がある。As a ferroelectric material forming the ferroelectric layer, an oxide having a perovskite structure [eg,
Pb (Zr, Ti) O 3 , (Ba, Sr) TiO 3 etc.]
Or an oxide having a bismuth-based layered perovskite structure [eg, Bi 2 Sr (Ta, Nb) 2 O 9 , (Bi, L
a) 4 Ti 3 O 12 etc.] is used. Then, in order to obtain good characteristics, it is necessary to perform oxidation heat treatment at a high temperature to form a ferroelectric layer having no oxygen deficiency.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、CVD法に
てタングステンから成るプラグを形成する場合、水素ガ
スを多量に使用する。それ故、不揮発性メモリの構造に
よっては、強誘電体層を構成する強誘電体材料としての
酸化物が水素ガス雰囲気に晒されて還元され、強誘電体
特性に劣化が生じたり、電極から強誘電体層が剥離する
といった問題がある。また、酸素ガス雰囲気中での酸化
熱処理によってタングステンから成るプラグが酸化され
てしまうといった問題もある。更には、酸化熱処理を行
ったとき、下部電極を構成する材料の原子とプラグを構
成する導電材料の原子(例えば、タングステン原子)と
が相互拡散するといった問題もある。そして、これらの
現象が発生すると、不揮発性メモリの信頼性の低下、導
通不良等の発生に繋がる。When forming a plug made of tungsten by the CVD method, a large amount of hydrogen gas is used. Therefore, depending on the structure of the non-volatile memory, the oxide as the ferroelectric material forming the ferroelectric layer is exposed to the hydrogen gas atmosphere to be reduced, and the ferroelectric characteristics are deteriorated or the ferroelectric material is damaged. There is a problem that the dielectric layer peels off. There is also a problem that the plug made of tungsten is oxidized by the oxidation heat treatment in the oxygen gas atmosphere. Further, when the oxidation heat treatment is performed, there is a problem that the atoms of the material forming the lower electrode and the atoms of the conductive material forming the plug (for example, tungsten atoms) mutually diffuse. Then, when these phenomena occur, the reliability of the non-volatile memory is deteriorated and conduction failure is caused.
【0008】従って、本発明の目的は、上記の問題を解
決し、高い信頼性を有する強誘電体型不揮発性半導体メ
モリ及びその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a highly reliable ferroelectric non-volatile semiconductor memory and a manufacturing method thereof.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の態様に係る強誘電体型不揮発性半導
体メモリの製造方法は、(a)半導体基板に選択用トラ
ンジスタを形成する工程と、(b)全面に絶縁層を形成
した後、選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン
領域の上方の該絶縁層の部分に開口部を形成する工程
と、(c)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及
びルテニウムから成る群から選択された金属若しくはそ
の合金から成るプラグを、メッキ法に基づき該開口部内
に形成する工程と、(d)該絶縁層上に、第1の電極と
強誘電体層と第2の電極とから成り、第1の電極が該プ
ラグに接続されたメモリセルを形成する工程、を具備す
ることを特徴とする。A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a first aspect of the present invention for achieving the above object comprises (a) forming a selection transistor on a semiconductor substrate. And (b) forming an insulating layer over the entire surface, and then forming an opening in the insulating layer above one of the source / drain regions of the selecting transistor, and (c) platinum, iridium, or palladium. Forming a plug made of a metal selected from the group consisting of rhodium and ruthenium or an alloy thereof in the opening by a plating method; and (d) forming a first electrode and a ferroelectric on the insulating layer. A layer and a second electrode, the first electrode forming a memory cell connected to the plug.
【0010】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(A)ビット線と、(B)選択用トランジスタ
と、(C)M個(但し、M≧2)のメモリセルから構成
されたメモリユニットと、(D)M本のプレート線、か
ら成り、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第
2の電極とから成り、メモリユニットにおいて、メモリ
セルの第1の電極は共通であり、該共通の第1の電極
は、プラグ、選択用トランジスタ及び接続孔を介して、
ビット線に接続されており、メモリユニットにおいて、
第m番目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセル
の第2の電極は、第m番目のプレート線に接続されてい
る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法であっ
て、(a)半導体基板に選択用トランジスタを形成する
工程と、(b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層
絶縁層上に、選択用トランジスタの一方のソース/ドレ
イン領域に接続孔を介して電気的に接続されたビット線
を形成する工程と、(c)全面に上層絶縁層を形成した
後、選択用トランジスタの他方のソース/ドレイン領域
の上方の該上層絶縁層及び下層絶縁層の部分に開口部を
形成する工程と、(d)白金、イリジウム、パラジウ
ム、ロジウム及びルテニウムから成る群から選択された
金属若しくはその合金から成るプラグを、メッキ法に基
づき該開口部内に形成する工程と、(e)該上層絶縁層
上に、共通の第1の電極が該プラグに接続されたメモリ
ユニットを形成する工程、を具備することを特徴とす
る。A second aspect of the present invention for achieving the above object.
The method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect (1) comprises (A) a bit line, (B) a selection transistor, and (C) M memory cells (where M ≧ 2). A memory unit and (D) M plate lines, each memory cell including a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode, and in the memory unit, the first electrode of the memory cell. Are common, and the common first electrode is
It is connected to the bit line, and in the memory unit,
The second electrode of the m-th (where m = 1, ..., M) memory cell is the manufacturing method of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the m-th plate line. And (a) a step of forming a selection transistor on a semiconductor substrate, and (b) a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then a connection hole is formed on one of the source / drain regions of the selection transistor on the lower insulating layer. A step of forming a bit line electrically connected through the insulating layer, and (c) forming an upper insulating layer on the entire surface, and then forming the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of the selecting transistor. A step of forming an opening in a portion of the layer, and (d) forming a plug made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof in the opening by plating. And that step, characterized by comprising the steps of forming a (e) the upper layer insulating layer, a memory unit common first electrode is connected to the plug.
【0011】上記の目的を達成するための本発明の第3
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(A)ビット線と、(B)選択用トランジスタ
と、(C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセ
ルから構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニ
ットと、(D)M×N本のプレート線、から成り、N個
のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層されてお
り、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の
電極とから成り、各メモリユニットにおいて、メモリセ
ルの第1の電極は共通であり、該共通の第1の電極は、
プラグ、選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビッ
ト線に接続されており、第n層目(但し、n=1,2・
・・,N)のメモリユニットにおいて、第m番目(但
し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極
は、第[(n−1)M+m]番目のプレート線に接続さ
れている強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法で
あって、(a)半導体基板に選択用トランジスタを形成
する工程と、(b)全面に下層絶縁層を形成した後、該
下層絶縁層上に、選択用トランジスタの一方のソース/
ドレイン領域に接続孔を介して電気的に接続されたビッ
ト線を形成する工程と、(c)全面に上層絶縁層を形成
した後、選択用トランジスタの他方のソース/ドレイン
領域の上方の該上層絶縁層及び下層絶縁層の部分に第1
層目の開口部を形成する工程と、(d)白金、イリジウ
ム、パラジウム、ロジウム及びルテニウムから成る群か
ら選択された金属若しくはその合金から成る第1層目の
プラグを、メッキ法に基づき該第1層目の開口部内に形
成する工程と、(e)該上層絶縁層上に、共通の第1の
電極が該第1層目のプラグに接続された第1層目のメモ
リユニットを形成する工程、を具備し、更に、(f)
全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・・,N−
1)の層間絶縁層を形成し、
第(n’+1)層目の開口部を第n’層目の層間絶縁
層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目のプラグと電気的に接続された第
(n’+1)層目のプラグを、メッキ法に基づき該第
(n’+1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が該
第(n’+1)層目のプラグに接続された第(n’+
1)層目のメモリユニットを形成する工程を、n’を1
から(N−1)まで1つずつインクリメントしながら繰
り返すことを特徴とする。A third aspect of the present invention for achieving the above object.
In the method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to this aspect, (A) a bit line, (B) a selection transistor, and (C) each of M memory cells (where M ≧ 2) are configured. N (where N ≧ 2) memory units and (D) M × N plate lines, the N memory units are stacked via an interlayer insulating layer. The memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the common first electrode is
It is connected to the bit line through the plug, the selection transistor, and the connection hole, and the nth layer (where n = 1, 2 ,.
.., N), the second electrode of the m-th (where m = 1, 2 ..., M) memory cell is the [(n-1) M + m] -th plate line. A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to, comprising: (a) a step of forming a selection transistor on a semiconductor substrate; and (b) a lower insulating layer formed on the entire surface and then the lower insulating layer. One of the sources of the selection transistor on the layer /
Forming a bit line electrically connected to the drain region through a connection hole; and (c) forming an upper insulating layer over the entire surface and then forming the upper layer above the other source / drain region of the selecting transistor. First in the insulating layer and the lower insulating layer
Forming the opening of the first layer, and (d) forming a plug of the first layer made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof by a plating method. A step of forming in the opening of the first layer, and (e) forming a memory unit of the first layer in which the common first electrode is connected to the plug of the first layer on the upper insulating layer. And (f)
The n'th layer (where n '= 1, 2, ..., N-
1) forming an interlayer insulating layer, forming an opening of the (n ′ + 1) th layer in the n′th interlayer insulating layer, and selecting from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. A plug of the (n '+ 1) th layer, which is made of a metal or an alloy thereof and is electrically connected to the plug of the nth'th layer, in the opening of the (n' + 1) th layer by plating. , The common first electrode is connected to the (n ′ + 1) th layer plug on the (n ′ + 1) th layer interlayer insulating layer.
1) In the step of forming the memory unit of the first layer, n ′ is set to 1
It is characterized by repeating from 1 to (N-1) while incrementing by one.
【0012】上記の目的を達成するための本発明の第4
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(A)ビット線と、(B)N個(但し、N≧2)
の選択用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2)のメモリセルから構成された、N個のメモ
リユニットと、(D)M本のプレート線、から成り、各
メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極と
から成り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの第
1の電極は共通であり、第n番目(但し、n=1,2・
・・,N)のメモリユニットにおける共通の第1の電極
は、プラグ、第n番目の選択用トランジスタ及び接続孔
を介して、ビット線に接続されており、第n番目のメモ
リユニットにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・
・,M)のメモリセルの第2の電極は、メモリユニット
間で共通とされた第m番目のプレート線に接続されてい
る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法であっ
て、(a)半導体基板にN個の選択用トランジスタを形
成する工程と、(b)全面に下層絶縁層を形成した後、
該下層絶縁層上に、各選択用トランジスタの一方のソー
ス/ドレイン領域に接続孔を介して電気的に接続された
ビット線を形成する工程と、(c)全面に上層絶縁層を
形成した後、各選択用トランジスタの他方のソース/ド
レイン領域の上方の該上層絶縁層及び下層絶縁層の部分
に開口部を形成する工程と、(d)白金、イリジウム、
パラジウム、ロジウム及びルテニウムから成る群から選
択された金属若しくはその合金から成り、第n番目のプ
ラグが第n番目の選択用トランジスタの他方のソース/
ドレイン領域に接続されたプラグを、メッキ法に基づき
該開口部内に形成する工程と、(e)該上層絶縁層上
に、共通の第1の電極が第n番目のプラグに接続された
第n番目のメモリユニットを形成する工程、を具備する
ことを特徴とする。A fourth aspect of the present invention for achieving the above object.
In the method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the above aspect, (A) bit lines and (B) N pieces (however, N ≧ 2)
Selection memory transistors, and (C) N memory units each composed of M memory cells (where M ≧ 2), and (D) M plate lines. Is composed of a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common and the n-th (where n = 1, 2 ,.
.., N), the common first electrode in the memory unit is connected to the bit line through the plug, the nth selection transistor, and the connection hole, and in the nth memory unit, m-th (however, m = 1, 2 ...
, M) the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line common to the memory units. A step of forming N selection transistors on the semiconductor substrate, and (b) forming a lower insulating layer on the entire surface,
A step of forming a bit line electrically connected to one source / drain region of each selection transistor through a connection hole on the lower insulating layer; and (c) after forming an upper insulating layer on the entire surface. A step of forming an opening in the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of each selection transistor, and (d) platinum, iridium,
It is made of a metal selected from the group consisting of palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and the nth plug is the other source / source of the nth selection transistor.
A step of forming a plug connected to the drain region in the opening by plating, and (e) an n-th plug in which a common first electrode is connected to the n-th plug on the upper insulating layer. Forming a second memory unit.
【0013】上記の目的を達成するための本発明の第5
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(A)ビット線と、(B)N個(但し、N≧2)
の選択用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2)のメモリセルから構成された、N個のメモ
リユニットと、(D)M本のプレート線、から成り、N
個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層されて
おり、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2
の電極とから成り、各メモリユニットにおいて、メモリ
セルの第1の電極は共通であり、第n層目(但し、n=
1,2・・・,N)のメモリユニットにおける共通の第
1の電極は、プラグ、第n番目の選択用トランジスタ及
び接続孔を介して、ビット線に接続されており、第n層
目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、m=
1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、メモ
リユニット間で共通とされた第m番目のプレート線に接
続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法であって、(a)半導体基板にN個の選択用トランジ
スタを形成する工程と、(b)全面に下層絶縁層を形成
した後、該下層絶縁層上に、各選択用トランジスタの一
方のソース/ドレイン領域に接続孔を介して電気的に接
続されたビット線を形成する工程と、(c)全面に上層
絶縁層を形成した後、各選択用トランジスタの他方のソ
ース/ドレイン領域の上方の該上層絶縁層及び下層絶縁
層の部分に第1層目の開口部を形成する工程と、(d)
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニウ
ムから成る群から選択された金属若しくはその合金から
成り、第n番目のプラグが第n番目の選択用トランジス
タの他方のソース/ドレイン領域に接続された第1層目
のプラグを、メッキ法に基づき該第1層目の開口部内に
形成する工程と、(e)該上層絶縁層上に、共通の第1
の電極が該第1層目の第1番目のプラグに接続された第
1層目のメモリユニットを形成する工程、を具備し、更
に、(f)全面に第n’層目(但し、n’=1,2・
・・,N−1)の層間絶縁層を形成し、
(N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき該第(n’
+1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返すことを特徴とする。A fifth aspect of the present invention for achieving the above object.
In the method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the above aspect, (A) bit lines and (B) N pieces (however, N ≧ 2)
Selection memory transistors, and (C) N memory units each including M memory cells (where M ≧ 2), and (D) M plate lines.
The individual memory units are stacked via an interlayer insulating layer, and each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode.
In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the n-th layer (where n =
1, 2, ..., N), the common first electrode in the memory unit is connected to the bit line through the plug, the nth selection transistor, and the connection hole. In the memory unit, the m-th (however, m =
The second electrode of each of the memory cells 1, 2, ..., M) is a method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode is connected to the m-th plate line common to the memory units. (A) a step of forming N selection transistors on the semiconductor substrate, and (b) after forming a lower insulating layer on the entire surface, one source / drain of each selection transistor is formed on the lower insulating layer. Forming a bit line electrically connected to the region through a connection hole; and (c) forming an upper insulating layer on the entire surface, and then forming the upper layer above the other source / drain region of each selection transistor. A step of forming a first-layer opening in the insulating layer and the lower insulating layer, and (d)
A first layer made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, wherein the nth plug is connected to the other source / drain region of the nth selection transistor. A step of forming an eye plug in the opening of the first layer by a plating method, and (e) a common first layer on the upper insulating layer.
Forming the memory unit of the first layer connected to the first plug of the first layer, and (f) the n'th layer (however, n '= 1, 2 ・
.., N-1) interlayer insulating layers are formed, and (N-n ') th (n' + 1) th opening portions are formed in the n'th interlayer insulating layer. A metal selected from the group consisting of iridium, palladium, rhodium and ruthenium, or an alloy thereof, and the second to (N−n ′ + 1) th n′th layers
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the plugs up to the (n'th) th plug-
After being formed in the opening of the +1) th layer, the common first electrode is connected to the first plug of the (n ′ + 1) th layer on the n′th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
It is characterized in that n'is repeated while incrementing by 1 from 1 to (N-1).
【0014】上記の目的を達成するための本発明の第6
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法は、(A)N本(但し、N≧2)のビット線と、
(B)N個の選択用トランジスタと、(C)それぞれが
M個(但し、M≧2)のメモリセルから構成された、N
個のメモリユニットと、(D)M本のプレート線、から
成り、N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積
層されており、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体
層と第2の電極とから成り、各メモリユニットにおい
て、メモリセルの第1の電極は共通であり、第n層目
(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニットにお
ける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の選択用ト
ランジスタ及び接続孔を介して、第n番目のビット線に
接続されており、第n層目のメモリユニットにおいて、
第m番目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセル
の第2の電極は、メモリユニット間で共通とされた第m
番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮発性
半導体メモリの製造方法であって、(a)半導体基板に
N個の選択用トランジスタを形成する工程と、(b)全
面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上に、第n
番目の選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領
域に接続孔を介して電気的に接続された第n番目のビッ
ト線を形成する工程と、(c)全面に上層絶縁層を形成
した後、各選択用トランジスタの他方のソース/ドレイ
ン領域の上方の該上層絶縁層及び下層絶縁層の部分に第
1層目の開口部を形成する工程と、(d)白金、イリジ
ウム、パラジウム、ロジウム及びルテニウムから成る群
から選択された金属若しくはその合金から成り、第n番
目のプラグが第n番目の選択用トランジスタの他方のソ
ース/ドレイン領域に接続された第1層目のプラグを、
メッキ法に基づき該第1層目の開口部内に形成する工程
と、(e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が該第
1層目の第1番目のプラグに接続された第1層目のメモ
リユニットを形成する工程、を具備し、更に、(f)
全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・・,N−
1)の層間絶縁層を形成し、
(N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき該第(n’
+1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返すことを特徴とする。A sixth aspect of the present invention for achieving the above object.
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the above aspect, comprises (A) N (where N ≧ 2) bit lines,
(B) N selection transistors and (C) each of M memory cells (where M ≧ 2)
Memory units and (D) M plate lines, N memory units are stacked via an interlayer insulating layer, and each memory cell has a first electrode and a ferroelectric layer. And a second electrode, the first electrode of the memory cell is common in each memory unit, and is common in the memory unit of the nth layer (where n = 1, 2, ..., N). The first electrode is connected to the nth bit line through the plug, the nth selection transistor, and the connection hole, and in the nth layer memory unit,
The second electrode of the m-th (where m = 1, 2, ..., M) memory cell has the second m-th electrode common to the memory units.
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a th plate line, comprising: (a) forming N selection transistors on a semiconductor substrate; and (b) forming a lower insulating layer on the entire surface. After the formation, the n-th layer is formed on the lower insulating layer.
A step of forming an nth bit line electrically connected to one of source / drain regions of the th select transistor through a connection hole; and (c) forming an upper insulating layer over the entire surface, Forming a first layer opening in the upper insulating layer and lower insulating layer above the other source / drain region of the selection transistor; and (d) from platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. A first layer plug made of a metal or an alloy thereof selected from the group consisting of an nth plug connected to the other source / drain region of the nth selection transistor;
A step of forming in the opening of the first layer based on a plating method, and (e) a common first electrode is connected to the first plug of the first layer on the upper insulating layer. A step of forming a first-layer memory unit, and (f)
The n'th layer (where n '= 1, 2, ..., N-
1) The interlayer insulating layer is formed, and (N-n ') th (n' + 1) th opening is formed in the n'th interlayer insulating layer, and platinum, iridium, palladium, and rhodium are formed. And a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof, and the second to the (N−n ′ + 1) th n′th layer
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the plugs up to the (n'th) th plug-
After being formed in the opening of the +1) th layer, the common first electrode is connected to the first plug of the (n ′ + 1) th layer on the n′th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
It is characterized in that n'is repeated while incrementing by 1 from 1 to (N-1).
【0015】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)半導体基板に形成された選択用トランジスタと、
(B)絶縁層上に形成され、第1の電極と強誘電体層と
第2の電極とから成り、第1の電極がプラグを介して選
択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続
されたメモリセル、から構成された強誘電体型不揮発性
半導体メモリであって、前記プラグは、白金、イリジウ
ム、パラジウム、ロジウム及びルテニウムから成る群か
ら選択された金属若しくはその合金から成り、メッキ法
に基づき形成されていることを特徴とする。A first aspect of the present invention for achieving the above object
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) a selection transistor formed on a semiconductor substrate,
(B) is formed on an insulating layer and includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode, and the first electrode is connected to one source / drain region of the selection transistor via a plug. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory composed of: It is characterized by being formed.
【0016】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)ビット線と、(B)選択用トランジスタと、
(C)M個(但し、M≧2)のメモリセルから構成され
たメモリユニットと、(D)M本のプレート線、から成
り、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の
電極とから成り、メモリユニットにおいて、メモリセル
の第1の電極は共通であり、該共通の第1の電極は、プ
ラグ、選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビット
線に接続されており、メモリユニットにおいて、第m番
目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2
の電極は、第m番目のプレート線に接続されている強誘
電体型不揮発性半導体メモリであって、前記プラグは、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニウ
ムから成る群から選択された金属若しくはその合金から
成り、メッキ法に基づき形成されていることを特徴とす
る。Second aspect of the present invention for achieving the above object
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) bit line, (B) selection transistor,
(C) A memory unit composed of M (M ≧ 2) memory cells, and (D) M plate lines, each memory cell including a first electrode and a ferroelectric layer. A second electrode, the first electrode of the memory cell is common in the memory unit, and the common first electrode is connected to the bit line through the plug, the selection transistor, and the connection hole. In the memory unit, the second memory cell of the m-th memory cell (where m = 1, 2, ..., M)
Is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the m-th plate line, and the plug is
It is characterized in that it is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and is formed by a plating method.
【0017】上記の目的を達成するための本発明の第3
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)ビット線と、(B)選択用トランジスタと、
(C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニット
と、(D)M×N本のプレート線、から成り、N個のメ
モリユニットは、層間絶縁層を介して積層されており、
各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの
第1の電極は共通であり、該共通の第1の電極は、プラ
グ、選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビット線
に接続されており、第n層目(但し、n=1,2・・
・,N)のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
第[(n−1)M+m]番目のプレート線に接続されて
いる強誘電体型不揮発性半導体メモリであって、前記プ
ラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及び
ルテニウムから成る群から選択された金属若しくはその
合金から成り、メッキ法に基づき形成されていることを
特徴とする。A third aspect of the present invention for achieving the above object.
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) bit line, (B) selection transistor,
(C) Each is composed of N (however, N ≧ 2) memory units each composed of M (where M ≧ 2) memory cells, and (D) M × N plate lines, N memory units are stacked via an interlayer insulating layer,
Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. In each memory unit, the first electrode of the memory cells is common, and the common first electrode is a plug. , The n-th layer (where n = 1, 2, ...
., N) memory unit, m-th (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the [(n-1) M + m] th plate line, wherein the plug is a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. Alternatively, it is made of an alloy thereof and is formed by a plating method.
【0018】上記の目的を達成するための本発明の第4
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)ビット線と、(B)N個(但し、N≧2)の選択
用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但し、M≧
2)のメモリセルから構成された、N個のメモリユニッ
トと、(D)M本のプレート線、から成り、各メモリセ
ルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極とから成
り、各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電
極は共通であり、第n番目(但し、n=1,2・・・,
N)のメモリユニットにおける共通の第1の電極は、プ
ラグ、第n番目の選択用トランジスタ及び接続孔を介し
て、ビット線に接続されており、第n番目のメモリユニ
ットにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,
M)のメモリセルの第2の電極は、メモリユニット間で
共通とされた第m番目のプレート線に接続されている強
誘電体型不揮発性半導体メモリであって、前記プラグ
は、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテ
ニウムから成る群から選択された金属若しくはその合金
から成り、メッキ法に基づき形成されていることを特徴
とする。A fourth aspect of the present invention for achieving the above object.
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) bit lines, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each for M (where M ≧)
2) N memory units composed of memory cells and (D) M plate lines, each memory cell comprising a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the n-th (where n = 1, 2, ...,
The common first electrode in the memory unit N) is connected to the bit line via the plug, the n-th selection transistor, and the connection hole, and is connected to the m-th (n-th) memory unit. However, m = 1, 2 ...
The second electrode of the memory cell of M) is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the m-th plate line common to the memory units, and the plug is platinum, iridium, It is characterized in that it is made of a metal selected from the group consisting of palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and is formed by a plating method.
【0019】本発明の第4の態様に係る強誘電体型不揮
発性半導体メモリにおいては、N個のメモリユニット
は、同じ絶縁層上に形成されていてもよいし、層間絶縁
層を介して積層されていてもよい。In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth aspect of the present invention, the N memory units may be formed on the same insulating layer or may be laminated via an interlayer insulating layer. May be.
【0020】上記の目的を達成するための本発明の第5
の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリは、
(A)N本(但し、N≧2)のビット線と、(B)N個
の選択用トランジスタと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2)のメモリセルから構成された、N個のメモ
リユニットと、(D)M本のプレート線、から成り、N
個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層されて
おり、各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2
の電極とから成り、各メモリユニットにおいて、メモリ
セルの第1の電極は共通であり、第n層目(但し、n=
1,2・・・,N)のメモリユニットにおける共通の第
1の電極は、プラグ、第n番目の選択用トランジスタ及
び接続孔を介して、第n番目のビット線に接続されてお
り、第n層目のメモリユニットにおいて、第m番目(但
し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極
は、メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレー
ト線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリ
であって、前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウ
ム、ロジウム及びルテニウムから成る群から選択された
金属若しくはその合金から成り、メッキ法に基づき形成
されていることを特徴とする。A fifth aspect of the present invention for achieving the above object.
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the aspect of
(A) N (where N ≧ 2) bit lines, (B) N selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells, N memory units and (D) M plate lines,
The individual memory units are stacked via an interlayer insulating layer, and each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode.
In each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the n-th layer (where n =
1, 2, ..., N), the common first electrode is connected to the nth bit line through the plug, the nth selection transistor, and the connection hole, In the memory unit of the n-th layer, the second electrode of the m-th (where m = 1, 2 ..., M) memory cell is connected to the m-th plate line common to the memory units. A connected ferroelectric non-volatile semiconductor memory, wherein the plug is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and is formed by a plating method. It is characterized by
【0021】本発明の第1の態様〜第6の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法、あるいは
又、本発明の第1の態様〜第5の態様に係る強誘電体型
不揮発性半導体メモリ(以下、これらを総称して、単
に、本発明と呼ぶ場合がある)におけるメッキ法とし
て、無電解メッキ法、シード層の形成及び電気メッキ法
の組合せを挙げることができる。ここで、シード層の形
成方法として、無電解メッキ法、スパッタリング法や蒸
着法等を含む物理的気相成長法(PVD法)、化学的気
相成長法(CVD法)を挙げることができる。A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, or a ferroelectric non-volatile according to any one of the first to fifth aspects of the present invention. A combination of electroless plating, seed layer formation, and electroplating may be mentioned as a plating method for a semiconductor memory (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention). Here, examples of the method for forming the seed layer include an electroless plating method, a physical vapor deposition method (PVD method) including a sputtering method, an evaporation method, and the like, and a chemical vapor deposition method (CVD method).
【0022】本発明の第2の態様〜第6の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法、あるいは
又、本発明の第2の態様〜第5の態様に係る強誘電体型
不揮発性半導体メモリにおいては、M≧2を満足すれば
よく、実際的なMの値として、例えば、2のべき数
(2,4,8,16・・・)を挙げることができる。ま
た、本発明の第3の態様〜第6の態様に係る強誘電体型
不揮発性半導体メモリの製造方法、あるいは又、本発明
の第3の態様〜第5の態様に係る強誘電体型不揮発性半
導体メモリにおいては、N≧2を満足すればよく、実際
的なNの値として、例えば、2のべき数(2,4,8・
・・)を挙げることができる。A method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second to sixth aspects of the present invention, or a ferroelectric non-volatile according to the second to fifth aspects of the present invention. In the semiconductor memory, it is sufficient to satisfy M ≧ 2, and as a practical value of M, for example, a power of 2 (2, 4, 8, 16 ...) Can be cited. Further, the method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third to sixth aspects of the present invention, or the ferroelectric non-volatile semiconductor according to the third to fifth aspects of the present invention. In the memory, it is only necessary to satisfy N ≧ 2, and as a practical value of N, for example, a power of 2 (2, 4, 8, ...
・ ・) Can be mentioned.
【0023】本発明の第3の態様、第5の態様、第6の
態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法、あるいは又、本発明の第3の態様、第4の態様の好
ましい形態、第5の態様に係る強誘電体型不揮発性半導
体メモリにおいては、メモリユニットを三次元積層構造
とすることにより、半導体基板表面を占有するトランジ
スタの数に制約されることが無くなり、従来の強誘電体
型不揮発性半導体メモリに比べて飛躍的に記憶容量を増
大させることができ、ビット記憶単位の実効占有面積を
大幅に縮小することが可能となる。The method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third, fifth and sixth aspects of the present invention, or the third and fourth aspects of the present invention are preferable. In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth aspect, the memory unit has a three-dimensional laminated structure, so that the number of transistors occupying the surface of the semiconductor substrate is not restricted and the conventional ferroelectric The storage capacity can be dramatically increased as compared with the dielectric type nonvolatile semiconductor memory, and the effective occupied area of the bit storage unit can be significantly reduced.
【0024】本発明の第2の態様〜第6の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法、あるいは
又、本発明の第2の態様〜第5の態様に係る強誘電体型
不揮発性半導体メモリにおいては、更には、ロー方向の
アドレス選択は選択用トランジスタとプレート線とによ
って構成された二次元マトリクスにて行うことが好まし
い。例えば、8個の選択用トランジスタとプレート線8
本とでロー・アドレスの選択単位を構成すれば、16個
のデコーダ/ドライバ回路で、例えば、64ビットある
いは32ビットのメモリセルを選択することができる。
従って、強誘電体型不揮発性半導体メモリの集積度が従
来と同等でも、記憶容量を4倍あるいは2倍とすること
ができる。また、アドレス選択における周辺回路や駆動
配線数を削減することができる。The method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second to sixth aspects of the present invention, or the ferroelectric non-volatile according to the second to fifth aspects of the present invention. Further, in the semiconductor memory, it is preferable that the address selection in the row direction is performed by a two-dimensional matrix composed of selection transistors and plate lines. For example, eight selection transistors and a plate line 8
If a row address selection unit is configured with a book, 16 decoder / driver circuits can select, for example, 64-bit or 32-bit memory cells.
Therefore, the storage capacity can be quadrupled or doubled even if the degree of integration of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory is the same as the conventional one. In addition, the number of peripheral circuits and drive wiring in address selection can be reduced.
【0025】本発明の第3の態様、第5の態様、第6の
態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方
法、あるいは又、本発明の第3の態様、第4の態様の好
ましい形態、第5の態様に係る強誘電体型不揮発性半導
体メモリにおいては、上方に位置するメモリユニットの
メモリセルを構成する強誘電体層の結晶化温度が、下方
に位置するメモリユニットのメモリセルを構成する強誘
電体層の結晶化温度よりも低いことが好ましい。ここ
で、メモリセルを構成する強誘電体層の結晶化温度は、
例えば、X線回折装置や表面走査型電子顕微鏡を用いて
調べることができる。具体的には、例えば、強誘電体材
料層を形成した後、強誘電体材料層の結晶化を行うため
の熱処理温度を種々変えて結晶化促進のための熱処理を
行い、熱処理後の強誘電体材料層のX線回折分析を行
い、強誘電体材料に特有の回折パターン強度(回折ピー
クの高さ)を評価することによって、強誘電体層の結晶
化温度を求めることができる。A method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third, fifth and sixth aspects of the present invention, or preferably the third and fourth aspects of the present invention. In the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third aspect, the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory cell of the memory unit located above is higher than that of the memory cell of the memory unit located below. It is preferably lower than the crystallization temperature of the constituent ferroelectric layer. Here, the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory cell is
For example, it can be examined using an X-ray diffractometer or a surface scanning electron microscope. Specifically, for example, after the ferroelectric material layer is formed, the heat treatment temperature for performing crystallization of the ferroelectric material layer is variously changed to perform heat treatment for promoting crystallization, and The crystallization temperature of the ferroelectric layer can be obtained by performing X-ray diffraction analysis of the body material layer and evaluating the diffraction pattern intensity (diffraction peak height) peculiar to the ferroelectric material.
【0026】ところで、メモリユニットが積層された構
成を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリを製造する
場合、強誘電体層、あるいは、強誘電体層を構成する強
誘電体薄膜の結晶化のために、熱処理(結晶化熱処理と
呼ぶ)を積層されたメモリユニットの段数だけ行わなけ
ればならない。従って、下段に位置するメモリユニット
ほど長時間の結晶化熱処理を受け、上段に位置するほど
メモリユニットは短時間の結晶化熱処理を受けることに
なる。それ故、上段に位置するメモリユニットに対して
最適な結晶化熱処理を施すと、下段に位置するメモリユ
ニットは過度の熱負荷を受ける虞があり、下段に位置す
るメモリユニットの特性劣化が生じる虞がある。尚、多
段のメモリユニットを作製した後、一度で結晶化熱処理
を行う方法も考えられるが、結晶化の際に強誘電体層に
大きな体積変化が生じたり、各強誘電体層から脱ガスが
生じる可能性が高く、強誘電体層にクラックや剥がれが
生じるといった問題が発生し易い。上方に位置するメモ
リユニットを構成する強誘電体層の結晶化温度を、下方
に位置するメモリユニットを構成する強誘電体層の結晶
化温度よりも低くすれば、積層されたメモリユニットの
段数だけ結晶化熱処理を行っても、下方に位置するメモ
リユニットを構成するメモリセルの特性劣化といった問
題は生じない。また、各段におけるメモリユニットを構
成するメモリセルに対して、最適な条件での結晶化熱処
理を行うことができ、特性の優れた強誘電体型不揮発性
半導体メモリを得ることができる。以下の表1に、強誘
電体層を構成する代表的な材料の結晶化温度を示すが、
強誘電体層を構成する材料をかかる材料に限定するもの
ではない。By the way, when a ferroelectric non-volatile semiconductor memory having a structure in which memory units are stacked is manufactured, it is necessary to crystallize a ferroelectric layer or a ferroelectric thin film constituting the ferroelectric layer. , Heat treatment (referred to as crystallization heat treatment) must be performed for the number of stacked memory units. Therefore, the lower memory unit is subjected to the crystallization heat treatment for a longer time, and the upper memory unit is subjected to the crystallization heat treatment for a shorter time. Therefore, when the optimum crystallization heat treatment is performed on the memory unit located on the upper stage, the memory unit located on the lower stage may be subjected to an excessive heat load, and the characteristics of the memory unit located on the lower stage may deteriorate. There is. Although it is possible to perform a crystallization heat treatment at once after manufacturing a multi-stage memory unit, a large volume change occurs in the ferroelectric layer during crystallization, and degassing from each ferroelectric layer occurs. It is likely to occur, and problems such as cracks and peeling of the ferroelectric layer are likely to occur. If the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory unit located above is set lower than the crystallization temperature of the ferroelectric layer forming the memory unit located below, only the number of stacked memory units will be increased. Even if the crystallization heat treatment is performed, there is no problem such as characteristic deterioration of the memory cells forming the memory unit located below. Further, the crystallization heat treatment under the optimum conditions can be performed on the memory cells forming the memory unit in each stage, and the ferroelectric non-volatile semiconductor memory having excellent characteristics can be obtained. Table 1 below shows crystallization temperatures of typical materials constituting the ferroelectric layer.
The material forming the ferroelectric layer is not limited to such a material.
【0027】 [表1] 材料名 結晶化温度 Bi2SrTa2O9 700〜800゜C Bi2Sr(Ta1.5,Nb0.5)O9 650〜750゜C Bi4Ti3O12 600〜700゜C Pb(Zr0.48,Ti0.52)O3 550〜650゜C PbTiO3 500〜600゜C[Table 1] Material name Crystallization temperature Bi 2 SrTa 2 O 9 700 to 800 ° C Bi 2 Sr (Ta 1.5 , Nb 0.5 ) O 9 650 to 750 ° C Bi 4 Ti 3 O 12 600 to 700 ° C Pb (Zr 0.48, Ti 0.52 ) O 3 550~650 ° C PbTiO 3 500 to 600 ° C
【0028】本発明における強誘電体層を構成する材料
として、ビスマス層状化合物、より具体的には、Bi系
層状構造ペロブスカイト型の強誘電体材料を挙げること
ができる。Bi系層状構造ペロブスカイト型の強誘電体
材料は、所謂不定比化合物に属し、金属元素、アニオン
(O等)元素の両サイトにおける組成ずれに対する寛容
性がある。また、化学量論的組成からやや外れたところ
で最適な電気的特性を示すことも珍しくない。Bi系層
状構造ペロブスカイト型の強誘電体材料は、例えば、一
般式(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-で表すことが
できる。ここで、「A」は、Bi、Pb、Ba、Sr、
Ca、Na、K、Cd等の金属から構成された群から選
択された1種類の金属を表し、「B」は、Ti、Nb、
Ta、W、Mo、Fe、Co、Crから成る群から選択
された1種類、若しくは複数種の任意の比率による組み
合わせを表す。また、mは1以上の整数である。Examples of the material constituting the ferroelectric layer in the present invention include a bismuth layered compound, more specifically, a Bi type layered structure perovskite type ferroelectric material. The Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material belongs to a so-called non-stoichiometric compound, and is tolerant of composition shifts at both sites of a metal element and an anion (O etc.) element. In addition, it is not uncommon to show optimum electrical characteristics when the composition deviates slightly from the stoichiometric composition. The Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material can be represented by, for example, the general formula (Bi 2 O 2 ) 2+ (A m-1 B m O 3m + 1 ) 2- . Here, “A” means Bi, Pb, Ba, Sr,
Represents one kind of metal selected from the group consisting of metals such as Ca, Na, K and Cd, and “B” represents Ti, Nb,
It represents a combination of one kind or a plurality of kinds selected from the group consisting of Ta, W, Mo, Fe, Co and Cr at an arbitrary ratio. Further, m is an integer of 1 or more.
【0029】あるいは又、強誘電体層を構成する材料
は、
(BiX,Sr1-X)2(SrY,Bi1-Y)(TaZ,Nb1-Z)2Od 式(1)
(但し、0.9≦X≦1.0、0.7≦Y≦1.0、0
≦Z≦1.0、8.7≦d≦9.3)で表される結晶相
を主たる結晶相として含んでいることが好ましい。ある
いは又、強誘電体層を構成する材料は、
BiXSrYTa2Od 式(2)
(但し、X+Y=3、0.7≦Y≦1.3、8.7≦d
≦9.3)で表される結晶相を主たる結晶相として含ん
でいることが好ましい。これらの場合、式(1)若しく
は式(2)で表される結晶相を主たる結晶相として85
%以上含んでいることが一層好ましい。尚、式(1)
中、(BiX,Sr1-X)の意味は、結晶構造における本
来Biが占めるサイトをSrが占め、このときのBiと
Srの割合がX:(1−X)であることを意味する。ま
た、(SrY,Bi1-Y)の意味は、結晶構造における本
来Srが占めるサイトをBiが占め、このときのSrと
Biの割合がY:(1−Y)であることを意味する。式
(1)若しくは式(2)で表される結晶相を主たる結晶
相として含む強誘電体層を構成する材料には、Biの酸
化物、TaやNbの酸化物、Bi、TaやNbの複合酸
化物が若干含まれている場合もあり得る。Alternatively, the material forming the ferroelectric layer is (Bi X , Sr 1-X ) 2 (Sr Y , Bi 1-Y ) (Ta Z , Nb 1-Z ) 2 O d formula (1 (However, 0.9 ≦ X ≦ 1.0, 0.7 ≦ Y ≦ 1.0, 0
≦ Z ≦ 1.0, 8.7 ≦ d ≦ 9.3) is preferably contained as the main crystal phase. Alternatively, the material forming the ferroelectric layer is Bi X Sr Y Ta 2 O d formula (2) (where X + Y = 3, 0.7 ≦ Y ≦ 1.3, 8.7 ≦ d
It is preferable that the crystal phase represented by ≦ 9.3) is contained as a main crystal phase. In these cases, the crystal phase represented by the formula (1) or (2) is used as the main crystal phase.
% Or more is more preferable. The formula (1)
In the meaning, (Bi X , Sr 1-X ) means that Sr occupies the site originally occupied by Bi in the crystal structure, and the ratio of Bi and Sr at this time is X: (1-X). . Further, the meaning of (Sr Y , Bi 1 -Y ) means that Bi occupies the site originally occupied by Sr in the crystal structure, and the ratio of Sr and Bi at this time is Y: (1-Y). . Examples of the material forming the ferroelectric layer containing the crystal phase represented by the formula (1) or (2) as a main crystal phase include Bi oxide, Ta or Nb oxide, and Bi, Ta or Nb oxide. In some cases, a small amount of complex oxide may be contained.
【0030】あるいは又、強誘電体層を構成する材料
は、
BiX(Sr,Ca,Ba)Y(TaZ,Nb1-Z)2Od 式(3)
(但し、1.7≦X≦2.5、0.6≦Y≦1.2、0
≦Z≦1.0、8.0≦d≦10.0)で表される結晶
相を含んでいてもよい。尚、「(Sr,Ca,Ba)」
は、Sr、Ca及びBaから構成された群から選択され
た1種類の元素を意味する。これらの各式で表される強
誘電体層を構成する材料の組成を化学量論的組成で表せ
ば、例えば、Bi2SrTa2O9(タンタル酸ストロン
チウムビスマス)、Bi2SrNb2O9(ニオブ酸スト
ロンチウムビスマス)、Bi2BaTa2O9(タンタル
酸バリウムビスマス)、Bi2BaNb2O9(ニオブ酸
バリウムビスマス)、Bi2Sr(Ta,Nb)2O
9(ニオブ酸タンタル酸ストロンチウムビスマス)等を
挙げることができる。あるいは又、強誘電体材料とし
て、Bi4SrTi4O15(チタン酸ストロンチウムビス
マス)、Bi3TiNbO9(ニオブ酸ビスマスチタ
ン)、Bi3TiTaO9(タンタル酸ビスマスチタ
ン)、Bi4Ti3O12(チタン酸ビスマス)、(Bi,
La)4Ti3O12(チタン酸ランタンビスマス)、Bi
2PbTa2O9(タンタル酸ビスマス鉛)等を例示する
ことができるが、これらの場合においても、各金属元素
の比率は、結晶構造が変化しない程度に変化させ得る。
即ち、金属元素及び酸素元素の両サイトにおける組成ず
れがあってもよい。Alternatively, the material forming the ferroelectric layer is as follows: Bi X (Sr, Ca, Ba) Y (Ta Z , Nb 1 -Z ) 2 O d Formula (3) (where 1.7 ≦ X ≤2.5, 0.6≤Y≤1.2,0
≦ Z ≦ 1.0, 8.0 ≦ d ≦ 10.0) may be included. In addition, "(Sr, Ca, Ba)"
Means one kind of element selected from the group consisting of Sr, Ca and Ba. If the composition of the material constituting the ferroelectric layer represented by each of these formulas is represented by a stoichiometric composition, for example, Bi 2 SrTa 2 O 9 (strontium bismuth tantalate), Bi 2 SrNb 2 O 9 ( Strontium bismuth niobate), Bi 2 BaTa 2 O 9 (barium bismuth tantalate), Bi 2 BaNb 2 O 9 (barium bismuth niobate), Bi 2 Sr (Ta, Nb) 2 O
9 (strontium bismuth tantalate niobate) and the like. Alternatively, as the ferroelectric material, Bi 4 SrTi 4 O 15 (strontium bismuth titanate), Bi 3 TiNbO 9 (bismuth titanium niobate), Bi 3 TiTaO 9 (bismuth titanium tantalate), Bi 4 Ti 3 O 12 is used. (Bismuth titanate), (Bi,
La) 4 Ti 3 O 12 (lanthanum bismuth titanate), Bi
2 PbTa 2 O 9 (lead bismuth tantalate) and the like can be exemplified, but in these cases, the ratio of each metal element can be changed to the extent that the crystal structure does not change.
That is, there may be a compositional shift at both the metal element and oxygen element sites.
【0031】あるいは又、強誘電体材料として、PbT
iO3(チタン酸鉛)、BaTiO3(チタン酸バリウ
ム)、LiNbO3(ニオブ酸リチウム)、LiTaO3
(タンタル酸リチウム)、YMnO3(マンガン酸イッ
トリウム)、ペロブスカイト型構造を有するPbZrO
3とPbTiO3の固溶体であるチタン酸ジルコン酸鉛
[PZT,Pb(Zr1-y,Tiy)O3(但し、0<y
<1)]、PZTにLaを添加した金属酸化物であるP
LZT[(Pb,La)(Zr,Ti)O3(チタン酸
ジルコン酸ランタン鉛)]、あるいはPZTにNbを添
加した金属酸化物であるPNZT、PZTにストロンチ
ウム(Sr)を添加した金属酸化物であるPSZT
[(Pb,Sr)(ZrX,TiY)O3]、これらの混
合物を挙げることができる。Alternatively, as the ferroelectric material, PbT
iO 3 (lead titanate), BaTiO 3 (barium titanate), LiNbO 3 (lithium niobate), LiTaO 3
(Lithium tantalate), YMnO 3 (yttrium manganate), PbZrO having a perovskite structure
3 and lead zirconate titanate is a solid solution of PbTiO 3 [PZT, Pb (Zr 1-y, Ti y) O 3 ( where, 0 <y
<1)], P which is a metal oxide obtained by adding La to PZT
LZT [(Pb, La) (Zr, Ti) O 3 (lead lanthanum zirconate titanate)] or PZT, a metal oxide obtained by adding Nb to PZT, or a metal oxide obtained by adding strontium (Sr) to PZT. PSZT which is
[(Pb, Sr) (Zr X , Ti Y ) O 3 ], and a mixture thereof can be mentioned.
【0032】以上に説明した強誘電体層を構成する材料
において、これらの組成を化学量論的組成から外すこと
によって、結晶化温度を変化させることが可能である。In the materials constituting the ferroelectric layer explained above, the crystallization temperature can be changed by removing these compositions from the stoichiometric composition.
【0033】強誘電体層を得るためには、強誘電体薄膜
を形成した後の工程において、強誘電体薄膜をパターニ
ングすればよい。場合によっては、強誘電体薄膜のパタ
ーニングは不要である。強誘電体薄膜の形成は、例え
ば、MOCVD法、ビスマス−酸素結合を有するビスマ
ス有機金属化合物(ビスマスアルコキシド化合物)を原
料としたMOD(Metal Organic Decomposition)法、
LSMCD(Liquid Source Mist Chemical Depositio
n)法、パルスレーザアブレーション法、スパッタリン
グ法、ゾル−ゲル法といった強誘電体薄膜を構成する材
料に適した方法にて適宜行うことができる。また、強誘
電体薄膜のパターニングは、例えば異方性イオンエッチ
ング(RIE)法にて行うことができる。In order to obtain the ferroelectric layer, the ferroelectric thin film may be patterned in a step after the ferroelectric thin film is formed. In some cases, patterning of the ferroelectric thin film is unnecessary. The ferroelectric thin film is formed by, for example, MOCVD method, MOD (Metal Organic Decomposition) method using a bismuth organic metal compound (bismuth alkoxide compound) having a bismuth-oxygen bond as a raw material,
LSMCD (Liquid Source Mist Chemical Depositio)
n) method, pulse laser ablation method, sputtering method, sol-gel method or the like, which is suitable for the material forming the ferroelectric thin film. The ferroelectric thin film can be patterned by, for example, anisotropic ion etching (RIE) method.
【0034】本発明の第2の態様〜第6の態様に係る強
誘電体型不揮発性半導体メモリの製造方法、あるいは
又、本発明の第2の態様〜第5の態様に係る強誘電体型
不揮発性半導体メモリにおいては、強誘電体層の下に第
1の電極を形成し、強誘電体層の上に第2の電極を形成
する構成(即ち、第1の電極は下部電極に相当し、第2
の電極は上部電極に相当する)とすることもできるし、
強誘電体層の上に第1の電極を形成し、強誘電体層の下
に第2の電極を形成する構成(即ち、第1の電極は上部
電極に相当し、第2の電極は下部電極に相当する)とす
ることもできる。プレート線は、第2の電極から延在し
ている構成とすることが、配線構造の簡素化といった観
点から好ましい。第1の電極が共通である構造として、
具体的には、ストライプ状の第1の電極を形成し、かか
るストライプ状の第1の電極の全面を覆うように強誘電
体層を形成する構成を挙げることができる。尚、このよ
うな構造においては、第1の電極と強誘電体層と第2の
電極の重複領域がメモリセルに相当する。第1の電極が
共通である構造として、その他、第1の電極の所定の領
域に、それぞれの強誘電体層が形成され、強誘電体層上
に第2の電極が形成された構造、あるいは又、配線の所
定の表面領域に、それぞれの第1の電極が形成され、か
かるそれぞれの第1の電極上に強誘電体層が形成され、
強誘電体層上に第2の電極が形成された構造を挙げるこ
とができるが、これらの構成に限定するものではない。The method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second to sixth aspects of the present invention, or the ferroelectric non-volatile according to the second to fifth aspects of the present invention. In a semiconductor memory, a first electrode is formed below a ferroelectric layer, and a second electrode is formed above the ferroelectric layer (that is, the first electrode corresponds to a lower electrode, Two
Of the electrode corresponds to the upper electrode),
A structure in which a first electrode is formed on the ferroelectric layer and a second electrode is formed under the ferroelectric layer (that is, the first electrode corresponds to the upper electrode and the second electrode corresponds to the lower electrode). (Corresponding to an electrode). The plate line preferably extends from the second electrode from the viewpoint of simplifying the wiring structure. As a structure in which the first electrode is common,
Specifically, a structure in which a stripe-shaped first electrode is formed and a ferroelectric layer is formed so as to cover the entire surface of the stripe-shaped first electrode can be mentioned. In such a structure, the overlapping region of the first electrode, the ferroelectric layer and the second electrode corresponds to the memory cell. As a structure in which the first electrode is common, in addition, a structure in which each ferroelectric layer is formed in a predetermined region of the first electrode and a second electrode is formed on the ferroelectric layer, or Further, each first electrode is formed on a predetermined surface area of the wiring, and a ferroelectric layer is formed on each of the first electrodes,
A structure in which the second electrode is formed on the ferroelectric layer can be mentioned, but the structure is not limited to these.
【0035】更には、本発明において、強誘電体層の下
に第1の電極を形成し、強誘電体層の上に第2の電極を
形成する構成の場合、メモリセルを構成する第1の電極
は所謂ダマシン構造を有しており、強誘電体層の上に第
1の電極を形成し、強誘電体層の下に第2の電極を形成
する構成の場合、メモリセルを構成する第2の電極は所
謂ダマシン構造を有していることが、強誘電体層を平坦
な下地上に形成することができるといった観点から好ま
しい。Further, in the present invention, when the first electrode is formed below the ferroelectric layer and the second electrode is formed above the ferroelectric layer, the first electrode forming the memory cell is formed. Has a so-called damascene structure, and when the first electrode is formed on the ferroelectric layer and the second electrode is formed under the ferroelectric layer, a memory cell is formed. It is preferable that the second electrode has a so-called damascene structure from the viewpoint that the ferroelectric layer can be formed on a flat base.
【0036】本発明において、第1の電極あるいは第2
の電極を構成する材料として、例えば、Ir、IrO
2-X、IrO2-X/Ir、SrIrO3、Ru、Ru
O2-X、SrRuO3、Pt、Pt/IrO2-X、Pt/
RuO2-X、Pd、Pt/Tiの積層構造、Pt/Ta
の積層構造、Pt/Ti/Taの積層構造、La0.5S
r0.5CoO3(LSCO)、Pt/LSCOの積層構
造、YBa2Cu3O7を挙げることができる。ここで、
Xの値は、0≦X<2である。尚、積層構造において
は、「/」の前に記載された材料が強誘電体層と接す
る。第1の電極と第2の電極とは、同じ材料から構成さ
れていてもよいし、同種の材料から構成されていてもよ
いし、異種の材料から構成されていてもよい。第1の電
極あるいは第2の電極を形成するためには、第1の電極
を構成する導電材料層あるいは第2の電極を構成する導
電材料層を形成した後の工程において、導電材料層をパ
ターニングすればよい。導電材料層の形成は、例えばス
パッタリング法、反応性スパッタリング法、電子ビーム
蒸着法、MOCVD法、あるいはパルスレーザアブレー
ション法といった導電材料層を構成する材料に適した方
法にて適宜行うことができる。また、導電材料層のパタ
ーニングは、例えばイオンミーリング法やRIE法にて
行うことができる。場合によっては、プラグ形成時のメ
ッキによって第1の電極を同時に形成してもよい。In the present invention, the first electrode or the second electrode
Examples of the material forming the electrodes of Ir include Ir and IrO.
2-X , IrO 2-X / Ir, SrIrO 3 , Ru, Ru
O 2-X, SrRuO 3, Pt, Pt / IrO 2-X, Pt /
RuO 2-X , Pd, Pt / Ti laminated structure, Pt / Ta
Laminated structure, Pt / Ti / Ta laminated structure, La 0.5 S
Examples thereof include r 0.5 CoO 3 (LSCO), a Pt / LSCO laminated structure, and YBa 2 Cu 3 O 7 . here,
The value of X is 0 ≦ X <2. In the laminated structure, the material described before “/” is in contact with the ferroelectric layer. The first electrode and the second electrode may be made of the same material, may be made of the same kind of material, or may be made of different kinds of materials. In order to form the first electrode or the second electrode, the conductive material layer is patterned in a step after forming the conductive material layer forming the first electrode or the conductive material layer forming the second electrode. do it. The conductive material layer can be formed by a method suitable for the material forming the conductive material layer, such as a sputtering method, a reactive sputtering method, an electron beam evaporation method, a MOCVD method, or a pulse laser ablation method. The patterning of the conductive material layer can be performed by, for example, the ion milling method or the RIE method. In some cases, the first electrode may be simultaneously formed by plating when forming the plug.
【0037】選択用トランジスタや各種のトランジスタ
は、例えば、周知のMIS型FETやMOS型FETか
ら構成することができる。ビット線を構成する材料とし
て、不純物がドーピングされたポリシリコンや高融点金
属材料を挙げることができる。選択用トランジスタとビ
ット線との接続のための接続孔は、例えば、タングステ
ンプラグや不純物をドーピングされたポリシリコンを埋
め込むことによって得ることができる。The selection transistor and various types of transistors can be composed of, for example, a well-known MIS type FET or MOS type FET. Examples of the material forming the bit line include polysilicon doped with impurities and a refractory metal material. The connection hole for connecting the selection transistor and the bit line can be obtained, for example, by burying a tungsten plug or impurity-doped polysilicon.
【0038】本発明において、絶縁層や層間絶縁層を構
成する材料として、酸化シリコン(SiO2)、窒化シ
リコン(SiN)、SiON、SOG、NSG、BPS
G、PSG、BSGあるいはLTOを例示することがで
きる。また、メモリセルを、例えば酸化アルミニウム
(Al2O3)等から成る水素ガス不透過層で被覆しても
よい。In the present invention, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), SiON, SOG, NSG and BPS are used as materials for forming the insulating layer and the interlayer insulating layer.
G, PSG, BSG or LTO can be exemplified. Also, the memory cell may be covered with a hydrogen gas impermeable layer made of, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
【0039】本発明にあっては、一対の強誘電体型不揮
発性半導体メモリを構成し、且つ、プレート線が共通と
された一対のメモリセルのそれぞれに1ビットを記憶す
ることができる。この場合、例えば、強誘電体型不揮発
性半導体メモリを一対とし(便宜上、不揮発性メモリ−
A、不揮発性メモリ−Bと呼ぶ)、一対の不揮発性メモ
リ−A及び不揮発性メモリ−Bを構成するビット線は、
同一のセンスアンプに接続されている構成とすることが
できるが、これに限定するものではない。そして、この
場合、不揮発性メモリ−Aを構成する選択用トランジス
タと、不揮発性メモリ−Bを構成する選択用トランジス
タとは、異なるワード線に接続されている。不揮発性メ
モリ−A及び不揮発性メモリ−Bとを対として、不揮発
性メモリ−Aを構成する選択用トランジスタと不揮発性
メモリ−Bを構成する選択用トランジスタとを独立して
駆動し、これらにおいて、対となったメモリセルのそれ
ぞれに1ビットのデータを記憶する。According to the present invention, one bit can be stored in each of a pair of memory cells that form a pair of ferroelectric non-volatile semiconductor memories and have a common plate line. In this case, for example, a pair of ferroelectric non-volatile semiconductor memories (for convenience, the non-volatile memory-
A, non-volatile memory-B), a pair of non-volatile memory-A and a non-volatile memory-B constituting the bit line,
The configuration may be such that they are connected to the same sense amplifier, but the configuration is not limited to this. Then, in this case, the selection transistor forming the non-volatile memory-A and the selection transistor forming the non-volatile memory-B are connected to different word lines. The non-volatile memory-A and the non-volatile memory-B are paired, and the selection transistor forming the non-volatile memory-A and the selection transistor forming the non-volatile memory-B are independently driven. 1-bit data is stored in each of the paired memory cells.
【0040】あるいは又、本発明にあっては、一対の強
誘電体型不揮発性半導体メモリを構成し、且つ、プレー
ト線が共通とされた一対のメモリセルに相補的に1ビッ
トを記憶する構成とすることができる。即ち、強誘電体
型不揮発性半導体メモリを一対とし(不揮発性メモリ−
A及び不揮発性メモリ−B)、一対の不揮発性メモリ−
A及び不揮発性メモリ−Bを構成するビット線は、同一
のセンスアンプに接続されている構成とすることができ
る。そして、この場合、不揮発性メモリ−Aを構成する
選択用トランジスタと、不揮発性メモリ−Bを構成する
選択用トランジスタとは、同一のワード線に接続されて
いてもよいし、異なるワード線に接続されていてもよ
い。但し、後者の場合、不揮発性メモリ−Aを構成する
選択用トランジスタと、不揮発性メモリ−Bを構成する
選択用トランジスタとを、同時に駆動する。そして、不
揮発性メモリ−A及び不揮発性メモリ−Bとを対とし
て、これらにおいて、対となったメモリセルに相補的な
データを記憶する。Alternatively, according to the present invention, a pair of ferroelectric non-volatile semiconductor memories are configured and one bit is complementarily stored in a pair of memory cells having a common plate line. can do. That is, a pair of ferroelectric non-volatile semiconductor memory (non-volatile memory-
A and non-volatile memory-B), a pair of non-volatile memory-
The bit lines forming A and the non-volatile memory-B may be connected to the same sense amplifier. In this case, the selection transistor forming the nonvolatile memory-A and the selection transistor forming the nonvolatile memory-B may be connected to the same word line or different word lines. It may have been done. However, in the latter case, the selection transistor forming the non-volatile memory-A and the selection transistor forming the non-volatile memory-B are simultaneously driven. Then, the nonvolatile memory-A and the nonvolatile memory-B are paired, and complementary data is stored in the paired memory cells.
【0041】本発明においては、オスミウム(Os)を
除く白金族金属あるいはその合金から成るプラグをメッ
キ法にて形成するが故に、高い信頼性を有する強誘電体
型不揮発性半導体メモリを得ることができる。In the present invention, since a plug made of a platinum group metal other than osmium (Os) or an alloy thereof is formed by a plating method, a highly reliable ferroelectric non-volatile semiconductor memory can be obtained. .
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、発明の実
施の形態(以下、実施の形態と略称する)に基づき本発
明を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings on the basis of an embodiment of the invention (hereinafter, simply referred to as an embodiment).
【0043】(実施の形態1)実施の形態1は、本発明
の第1の態様に係る強誘電体型不揮発性半導体メモリ
(以下、不揮発性メモリと略称する)及びその製造方法
に関する。実施の形態1の不揮発性メモリを、所謂、ス
タック型不揮発性メモリとした。(Embodiment 1) Embodiment 1 relates to a ferroelectric non-volatile semiconductor memory (hereinafter, abbreviated as non-volatile memory) according to the first aspect of the present invention and a manufacturing method thereof. The non-volatile memory according to the first embodiment is a so-called stack non-volatile memory.
【0044】この実施の形態1の不揮発性メモリは、図
5に模式的な一部断面図を示すように、シリコン半導体
基板から成る半導体基板10に形成された選択用トラン
ジスタTRと、メモリセルMCから構成されている。
尚、図5には、2つの不揮発性メモリを示した。MOS
型FETから構成された選択用トランジスタTRは、ゲ
ート絶縁膜12、ゲート電極13、ゲートサイドウオー
ル14、及び、ソース/ドレイン領域15A,15Bか
ら構成されている。メモリセルMCは、選択用トランジ
スタを覆う絶縁層17上に形成されており、第1の電極
21と強誘電体層22と第2の電極23とから成る。第
1の電極21は、絶縁層17に形成された開口部18に
設けられたプラグ19を介して選択用トランジスタの一
方のソース/ドレイン領域15Bに接続されている。プ
ラグ19は、例えば白金(Pt)から成り、メッキ法に
基づき形成されている。As shown in the schematic partial sectional view of FIG. 5, the nonvolatile memory according to the first embodiment has a selection transistor TR formed on a semiconductor substrate 10 made of a silicon semiconductor substrate and a memory cell MC. It consists of
Note that FIG. 5 shows two non-volatile memories. MOS
The selection transistor TR including a type FET includes a gate insulating film 12, a gate electrode 13, a gate sidewall 14, and source / drain regions 15A and 15B. The memory cell MC is formed on the insulating layer 17 that covers the selection transistor, and includes a first electrode 21, a ferroelectric layer 22, and a second electrode 23. The first electrode 21 is connected to one source / drain region 15B of the selection transistor via a plug 19 provided in the opening 18 formed in the insulating layer 17. The plug 19 is made of platinum (Pt), for example, and is formed by a plating method.
【0045】実施の形態1における不揮発性メモリの複
数から構成されたメモリアレイの回路図を図6に例示す
る。このメモリアレイにおいては、例えば、対となった
2つの不揮発性メモリに相補的に1ビットを記憶する。
尚、図6において、対となった2つの不揮発性メモリを
点線で囲った。各不揮発性メモリは、例えば、選択用ト
ランジスタTR11,TR12、メモリセルMC11,MC12
から構成されている。図6において、符号「WL」はワ
ード線を示し、符号「BL」はビット線を示し、符号
「PL」はプレート線を意味する。対となった不揮発性
メモリに着目すると、ワード線WL1は、ワード線デコ
ーダ/ドライバWDに接続されている。また、ビット線
BL1,BL2はセンスアンプSAに接続されている。更
には、プレート線PL1は、プレート線デコーダ/ドラ
イバPDに接続されている。A circuit diagram of a memory array composed of a plurality of nonvolatile memories according to the first embodiment is illustrated in FIG. In this memory array, for example, one bit is complementary stored in two non-volatile memories forming a pair.
In addition, in FIG. 6, two nonvolatile memories forming a pair are surrounded by a dotted line. Each nonvolatile memory has, for example, selection transistors TR 11 and TR 12 , memory cells MC 11 and MC 12
It consists of In FIG. 6, reference numeral “WL” indicates a word line, reference numeral “BL” indicates a bit line, and reference numeral “PL” indicates a plate line. Focusing on the paired nonvolatile memory, the word line WL 1 is connected to the word line decoder / driver WD. The bit lines BL 1 and BL 2 are connected to the sense amplifier SA. Further, the plate line PL 1 is connected to the plate line decoder / driver PD.
【0046】このような構造を有する不揮発性メモリに
おいて、記憶されたデータを読み出す場合、ワード線W
L1を選択し、更には、プレート線PL1を駆動すると、
相補的なデータが、対となったメモリセルMC11,MC
12から選択用トランジスタTR11,TR12を介して対と
なったビット線BL1,BL2に電圧(ビット線電位)と
して現れる。かかる対となったビット線BL1,BL2の
電圧(ビット線電位)を、センスアンプSAで検出す
る。尚、不揮発性メモリの動作は例示であり、上記の動
作に限定されない。In the nonvolatile memory having such a structure, when reading the stored data, the word line W
When L 1 is selected and the plate line PL 1 is driven,
Complementary data is stored in the paired memory cells MC 11 and MC.
It appears as a voltage (bit line potential) from 12 to the paired bit lines BL 1 and BL 2 through the selection transistors TR 11 and TR 12 . The voltage (bit line potential) of the paired bit lines BL 1 and BL 2 is detected by the sense amplifier SA. The operation of the non-volatile memory is an example, and the operation is not limited to the above.
【0047】以下、半導体基板等の模式的な一部断面図
である図1〜図5を参照して、実施の形態1の不揮発性
メモリの製造方法を説明する。A method of manufacturing the nonvolatile memory according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 5 which are schematic partial cross-sectional views of a semiconductor substrate and the like.
【0048】[工程−100]先ず、不揮発性メモリM
Aにおける選択用トランジスタTRとして機能するMO
S型トランジスタをシリコン半導体基板10に形成す
る。そのために、例えばLOCOS構造を有する素子分
離領域11を公知の方法に基づき形成する。尚、素子分
離領域は、トレンチ構造を有していてもよいし、LOC
OS構造とトレンチ構造の組合せとしてもよい。その
後、半導体基板10の表面を例えばパイロジェニック法
により酸化し、ゲート絶縁膜12を形成する。次いで、
不純物がドーピングされたポリシリコン層をCVD法に
て全面に形成した後、ポリシリコン層をパターニング
し、ゲート電極13を形成する。このゲート電極13は
ワード線WLを兼ねている。尚、ゲート電極13をポリ
シリコン層から構成する代わりに、ポリサイドや金属シ
リサイドから構成することもできる。次に、半導体基板
10にイオン注入を行い、LDD構造を形成する。その
後、全面にCVD法にてSiO2層を形成した後、この
SiO2層をエッチバックすることによって、ゲート電
極13の側面にゲートサイドウオール14を形成する。
次いで、半導体基板10にイオン注入を施した後、イオ
ン注入された不純物の活性化アニール処理を行うことに
よって、ソース/ドレイン領域15A,15Bを形成す
る。[Step-100] First, the nonvolatile memory M
MO that functions as the selection transistor TR in A
An S-type transistor is formed on the silicon semiconductor substrate 10. Therefore, the element isolation region 11 having, for example, a LOCOS structure is formed by a known method. Incidentally, the element isolation region may have a trench structure, or the LOC
A combination of the OS structure and the trench structure may be used. Then, the surface of the semiconductor substrate 10 is oxidized by, for example, a pyrogenic method to form the gate insulating film 12. Then
A polysilicon layer doped with impurities is formed on the entire surface by a CVD method, and then the polysilicon layer is patterned to form a gate electrode 13. The gate electrode 13 also serves as the word line WL. The gate electrode 13 may be made of polycide or metal silicide instead of being made of a polysilicon layer. Next, the semiconductor substrate 10 is ion-implanted to form an LDD structure. After that, a SiO 2 layer is formed on the entire surface by the CVD method, and then the SiO 2 layer is etched back to form the gate sidewall 14 on the side surface of the gate electrode 13.
Then, after ion-implanting the semiconductor substrate 10, activation / annealing treatment of the ion-implanted impurities is performed to form the source / drain regions 15A and 15B.
【0049】[工程−110]次いで、全面に絶縁層を
形成する。具体的には、SiO2から成る下層絶縁層を
CVD法にて形成した後、他方のソース/ドレイン領域
15Aの上方の下層絶縁層に開口部をリソグラフィ技術
及びRIE法に基づき形成する。そして、かかる開口部
内を含む下層絶縁層上に不純物がドーピングされたポリ
シリコン層をCVD法にて形成する。次に、下層絶縁層
上のポリシリコン層をパターニングすることによって、
ビット線BLを形成する。ビット線BLとソース/ドレ
イン領域15Aとは、下層絶縁層に形成された接続孔
(コンタクトホール)16を介して接続されている。そ
の後、BPSGから成る上層絶縁層をCVD法にて全面
に形成する。尚、BPSGから成る上層絶縁層の形成
後、窒素ガス雰囲気中で例えば900゜C×20分間、
上層絶縁層をリフローさせることが好ましい。更には、
必要に応じて、例えば化学的機械的研磨法(CMP法)
にて上層絶縁層の頂面を化学的及び機械的に研磨し、上
層絶縁層を平坦化したり、レジストエッチバック法によ
って上層絶縁層を平坦化することが望ましい。尚、下層
絶縁層と上層絶縁層を纏めて、以下、単に絶縁層17と
呼ぶ。こうして、図1の(A)に模式的な一部断面図を
示す構造を得ることができる。[Step-110] Next, an insulating layer is formed on the entire surface. Specifically, after a lower insulating layer made of SiO 2 is formed by the CVD method, an opening is formed in the lower insulating layer above the other source / drain region 15A based on the lithography technique and the RIE method. Then, a polysilicon layer doped with impurities is formed on the lower insulating layer including the inside of the opening by a CVD method. Next, by patterning the polysilicon layer on the lower insulating layer,
The bit line BL is formed. The bit line BL and the source / drain region 15A are connected via a connection hole (contact hole) 16 formed in the lower insulating layer. After that, an upper insulating layer made of BPSG is formed on the entire surface by the CVD method. After forming the upper insulating layer made of BPSG, for example, 900 ° C. × 20 minutes in a nitrogen gas atmosphere,
It is preferable to reflow the upper insulating layer. Furthermore,
If necessary, for example, a chemical mechanical polishing method (CMP method)
It is desirable to chemically and mechanically polish the top surface of the upper insulating layer to flatten the upper insulating layer, or to flatten the upper insulating layer by a resist etch back method. The lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively referred to as the insulating layer 17 below. Thus, the structure shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 1A can be obtained.
【0050】[工程−120]次に、一方のソース/ド
レイン領域15Bの上方の絶縁層17の部分に開口部1
8をリソグラフィ技術及びRIE法に基づき形成する
(図1の(B)参照)。[Step-120] Next, the opening 1 is formed in the insulating layer 17 above one of the source / drain regions 15B.
8 is formed based on the lithography technique and the RIE method (see FIG. 1B).
【0051】[工程−130]その後、白金(Pt)か
ら成るプラグ19を、メッキ法に基づき開口部18内に
形成する。具体的には、開口部18内を含む絶縁層17
上にスパッタリング法にてシード層に相当する白金(P
t)層を形成する。尚、シード層の図示は省略した。そ
の後、電気メッキ法にて開口部18内を含む絶縁層17
上のシード層の上に白金層を形成する(図2の(A)参
照)。その後、絶縁層17上の白金層を化学的機械的研
磨法(CMP法)やスパッタエッチング法にて除去す
る。こうして、図2の(B)に模式的な一部断面図を示
す構造を得ることができる。白金層の電気メッキ条件
を、以下の表2に例示する。ここで、ビット線BLは、
下層絶縁層上を、図の左右方向にプラグ19と接触しな
いように延びているが、かかるビット線の部分の図示は
省略した。[Step-130] After that, the plug 19 made of platinum (Pt) is formed in the opening 18 by a plating method. Specifically, the insulating layer 17 including the inside of the opening 18
Platinum (P
t) Form the layer. The illustration of the seed layer is omitted. After that, the insulating layer 17 including the inside of the opening 18 is formed by electroplating.
A platinum layer is formed on the upper seed layer (see FIG. 2A). Then, the platinum layer on the insulating layer 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method) or a sputter etching method. Thus, the structure shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 2B can be obtained. The electroplating conditions for the platinum layer are illustrated in Table 2 below. Here, the bit line BL is
Although extending over the lower insulating layer in the left-right direction in the drawing so as not to come into contact with the plug 19, the illustration of the bit line portion is omitted.
【0052】 [0052]
【0053】あるいは又、開口部18内を含む絶縁層1
7上にスパッタリング法にてシード層に相当するイリジ
ウム(Ir)層を形成する。その後、電気メッキ法にて
開口部18内を含む絶縁層17上のシード層上にイリジ
ウム層を形成する。その後、絶縁層17上のイリジウム
層を化学的機械的研磨法(CMP法)やスパッタエッチ
ング法にて除去する。イリジウム層の電気メッキ条件
を、以下の表3に例示する。Alternatively, the insulating layer 1 including the inside of the opening 18
An iridium (Ir) layer corresponding to a seed layer is formed on 7 by a sputtering method. Then, an iridium layer is formed on the seed layer on the insulating layer 17 including the inside of the opening 18 by electroplating. After that, the iridium layer on the insulating layer 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method) or a sputter etching method. The electroplating conditions for the iridium layer are illustrated in Table 3 below.
【0054】 [表3] メッキ浴 :(NH4)2IrCl6あるいはIrCl3・3H2O 5〜50グラム/リットル pH 1〜6 メッキ浴温度:30〜60゜C 電流密度 :0.5〜50A/cm2 [Table 3] Plating bath: (NH 4 ) 2 IrCl 6 or IrCl 3 · 3H 2 O 5 to 50 g / liter pH 1 to 6 Plating bath temperature: 30 to 60 ° C Current density: 0.5 to 50 A / cm 2
【0055】あるいは又、開口部18内を含む絶縁層1
7上にスパッタリング法にてシード層に相当するロジウ
ム(Rh)層を形成する。その後、電気メッキ法にて開
口部18内を含む絶縁層17上のシード層上にロジウム
層を形成する。その後、絶縁層17上のロジウム層を化
学的機械的研磨法(CMP法)やスパッタエッチング法
にて除去する。ロジウム層の電気メッキ条件を、以下の
表4に例示する。Alternatively, the insulating layer 1 including the inside of the opening 18
A rhodium (Rh) layer corresponding to a seed layer is formed on 7 by a sputtering method. After that, a rhodium layer is formed on the seed layer on the insulating layer 17 including the inside of the opening 18 by electroplating. After that, the rhodium layer on the insulating layer 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method) or a sputter etching method. The electroplating conditions for the rhodium layer are illustrated in Table 4 below.
【0056】 [表4] メッキ浴 :Rh(SO4)3あるいはRhCl3・3H2O 5〜50グラム/リットル pH 1〜6 メッキ浴温度:30〜60゜C 電流密度 :0.5〜50A/cm2 [Table 4] Plating bath: Rh (SO 4 ) 3 or RhCl 3 · 3H 2 O 5 to 50 g / liter pH 1 to 6 Plating bath temperature: 30 to 60 ° C Current density: 0.5 to 50 A / Cm 2
【0057】あるいは又、開口部18内を含む絶縁層1
7上にスパッタリング法にてシード層に相当するパラジ
ウム(Pd)層を形成する。その後、電気メッキ法にて
開口部18内を含む絶縁層17上のシード層上にパラジ
ウム層を形成する。その後、絶縁層17上のパラジウム
層を化学的機械的研磨法(CMP法)やスパッタエッチ
ング法にて除去する。パラジウム層の電気メッキ条件
を、以下の表5に例示する。Alternatively, the insulating layer 1 including the inside of the opening 18
A palladium (Pd) layer corresponding to a seed layer is formed on 7 by a sputtering method. After that, a palladium layer is formed on the seed layer on the insulating layer 17 including the inside of the opening 18 by electroplating. Then, the palladium layer on the insulating layer 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method) or a sputter etching method. The electroplating conditions for the palladium layer are illustrated in Table 5 below.
【0058】 [表5] メッキ浴 :PdSO4・2H2OあるいはPdCl2・4H2O 5〜50グラム/リットル pH 1〜6 メッキ浴温度:30〜60゜C 電流密度 :0.5〜50A/cm2 [Table 5] Plating bath: PdSO 4 .2H 2 O or PdCl 2 .4H 2 O 5 to 50 g / liter pH 1 to 6 Plating bath temperature: 30 to 60 ° C Current density: 0.5 to 50 A / Cm 2
【0059】あるいは又、開口部18内を含む絶縁層1
7上にスパッタリング法にてシード層に相当するルテニ
ウム(Ru)層を形成する。その後、電気メッキ法にて
開口部18内を含む絶縁層17上のシード層上にルテニ
ウム層を形成する。その後、絶縁層17上のルテニウム
層を化学的機械的研磨法(CMP法)やスパッタエッチ
ング法にて除去する。ルテニウム層の電気メッキ条件
を、以下の表6に例示する。Alternatively, the insulating layer 1 including the inside of the opening 18
A ruthenium (Ru) layer corresponding to a seed layer is formed on 7 by a sputtering method. Then, a ruthenium layer is formed on the seed layer on the insulating layer 17 including the inside of the opening 18 by electroplating. After that, the ruthenium layer on the insulating layer 17 is removed by a chemical mechanical polishing method (CMP method) or a sputter etching method. The electroplating conditions for the ruthenium layer are illustrated in Table 6 below.
【0060】 [0060]
【0061】[工程−140]次に、絶縁層17及びプ
ラグ19上に、スパッタリング法にて、例えばTiNか
ら成る厚さ約40nmの密着層20を形成することが好
ましい。そして、密着層20上にイリジウム(Ir)か
ら成る厚さ約100nmの第1電極材料層21Aをスパ
ッタリング法にて形成する(図3の(A)参照)。[Step-140] Next, it is preferable to form an adhesion layer 20 of, for example, TiN having a thickness of about 40 nm on the insulating layer 17 and the plug 19 by a sputtering method. Then, the first electrode material layer 21A made of iridium (Ir) and having a thickness of about 100 nm is formed on the adhesion layer 20 by the sputtering method (see FIG. 3A).
【0062】[工程−150]その後、例えば、MOD
法やMOCVD法によって、Bi系層状構造ペロブスカ
イト型の強誘電体材料から成る強誘電体薄膜22Aを全
面に形成する。例えば、Bi2SrTa2O9から成る強
誘電体薄膜22AのMOCVD法に基づく形成条件を以
下の表7に例示する。尚、表7中、「thd」は、テト
ラメチルヘプタンジネートの略である。また、表7に示
したソース原料はテトラヒドロフラン(THF)を主成
分とする溶媒中に溶解されている。[Step-150] Then, for example, MOD
A ferroelectric thin film 22A made of a Bi-based layered structure perovskite type ferroelectric material is formed on the entire surface by the MOCVD method or the MOCVD method. For example, Table 7 below exemplifies the formation conditions based on the MOCVD method for the ferroelectric thin film 22A made of Bi 2 SrTa 2 O 9 . In Table 7, "thd" is an abbreviation for tetramethylheptanedinate. The source materials shown in Table 7 are dissolved in a solvent containing tetrahydrofuran (THF) as a main component.
【0063】 [表7] MOCVD法による形成 ソース材料 :Sr(thd)2−tetraglyme Bi(C6H5)3 Ta(O−iC3H7)4(thd) 形成温度 :400〜700゜C プロセスガス:Ar/O2=1000/1000cm3 形成速度 :5〜20nm/分[Table 7] Formation by MOCVD Source material: Sr (thd) 2 -tetraglyme Bi (C 6 H 5 ) 3 Ta (O-iC 3 H 7 ) 4 (thd) Formation temperature: 400 to 700 ° C Process gas: Ar / O 2 = 1000/1000 cm 3 Formation rate: 5 to 20 nm / min
【0064】あるいは又、Bi2SrTa2O9から成る
強誘電体薄膜をパルスレーザアブレーション法、ゾル−
ゲル法、あるいはRFスパッタリング法にて全面に形成
することもできる。これらの場合の形成条件を、それぞ
れ、以下の表8、表9、表10に例示する。尚、ゾル−
ゲル法によって厚い強誘電体薄膜を形成する場合、所望
の回数、スピンコート及び乾燥、あるいはスピンコート
及び焼成(又は、アニール処理)を繰り返せばよい。Alternatively, a ferroelectric thin film made of Bi 2 SrTa 2 O 9 is formed by pulse laser ablation method, sol-
It can also be formed on the entire surface by a gel method or an RF sputtering method. The forming conditions in these cases are illustrated in Tables 8, 9 and 10 below. In addition, sol
When forming a thick ferroelectric thin film by the gel method, spin coating and drying, or spin coating and baking (or annealing treatment) may be repeated a desired number of times.
【0065】[表8]
パルスレーザアブレーション法による形成
ターゲット:Bi2SrTa2O9
使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、5Hz)
形成温度 :400〜800゜C
酸素濃度 :3Pa[Table 8] Target formed by pulse laser ablation method: Bi 2 SrTa 2 O 9 Laser used: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
Pulse width 25 nsec, 5 Hz) Forming temperature: 400 to 800 ° C Oxygen concentration: 3 Pa
【0066】[表9]
ゾル−ゲル法による形成
原料:Bi(CH3(CH2)3CH(C2H5)COO)3
[ビスマス・2エチルヘキサン酸,Bi(OOc)3]
Sr(CH3(CH2)3CH(C2H5)COO)2
[ストロンチウム・2エチルヘキサン酸,Sr(OO
c)2]
Ta(OEt)5 [タンタル・エトキシド]
スピンコート条件:3000rpm×20秒
乾燥:250゜C×7分
焼成:700〜800゜C×1時間(必要に応じてRT
A処理を加える)[0066] [Table 9] sol - gel method by forming ingredients: Bi (CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5) COO) 3 [ bismuth 2-ethylhexanoate, Bi (OOc) 3] Sr ( CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) COO) 2 [strontium.2-ethylhexanoic acid, Sr (OO
c) 2 ] Ta (OEt) 5 [tantalum ethoxide] Spin coating conditions: 3000 rpm x 20 seconds Drying: 250 ° C x 7 minutes Firing: 700 to 800 ° C x 1 hour (RT if necessary
A processing is added)
【0067】[表10] RFスパッタリング法による形成 ターゲット:Bi2SrTa2O9セラミックターゲット RFパワー:1.2W〜2.0W/ターゲット1cm2 雰囲気圧力:0.2〜1.3Pa 形成温度 :室温〜600゜C プロセスガス:Ar/O2の流量比=2/1〜9/1[Table 10] Formation target by RF sputtering method: Bi 2 SrTa 2 O 9 ceramic target RF power: 1.2 W to 2.0 W / target 1 cm 2 Atmospheric pressure: 0.2 to 1.3 Pa Formation temperature: Room temperature ˜600 ° C. Process gas: Ar / O 2 flow rate ratio = 2/1 to 9/1
【0068】強誘電体層を、PZTあるいはPLZTか
ら構成するときの、マグネトロンスパッタリング法によ
るPZTあるいはPLZTの形成条件を以下の表11に
例示する。あるいは又、PZTやPLZTを、反応性ス
パッタリング法、電子ビーム蒸着法、ゾル−ゲル法、又
は、MOCVD法にて形成することもできる。Table 11 below shows the conditions for forming PZT or PLZT by magnetron sputtering when the ferroelectric layer is composed of PZT or PLZT. Alternatively, PZT or PLZT can be formed by a reactive sputtering method, an electron beam evaporation method, a sol-gel method, or a MOCVD method.
【0069】[表11] ターゲット :PZTあるいはPLZT プロセスガス:Ar/O2=90体積%/10体積% 圧力 :4Pa パワー :50W 形成温度 :500゜C[Table 11] Target: PZT or PLZT Process gas: Ar / O 2 = 90% by volume / 10% by volume Pressure: 4 Pa Power: 50 W Formation temperature: 500 ° C
【0070】更には、PZTやPLZTをパルスレーザ
アブレーション法にて形成することもできる。この場合
の形成条件を以下の表12に例示する。Further, PZT or PLZT can be formed by the pulse laser ablation method. The forming conditions in this case are illustrated in Table 12 below.
【0071】[表12]
ターゲット:PZT又はPLZT
使用レーザ:KrFエキシマレーザ(波長248nm、
パルス幅25n秒、3Hz)
出力エネルギー:400mJ(1.1J/cm2)
形成温度 :550〜600゜C
酸素濃度 :40〜120Pa[Table 12] Target: PZT or PLZT Laser used: KrF excimer laser (wavelength 248 nm,
Pulse width 25 nsec, 3 Hz) Output energy: 400 mJ (1.1 J / cm 2 ) Formation temperature: 550 to 600 ° C Oxygen concentration: 40 to 120 Pa
【0072】[工程−160]その後、強誘電体薄膜2
2A上に第2電極材料層23Aを形成する。具体的に
は、強誘電体薄膜22A上に、スパッタリング法にて、
イリジウム(Ir)から成る厚さ100nmの第2電極
材料層23Aを形成する(図3の(B)参照)。次い
で、フォトリソグラフィ技術及びRIE法に基づき、第
2電極材料層23A、強誘電体薄膜22A、第1電極材
料層21A及び密着層20をパターニングする。こうし
て、絶縁層17上に、第1の電極21(Ir層から成
る)、第1の電極21上に形成された強誘電体層22
(Bi2SrTa2O9から成る)、及び、強誘電体層2
2上に形成された第2の電極23(Ir層から成る)か
ら構成されたメモリセルMCを得ることができる(図4
の(A)参照)。[Step-160] After that, the ferroelectric thin film 2
The second electrode material layer 23A is formed on 2A. Specifically, by sputtering on the ferroelectric thin film 22A,
A second electrode material layer 23A made of iridium (Ir) and having a thickness of 100 nm is formed (see FIG. 3B). Next, the second electrode material layer 23A, the ferroelectric thin film 22A, the first electrode material layer 21A, and the adhesion layer 20 are patterned based on the photolithography technique and the RIE method. Thus, the first electrode 21 (comprising an Ir layer) on the insulating layer 17 and the ferroelectric layer 22 formed on the first electrode 21.
(Composed of Bi 2 SrTa 2 O 9 ) and the ferroelectric layer 2
It is possible to obtain the memory cell MC composed of the second electrode 23 (comprising an Ir layer) formed on the second electrode 2 (FIG. 4).
(A)).
【0073】次いで、エッチングダメージの回復のため
に、微量の酸化性ガスを含む不活性ガス雰囲気、具体的
には、酸素ガスを1体積%含む窒素ガス雰囲気(窒素ガ
ス:99体積%)中で、700゜C、1時間の熱処理を
施こしてもよい。Next, in order to recover etching damage, in an inert gas atmosphere containing a trace amount of oxidizing gas, specifically, in a nitrogen gas atmosphere containing 1 volume% of oxygen gas (nitrogen gas: 99 volume%). Alternatively, heat treatment may be performed at 700 ° C. for 1 hour.
【0074】[工程−170]次に、全面に絶縁膜24
を形成する(図4の(B)参照)。次いで、リソグラフ
ィ技術及びRIE法に基づき、第2の電極23上の絶縁
膜24に開口部を形成する。その後、開口部内を含む絶
縁膜24上にスパッタリング法に基づきアルミニウムか
ら成る配線材料層を形成した後、絶縁膜24上の配線材
料層をパターニングし、プレート線PLを形成する(図
5参照)。こうして、不揮発性メモリを完成することが
できる。[Step-170] Next, the insulating film 24 is formed on the entire surface.
Are formed (see FIG. 4B). Next, an opening is formed in the insulating film 24 on the second electrode 23 based on the lithography technique and the RIE method. After that, a wiring material layer made of aluminum is formed on the insulating film 24 including the inside of the opening by a sputtering method, and then the wiring material layer on the insulating film 24 is patterned to form a plate line PL (see FIG. 5). Thus, the nonvolatile memory can be completed.
【0075】(実施の形態2)実施の形態2は、本発明
の第2の態様に係る不揮発性メモリ及びその製造方法に
関する。実施の形態2の不揮発性メモリの回路図を図7
及び図10に示し、模式的な一部断面図を図9に示す。
尚、図7及び図10には、プレート線を共有する隣接し
た2つの不揮発性メモリMA,MBを示す。一方、図9に
おいては、不揮発性メモリMAを構成する選択用トラン
ジスタTRA及びメモリセルMCAm、並びに、ビット線
BLAの延びる方向に隣接する不揮発性メモリを構成す
る選択用トランジスタTR’A及びメモリセルMC’Am
の一部分を併せて図示した。ビット線BLAの延びる方
向に隣接するメモリセルMCAm,MC’Am・・・におけ
るビット線BLAは共通化されている。これらの不揮発
性メモリは同じ構造を有するが故に、以下、不揮発性メ
モリMAについて説明する。(Embodiment 2) Embodiment 2 relates to a nonvolatile memory according to the second aspect of the present invention and a method for manufacturing the same. FIG. 7 is a circuit diagram of the nonvolatile memory according to the second embodiment.
10 and FIG. 9 is a schematic partial sectional view.
7 and 10 show two adjacent non-volatile memories M A and M B sharing the plate line. On the other hand, in FIG. 9, the selection transistor TR A and the memory cell MC Am that configure the nonvolatile memory M A , and the selection transistor TR ′ A that configures the nonvolatile memory adjacent in the direction in which the bit line BL A extends. And memory cell MC ' Am
Is also shown in part. The bit lines BL A in the memory cells MC Am , MC ′ Am ... Adjacent to the extending direction of the bit lines BL A are shared. Since these nonvolatile memories have the same structure, the nonvolatile memory M A will be described below.
【0076】実施の形態2の不揮発性メモリMAは、
(A)ビット線BLAと、(B)選択用トランジスタT
RAと、(C)M個(但し、M≧2であり、実施の形態
2においては、M=4)のメモリセルMCAMから構成さ
れたメモリユニットMUAと、(D)M本のプレート線
PLm(m=1,2・・・M)、から構成されている。The nonvolatile memory M A according to the second embodiment is
(A) Bit line BL A and (B) selection transistor T
R A , (C) M memory cells (where M ≧ 2, and M = 4 in the second embodiment) M U A configured of memory cells MC AM , and (D) M memory units. It is composed of plate lines PL m (m = 1, 2 ... M).
【0077】そして、各メモリセルMCAm(m=1,2
・・・M)は、第1の電極21と強誘電体層22と第2
の電極23とから構成されている。また、メモリユニッ
トMUAを構成するメモリセルMCAmの第1の電極21
は、メモリユニットMUAにおいて共通であり、この共
通の第1の電極21(共通ノードCNAと呼ぶ場合があ
る)は、プラグ19、選択用トランジスタTRA、接続
孔16を介してビット線BLAに接続され、第2の電極
23はプレート線PLmに接続されている。具体的に
は、プレート線PLmはメモリセルMCAmを構成する第
2の電極23から延在しており、隣接する不揮発性メモ
リMBのメモリセルMCBmを構成する第2の電極23と
共通である。Then, each memory cell MC Am (m = 1, 2,
... M) is the first electrode 21, the ferroelectric layer 22 and the second electrode 21.
Electrode 23. In addition, the first electrode 21 of the memory cell MC Am that constitutes the memory unit MU A
Is common in the memory unit MU A , and the common first electrode 21 (which may be referred to as a common node CN A ) is connected to the bit line BL via the plug 19, the selection transistor TR A , and the connection hole 16. The second electrode 23 is connected to A and the second electrode 23 is connected to the plate line PL m . Specifically, the plate line PL m extends from the second electrode 23 forming the memory cell MC Am and is connected to the second electrode 23 forming the memory cell MC Bm of the adjacent nonvolatile memory M B. It is common.
【0078】プレート線PLmは、プレート線デコーダ
/ドライバPDに接続されている。また、選択用トラン
ジスタTRAのゲート電極はワード線WLに接続され、
ワード線WLは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接
続されている。更には、ビット線BLAはセンスアンプ
SAに接続されている。センスアンプSAは、例えば、
カレントミラーセンスアンプから構成することができ
る。The plate line PL m is connected to the plate line decoder / driver PD. The gate electrode of the selection transistor TR A is connected to the word line WL,
The word line WL is connected to the word line decoder / driver WD. Furthermore, the bit line BL A is connected to the sense amplifier SA. The sense amplifier SA is, for example,
It can be composed of a current mirror sense amplifier.
【0079】このような構造とすることで、1つの選択
用トランジスタTRAを4つのメモリセルMCAmにて共
有するが故に、不揮発性メモリ全体としての縮小化を効
果的に図ることができる。尚、Mの値は4に限定されな
い。実際的なMの値として、例えば、2のべき数(2,
4,8,16・・・)を挙げることができる。With such a structure, since one selecting transistor TR A is shared by the four memory cells MC Am , it is possible to effectively reduce the size of the nonvolatile memory as a whole. The value of M is not limited to 4. As a practical value of M, for example, a power of 2 (2,
4, 8, 16 ...).
【0080】図7に回路図を示す実施の形態2の不揮発
性メモリにおいては、対となったメモリセルMCAm,M
CBmに相補的なデータを書き込むことで1ビットを記憶
する。また、2つの選択用トランジスタTRA,TR
Bと、8個のメモリセルMCAm,MCBmによって、1つ
のメモリユニット(アクセス単位ユニット)が構成さ
れ、4ビットを記憶する。実際の不揮発性メモリにおい
ては、この4ビットを記憶するメモリユニットの集合が
アクセス単位ユニットとしてアレイ状に配設されてい
る。In the nonvolatile memory of the second embodiment whose circuit diagram is shown in FIG. 7, paired memory cells MC Am and M
One bit is stored by writing complementary data to C Bm . In addition, the two selection transistors TR A and TR
B and eight memory cells MC Am and MC Bm form one memory unit (access unit unit) and store 4 bits. In an actual non-volatile memory, a set of memory units storing these 4 bits is arranged in an array as an access unit unit.
【0081】このような不揮発性メモリからデータを読
み出し、再書き込みする方法について、以下、説明す
る。尚、一例として、対となったメモリセルMCA1,M
CB1から相補的な1ビットのデータを読み出すものと
し、メモリセルMCA1にはデータ「1」が、メモリセル
MCB1にはデータ「0」が記憶されているとする。図8
に動作波形を示す。尚、図8中、括弧内の数字は、以下
に説明する工程の番号と対応している。A method of reading data from such a non-volatile memory and rewriting the data will be described below. As an example, the paired memory cells MC A1 , M
It is assumed that complementary 1-bit data is read from C B1, data “1” is stored in the memory cell MC A1 , and data “0” is stored in the memory cell MC B1 . Figure 8
Shows the operation waveform. In FIG. 8, the numbers in parentheses correspond to the numbers of the steps described below.
【0082】(1)待機状態では、ビット線BLA,B
LB、ワード線WL、全プレート線PL mが0ボルトとな
っている。更には、共通ノードCNA,CNBも0ボルト
で浮遊状態となっている。(1) In the standby state, the bit line BLA, B
LB, Word lines WL, all plate lines PL mIs 0 volts
ing. Furthermore, the common node CNA, CNBAlso 0 volts
It is in a floating state.
【0083】(2)データ読み出し時、選択プレート線
PL1にVccを印加する。このとき、選択メモリセルM
CA1にはデータ「1」が記憶されているので、強誘電体
層に分極反転が生じ、蓄積電荷量が増加し、共通ノード
CNAの電位が上昇する。一方、選択メモリセルMCB1
にはデータ「0」が記憶されているので、強誘電体層に
分極反転が生ぜず、共通ノードCNBの電位は殆ど上昇
しない。即ち、共通ノードCNA,CNBは、非選択メモ
リセルの強誘電体層を介して複数の非選択プレート線P
Lj(j=2,3,4)にカップリングされているの
で、共通ノードCNBの電位は0ボルトに比較的近いレ
ベルに保たれる。このようにして、選択メモリセルMC
A1,MCB1に記憶されたデータに依存して共通ノードC
NA,CNBの電位に変化が生じる。従って、選択メモリ
セルMCA1の強誘電体層には、分極反転に十分な電界を
与えることができる。(2) When reading data, V cc is applied to the selected plate line PL 1 . At this time, the selected memory cell M
Since data "1" is stored in C A1 , polarization inversion occurs in the ferroelectric layer, the amount of accumulated charge increases, and the potential of the common node CN A rises. On the other hand, the selected memory cell MC B1
Since the data "0" is stored in, the polarization inversion does not occur in the ferroelectric layer, and the potential of the common node CN B hardly rises. That is, the common nodes CN A and CN B are connected to the plurality of non-selected plate lines P via the ferroelectric layers of the non-selected memory cells.
Since it is coupled to L j (j = 2, 3, 4), the potential of the common node CN B is kept at a level relatively close to 0 volt. In this way, the selected memory cell MC
Common node C depending on the data stored in A1 and MC B1
A change occurs in the potentials of N A and C N B. Therefore, a sufficient electric field for polarization reversal can be applied to the ferroelectric layer of the selected memory cell MC A1 .
【0084】(3)次に、ビット線BLA,BLBを浮遊
状態とし、ワード線WLをハイレベルとすることによっ
て、選択用トランジスタTRA,TRBをオン状態とす
る。これによって、選択メモリセルMCA1に記憶された
データに基づき共通の第1の電極(共通ノードCNA)
に生じた電位により、ビット線BLAに電位が生じる。
一方、ビット線BLBの電位は僅かしか上昇しない。(3) Next, the bit lines BL A and BL B are brought into a floating state and the word line WL is brought to a high level to turn on the selection transistors TR A and TR B. As a result, the common first electrode (common node CN A ) based on the data stored in the selected memory cell MC A1.
The potential generated on the bit line causes a potential on the bit line BL A.
On the other hand, the potential of the bit line BL B rises only slightly.
【0085】(4)次いで、ワード線WLをローレベル
とすることによって、選択用トランジスタTRA,TRB
をオフ状態とする。(4) Next, the word line WL is set to the low level to select transistors TR A and TR B.
Is turned off.
【0086】(5)その後、ビット線BLA,BLBの電
位をセンスアンプSAにてラッチし、センスアンプSA
を活性化してデータを増幅し、データの読み出し動作を
完了する。(5) Thereafter, the potentials of the bit lines BL A and BL B are latched by the sense amplifier SA, and the sense amplifier SA
Are activated to amplify the data, and the data read operation is completed.
【0087】以上の動作によって、選択メモリセルに記
憶されていたデータが一旦破壊されてしまうので、デー
タの再書き込み動作を行う。Since the data stored in the selected memory cell is once destroyed by the above operation, the data rewriting operation is performed.
【0088】(6)そのために、先ず、ビット線B
LA,BLBをセンスアンプSAによって充放電させ、ビ
ット線BLAにVccを印加し、ビット線BLBに0ボルト
を印加する。一方、非選択プレート線PLj(j=2,
3,4)の電位を(1/2)Vccとする。(6) Therefore, first, the bit line B
L A, the BL B is charged and discharged by the sense amplifier SA, the V cc is applied to the bit line BL A, applying 0 volts to the bit line BL B. On the other hand, the non-selected plate line PL j (j = 2,
The potential of (3, 4) is set to (1/2) Vcc .
【0089】(7)その後、ワード線WLをハイレベル
とすることによって、選択用トランジスタTRA,TRB
をオン状態とする。これによって、共通ノードCNA,
CNBの電位はビット線BLA,BLBの電位と等しくな
る。即ち、選択メモリセルMCA1に記憶されていたデー
タが「1」であるので、共通ノードCNAの電位はVcc
となる。一方、選択メモリセルMCB1に記憶されていた
データが「0」であるので、共通ノードCNBの電位は
0ボルトとなる。選択プレート線PL1の電位はVccの
ままであるが故に、また、共通ノードCNBの電位が0
ボルトであるが故に、選択メモリセルMCB1にはデータ
「0」が再書き込みされる。(7) After that, the word line WL is set to the high level to select transistors TR A and TR B.
Is turned on. This allows the common node CN A ,
The potential of CN B becomes equal to the potentials of bit lines BL A and BL B. That is, since the data stored in the selected memory cell MC A1 is “1”, the potential of the common node CN A is V cc.
Becomes On the other hand, since the data stored in the selected memory cell MC B1 is “0”, the potential of the common node CN B becomes 0 volt. Since the potential of the selected plate line PL 1 is still V cc , the potential of the common node CN B is also 0.
Since the voltage is volt, the data “0” is rewritten in the selected memory cell MC B1 .
【0090】(8)次に、選択プレート線PL1の電位
を0ボルトとする。これによって、選択メモリセルMC
A1に記憶されていたデータが「1」であるが故に、共通
ノードCNAの電位がVccであり、データ「1」がメモ
リセルMCA1に再書き込みされる。選択メモリセルMC
B1にデータ「0」が既に再書き込みされており、選択メ
モリセルMCB1に変化は生じない。(8) Next, the potential of the selected plate line PL 1 is set to 0 volt. As a result, the selected memory cell MC
Since the data stored in A1 is "1", the potential of the common node CN A is V cc , and the data "1" is rewritten in the memory cell MC A1 . Selected memory cell MC
B1 data "0" has already been re-written to, there is no change to the selected memory cell MC B1.
【0091】(9)その後、ビット線BLA,BLBを0
ボルトとする。(9) After that, the bit lines BL A and BL B are set to 0.
Let it be a bolt.
【0092】(10)最後に、非選択プレート線PLj
を0ボルトとし、ワード線WLをローレベルとすること
によって、選択用トランジスタTRA,TRBをオフ状態
とする。(10) Finally, the non-selected plate line PL j
Is set to 0 volt and the word line WL is set to a low level to turn off the selection transistors TR A and TR B.
【0093】他のメモリセルMCAj,MCBj(j=2,
3,4)からデータを読み出し、データを再書き込みす
る場合には、同様の操作を繰り返す。Other memory cells MC Aj , MC Bj (j = 2,
When the data is read from 3, 4) and the data is rewritten, the same operation is repeated.
【0094】図10に回路図を示すように、不揮発性メ
モリMAを構成する選択用トランジスタTRAと、不揮発
性メモリMBを構成する選択用トランジスタTRBとをワ
ード線WL1及びワード線WL2によって独立して制御す
れば、メモリセルMCAm、メモリセルMCBmのそれぞれ
に1ビットのデータを記憶することができる。以下、こ
のような構成の不揮発性メモリからデータを読み出し、
再書き込みする方法について説明する。尚、一例とし
て、メモリセルMCA1から1ビットのデータを読み出す
ものとする。図11に動作波形を示す。尚、図11中、
括弧内の数字は、以下に説明する工程の番号と対応して
いる。[0094] As shown in a circuit diagram of FIG. 10, the selection transistor TR A constituting the nonvolatile memory M A, selection transistor TR B and the word lines WL 1 and word line constituting the nonvolatile memory M B When independently controlled by WL 2 , 1-bit data can be stored in each of the memory cell MC Am and the memory cell MC Bm . Hereafter, the data is read from the nonvolatile memory having such a configuration,
A method of rewriting will be described. As an example, it is assumed that 1-bit data is read from the memory cell MC A1 . FIG. 11 shows operation waveforms. In addition, in FIG.
The numbers in parentheses correspond to the process numbers described below.
【0095】(1)待機状態では、ビット線BLA,B
LB、ワード線WL1,WL2、全プレート線PLmが0ボ
ルトとなっている。更には、共通ノードCNA,CNBも
0ボルトで浮遊状態となっている。(1) In the standby state, the bit lines BL A , B
L B , word lines WL 1 and WL 2 , and all plate lines PL m are at 0 volt. Further, the common nodes CN A and CN B are also in a floating state at 0 volt.
【0096】(2)データ読み出しが開始されると、先
ず、選択されたメモリユニット(アクセス単位ユニッ
ト)における全プレート線PLm(m=1,2,3,
4)を(1/2)Vcc(但し、Vccは電源電圧)にプレ
チャージし、更に、ビット線BLA,BLBを(1/2)
Vccにプレチャージする。その後、ワード線WL1,W
L2をハイレベルとすることによって、選択用トランジ
スタTRA,TRBをオン状態とする。これによって、共
通の第1の電極21(共通ノードCNA,CNB)がビッ
ト線BLA,BLBに接続され、共通ノードCNA,CNB
の電位は(1/2)V ccとなる。(2) When data reading is started,
The selected memory unit (access unit
All plate lines PL inm(M = 1, 2, 3,
4) to (1/2) Vcc(However, VccIs the power supply voltage)
Charge and then bit line BLA, BLB(1/2)
VccPrecharge to. Then word line WL1, W
L2To a high level,
Star TRA, TRBIs turned on. By this,
Common first electrode 21 (common node CNA, CNB) Is a bit
Line BLA, BLBConnected to the common node CNA, CNB
Potential is (1/2) V ccBecomes
【0097】(3)次いで、非選択のワード線WL2を
ローレベルとすることによって、選択用トランジスタT
RBをオフ状態とする。これによって、非選択の共通ノ
ードCNBは、電位が(1/2)Vccのまま、浮遊状態
となる。(3) Next, the non-selected word line WL 2 is set to the low level to select the selection transistor T.
And turn off the R B. Thus, the common node CN B the non-selected, while the potential of (1/2) V cc, a floating state.
【0098】(4)その後、選択プレート線PL1、及
び、ビット線BLAを接地線(図示せず)を介して0ボ
ルトまで放電させる。このとき、ビット線BLAに接続
されている共通ノードCNAも0ボルトとなる。ビット
線BLAの放電が完了したならば、接地線とビット線B
LAとの電気的な接続を解き、ビット線BLAを浮遊状態
とする。(4) After that, the selected plate line PL 1 and the bit line BL A are discharged to 0 volt through the ground line (not shown). At this time, the common node CN A also 0 volt, which is connected to the bit line BL A. When the discharge of the bit line BL A is completed, the ground line and the bit line B
The electrical connection with L A is released to bring the bit line BL A into a floating state.
【0099】(5)次に、選択プレート線PL1にVcc
を印加し、一方、ビット線BLBに(即ち、参照側ビッ
ト線に)、データ「1」の読み出し電位と、データ
「0」の読み出し電位の中間の参照電位を与える。これ
によって、データ「1」を記憶していたメモリセルMC
A1からは反転電荷が放出される。以上の結果、ビット線
BLA,BLBの間に電位差が生じる。次に、センスアン
プSAを活性化して、かかるビット線BLA,BLBの間
の電位差をデータとして読み出す。(5) Next, V cc is applied to the selected plate line PL 1.
On the other hand, a reference potential intermediate between the read potential of the data “1” and the read potential of the data “0” is applied to the bit line BL B (that is, the reference side bit line). As a result, the memory cell MC storing the data "1"
Inversion charges are emitted from A1 . As a result, a potential difference occurs between the bit lines BL A and BL B. Next, the sense amplifier SA is activated to read the potential difference between the bit lines BL A and BL B as data.
【0100】以上の動作によって、選択メモリセルに記
憶されていたデータが一旦破壊されてしまうので、デー
タの再書き込み動作を行う。By the above operation, the data stored in the selected memory cell is once destroyed, so the data rewriting operation is performed.
【0101】(6)その後、ビット線BLA,BLBを、
センスアンプSAによって充放電させ、メモリセルMC
A1にデータ「1」が記憶されていた場合には、ビット線
BLAにVccを印加し、メモリセルMCA1にデータ
「0」が記憶されていた場合には、ビット線BLAに0
ボルトを印加する。一方、ビット線BLBには0ボルト
を印加する。その結果、メモリセルMCA1にデータ
「0」が記憶されていた場合には、データ「0」が再び
書き込まれる。(6) After that, the bit lines BL A and BL B are
The memory cell MC is charged and discharged by the sense amplifier SA.
When data "1" is stored in A1 , V cc is applied to the bit line BL A , and when data "0" is stored in the memory cell MC A1 , 0 is written in the bit line BL A.
Apply a volt. On the other hand, 0 volt is applied to the bit line BL B. As a result, when the data “0” is stored in the memory cell MC A1 , the data “0” is written again.
【0102】(7)その後、選択プレート線PL1を0
ボルトとすることによって、メモリセルMCA1にデータ
「1」が記憶されていた場合には、データ「1」が再び
書き込まれる。(7) After that, the selected plate line PL 1 is set to 0.
By setting the voltage to Volt, when the data “1” is stored in the memory cell MC A1 , the data “1” is written again.
【0103】(8)データの読み出しを終了する場合に
は、次いで、ビット線BLA,BLBを0ボルトまで放電
する。次に、プレート線PLm(m=1,2,3,4)
を0ボルトまで放電した後、非選択のワード線WL2を
再びハイレベルとし、選択用トランジスタTRA,TRB
をオン状態として、メモリユニット(アクセス単位ユニ
ット)の全ての共通ノードCNA,CNBを0ボルトとす
る。(8) When the data reading is completed, then the bit lines BL A and BL B are discharged to 0 volt. Next, the plate line PL m (m = 1, 2, 3, 4)
After the discharge to 0 volt, the non-selected word line WL 2 is set to the high level again and the selection transistors TR A and TR B are selected.
Is turned on, and all the common nodes CN A and CN B of the memory unit (access unit unit) are set to 0 volt.
【0104】尚、引き続き、次のメモリセルのデータを
読み出す場合には、再び、全プレート線PLm(m=
1,2,3,4)を(1/2)Vccにプレチャージし、
上述の(2)〜(7)の動作を繰り返す。When the data of the next memory cell is read out continuously, all plate lines PL m (m = m
1, 2, 3, 4) is precharged to (1/2) V cc ,
The above operations (2) to (7) are repeated.
【0105】以下、実施の形態2の不揮発性メモリの製
造方法を説明する。The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the second embodiment will be described below.
【0106】[工程−200]先ず、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、不揮発性メモリにおけ
る選択用トランジスタTRAとして機能するMOS型ト
ランジスタを半導体基板10に形成する。[Step-200] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a MOS transistor that functions as the selection transistor TR A in the nonvolatile memory is formed on the semiconductor substrate 10.
【0107】[工程−210]次いで、全面に下層絶縁
層を形成した後、この下層絶縁層上に、選択用トランジ
スタTRAの一方のソース/ドレイン領域15Aに接続
孔16を介して電気的に接続されたビット線BLAを形
成する。具体的には、SiO2から成る下層絶縁層をC
VD法にて形成した後、一方のソース/ドレイン領域1
5Aの上方の下層絶縁層に開口部をRIE法にて形成す
る。そして、かかる開口部内を含む下層絶縁層上に不純
物がドーピングされたポリシリコン層をCVD法にて形
成する。これによって、接続孔(コンタクトプラグ)1
6が形成される。次に、下層絶縁層上のポリシリコン層
をパターニングすることによって、ビット線BLAを形
成する。その後、BPSGから成る上層絶縁層をCVD
法にて全面に形成する。尚、BPSGから成る上層絶縁
層の形成後、窒素ガス雰囲気中で例えば900゜C×2
0分間、上層絶縁層をリフローさせることが好ましい。
更には、必要に応じて、例えば化学的機械的研磨法(C
MP法)にて上層絶縁層の頂面を化学的及び機械的に研
磨し、上層絶縁層を平坦化することが望ましい。尚、下
層絶縁層と上層絶縁層を纏めて、絶縁層17と呼ぶ。[Step-210] Then, a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then electrically connected to the one source / drain region 15A of the selecting transistor TR A through the connection hole 16 on the lower insulating layer. Form a connected bit line BL A. Specifically, the lower insulating layer made of SiO 2 is C
After forming by the VD method, one of the source / drain regions 1
An opening is formed in the lower insulating layer above 5A by the RIE method. Then, a polysilicon layer doped with impurities is formed on the lower insulating layer including the inside of the opening by a CVD method. As a result, the connection hole (contact plug) 1
6 is formed. Then, the bit line BL A is formed by patterning the polysilicon layer on the lower insulating layer. Then, CVD is applied to the upper insulating layer made of BPSG.
It is formed on the entire surface by the method. After forming the upper insulating layer made of BPSG, for example, 900 ° C. × 2 in a nitrogen gas atmosphere.
It is preferable to reflow the upper insulating layer for 0 minutes.
Further, if necessary, for example, a chemical mechanical polishing method (C
It is desirable that the top surface of the upper insulating layer is polished chemically and mechanically by the MP method) to flatten the upper insulating layer. The lower insulating layer and the upper insulating layer are collectively referred to as an insulating layer 17.
【0108】[工程−220]次に、他方のソース/ド
レイン領域15Bの上方の絶縁層17の部分に開口部1
8をRIE法にて形成した後、かかる開口部18内に、
実施の形態1の[工程−130]と同様にしてプラグ1
9を形成する。[Step-220] Next, the opening 1 is formed in the insulating layer 17 above the other source / drain region 15B.
8 is formed by the RIE method, and then, in the opening 18,
Similar to [Step-130] of the first embodiment, the plug 1
9 is formed.
【0109】[工程−230]その後、実施の形態1の
[工程−140]と同様にして、絶縁層17及びプラグ
19上に酸化チタンから成る密着層20を形成すること
が望ましい。そして、密着層20上にIrから成る第1
の電極(下部電極)21を構成する第1電極材料層を、
例えばスパッタ法にて形成し、第1電極材料層及び密着
層をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
に基づきパターニングすることによって、第1の電極2
1を得ることができる。[Step-230] After that, it is desirable to form the adhesion layer 20 made of titanium oxide on the insulating layer 17 and the plug 19 in the same manner as in [Step-140] of the first embodiment. Then, the first layer of Ir is formed on the adhesion layer 20.
The first electrode material layer constituting the electrode (lower electrode) 21 of
For example, the first electrode 2 is formed by a sputtering method, and the first electrode material layer and the adhesion layer are patterned by a photolithography technique and a dry etching technique.
1 can be obtained.
【0110】[工程−240]その後、実施の形態1の
[工程−150]、[工程−160]と同様にして、強
誘電体薄膜、第2電極材料層を順次形成した後、第2電
極材料層及び強誘電体薄膜をパターニングすることによ
って、強誘電体層22及び第2の電極23を得る。[工
程−250]その後、全面に絶縁膜27Aを形成して、
不揮発性メモリを完成させる。[Step-240] Then, in the same manner as in [Step-150] and [Step-160] of the first embodiment, the ferroelectric thin film and the second electrode material layer are sequentially formed, and then the second electrode is formed. The ferroelectric layer 22 and the second electrode 23 are obtained by patterning the material layer and the ferroelectric thin film. [Step-250] After that, an insulating film 27A is formed on the entire surface,
Complete the non-volatile memory.
【0111】各第2の電極はプレート線を兼ねていなく
ともよい。この場合には、絶縁膜27Aの形成完了後、
第2の電極23の上方の絶縁膜27Aに開口部を形成
し、次いで、絶縁膜27A上に、かかる開口部内にまで
延在するプレート線を形成すればよい。Each second electrode may not also serve as a plate line. In this case, after the formation of the insulating film 27A is completed,
An opening may be formed in the insulating film 27A above the second electrode 23, and then a plate line extending into the opening may be formed on the insulating film 27A.
【0112】(実施の形態3)実施の形態3は、本発明
の第3の態様に係る不揮発性メモリ及びその製造方法に
関する。実施の形態3の不揮発性メモリの回路図を図1
2及び図13に示し、模式的な一部断面図を図14に示
す。尚、図12及び図13には、プレート線を共有する
隣接した2つの不揮発性メモリMA,MBを示す。一方、
図14においては、不揮発性メモリMAを構成する選択
用トランジスタTRA及びメモリセルMC Amを図示す
る。これらの不揮発性メモリMA,MBは同じ構造を有す
るが故に、以下、不揮発性メモリMAについて説明す
る。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention
To a non-volatile memory and a method for manufacturing the same according to the third aspect
Concerned. 1 is a circuit diagram of a nonvolatile memory according to a third embodiment.
2 and FIG. 13, and a schematic partial sectional view is shown in FIG.
You 12 and 13, the plate line is shared.
Two adjacent non-volatile memories MA, MBIndicates. on the other hand,
In FIG. 14, the nonvolatile memory MAThe choices that make up
Transistor TRAAnd memory cell MC AmIllustrates
It These non-volatile memory MA, MBHave the same structure
Therefore, the non-volatile memory MAExplain about
It
【0113】実施の形態3の不揮発性メモリMAは、
(A)ビット線BLAと、(B)選択用トランジスタT
RAと、(C)それぞれがM個(但し、M≧2であり、
実施の形態3においては、M=4)のメモリセルMCAM
から構成された、N個(但し、N≧2であり、実施の形
態3においては、N=2)のメモリユニットMUANと、
(D)M×N本のプレート線、から成る。The nonvolatile memory M A according to the third embodiment is
(A) Bit line BL A and (B) selection transistor T
R A and (C) are each M (provided that M ≧ 2,
In the third embodiment, M = 4) memory cells MC AM
N (where N ≧ 2, and N = 2 in the third embodiment) memory units MU AN configured from
(D) M × N plate lines.
【0114】そして、N個のメモリユニットMUAnは、
層間絶縁層を介して積層されており、各メモリセルは、
第1の電極21,31と強誘電体層22,32と第2の
電極23,33とから成り、各メモリユニットMUAnに
おいて、メモリセルMCAnmの第1の電極は共通であ
り、共通の第1の電極は、プラグ、選択用トランジスタ
TRA、接続孔を介してビット線BLAに接続されてい
る。具体的には、メモリユニットMUA1において、メモ
リセルMCA1mの第1の電極21は共通であり(この共
通の第1の電極21を第1の共通ノードCNA1と呼
ぶ)、共通の第1の電極21(第1の共通ノードC
NA1)は、絶縁層17に形成された第1層目の開口部1
8に設けられた第1層目のプラグ19、選択用トランジ
スタTRA、接続孔16を介してビット線BLAに接続さ
れている。また、メモリユニットMUA2において、メモ
リセルMCA2mの第1の電極31は共通であり(この共
通の第1の電極を第2の共通ノードCNA2と呼ぶ)、共
通の第1の電極31(第2の共通ノードCNA2)は、第
1層目の層間絶縁層27に形成された第2層目の開口部
28に設けられた第2層目のプラグ29、第1層目のプ
ラグ19、選択用トランジスタTRA、接続孔16を介
してビット線BLAに接続されている。更には、第n層
目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニットM
UAnにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,
M)のメモリセルMCAnmの第2の電極23,33は、
第[(n−1)M+m]番目のプレート線PL(n-1)M+m
に接続されている。尚、このプレート線PL
(n-1)M+mは、不揮発性メモリMBを構成する各メモリセ
ルの第2の電極23,33にも接続されている。Then, the N memory units MU An are
Each memory cell is laminated through an interlayer insulating layer,
It is composed of the first electrodes 21 and 31, the ferroelectric layers 22 and 32, and the second electrodes 23 and 33. In each memory unit MU An , the first electrode of the memory cell MC Anm is common and common. The first electrode is connected to the bit line BL A via the plug, the selection transistor TR A , and the connection hole. Specifically, in the memory unit MU A1 , the first electrode 21 of the memory cell MC A1m is common (this common first electrode 21 is referred to as the first common node CN A1 ) and the common first electrode 21. Electrode 21 (first common node C
N A1 ) is the opening 1 of the first layer formed in the insulating layer 17.
8 is connected to the bit line BL A via the plug 19 of the first layer provided on the No. 8, the selection transistor TR A , and the connection hole 16. In the memory unit MU A2 , the first electrode 31 of the memory cell MC A2m is common (this common first electrode is referred to as the second common node CN A2 ), and the common first electrode 31 ( The second common node CN A2 ) is the second-layer plug 29 provided in the second-layer opening 28 formed in the first-layer interlayer insulating layer 27 and the first-layer plug 19. , The selection transistor TR A , and the bit line BL A via the connection hole 16. Furthermore, the memory unit M of the nth layer (where n = 1, 2, ..., N)
In U An , the m-th (however, m = 1, 2 ...
The second electrodes 23 and 33 of the memory cell MC Anm of M) are
[(N-1) M + m] th plate line PL (n-1) M + m
It is connected to the. In addition, this plate line PL
The (n-1) M + m is also connected to the second electrodes 23 and 33 of each memory cell forming the nonvolatile memory M B.
【0115】選択用トランジスタTRAの一方のソース
/ドレイン領域15Aは接続孔16を介してビット線B
LAに接続され、選択用トランジスタTRAの他方のソー
ス/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成された第
1層目の開口部18に設けられた第1層目のプラグ19
を介して、第1層目のメモリユニットMUA1における共
通の第1の電極21(第1の共通ノードCNA1)に接続
されている。更には、選択用トランジスタTRAの他方
のソース/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成さ
れた第1層目の開口部18に設けられた第1層目のプラ
グ19、及び、層間絶縁層27に形成された第2層目の
開口部28に設けられた第2層目のプラグ29を介し
て、第2層目のメモリユニットMUA2における共通の第
1の電極31(第2の共通ノードCNA2)に接続されて
いる。尚、図中、参照番号37Aは絶縁膜である。One source / drain region 15A of the selecting transistor TR A is connected to the bit line B through the connection hole 16.
The other source / drain region 15B of the selection transistor TR A , which is connected to L A , has a first layer plug 19 provided in the first layer opening 18 formed in the insulating layer 17.
Via a common first electrode 21 (first common node CN A1 ) in the first-layer memory unit MU A1 . Further, the other source / drain region 15B of the selection transistor TR A includes the first-layer plug 19 provided in the first-layer opening 18 formed in the insulating layer 17, and the interlayer insulating layer. The common first electrode 31 (second common) in the memory unit MU A2 of the second layer is inserted through the plug 29 of the second layer formed in the opening portion 28 of the second layer formed in 27. Node CN A2 ). In the figure, reference numeral 37A is an insulating film.
【0116】ビット線BLAはセンスアンプSAに接続
されている。また、プレート線PL( n-1)M+mはプレート
線デコーダ/ドライバPDに接続されている。更には、
ワード線WLは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接
続されている。ワード線WLは、図14の紙面垂直方向
に延びている。また、不揮発性メモリMAを構成するメ
モリセルMCA1mの第2の電極23は、図14の紙面垂
直方向に隣接する不揮発性メモリMBを構成するメモリ
セルMCB1mの第2の電極と共通であり、プレート線P
L(n-1)M+mを兼ねている。更には、不揮発性メモリMA
を構成するメモリセルMCA2mの第2の電極33は、図
14の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを構
成するメモリセルMCB2mの第2の電極と共通であり、
プレート線PL(n-1)M+mを兼ねている。また、ワード線
WLは、不揮発性メモリMAを構成する選択用トランジ
スタTRAと、図14の紙面垂直方向に隣接する不揮発
性メモリMBを構成する選択用トランジスタTRBとで共
通である。The bit line BL A is connected to the sense amplifier SA. The plate line PL ( n-1) M + m is connected to the plate line decoder / driver PD. Furthermore,
The word line WL is connected to the word line decoder / driver WD. The word line WL extends in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The second electrode 23 of the memory cell MC A1m forming the non-volatile memory M A is common to the second electrode of the memory cell MC B1m forming the non-volatile memory M B adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. And the plate line P
Also serves as L (n-1) M + m . Furthermore, a non-volatile memory M A
The second electrode 33 of the memory cells MC A2m constituting a is common and second electrodes of the memory cells MC B2m constituting the nonvolatile memory M B which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 14,
It also serves as the plate line PL (n-1) M + m . The word line WL is common for selection transistors TR A constituting the nonvolatile memory M A, the selection transistor TR B constituting the nonvolatile memory M B which is adjacent in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 14.
【0117】図12に回路図を示す不揮発性メモリにお
いては、不揮発性メモリMA,MBを構成する選択用トラ
ンジスタTRA,TRBは、同じワード線WLに接続され
ている。そして、対となったメモリセルMCAnm,MC
Bnm(n=1,2・・・,N、及び、m=1,2・・
・,M)に相補的な1ビットのデータが記憶される。こ
のような実施の形態3の不揮発性メモリからデータを読
み出し、再書き込みする方法は、実質的に、図8を参照
して説明した実施の形態2の不揮発性メモリの動作と同
様とすることができるので、詳細な説明は省略する。In the nonvolatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 12, the selection transistors TR A and TR B forming the nonvolatile memories M A and M B are connected to the same word line WL. And the paired memory cells MC Anm , MC
Bnm (n = 1, 2, ..., N, and m = 1, 2 ...
., M) is stored as complementary 1-bit data. The method of reading data from the nonvolatile memory of the third embodiment and rewriting the data may be substantially the same as the operation of the nonvolatile memory of the second embodiment described with reference to FIG. Therefore, detailed description is omitted.
【0118】また、図13に回路図を示す実施の形態3
の不揮発性メモリにおいては、不揮発性メモリMAを構
成する選択用トランジスタTRAはワード線WL1に接続
され、不揮発性メモリMBを構成する選択用トランジス
タTRBはワード線WL2に接続されている。ワード線W
L1,WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続
されている。そして、メモリセルMCAnm及びメモリセ
ルMCBnmを独立して制御し、対となったビット線B
LA,BLBの一方に参照電圧を印加することによって、
メモリセルMCAnm,MCBnmのそれぞれから1ビットの
データを読み出す。このような実施の形態3の不揮発性
メモリからデータを読み出し、再書き込みする方法は、
実質的に、図11を参照して説明した実施の形態2の不
揮発性メモリの動作と同様とすることができるので、詳
細な説明は省略する。In addition, a third embodiment whose circuit diagram is shown in FIG.
In the non-volatile memory, the selection transistor TR A forming the non-volatile memory M A is connected to the word line WL 1 , and the selection transistor TR B forming the non-volatile memory M B is connected to the word line WL 2. ing. Word line W
L 1 and WL 2 are connected to the word line decoder / driver WD. The memory cell MC Anm and the memory cell MC Bnm are independently controlled to form a pair of bit lines B.
By applying a reference voltage to one of L A and BL B ,
1-bit data is read from each of the memory cells MC Anm and MC Bnm . A method of reading data from the nonvolatile memory of the third embodiment and rewriting the data is as follows.
Since the operation can be substantially the same as that of the nonvolatile memory according to the second embodiment described with reference to FIG. 11, detailed description thereof will be omitted.
【0119】以下、実施の形態3の不揮発性メモリの製
造方法を説明する。The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the third embodiment will be described below.
【0120】[工程−300]先ず、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、不揮発性メモリにおけ
る選択用トランジスタTRAとして機能するMOS型ト
ランジスタを半導体基板10に形成する。[Step-300] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, a MOS transistor that functions as the selection transistor TR A in the nonvolatile memory is formed on the semiconductor substrate 10.
【0121】[工程−310]次いで、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に下層絶縁層を形
成した後、この下層絶縁層上に、選択用トランジスタT
RAの一方のソース/ドレイン領域15Aに接続孔16
を介して電気的に接続されたビット線BLAを形成す
る。その後、全面に上層絶縁層を形成した後、実施の形
態2の[工程−220]と同様にして、選択用トランジ
スタTRAの他方のソース/ドレイン領域15Bの上方
の上層絶縁層及び下層絶縁層(絶縁層17)の部分に第
1層目の開口部18を形成する。[Step-310] Then, in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then the selection transistor T is formed on the lower insulating layer.
A connection hole 16 is formed in one source / drain region 15A of R A.
To form a bit line BL A electrically connected to each other. Then, after forming an upper insulating layer on the entire surface, the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region 15B of the selecting transistor TR A are formed in the same manner as in [Step-220] of the second embodiment. The first layer opening 18 is formed in the (insulating layer 17) portion.
【0122】[工程−320]次に、実施の形態1の
[工程−130]と同様にして、第1層目のプラグ19
をメッキ法に基づき第1層目の開口部18内に形成す
る。[Step-320] Next, in the same manner as in [Step-130] of the first embodiment, the plug 19 of the first layer is formed.
Is formed in the opening 18 of the first layer by a plating method.
【0123】[工程−330]その後、実施の形態2の
[工程−230]及び[工程−240]と同様にして、
上層絶縁層(絶縁層17)上に、第1の電極21と強誘
電体層22と第2の電極23とから成り、共通の第1の
電極21(共通ノードCNA1)が第1層目のプラグ19
に接続された第1層目のメモリユニットMUA1を得るこ
とができる。[Step-330] Then, in the same manner as in [Step-230] and [Step-240] of the second embodiment,
On the upper insulating layer (insulating layer 17), a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23 are formed, and the common first electrode 21 (common node CN A1 ) is the first layer. The plug 19
It is possible to obtain the memory unit MU A1 of the first layer connected to.
【0124】[工程−340]その後、
全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・・,N−
1)の層間絶縁層を形成し、
第(n’+1)層目の開口部を第n’層目の層間絶縁
層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目のプラグと電気的に接続された第
(n’+1)層目のプラグを、メッキ法に基づき第
(n’+1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目のプラグに接続された第(n’+1)
層目のメモリユニットを形成する工程を、n’を1から
(N−1)まで1つずつインクリメントしながら繰り返
す。[Step-340] After that, the n'th layer (where n '= 1, 2, ..., N-
1) forming an interlayer insulating layer, forming an opening of the (n ′ + 1) th layer in the n′th interlayer insulating layer, and selecting from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. A plug of the (n ′ + 1) th layer, which is made of a metal or an alloy thereof and is electrically connected to the plug of the n′th layer, is placed in the opening of the (n ′ + 1) th layer by the plating method. After the formation, the common first electrode is connected to the (n '+ 1) th layer plug on the (n' + 1) th layer interlayer insulating layer.
The process of forming the memory unit of the layer is repeated while incrementing n ′ by 1 from 1 to (N−1).
【0125】実施の形態3においては、N=2であるが
故に、n’=1となる。In the third embodiment, since N = 2, n '= 1.
【0126】従って、
全面に第1層目の層間絶縁層27を形成し、
第2層目の開口部28を第1層目の層間絶縁層27に
形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第1層目のプラグ19と電気的に接続された第
2層目のプラグ29を、メッキ法に基づき第2層目の開
口部28内に形成した後、
第1層目の層間絶縁層27上に、共通の第1の電極3
1(共通ノードCNA2)が第2層目のプラグ29に接続
された第2層目のメモリユニットMUA2(第1の電極3
1と強誘電体層32と第2の電極33とから構成された
メモリセルMC A2m)を形成する。その後、全面に絶縁
膜37Aを形成して、不揮発性メモリMAを完成させ
る。Therefore,
A first interlayer insulating layer 27 is formed on the entire surface,
The opening 28 of the second layer is formed in the interlayer insulating layer 27 of the first layer.
Formed,
Platinum, iridium, palladium, rhodium and rutheni
A metal or its alloy selected from the group consisting of um
And a first layer electrically connected to the plug 19 of the first layer.
The second layer plug 29 is opened by the plating method for the second layer.
After forming in the mouth 28,
The common first electrode 3 is formed on the first interlayer insulating layer 27.
1 (common node CNA2) Is connected to the plug 29 of the second layer
Second layer memory unit MUA2(First electrode 3
1, a ferroelectric layer 32, and a second electrode 33.
Memory cell MC A2m) Is formed. Then insulated over the entire surface
A non-volatile memory M is formed by forming the film 37A.AComplete
It
【0127】尚、強誘電体層32を構成する強誘電体材
料を、例えば、結晶化温度700゜CのBi2Sr(T
a1.5Nb0.5)O9から構成することが好ましく、この
場合、強誘電体層32に対して、結晶化促進のための熱
処理を、700゜Cの酸素ガス雰囲気で1時間、行えば
よい。また、各第2の電極はプレート線を兼ねていなく
ともよい。この場合には、絶縁膜37Aの形成完了後、
第2の電極23及び第2の電極33の上方の絶縁膜37
Aに開口部を形成し、次いで、絶縁膜37A上に、かか
る開口部内にまで延在するプレート線を形成すればよ
い。The ferroelectric material forming the ferroelectric layer 32 is, for example, Bi 2 Sr (T) at a crystallization temperature of 700 ° C.
It is preferable that the ferroelectric layer 32 is made of a 1.5 Nb 0.5 ) O 9. In this case, the ferroelectric layer 32 may be heat-treated for promoting crystallization in an oxygen gas atmosphere at 700 ° C. for 1 hour. Further, each second electrode may not also serve as a plate line. In this case, after the formation of the insulating film 37A is completed,
Insulating film 37 above the second electrode 23 and the second electrode 33
The opening may be formed in A, and then the plate line extending into the opening may be formed on the insulating film 37A.
【0128】(実施の形態4)実施の形態4は、本発明
の第4の態様に係る不揮発性メモリ及びその製造方法に
関する。実施の形態4の不揮発性メモリの回路図を図1
5及び図16に示し、模式的な一部断面図を図17に示
す。尚、図15及び図16には、プレート線を共有する
隣接した2つの不揮発性メモリMA,MBを示す。一方、
図17においては、不揮発性メモリMAを構成する選択
用トランジスタTRA1及びメモリセルMCA1mを図示す
る。不揮発性メモリMAを構成する選択用トランジスタ
TRA2及びメモリセルMCA2mは、図17の紙面垂直方
向に隣接して設けられている。これらの不揮発性メモリ
MA,MBは同じ構造を有するが故に、更には、メモリユ
ニットMUA2及び選択用トランジスタTRA2も、メモリ
ユニットMUA1及び選択用トランジスタTRA1と同様の
構造を有するので、以下、不揮発性メモリMA、メモリ
ユニットMUA1、選択用トランジスタTRA1について説
明する。(Embodiment 4) Embodiment 4 relates to a nonvolatile memory according to a fourth aspect of the present invention and a manufacturing method thereof. 1 is a circuit diagram of a nonvolatile memory according to a fourth embodiment.
5 and FIG. 16, and a schematic partial sectional view is shown in FIG. 15 and 16 show two adjacent non-volatile memories M A and M B sharing a plate line. on the other hand,
In FIG. 17, the selection transistor TR A1 and the memory cell MC A1m that form the nonvolatile memory M A are illustrated. The selection transistor TR A2 and the memory cell MC A2m forming the nonvolatile memory M A are provided adjacent to each other in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Since the nonvolatile memories M A and M B have the same structure, the memory unit MU A2 and the selection transistor TR A2 also have the same structure as the memory unit MU A1 and the selection transistor TR A1 . Hereinafter, the nonvolatile memory M A , the memory unit MU A1 , and the selection transistor TR A1 will be described.
【0129】実施の形態4の不揮発性メモリMAは、
(A)ビット線BLAと、(B)N個(但し、N≧2で
あり、実施の形態4においては、N=2)の選択用トラ
ンジスタTRANと、(C)それぞれがM個(但し、M≧
2であり、実施の形態4においては、M=4)のメモリ
セルMCANMから構成された、N個のメモリユニットM
UANと、(D)M本のプレート線PLM、から成る。The nonvolatile memory M A according to the fourth embodiment is
(A) a bit line BL A, (B) N pieces (N ≧ 2, and in the fourth embodiment, N = 2) and the selection transistor TR AN, (C), respectively are M ( However, M ≧
2 and, in the fourth embodiment, N memory units M each composed of M = 4) memory cells MC ANM.
It consists of U AN and (D) M plate lines PL M.
【0130】そして、N個のメモリユニットMUAnは、
絶縁層17上に形成されている。各メモリセルは、第1
の電極と強誘電体層と第2の電極とから成る。具体的に
は、第1番目のメモリユニットMUA1を構成する各メモ
リセルMCA1mは、第1の電極21と強誘電体層22と
第2の電極23とから成り、第2番目のメモリユニット
MUA2を構成する各メモリセルMCA2mも、第1の電極
21と強誘電体層22と第2の電極23とから成る。更
には、各メモリユニットMUAnにおいて、メモリセルM
CAnmの第1の電極21は共通である。具体的には、第
1番目のメモリユニットMUA1において、メモリセルM
CA1mの第1の電極21は共通である。この共通の第1
の電極21を第1の共通ノードCNA1と呼ぶ場合があ
る。また、第2番目のメモリユニットMUA2において、
メモリセルMCA2mの第1の電極21は共通である。こ
の共通の第1の電極21を第2の共通ノードCNA2と呼
ぶ場合がある。更には、第n番目(但し、n=1,2・
・・,N)のメモリユニットMUAnにおいて、第m番目
(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の
電極23は、メモリユニットMUAn間で共通とされた第
m番目のプレート線PLmに接続されている。実施の形
態4においては、より具体的には、各プレート線は第2
の電極23から延在している。Then, the N memory units MU An are
It is formed on the insulating layer 17. Each memory cell has a first
Electrode, the ferroelectric layer, and the second electrode. Specifically, each memory cell MC A1m that constitutes the first memory unit MU A1 includes a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23, and a second memory unit. Each memory cell MC A2m forming the MU A2 also includes a first electrode 21, a ferroelectric layer 22, and a second electrode 23. Furthermore, in each memory unit MU An , the memory cell M
The first electrode 21 of C Anm is common. Specifically, in the first memory unit MU A1 , the memory cell M
The first electrode 21 of C A1m is common. This common first
21 may be referred to as a first common node CN A1 . In the second memory unit MU A2 ,
The first electrode 21 of the memory cell MC A2m is common. This common first electrode 21 may be referred to as a second common node CN A2 . Furthermore, the nth (however, n = 1, 2 ...
..., in the memory unit MU An of N), the m-th (where the second electrode 23 of m = 1, 2 · · ·, M) memory cells are common to the memory units MU An It is connected to the m-th plate line PL m . In the fourth embodiment, more specifically, each plate line is the second
Extending from the electrode 23.
【0131】第n番目(但し、n=1,2・・・,N)
のメモリユニットMUAnにおける共通の第1の電極21
(共通ノードCNAn)は、プラグ19、第n番目の選択
用トランジスタTRAn、接続孔16を介してビット線B
LAに接続されている。具体的には、各選択用トランジ
スタTRA1,TRA2の一方のソース/ドレイン領域15
Aはビット線BLAに接続され、各選択用トランジスタ
TRA1,TRA2の他方のソース/ドレイン領域15Bの
それぞれは、絶縁層17に形成された開口部18に設け
られたプラグ19を介して、メモリユニットMUA1,M
UA2における共通の第1の電極21(第1の共通ノード
CNA1,CNA2)のそれぞれに接続されている。Nth (however, n = 1, 2, ..., N)
Common first electrode 21 in the memory unit MU An of
The (common node CN An ) is connected to the bit line B via the plug 19, the nth selection transistor TR An , and the connection hole 16.
Connected to L A. Specifically, one source / drain region 15 of each of the selection transistors TR A1 and TR A2 is selected.
A is connected to the bit line BL A , and each of the other source / drain regions 15B of the selection transistors TR A1 and TR A2 is connected via a plug 19 provided in an opening 18 formed in the insulating layer 17. , Memory units MU A1 , M
It is connected to each of the common first electrodes 21 (first common nodes CN A1 , CN A2 ) in U A2 .
【0132】ビット線BLAはセンスアンプSAに接続
されている。また、プレート線PLMはプレート線デコ
ーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ワード
線WL 1,WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに
接続されている。ワード線WL 1,WL2は、図17の紙
面垂直方向に延びている。また、不揮発性メモリMAを
構成するメモリセルMCA1mの第2の電極23は、メモ
リセルMCA2mの第2の電極23、図17の紙面垂直方
向に隣接する不揮発性メモリMBを構成するメモリセル
MCB1m,MCB2mの第2の電極と共通であり、プレート
線PLmを兼ねている。また、ワード線WL1は、不揮発
性メモリMAを構成する選択用トランジスタTRA1と、
図17の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを
構成する選択用トランジスタTRB1とで共通である。更
には、ワード線WL2は、不揮発性メモリMAを構成する
選択用トランジスタTRA2と、図17の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリMBを構成する選択用トランジ
スタTRB2とで共通である。Bit line BLAConnected to the sense amplifier SA
Has been done. Also, the plate line PLMIs plate line deco
Connected to the driver / driver PD. Furthermore, the word
Line WL 1, WL2Is the word line decoder / driver WD
It is connected. Word line WL 1, WL2Is the paper in Figure 17
It extends in the direction perpendicular to the plane. In addition, the nonvolatile memory MATo
Memory cell MCA1mThe second electrode 23 of is a memo
Resel MCA2mSecond electrode 23, perpendicular to the paper surface of FIG.
Adjacent to the non-volatile memory MBMemory cells that make up
MCB1m, MCB2mCommon to the second electrode of the plate
Line PLmDoubles as Also, the word line WL1Is non-volatile
Sex memory MASelection transistor TRA1When,
Nonvolatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.BTo
Selection transistor TR to be configuredB1And are common. Change
The word line WL2Is a non-volatile memory MAMake up
Selection transistor TRA2And in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Adjacent non-volatile memory MBSelection transitions that make up
Star TRB2And are common.
【0133】図15に回路図を示す実施の形態4の不揮
発性メモリにおいては、不揮発性メモリMA,MBを構成
する選択用トランジスタTRA1,TRB1は、同じワード
線WL1に接続され、選択用トランジスタTRA2,TR
B2は、同じワード線WL2に接続されている。そして、
対となったメモリセルMCAnm,MCBnm(n=1,2・
・・,N、及び、m=1,2・・・,M)に相補的な1
ビットのデータが記憶される。このような実施の形態4
の不揮発性メモリからデータを読み出し、再書き込みす
る方法は、実質的に、図8を参照して説明した実施の形
態2の不揮発性メモリの動作と同様とすることができる
ので、詳細な説明は省略する。In the nonvolatile memory of the fourth embodiment whose circuit diagram is shown in FIG. 15, the selection transistors TR A1 and TR B1 forming the nonvolatile memories M A and M B are connected to the same word line WL 1. , Selection transistors TR A2 , TR
B2 is connected to the same word line WL 2 . And
Paired memory cells MC Anm , MC Bnm (n = 1, 2 ...
.., N, and 1 complementary to m = 1, 2, ..., M)
Bit data is stored. Embodiment 4 as described above
The method of reading data from the non-volatile memory and rewriting the data can be substantially the same as the operation of the non-volatile memory of the second embodiment described with reference to FIG. Omit it.
【0134】また、図16に回路図を示す実施の形態4
の不揮発性メモリにおいては、不揮発性メモリMAを構
成する選択用トランジスタTRA1はワード線WL11に接
続され、選択用トランジスタTRA2はワード線WL12に
接続され、不揮発性メモリM Bを構成する選択用トラン
ジスタTRB1はワード線WL21に接続され、選択用トラ
ンジスタTRB2はワード線WL22に接続されている。ワ
ード線WL11,WL12,WL21,WL22は、ワード線デ
コーダ/ドライバWDに接続されている。そして、メモ
リセルMCAnm及びメモリセルMCBnmを独立して制御
し、対となったビット線BLA,BLBの一方に参照電圧
を印加することによって、メモリセルMC Anm,MCBnm
のそれぞれから1ビットのデータを読み出す。このよう
な実施の形態4の不揮発性メモリからデータを読み出
し、再書き込みする方法は、実質的に、図11を参照し
て説明した実施の形態2の不揮発性メモリの動作と同様
とすることができるので、詳細な説明は省略する。Further, a fourth embodiment whose circuit diagram is shown in FIG.
In the non-volatile memory of, the non-volatile memory MAConstruct
Selection transistor TRA1Is the word line WL11Contact
Followed by selection transistor TRA2Is the word line WL12To
Connected, non-volatile memory M BSelectable tran composing
Dista TRB1Is the word line WLtwenty oneConnected to the selection tiger
Register TRB2Is the word line WLtwenty twoIt is connected to the. Wa
Wire line WL11, WL12, WLtwenty one, WLtwenty twoIs the word line
It is connected to the coder / driver WD. And a note
Resel MCAnmAnd memory cell MCBnmControl independently
And paired bit lines BLA, BLBReference voltage on one side
Memory cell MC by applying Anm, MCBnm
1-bit data is read from each. like this
Data from the nonvolatile memory according to the fourth embodiment
Refer to FIG. 11 for the method of rewriting.
Similar to the operation of the nonvolatile memory according to the second embodiment described above.
Therefore, detailed description will be omitted.
【0135】以下、実施の形態4の不揮発性メモリの製
造方法を説明する。The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the fourth embodiment will be described below.
【0136】[工程−400]先ず、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、不揮発性メモリにおけ
る選択用トランジスタTRA1,TRA2として機能するN
個のMOS型トランジスタを半導体基板10に形成す
る。[Step-400] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, N which functions as the selection transistors TR A1 and TR A2 in the non-volatile memory.
Individual MOS type transistors are formed on the semiconductor substrate 10.
【0137】[工程−410]次いで、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に下層絶縁層を形
成した後、この下層絶縁層上に、選択用トランジスタT
RA1,TRA2の一方のソース/ドレイン領域15Aに接
続孔16を介して電気的に接続されたビット線BLAを
形成する。その後、全面に上層絶縁層を形成した後、実
施の形態2の[工程−220]と同様にして、選択用ト
ランジスタTRA1,TRA2の他方のソース/ドレイン領
域15Bの上方の上層絶縁層及び下層絶縁層(絶縁層1
7)の部分に開口部18を形成する。[Step-410] Next, in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then the selecting transistor T is formed on the lower insulating layer.
A bit line BL A electrically connected to one of the source / drain regions 15A of R A1 and TR A2 via the connection hole 16 is formed. Then, after forming an upper insulating layer on the entire surface, the upper insulating layer above the other source / drain region 15B of the selecting transistors TR A1 and TR A2 and the upper insulating layer are formed in the same manner as in [Step-220] of the second embodiment. Lower insulation layer (insulation layer 1
The opening 18 is formed in the portion 7).
【0138】[工程−420]次に、実施の形態1の
[工程−130]と同様にして、プラグ19をメッキ法
に基づき開口部18内に形成する。[Step-420] Next, similarly to [Step-130] of the first embodiment, the plug 19 is formed in the opening 18 by a plating method.
【0139】[工程−430]その後、実施の形態2の
[工程−230]及び[工程−240]と同様にして、
上層絶縁層(絶縁層17)上に、第1の電極21と強誘
電体層22と第2の電極23とから成り、共通の第1の
電極21(共通ノードCNA1)が第1番目のプラグ19
に接続されたメモリユニットMUA1、及び、共通の第1
の電極21(共通ノードCNA2)が第2番目のプラグ1
9に接続されたメモリユニットMUA2を得ることができ
る。その後、全面に絶縁膜27Aを形成して、不揮発性
メモリM Aを完成させる。[Step-430] Then, in the second embodiment,
Similar to [Step-230] and [Step-240],
On the upper insulating layer (insulating layer 17), the first electrode 21 and
It is composed of an electric conductor layer 22 and a second electrode 23, and has a common first
Electrode 21 (common node CNA1) Is the first plug 19
Memory unit MU connected toA1, And common first
Electrode 21 (common node CNA2) Is the second plug 1
Memory unit MU connected to 9A2Can get
It After that, an insulating film 27A is formed on the entire surface to make the nonvolatile
Memory M ATo complete.
【0140】(実施の形態5)実施の形態5は、本発明
の第4の態様に係る不揮発性メモリの好ましい形態、即
ち、N個のメモリユニットが層間絶縁層を介して積層さ
れている構造を有する不揮発性メモリ、及び、本発明の
第5の態様に係る不揮発性メモリの製造方法に関する。
実施の形態5の不揮発性メモリの回路図は、図15及び
図16に示したと同様である。実施の形態5の不揮発性
メモリMAの模式的な一部断面図を図18に示す。プレ
ート線が延びる方向に隣接する不揮発性メモリMBと不
揮発性メモリMAとは同じ構造を有するが故に、以下、
不揮発性メモリMAについて説明する。(Fifth Embodiment) The fifth embodiment is a preferred form of the non-volatile memory according to the fourth aspect of the present invention, that is, a structure in which N memory units are stacked with an interlayer insulating layer interposed therebetween. And a method for manufacturing the nonvolatile memory according to the fifth aspect of the present invention.
The circuit diagram of the nonvolatile memory according to the fifth embodiment is similar to that shown in FIGS. 15 and 16. FIG. 18 shows a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory M A according to the fifth embodiment. Since the nonvolatile memory M B and the nonvolatile memory M A which are adjacent to each other in the plate line extending direction have the same structure,
The nonvolatile memory M A will be described.
【0141】実施の形態5の不揮発性メモリMAも、
(A)ビット線BLAと、(B)N個(但し、N≧2で
あり、実施の形態5においては、N=2)の選択用トラ
ンジスタTRANと、(C)それぞれがM個(但し、M≧
2であり、実施の形態5においては、M=4)のメモリ
セルMCANMから構成された、N個のメモリユニットM
UANと、(D)M本のプレート線PLM、から成る。The nonvolatile memory M A of the fifth embodiment is also
(A) a bit line BL A, (B) N pieces (N ≧ 2, and in the fifth embodiment, N = 2) and the selection transistor TR AN, (C), respectively are M ( However, M ≧
2 and, in the fifth embodiment, N memory units M each composed of M = 4) memory cells MC ANM.
It consists of U AN and (D) M plate lines PL M.
【0142】そして、N個のメモリユニットMUAnは、
層間絶縁層を介して積層されている。各メモリセルは、
第1の電極と強誘電体層と第2の電極とから成る。具体
的には、第1番目(第1層目)のメモリユニットMUA1
を構成する各メモリセルMC A1mは、第1の電極21と
強誘電体層22と第2の電極23とから成り、第2番目
(第2層目)のメモリユニットMUA2を構成する各メモ
リセルMCA2mは、第1の電極31と強誘電体層32と
第2の電極33とから成る。更には、各メモリユニット
MUAnにおいて、メモリセルMCAnmの第1の電極2
1,31は共通である。具体的には、第1層目のメモリ
ユニットMUA1において、メモリセルMC A1mの第1の
電極21は共通である。この共通の第1の電極21を第
1の共通ノードCNA1と呼ぶ場合がある。また、第2層
目のメモリユニットMUA2において、メモリセルMC
A2mの第1の電極31は共通である。この共通の第1の
電極31を第2の共通ノードCNA2と呼ぶ場合がある。
更には、第n番目(第n層目)(但し、n=1,2・・
・,N)のメモリユニットMUAnにおいて、第m番目
(但し、m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の
電極23,33は、メモリユニットMUAn間で共通とさ
れた第m番目のプレート線PLmに接続されている。実
施の形態5においては、より具体的には、各プレート線
は、第2の電極23,33から延在している。Then, N memory units MUAnIs
They are laminated with an interlayer insulating layer interposed therebetween. Each memory cell is
It is composed of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. Concrete
Specifically, the first (first layer) memory unit MUA1
Memory cells MC configuring A1mIs the first electrode 21
It consists of a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23.
(Second layer) memory unit MUA2Each note that makes up
Resel MCA2mIs the first electrode 31 and the ferroelectric layer 32
And a second electrode 33. Furthermore, each memory unit
MUAnIn the memory cell MCAnmFirst electrode 2
1 and 31 are common. Specifically, the first layer memory
Unit MUA1In the memory cell MC A1mThe first of
The electrode 21 is common. This common first electrode 21
1 common node CNA1Sometimes called. Also, the second layer
Eye memory unit MUA2In the memory cell MC
A2mThe first electrode 31 of is common. This common first
The electrode 31 is connected to the second common node CNA2Sometimes called.
Furthermore, the nth (nth layer) (where n = 1, 2 ...
., N) memory unit MUAnIn the m-th
(However, m = 1, 2 ..., M)
The electrodes 23 and 33 are connected to the memory unit MU.AnCommon between
M-th plate line PLmIt is connected to the. Fruit
In the fifth embodiment, more specifically, each plate line
Extend from the second electrodes 23, 33.
【0143】第n番目(第n層目)(但し、n=1,2
・・・,N)のメモリユニットMU Anにおける共通の第
1の電極は、プラグ、第n番目の選択用トランジスタT
RAn、接続孔16を介してビット線BLAに接続されて
いる。具体的には、各選択用トランジスタTRA1,TR
A2の一方のソース/ドレイン領域15Aは接続孔16を
介してビット線BLAに接続されている。また、第1番
目の選択用トランジスタTRA1の他方のソース/ドレイ
ン領域15Bは、絶縁層17に形成された第1層目の開
口部18に設けられた第1層目のプラグ191を介し
て、第1層目のメモリユニットMUA1における共通の第
1の電極21(第1の共通ノードCNA1)に接続されて
いる。また、第2番目の選択用トランジスタTRA2の他
方のソース/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成
された第1層目の開口部18に設けられた第1層目のプ
ラグ192、パッド部26、及び、層間絶縁層27に形
成された第2層目の開口部28に設けられた第2層目の
プラグ291を介して、第2層目のメモリユニットMU
A2における共通の第1の電極31(第2の共通ノードC
NA2)に接続されている。Nth (nth layer) (where n = 1, 2
..., N) memory unit MU AnCommon first in
The first electrode is a plug, and the nth selection transistor T
RAn, Bit line BL through connection hole 16AConnected to
There is. Specifically, each selection transistor TRA1, TR
A2One source / drain region 15A has a connection hole 16
Through bit line BLAIt is connected to the. Also, the first
Eye selection transistor TRA1Other source / dray
The region 15B is formed by opening the first layer formed on the insulating layer 17.
The plug 19 of the first layer provided in the mouth portion 181Through
The first layer memory unit MUA1Common first in
1 electrode 21 (first common node CNA1) Connected to
There is. In addition, the second selection transistor TRA2Other
The other source / drain region 15B is formed in the insulating layer 17.
Of the first layer provided in the opening 18 of the first layer
Rug 192The pad portion 26 and the interlayer insulating layer 27.
The second layer provided in the formed opening 28 of the second layer
Plug 291Through the second layer memory unit MU
A2Common first electrode 31 (second common node C
NA2)It is connected to the.
【0144】ビット線BLAはセンスアンプSAに接続
されている。また、プレート線PLMはプレート線デコ
ーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ワード
線WL 1,WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに
接続されている。ワード線WL 1,WL2は、図18の紙
面垂直方向に延びている。また、不揮発性メモリMAを
構成するメモリセルMCA1mの第2の電極23は、図1
8の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを構成
するメモリセルMCB1mの第2の電極と共通であり、プ
レート線PLmを兼ねている。更には、不揮発性メモリ
MAを構成するメモリセルMCA2mの第2の電極33は、
図18の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを
構成するメモリセルMCB2mの第2の電極と共通であ
り、プレート線PLmを兼ねている。これらのプレート
線PLmは、図示しない領域において接続されている。
また、ワード線WL1は、不揮発性メモリMAを構成する
選択用トランジスタTRA1と、図18の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリMBを構成する選択用トランジ
スタTRB1とで共通である。更には、ワード線WL
2は、不揮発性メモリMAを構成する選択用トランジスタ
TRA2と、図18の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メ
モリMBを構成する選択用トランジスタTRB2とで共通
である。Bit line BLAConnected to the sense amplifier SA
Has been done. Also, the plate line PLMIs plate line deco
Connected to the driver / driver PD. Furthermore, the word
Line WL 1, WL2Is the word line decoder / driver WD
It is connected. Word line WL 1, WL2Is the paper of Figure 18
It extends in the direction perpendicular to the plane. In addition, the nonvolatile memory MATo
Memory cell MCA1mThe second electrode 23 of FIG.
8 non-volatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surfaceBMake up
Memory cell MCB1mCommon to the second electrode of
Rate line PLmDoubles as Furthermore, non-volatile memory
MAMemory cell MC constituting theA2mThe second electrode 33 of
Nonvolatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.BTo
Memory cell MCB2mCommon to the second electrode of
, Plate line PLmDoubles as These plates
Line PLmAre connected in a region not shown.
Also, the word line WL1Is a non-volatile memory MAMake up
Selection transistor TRA1And in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Adjacent non-volatile memory MBSelection transitions that make up
Star TRB1And are common. Furthermore, the word line WL
2Is a non-volatile memory MASelection transistor
TRA218 and non-volatile memory adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Mori MBSelection transistor TRB2Common with
Is.
【0145】実施の形態5の不揮発性メモリからデータ
を読み出し、再書き込みする方法は、実施の形態4にて
説明した不揮発性メモリからデータを読み出し、再書き
込みする方法と同様とすることができるので、詳細な説
明は省略する。The method of reading data from the non-volatile memory and rewriting it in the fifth embodiment can be the same as the method of reading data from the non-volatile memory and rewriting it in the fourth embodiment. , Detailed description is omitted.
【0146】以下、実施の形態5の不揮発性メモリの製
造方法を説明する。The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the fifth embodiment will be described below.
【0147】[工程−500]先ず、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、不揮発性メモリにおけ
る選択用トランジスタTRA1,TRA2として機能するN
個のMOS型トランジスタを半導体基板10に形成す
る。[Step-500] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, N which functions as the selection transistors TR A1 and TR A2 in the nonvolatile memory.
Individual MOS type transistors are formed on the semiconductor substrate 10.
【0148】[工程−510]次いで、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に下層絶縁層を形
成した後、この下層絶縁層上に、選択用トランジスタT
RA1,TRA2の一方のソース/ドレイン領域15Aに接
続孔16を介して電気的に接続されたビット線BLAを
形成する。その後、全面に上層絶縁層を形成した後、実
施の形態2の[工程−220]と同様にして、選択用ト
ランジスタTRA1,TRA2の他方のソース/ドレイン領
域15Bの上方の上層絶縁層及び下層絶縁層(絶縁層1
7)の部分に第1層目の開口部18を形成する。[Step-510] Next, in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then the selecting transistor T is formed on the lower insulating layer.
A bit line BL A electrically connected to one of the source / drain regions 15A of R A1 and TR A2 via the connection hole 16 is formed. Then, after forming an upper insulating layer on the entire surface, the upper insulating layer above the other source / drain region 15B of the selecting transistors TR A1 and TR A2 and the upper insulating layer are formed in the same manner as in [Step-220] of the second embodiment. Lower insulation layer (insulation layer 1
The opening 18 of the first layer is formed in the portion 7).
【0149】[工程−520]次に、実施の形態1の
[工程−130]と同様にして、第n番目のプラグが第
n番目の選択用トランジスタTRAnの他方のソース/ド
レイン領域15Bに接続された第1層目のプラグ1
91,192を、メッキ法に基づき第1層目の開口部18
内に形成する。[Step-520] Next, similarly to [Step-130] of the first embodiment, the n-th plug is formed in the other source / drain region 15B of the n-th selection transistor TR An. Connected first layer plug 1
9 1 and 19 2 are formed on the opening 18 of the first layer by plating.
Form inside.
【0150】[工程−530]その後、実施の形態2の
[工程−230]及び[工程−240]と同様にして、
上層絶縁層(絶縁層17)上に、第1の電極21と強誘
電体層22と第2の電極23とから成り、共通の第1の
電極21(共通ノードCNA1)が第1層目の第1番目の
プラグ191に接続されたメモリユニットMUA1を得る
ことができる。[Step-530] Then, in the same manner as in [Step-230] and [Step-240] of the second embodiment,
On the upper insulating layer (insulating layer 17), a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23 are formed, and the common first electrode 21 (common node CN A1 ) is the first layer. The memory unit MU A1 connected to the first plug 19 1 of the above can be obtained.
【0151】[工程−540]その後、
全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・・,N−
1)の層間絶縁層を形成し、
(N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき第(n’+
1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返す。[Step-540] After that, the n'th layer (where n '= 1, 2, ..., N-
1) The interlayer insulating layer is formed, and (N-n ') th (n' + 1) th opening is formed in the n'th interlayer insulating layer, and platinum, iridium, palladium, and rhodium are formed. And a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof, and the second to the (N−n ′ + 1) th n′th layer
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the first to (n '+) th plugs is subjected to (n' +
1) After being formed in the opening of the 1st layer, the common first electrode is connected to the 1st plug of the (n '+ 1) th layer on the n'th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
n ′ is incremented by 1 from 1 to (N−1) and repeated.
【0152】実施の形態5においては、N=2であるが
故に、n’=1となる。In the fifth embodiment, since N = 2, n '= 1.
【0153】従って、
全面に第1層目の層間絶縁層27を形成し、
(N−n’=1)個の第2層目の開口部28を第1層
目の層間絶縁層27に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第1層目の第2番目のプラグ192と電気的に
接続された第2層目の第1番目のプラグ291を、メッ
キ法に基づき第2層目の開口部28内に形成した後、
第1層目の層間絶縁層27上に、共通の第1の電極3
1が第2層目の第1番目のプラグ291に接続された第
2層目のメモリユニットMUA2(第1の電極31と強誘
電体層32と第2の電極33とから構成されたメモリセ
ルMCA2m)を形成する。その後、全面に絶縁膜37A
を形成して、不揮発性メモリMAを完成させる。Therefore, the first interlayer insulating layer 27 is formed on the entire surface, and (N−n ′ = 1) second layer openings 28 are formed in the first interlayer insulating layer 27. Of the second layer, which is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium, and ruthenium or an alloy thereof, and is electrically connected to the second plug 19 2 of the first layer. After forming the first plug 29 1 in the opening 28 of the second layer by the plating method, the common first electrode 3 is formed on the interlayer insulating layer 27 of the first layer.
1 is a memory unit MU A2 of the second layer connected to the first plug 29 1 of the second layer (composed of the first electrode 31, the ferroelectric layer 32, and the second electrode 33). The memory cell MC A2m ) is formed. After that, the insulating film 37A is formed on the entire surface.
Are formed to complete the nonvolatile memory M A.
【0154】実施の形態5の不揮発性メモリの変形例を
図19に示す。この図19に示した不揮発性メモリにお
いては、不揮発性メモリMAを構成する第1番目のメモ
リユニットMUA1が絶縁層17上に形成され、不揮発性
メモリMAを構成する第2番目のメモリユニットMUA2
が層間絶縁層27を介してメモリユニットMUA1上に形
成されており、不揮発性メモリMBを構成する第1番目
のメモリユニットMUB 1が層間絶縁層37を介してメモ
リユニットMUA2上に形成されており、不揮発性メモリ
MBを構成する第2番目のメモリユニットMUB2が層間
絶縁層47を介してメモリユニットMUB1上に形成され
ている。不揮発性メモリMAを構成する第1番目のメモ
リユニットMUA1におけるメモリセルMCA1mは、第1
の電極21と強誘電体層22と第2の電極23から構成
されており、第2番目のメモリユニットMUA2における
メモリセルMCA2mは、第1の電極31と強誘電体層3
2と第2の電極33から構成されている。不揮発性メモ
リMBを構成する第1番目のメモリユニットMUB1にお
けるメモリセルMCB1mは、第1の電極41と強誘電体
層42と第2の電極43から構成されており、第2番目
のメモリユニットMUB2におけるメモリセルMC
B2mは、第1の電極51と強誘電体層52と第2の電極
53から構成されている。FIG. 19 shows a modification of the nonvolatile memory according to the fifth embodiment. In the nonvolatile memory shown in FIG. 19, first memory unit MU A1 constituting the nonvolatile memory M A is formed on the insulating layer 17, second memory constituting the nonvolatile memory M A Unit MU A2
Are formed on the memory unit MU A1 via the interlayer insulating layer 27, and the first memory unit MU B 1 forming the nonvolatile memory M B is formed on the memory unit MU A2 via the interlayer insulating layer 37. The second memory unit MU B2 that is formed and constitutes the nonvolatile memory M B is formed on the memory unit MU B1 via the interlayer insulating layer 47. The memory cell MC A1m in the first memory unit MU A1 forming the nonvolatile memory M A has a first
Memory cell MC A2m in the second memory unit MU A2 is composed of the first electrode 31 and the ferroelectric layer 3.
2 and the second electrode 33. The memory cell MC B1m in the first memory unit MU B1 forming the non-volatile memory M B is composed of the first electrode 41, the ferroelectric layer 42 and the second electrode 43, and the second electrode Memory cell MC in memory unit MU B2
B2m is composed of a first electrode 51, a ferroelectric layer 52, and a second electrode 53.
【0155】そして、選択用トランジスタTRA1の他方
のソース/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成さ
れた開口部18内に設けられたプラグ191を介して、
不揮発性メモリMAを構成する第1番目のメモリユニッ
トMUA1の共通ノードCNA1に接続されている。また、
選択用トランジスタTRA2の他方のソース/ドレイン領
域15Bは、プラグ192、パッド部26、層間絶縁層
27に形成された開口部28内に設けられたプラグ29
1を介して、不揮発性メモリMAを構成する第2番目のメ
モリユニットMUA2の共通ノードCNA2に接続されてい
る。更に、選択用トランジスタTRB1の他方のソース/
ドレイン領域15Bは、プラグ193、パッド部26、
プラグ292、パッド部36、層間絶縁層37に形成さ
れた開口部38内に設けられたプラグ391を介して、
不揮発性メモリMBを構成する第1番目のメモリユニッ
トMUB1の共通ノードCNB1に接続されている。また、
選択用トランジスタTRB2の他方のソース/ドレイン領
域15Bは、プラグ194、パッド部26、プラグ2
93、パッド部36、プラグ392、パッド部46、層間
絶縁層47に形成された開口部48内に設けられたプラ
グ491を介して、不揮発性メモリMBを構成する第2番
目のメモリユニットMUB2の共通ノードCNB2に接続さ
れている。Then, the other source / drain region 15B of the selection transistor TR A1 is connected via the plug 19 1 provided in the opening 18 formed in the insulating layer 17,
It is connected to the common node CN A1 of the first memory unit MU A1 forming the nonvolatile memory M A. Also,
The other source / drain region 15B of the selection transistor TR A2, the plug 19 2, pad portions 26, the plug 29 provided in the interlayer insulating layer 27 in the opening 28 formed
It is connected via 1 to the common node CN A2 of the second memory unit MU A2 forming the non-volatile memory M A. Further, the other source of the selection transistor TR B1 /
The drain region 15B includes a plug 19 3 , a pad portion 26,
Via the plug 29 2 , the pad portion 36, and the plug 39 1 provided in the opening portion 38 formed in the interlayer insulating layer 37,
It is connected to the common node CN B1 of the first memory unit MU B1 forming the nonvolatile memory M B. Also,
The other source / drain region 15B of the selection transistor TR B2 has a plug 19 4 , a pad portion 26, and a plug 2
9 3, the pad portion 36, the plug 39 2, pad portions 46, via a plug 49 1 provided in the interlayer insulating layer openings 48 formed in the 47, of the second constituting the nonvolatile memory M B It is connected to the common node CN B2 of the memory unit MU B2 .
【0156】図19に示した不揮発性メモリの変形例を
図20に示す。この不揮発性メモリにおいては、不揮発
性メモリMAの第1番目のメモリユニットMUA1を構成
するメモリセルMCA1mは、第1の電極21Aと強誘電
体層22Aと第2の電極23とから成り、不揮発性メモ
リMBの第1番目のメモリユニットMUB1を構成するメ
モリセルMCB1mは、第1の電極21Bと強誘電体層2
2Bと第2の電極23とから成る。また、不揮発性メモ
リMAの第2番目のメモリユニットMUA2を構成するメ
モリセルMCA2mは、第1の電極31Aと強誘電体層3
2Aと第2の電極33とから成り、不揮発性メモリMB
の第2番目のメモリユニットMUB2を構成するメモリセ
ルMCB2mは、第1の電極31Bと強誘電体層32Bと
第2の電極33とから成る。A modification of the nonvolatile memory shown in FIG. 19 is shown in FIG. In this non-volatile memory, the memory cell MC A1m forming the first memory unit MU A1 of the non-volatile memory M A includes a first electrode 21A, a ferroelectric layer 22A and a second electrode 23. The memory cell MC B1m forming the first memory unit MU B1 of the non-volatile memory M B includes the first electrode 21B and the ferroelectric layer 2.
2B and the second electrode 23. In addition, the memory cell MC A2m forming the second memory unit MU A2 of the nonvolatile memory M A includes the first electrode 31A and the ferroelectric layer 3.
2A and the second electrode 33, and the nonvolatile memory M B
The memory cell MC B2m that constitutes the second memory unit MU B2 includes a first electrode 31B, a ferroelectric layer 32B, and a second electrode 33.
【0157】更には、メモリユニットMUA1におけるメ
モリセルMCA1mの第1の電極21Aはメモリユニット
MUA1において共通であり、共通の第1の電極21A
(共通ノードCNA1)は、プラグ191、選択用トラン
ジスタTRA1を介してビット線BLAに接続されてい
る。また、メモリユニットMUA2におけるメモリセルM
CA 2mの第1の電極31AはメモリユニットMUA2にお
いて共通であり、共通の第1の電極31A(共通ノード
CNA2)は、プラグ291、パッド部26、プラグ1
92、選択用トランジスタTRA2を介してビット線BLA
に接続されている。[0157] Furthermore, the first electrode 21A of the memory cells MC A1m in the memory unit MU A1 is common in the memory unit MU A1, common first electrode 21A
The (common node CN A1 ) is connected to the bit line BL A via the plug 19 1 and the selection transistor TR A1 . In addition, the memory cell M in the memory unit MU A2
The first electrode 31A of C A 2m is common in the memory unit MU A2 , and the common first electrode 31A (common node CN A2 ) is the plug 29 1 , the pad portion 26, the plug 1
9 2 , bit line BL A via selection transistor TR A2
It is connected to the.
【0158】一方、メモリユニットMUB1におけるメモ
リセルMCB1mの第1の電極21BはメモリユニットM
UB1において共通であり、共通の第1の電極21B(共
通ノードCNB1)は、プラグ193、選択用トランジス
タTRB1を介してビット線BLBに接続されている。ま
た、メモリユニットMUB2におけるメモリセルMCB2m
の第1の電極31BはメモリユニットMUB2において共
通であり、共通の第1の電極31B(共通ノードC
NB2)は、プラグ292、パッド部26、プラグ194、
選択用トランジスタTRB2を介してビット線BLBに接
続されている。On the other hand, the first electrode 21B of the memory cell MC B1m in the memory unit MU B1 is the memory unit M B1m .
A common first electrode 21B (common node CN B1 ) common to U B1 is connected to the bit line BL B via the plug 19 3 and the selection transistor TR B1 . In addition, the memory cell MC B2m in the memory unit MU B2
The first electrode 31B is common to the memory unit MU B2 , and the common first electrode 31B (common node C
N B2 ) is a plug 29 2 , a pad portion 26, a plug 19 4 ,
It is connected to the bit line BL B via the selection transistor TR B2 .
【0159】尚、不揮発性メモリMAの第1番目のメモ
リユニットMUA1を構成するメモリセルMCA1mは、第
1の電極21Aと強誘電体層22Aと第2の電極23と
から成り、第2番目のメモリユニットMUA2を構成する
メモリセルMCA2mは、第1の電極21Bと強誘電体層
22Bと第2の電極23とから成り、不揮発性メモリM
Bの第1番目のメモリユニットMUB1を構成するメモリ
セルMCB1mは、第1の電極31Aと強誘電体層32A
と第2の電極33とから成り、第2番目のメモリユニッ
トMUB2を構成するメモリセルMCB2mは、第1の電極
31Bと強誘電体層32Bと第2の電極33とから成る
構成とすることもできる。The memory cell MC A1m forming the first memory unit MU A1 of the non-volatile memory M A includes the first electrode 21A, the ferroelectric layer 22A and the second electrode 23. The memory cell MC A2m forming the second memory unit MU A2 includes the first electrode 21B, the ferroelectric layer 22B, and the second electrode 23, and has a nonvolatile memory M
The memory cell MC B1m forming the first memory unit MU B1 of B includes a first electrode 31A and a ferroelectric layer 32A.
When composed of a second electrode 33, the memory cell MC B2m constituting the second memory unit MU B2 has a structure comprising a first electrode 31B and the ferroelectric layer 32B and a second electrode 33 You can also
【0160】この場合、メモリユニットMUA1における
メモリセルMCA1mの第1の電極21Aはメモリユニッ
トMUA1において共通であり、共通の第1の電極21A
(共通ノードCNA1)は、プラグ191、選択用トラン
ジスタTRA1を介してビット線BLAに接続されてい
る。また、メモリユニットMUA2におけるメモリセルM
CA2mの第1の電極21BはメモリユニットMUA2にお
いて共通であり、共通の第1の電極21B(共通ノード
CN2)は、プラグ192、選択用トランジスタTRA2を
介してビット線BLAに接続されている。更には、メモ
リユニットMUB1におけるメモリセルMCB1mの第1の
電極31AはメモリユニットMUB1において共通であ
り、共通の第1の電極31A(共通ノードCNB1)は、
プラグ291、パッド部26、プラグ193、選択用トラ
ンジスタTRB1を介してビット線BLBに接続されてい
る。更に、メモリユニットMUB2におけるメモリセルM
CB2mの第1の電極31BはメモリユニットMUB2にお
いて共通であり、共通の第1の電極31B(共通ノード
CNB2)は、プラグ292、パッド部26、プラグ1
94、選択用トランジスタTRB2を介してビット線BLB
に接続されている。[0160] In this case, the first electrode 21A of the memory cells MC A1m in the memory unit MU A1 is common in the memory unit MU A1, common first electrode 21A
The (common node CN A1 ) is connected to the bit line BL A via the plug 19 1 and the selection transistor TR A1 . In addition, the memory cell M in the memory unit MU A2
The first electrode 21B of C A2m is common in the memory unit MU A2 , and the common first electrode 21B (common node CN 2 ) is connected to the bit line BL A via the plug 19 2 and the selection transistor TR A2. It is connected. Furthermore, the first electrode 31A of the memory cells MC B1m in the memory unit MU B1 is common in the memory unit MU B1, the common first electrode 31A (common node CN B1) is
It is connected to the bit line BL B via the plug 29 1 , the pad portion 26, the plug 19 3 , and the selection transistor TR B1 . Further, the memory cell M in the memory unit MU B2
The first electrode 31B of C B2m is common in the memory unit MU B2 , and the common first electrode 31B (common node CN B2 ) is the plug 29 2 , the pad portion 26, the plug 1
9 4 , bit line BL B via selection transistor TR B2
It is connected to the.
【0161】N=4の場合の実施の形態5の不揮発性メ
モリの回路図を図21に示し、不揮発性メモリの模式的
な一部断面図を図22に示す。この不揮発性メモリにお
いては、不揮発性メモリMの第1番目(第1層目)のメ
モリユニットMU1を構成するメモリセルMC1mは、第
1の電極21と強誘電体層22と第2の電極23とから
成り、第2番目(第2層目)のメモリユニットMU2を
構成するメモリセルMC2mは、第1の電極31と強誘電
体層32と第2の電極33とから成る。また、第3番目
(第3層目)のメモリユニットMU3を構成するメモリ
セルMC3mは、第1の電極41と強誘電体層42と第2
の電極43とから成り、第4番目(第4層目)のメモリ
ユニットMU4を構成するメモリセルMC4mは、第1の
電極51と強誘電体層52と第2の電極53とから成
る。FIG. 21 shows a circuit diagram of the nonvolatile memory of the fifth embodiment in the case of N = 4, and FIG. 22 shows a schematic partial sectional view of the nonvolatile memory. In this non-volatile memory, the memory cell MC 1m forming the first (first layer) memory unit MU 1 of the non-volatile memory M includes a first electrode 21, a ferroelectric layer 22, and a second electrode. consists electrode 23, the memory cell MC 2m constituting the memory unit MU 2 of the second (second layer) comprises a first electrode 31 and the ferroelectric layer 32 and the second electrode 33. Further, the memory cell MC 3m constituting the memory unit MU 3 of the third (third layer) includes a first electrode 41 and the ferroelectric layer 42 second
Consists of the electrode 43, the memory cell MC 4m constituting the memory unit MU 4 of the fourth (fourth layer) is composed of the first electrode 51 and the ferroelectric layer 52 and the second electrode 53 .
【0162】第1層目のメモリユニットMU1は、絶縁
層17上に形成されている。第2層目のメモリユニット
MU2は、第1層目の層間絶縁層27を介して第1層目
のメモリユニットMU1の上方に形成されている。第3
層目のメモリユニットMU3は、第2層目の層間絶縁層
37を介して第2層目のメモリユニットMU2の上方に
形成されている。第4層目のメモリユニットMU4は、
第3層目の層間絶縁層47を介して第3層目のメモリユ
ニットMU3の上方に形成されている。The first-layer memory unit MU 1 is formed on the insulating layer 17. The second-layer memory unit MU 2 is formed above the first-layer memory unit MU 1 with the first-layer interlayer insulating layer 27 interposed therebetween. Third
The memory unit MU 3 of the layer is formed above the memory unit MU 2 of the second layer with the interlayer insulating layer 37 of the second layer interposed therebetween. The memory unit MU 4 of the fourth layer is
It is formed above the third-layer memory unit MU 3 via the third-layer interlayer insulating layer 47.
【0163】更には、メモリユニットMU1におけるメ
モリセルMC1mの第1の電極21はメモリユニットMU
1において共通であり、共通の第1の電極21(共通ノ
ードCN1)は、第1層目の第1番目のプラグ191、選
択用トランジスタTR1を介してビット線BLに接続さ
れている。また、メモリユニットMU2におけるメモリ
セルMC2mの第1の電極31はメモリユニットMU2に
おいて共通であり、共通の第1の電極31(共通ノード
CN2)は、第2層目の第1番目のプラグ291、パッド
部26、第1層目の第2番目のプラグ192、選択用ト
ランジスタTR2を介してビット線BLに接続されてい
る。更に、メモリユニットMU3におけるメモリセルM
C3mの第1の電極41はメモリユニットMU3において
共通であり、共通の第1の電極41(共通ノードC
N3)は、第3層目の第1番目のプラグ391、パッド部
36、第2層目の第2番目のプラグ292、パッド部2
6、第1層目の第3番目のプラグ193、選択用トラン
ジスタTR3を介してビット線BLに接続されている。
また、メモリユニットMU4におけるメモリセルMC4m
の第1の電極51はメモリユニットMU4において共通
であり、共通の第1の電極51(共通ノードCN4)
は、第4層目の第1番目のプラグ491、パッド部4
6、第3層目の第2番目のプラグ392、パッド部3
6、第2層目の第3番目のプラグ293、パッド部2
6、第1層目の第4番目のプラグ194、選択用トラン
ジスタTR4を介してビット線BLに接続されている。Furthermore, the first electrode 21 of the memory cell MC 1m in the memory unit MU 1 is the memory unit MU.
The common first electrode 21 (common node CN 1 ) is connected to the bit line BL via the first plug 19 1 of the first layer and the selection transistor TR 1 . The first electrode 31 of the memory cells MC 2m in the memory unit MU 2 is common in the memory unit MU 2, the common first electrode 31 (common node CN 2), the 1st second layer 29 1 , the pad portion 26, the second plug 19 2 of the first layer, and the selection transistor TR 2 are connected to the bit line BL. Further, the memory cell M in the memory unit MU 3
The first electrode 41 of C 3m is common in the memory unit MU 3 , and the common first electrode 41 (common node C
N 3 ) is the first plug 39 1 of the third layer, the pad portion 36, the second plug 29 2 of the second layer, the pad portion 2
6, the third plug 19 3 of the first layer, and the selection transistor TR 3 are connected to the bit line BL.
The memory cells MC 4m in the memory unit MU 4
The first electrode 51 of the memory unit MU 4 is common, and the common first electrode 51 (common node CN 4 )
Is the first plug 49 1 of the fourth layer and the pad portion 4
6, the second plug 39 2 of the third layer, the pad portion 3
6, third plug 29 3 of the second layer, pad portion 2
6, the fourth plug 19 4 of the first layer, and the selection transistor TR 4 are connected to the bit line BL.
【0164】ここで、N=4であるが故に、n’=1,
2,3となる。Here, since N = 4, n '= 1,
It becomes a few.
【0165】従って、この不揮発性メモリの製造にあっ
ては、[工程−540]において、
全面に第1層目の層間絶縁層27を形成し、
(N−n’=3)個の第2層目の開口部28を第1層
目の層間絶縁層27に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第1層目の第2番目から第(N−n’+1=
4)番目までのプラグ192,193,194のそれぞれ
と電気的に接続された第2層目の第1番目から第3番目
までのプラグ291,292,293のそれぞれを、メッ
キ法に基づき第2層目の開口部28内に形成した後、
第1層目の層間絶縁層27上に、共通の第1の電極3
1(共通ノードCN2)が第2層目の第1番目のプラグ
291に接続された第2層目のメモリユニットMU2を形
成する。Therefore, in the manufacture of this non-volatile memory, in [Step-540], the first interlayer insulating layer 27 is formed on the entire surface, and (N−n ′ = 3) second insulating layers 27 are formed. The opening 28 of the first layer is formed in the interlayer insulating layer 27 of the first layer and is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and the second layer of the first layer is formed. From th to (N-n '+ 1 =
4) Each of the first to third plugs 29 1 , 29 2 , 29 3 of the second layer, which are electrically connected to each of the plugs 19 2 , 19 3 , 19 4 up to the 4th , The common first electrode 3 is formed on the first-layer interlayer insulating layer 27 after the second-layer opening 28 is formed by the plating method.
1 (common node CN 2 ) forms the second layer memory unit MU 2 connected to the first plug 29 1 of the second layer.
【0166】次いで、
全面に第2層目の層間絶縁層37を形成し、
(N−n’=2)個の第3層目の開口部38を第2層
目の層間絶縁層37に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第2層目の第2番目から第(N−n’+1=
3)番目までのプラグ292,293のそれぞれと電気的
に接続された第3層目の第1番目から第2番目までのプ
ラグ391,392のそれぞれを、メッキ法に基づき第3
層目の開口部38内に形成した後、
第2層目の層間絶縁層37上に、共通の第1の電極4
1(共通ノードCN3)が第3層目の第1番目のプラグ
391に接続された第3層目のメモリユニットMU3を形
成する。Next, a second interlayer insulating layer 37 is formed on the entire surface, and (N−n ′ = 2) third layer openings 38 are formed in the second interlayer insulating layer 37. A metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and the second to second (N−n ′ + 1 =
3) Each of the first to second plugs 39 1 and 39 2 of the third layer, which is electrically connected to each of the plugs 29 2 and 29 3 up to the third, is connected to the third plug based on the plating method.
After being formed in the opening 38 of the first layer, the common first electrode 4 is formed on the interlayer insulating layer 37 of the second layer.
1 (common node CN 3 ) forms the memory unit MU 3 of the third layer, which is connected to the first plug 39 1 of the third layer.
【0167】次いで、
全面に第3層目の層間絶縁層47を形成し、
(N−n’=1)個の第4層目の開口部48を第3層
目の層間絶縁層47に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第3層目の第2番目のプラグ392と電気的に
接続された第4層目の第1番目のプラグ491を、メッ
キ法に基づき第4層目の開口部48内に形成した後、
第3層目の層間絶縁層47上に、共通の第1の電極5
1(共通ノードCN4)が第4層目の第1番目のプラグ
491に接続された第4層目のメモリユニットMU4を形
成する。Then, a third interlayer insulating layer 47 is formed on the entire surface, and (N−n ′ = 1) fourth layer openings 48 are formed in the third interlayer insulating layer 47. Of the fourth layer, which is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium, and ruthenium or an alloy thereof, and which is electrically connected to the second plug 39 2 of the third layer. After forming the first plug 49 1 in the opening 48 of the fourth layer by plating, the common first electrode 5 is formed on the interlayer insulating layer 47 of the third layer.
1 (common node CN 4 ) forms a fourth layer memory unit MU 4 connected to the first plug 49 1 of the fourth layer.
【0168】図22に示した不揮発性メモリの変形例を
図23に示す。この不揮発性メモリにおいては、不揮発
性メモリMの第1層目のメモリユニットMU1を構成す
るメモリセルMC1mは、第1の電極21Aと強誘電体層
22Aと第2の電極23とから成り、第2層目のメモリ
ユニットMU2を構成するメモリセルMC2mは、第1の
電極21Bと強誘電体層22Bと第2の電極23とから
成る。また、第3層目のメモリユニットMU3を構成す
るメモリセルMC3mは、第1の電極31Aと強誘電体層
32Aと第2の電極33とから成り、第4層目のメモリ
ユニットMU4を構成するメモリセルMC4mは、第1の
電極31Bと強誘電体層32Bと第2の電極33とから
成る。A modification of the nonvolatile memory shown in FIG. 22 is shown in FIG. In this non-volatile memory, the memory cell MC 1m forming the first-layer memory unit MU 1 of the non-volatile memory M includes a first electrode 21A, a ferroelectric layer 22A, and a second electrode 23. , the memory cell MC 2m constituting the memory unit MU 2 of the second layer is composed of a first electrode 21B and the ferroelectric layer 22B and a second electrode 23. Further, the memory cell MC 3m constituting the memory unit MU 3 of the third layer comprises a first electrode 31A and the ferroelectric layer 32A and a second electrode 33, the fourth layer of the memory unit MU 4 The memory cell MC 4m constituting the above is composed of a first electrode 31B, a ferroelectric layer 32B and a second electrode 33.
【0169】更には、メモリユニットMU1におけるメ
モリセルMC1mの第1の電極21AはメモリユニットM
U1において共通であり、共通の第1の電極21A(共
通ノードCN1)は、プラグ191、選択用トランジスタ
TR1を介してビット線BLに接続されている。また、
メモリユニットMU2におけるメモリセルMC2mの第1
の電極21BはメモリユニットMU2において共通であ
り、共通の第1の電極21B(共通ノードCN2)は、
プラグ192、選択用トランジスタTR2を介してビット
線BLに接続されている。Further, the first electrode 21A of the memory cell MC 1m in the memory unit MU 1 is the memory unit M 1
A common first electrode 21A (common node CN 1 ) common to U 1 is connected to the bit line BL via the plug 19 1 and the selection transistor TR 1 . Also,
First memory cell MC 2m in the memory unit MU 2
Electrode 21B of the memory unit MU 2 is common, and the common first electrode 21B (common node CN 2 ) is
It is connected to the bit line BL via the plug 19 2 and the selecting transistor TR 2 .
【0170】一方、メモリユニットMU3におけるメモ
リセルMC3mの第1の電極31AはメモリユニットMU
3において共通であり、共通の第1の電極31A(共通
ノードCN3)は、プラグ291、パッド部26、プラグ
193、選択用トランジスタTR3を介してビット線BL
に接続されている。更に、メモリユニットMU4におけ
るメモリセルMC4mの第1の電極31Bはメモリユニッ
トMU4において共通であり、共通の第1の電極31B
(共通ノードCN4)は、プラグ292、パッド部26、
プラグ194、選択用トランジスタTR4を介してビット
線BLに接続されている。On the other hand, the first electrode 31A of the memory cell MC 3m in the memory unit MU 3 is the memory unit MU.
The common first electrode 31A (common node CN 3 ) is common to all bit lines 3 via the plug 29 1 , the pad section 26, the plug 19 3 and the selection transistor TR 3.
It is connected to the. Furthermore, the first electrode 31B of the memory cell MC 4m in the memory unit MU 4 is common in the memory unit MU 4, the common first electrode 31B
The (common node CN 4 ) includes a plug 29 2 , a pad portion 26,
It is connected to the bit line BL via the plug 19 4 and the selection transistor TR 4 .
【0171】(実施の形態6)実施の形態6は、本発明
の第5の態様に係る不揮発性メモリ、及び、本発明の第
6の態様に係る不揮発性メモリの製造方法に関する。実
施の形態6の不揮発性メモリの回路図概念図を図24及
び図25に示し、メモリユニットの回路図を図26に示
し、不揮発性メモリの模式的な一部断面図を図27に示
す。図27においては、不揮発性メモリMAを図示す
る。プレート線が延びる方向に隣接する不揮発性メモリ
MBと不揮発性メモリMAとは同じ構造を有するが故に、
以下、不揮発性メモリMAについて説明する。(Embodiment 6) Embodiment 6 relates to a nonvolatile memory according to a fifth aspect of the present invention and a method for manufacturing a nonvolatile memory according to the sixth aspect of the present invention. 24 and 25 are schematic circuit diagrams of the nonvolatile memory according to the sixth embodiment, FIG. 26 is a circuit diagram of the memory unit, and FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory. In FIG. 27, the nonvolatile memory M A is illustrated. Since the nonvolatile memory M B and the nonvolatile memory M A which are adjacent to each other in the plate line extending direction have the same structure,
The nonvolatile memory M A will be described below.
【0172】実施の形態6の不揮発性メモリMAは、
(A)N本(但し、N≧2であり、実施の形態6におい
ては、N=2)のビット線BLANと、(B)N個の選択
用トランジスタTRANと、(C)それぞれがM個(但
し、M≧2であり、実施の形態6においては、M=8)
のメモリセルMCANMから構成された、N個のメモリユ
ニットMUANと、(D)M本のプレート線PLM、から
成る。The nonvolatile memory M A according to the sixth embodiment is
(A) N present (N ≧ 2, and in the sixth embodiment, N = 2) and the bit line BL AN of, and (B) N number of selection transistors TR AN, respectively (C) M (however, M ≧ 2, and M = 8 in the sixth embodiment)
Memory cells MC ANM of N memory units MU AN and (D) M plate lines PL M.
【0173】そして、N個のメモリユニットMUAnは、
層間絶縁層を介して積層されている。各メモリセルは、
第1の電極と強誘電体層と第2の電極とから成る。具体
的には、第1層目のメモリユニットMUA1を構成する各
メモリセルMCA1mは、第1の電極21と強誘電体層2
2と第2の電極23とから成り、第2層目のメモリユニ
ットMUA2を構成する各メモリセルMCA2mは、第1の
電極31と強誘電体層32と第2の電極33とから成
る。更には、各メモリユニットMUAnにおいて、メモリ
セルMCAnmの第1の電極21,31は共通である。具
体的には、第1層目のメモリユニットMUA1において、
メモリセルMCA1mの第1の電極21は共通である。こ
の共通の第1の電極21を第1の共通ノードCNA1と呼
ぶ場合がある。また、第2層目のメモリユニットMUA2
において、メモリセルMCA2mの第1の電極31は共通
である。この共通の第1の電極31を第2の共通ノード
CN A2と呼ぶ場合がある。更には、第n層目(但し、n
=1,2・・・,N)のメモリユニットMUAnにおい
て、第m番目(但し、m=1,2・・・,M)のメモリ
セルの第2の電極23,33は、メモリユニットMUAn
間で共通とされた第m番目のプレート線PLmに接続さ
れている。実施の形態6においては、より具体的には、
各プレート線は、第2の電極23,33から延在してお
り、図示しない領域で接続されている。Then, N memory units MUAnIs
They are laminated with an interlayer insulating layer interposed therebetween. Each memory cell is
It is composed of a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode. Concrete
Specifically, the first-layer memory unit MUA1Each of the
Memory cell MCA1mIs the first electrode 21 and the ferroelectric layer 2
2 and the second electrode 23, the memory unit of the second layer.
MUA2Memory cells MC configuringA2mIs the first
It is composed of an electrode 31, a ferroelectric layer 32 and a second electrode 33.
It Furthermore, each memory unit MUAnAt the memory
Cell MCAnmThe first electrodes 21 and 31 of are common. Ingredient
Physically, the memory unit MU of the first layerA1At
Memory cell MCA1mThe first electrode 21 of is common. This
Of the common first electrode 21 of the first common node CNA1Call
There are cases where In addition, the memory unit MU of the second layerA2
In the memory cell MCA2mThe first electrode 31 of is common
Is. This common first electrode 31 is connected to the second common node
CN A2Sometimes called. Furthermore, the nth layer (however, n
= 1, ..., N) memory unit MUAnsmell
The m-th memory (however, m = 1, 2, ..., M)
The second electrodes 23 and 33 of the cell are connected to the memory unit MU.An
The m-th plate line PL that is common betweenmConnected to
Has been. In the sixth embodiment, more specifically,
Each plate line extends from the second electrode 23, 33.
And are connected in a region (not shown).
【0174】第n層目(但し、n=1,2・・・,N)
のメモリユニットMUAnにおける共通の第1の電極は、
プラグ、第n番目の選択用トランジスタTRAn、接続孔
16を介して第n番目のビット線BLAnに接続されてい
る。具体的には、第n番目の選択用トランジスタTRAn
の一方のソース/ドレイン領域15Aは接続孔16を介
して第n番目のビット線BLAnに接続されている。一
方、第1番目の選択用トランジスタTRA1の他方のソー
ス/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成された第
1層目の開口部18に設けられた第1層目の第1番目の
プラグ191を介して、第1層目のメモリユニットMU
A1における共通の第1の電極21(第1の共通ノードC
NA1)に接続されている。また、第2番目の選択用トラ
ンジスタTRA2の他方のソース/ドレイン領域15B
は、絶縁層17に設けられた第1層目の第2番目のプラ
グ192、パッド部26、及び、層間絶縁層27に形成
された第2層目の開口部28に設けられた第2層目の第
1番目のプラグ291を介して、第2層目のメモリユニ
ットMUA2における共通の第1の電極31(第2の共通
ノードCNA2)に接続されている。The nth layer (however, n = 1, 2, ..., N)
The common first electrode in the memory unit MU An of
It is connected to the n-th bit line BL An via the plug, the n-th selection transistor TR An , and the connection hole 16. Specifically, the nth selection transistor TR An
One of the source / drain regions 15A is connected to the n-th bit line BL An via the connection hole 16. On the other hand, the other source / drain region 15B of the first selection transistor TR A1 is the first plug of the first layer provided in the opening 18 of the first layer formed in the insulating layer 17. 19 1 via the first layer memory unit MU
Common first electrode 21 at A1 (first common node C
N A1 ). Also, the other source / drain region 15B of the second selection transistor TR A2
Is the second plug 19 2 of the first layer provided in the insulating layer 17, the pad portion 26, and the second plug 28 provided in the opening portion 28 of the second layer formed in the interlayer insulating layer 27. It is connected to the common first electrode 31 (second common node CN A2 ) in the memory unit MU A2 of the second layer via the first plug 29 1 of the layer.
【0175】ビット線BLAnはセンスアンプSAに接続
されている。また、プレート線PL Mはプレート線デコ
ーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ワード
線WL1,WL2は、ワード線デコーダ/ドライバWDに
接続されている。ワード線WL1,WL2は、図27の紙
面垂直方向に延びている。また、不揮発性メモリMAを
構成するメモリセルMCA1mの第2の電極23は、図2
7の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを構成
するメモリセルMCB1mの第2の電極と共通であり、プ
レート線PLmを兼ねている。更には、不揮発性メモリ
MAを構成するメモリセルMCA2mの第2の電極33は、
図27の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メモリMBを
構成するメモリセルMCB2mの第2の電極と共通であ
り、プレート線PLmを兼ねている。これらのプレート
線PLmは、図示しない領域において接続されている。
また、ワード線WL1は、不揮発性メモリMAを構成する
選択用トランジスタTRA1と、図27の紙面垂直方向に
隣接する不揮発性メモリMBを構成する選択用トランジ
スタTRB1とで共通である。更には、ワード線WL
2は、不揮発性メモリMAを構成する選択用トランジスタ
TRA2と、図27の紙面垂直方向に隣接する不揮発性メ
モリMBを構成する選択用トランジスタTRB2とで共通
である。Bit line BLAnConnected to the sense amplifier SA
Has been done. Also, the plate line PL MIs plate line deco
Connected to the driver / driver PD. Furthermore, the word
Line WL1, WL2Is the word line decoder / driver WD
It is connected. Word line WL1, WL2Is the paper in Figure 27
It extends in the direction perpendicular to the plane. In addition, the nonvolatile memory MATo
Memory cell MCA1mThe second electrode 23 of FIG.
7 non-volatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surfaceBMake up
Memory cell MCB1mCommon to the second electrode of
Rate line PLmDoubles as Furthermore, non-volatile memory
MAMemory cell MC constituting theA2mThe second electrode 33 of
Nonvolatile memory M adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.BTo
Memory cell MCB2mCommon to the second electrode of
, Plate line PLmDoubles as These plates
Line PLmAre connected in a region not shown.
Also, the word line WL1Is a non-volatile memory MAMake up
Selection transistor TRA1And in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Adjacent non-volatile memory MBSelection transitions that make up
Star TRB1And are common. Furthermore, the word line WL
2Is a non-volatile memory MASelection transistor
TRA2And non-volatile memory adjacent in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
Mori MBSelection transistor TRB2Common with
Is.
【0176】図24及び図25に回路図を示す実施の形
態6の不揮発性メモリにおいては、不揮発性メモリ
MA,MBを構成する選択用トランジスタTRA1,TRB1
は同じワード線WL1に接続され、選択用トランジスタ
TRA2,TRB2は同じワード線WL2に接続されてい
る。In the nonvolatile memory according to the sixth embodiment whose circuit diagrams are shown in FIGS. 24 and 25, the selection transistors TR A1 and TR B1 forming the nonvolatile memories M A and M B are selected.
Are connected to the same word line WL 1 , and the selection transistors TR A2 and TR B2 are connected to the same word line WL 2 .
【0177】そして、図24に回路図を示す不揮発性メ
モリにおいては、対となったメモリセルMCA1m,MC
A2m(m=1,2・・・,M)に相補的な1ビットのデ
ータが記憶される。このような実施の形態6の不揮発性
メモリからデータを読み出し、再書き込みする方法は、
実質的に、図8を参照して説明した実施の形態2の不揮
発性メモリの動作と同様とすることができるので、詳細
な説明は省略する。あるいは又、メモリセルMCA1m及
びメモリセルMCA2mを独立して制御し、対となったビ
ット線BLA1,BLA2の一方に参照電圧を印加すること
によって、メモリセルMCA1m,MCA2mのそれぞれから
1ビットのデータを読み出す。このような実施の形態6
の不揮発性メモリからデータを読み出し、再書き込みす
る方法は、実質的に、図11を参照して説明した実施の
形態2の不揮発性メモリの動作と同様とすることができ
るので、詳細な説明は省略する。In the nonvolatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 24, a pair of memory cells MC A1m , MC
1-bit data complementary to A2m (m = 1, 2, ..., M) is stored. A method of reading data from the nonvolatile memory of the sixth embodiment and rewriting the data is as follows.
Since the operation can be substantially the same as that of the nonvolatile memory according to the second embodiment described with reference to FIG. 8, detailed description will be omitted. Alternatively, by independently controlling the memory cell MC A1m and the memory cell MC A2m and applying the reference voltage to one of the paired bit lines BL A1 and BL A2 , the memory cells MC A1m and MC A2m are respectively supplied . 1-bit data is read from. Embodiment 6 as described above
The method of reading data from the non-volatile memory and rewriting the data can be substantially the same as the operation of the non-volatile memory according to the second embodiment described with reference to FIG. Omit it.
【0178】あるいは又、図25に回路図を示す不揮発
性メモリにおいては、対となったメモリセルMCAnm,
MCBnm(n=1、2・・・,Nであり、m=1,2・
・・,M)に相補的な1ビットのデータが記憶される。
このような実施の形態6の不揮発性メモリからデータを
読み出し、再書き込みする方法は、実質的に、図8を参
照して説明した実施の形態2の不揮発性メモリの動作と
同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。Alternatively, in the nonvolatile memory whose circuit diagram is shown in FIG. 25, a pair of memory cells MC Anm ,
MC Bnm (n = 1, 2, ..., N, m = 1, 2 ...
.., M) is stored as complementary 1-bit data.
The method of reading data from the nonvolatile memory of the sixth embodiment and rewriting the data may be substantially the same as the operation of the nonvolatile memory of the second embodiment described with reference to FIG. Therefore, detailed description is omitted.
【0179】尚、ビット線BLA1とビット線BLB2をセ
ンスアンプSA1に接続し、ビット線BLA2とビット線
BLB1をセンスアンプSA2に接続する構成とすること
もできる。この場合、対となったメモリセルMCA1m,
MCB2m、あるいは、対となったメモリセルMCA2m,M
CB1m(m=1,2・・・,M)に相補的な1ビットの
データが記憶される。このような実施の形態6の不揮発
性メモリからデータを読み出し、再書き込みする方法
は、実質的に、図8を参照して説明した実施の形態2の
不揮発性メモリの動作と同様とすることができるので、
詳細な説明は省略する。あるいは又、メモリセルMC
Anm及びメモリセルMCBnmを独立して制御し、対となっ
たビット線の一方に参照電圧を印加することによって、
メモリセルMC Anm,MCBnmのそれぞれから1ビットの
データを読み出す。このような実施の形態6の不揮発性
メモリからデータを読み出し、再書き込みする方法は、
実質的に、図11を参照して説明した実施の形態2の不
揮発性メモリの動作と同様とすることができるので、詳
細な説明は省略する。The bit line BLA1And bit line BLB2The
Sense amplifier SA1Connected to the bit line BLA2And bit line
BLB1Sense amplifier SA2Be configured to connect to
You can also In this case, the paired memory cell MCA1m,
MCB2m, Or a pair of memory cells MCA2m, M
CB1m1-bit complementary to (m = 1, 2, ..., M)
The data is stored. Such a nonvolatile memory according to the sixth embodiment
To read and rewrite data from non-volatile memory
Substantially corresponds to that of the second embodiment described with reference to FIG.
Since it can be similar to the operation of the non-volatile memory,
Detailed description is omitted. Alternatively, the memory cell MC
AnmAnd memory cell MCBnmIndependently controlled and paired
By applying a reference voltage to one of the bit lines,
Memory cell MC Anm, MCBnm1 bit from each of
Read the data. Nonvolatile of Embodiment 6
How to read data from memory and rewrite
Substantially, the second embodiment described with reference to FIG.
Since it can be similar to the operation of volatile memory,
Detailed explanation is omitted.
【0180】以下、実施の形態6の不揮発性メモリの製
造方法を説明する。The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the sixth embodiment will be described below.
【0181】[工程−600]先ず、実施の形態1の
[工程−100]と同様にして、不揮発性メモリにおけ
る選択用トランジスタTRA1,TRA2として機能するN
個のMOS型トランジスタを半導体基板10に形成す
る。[Step-600] First, in the same manner as in [Step-100] of the first embodiment, N which functions as the selection transistors TR A1 and TR A2 in the nonvolatile memory is formed.
Individual MOS type transistors are formed on the semiconductor substrate 10.
【0182】[工程−610]次いで、実施の形態2の
[工程−210]と同様にして、全面に下層絶縁層を形
成した後、この下層絶縁層上に、選択用トランジスタT
RA1,TRA2の一方のソース/ドレイン領域15Aに接
続孔16を介して電気的に接続されたビット線BLA1,
BLA2を形成する。その後、全面に上層絶縁層を形成し
た後、実施の形態2の[工程−220]と同様にして、
選択用トランジスタTRA1,TRA2の他方のソース/ド
レイン領域15Bの上方の上層絶縁層及び下層絶縁層
(絶縁層17)の部分に第1層目の開口部18を形成す
る。[Step-610] Next, in the same manner as in [Step-210] of the second embodiment, a lower insulating layer is formed on the entire surface, and then the selecting transistor T is formed on the lower insulating layer.
A bit line BL A1 electrically connected to one of the source / drain regions 15A of R A1 and TR A2 through a connection hole 16.
Form BL A2 . Then, after forming an upper insulating layer on the entire surface, in the same manner as in [Step-220] of the second embodiment,
The opening 18 of the first layer is formed in the upper insulating layer and the lower insulating layer (insulating layer 17) above the other source / drain region 15B of the selecting transistors TR A1 and TR A2 .
【0183】[工程−620]次に、実施の形態1の
[工程−130]と同様にして、第n番目のプラグが第
n番目の選択用トランジスタTRAnの他方のソース/ド
レイン領域15Bに接続された第1層目のプラグ1
91,192を、メッキ法に基づき第1層目の開口部18
内に形成する。[Step-620] Next, similarly to [Step-130] of the first embodiment, the n-th plug is formed in the other source / drain region 15B of the n-th selection transistor TR An. Connected first layer plug 1
9 1 and 19 2 are formed on the opening 18 of the first layer by plating.
Form inside.
【0184】[工程−630]その後、実施の形態2の
[工程−230]及び[工程−240]と同様にして、
上層絶縁層(絶縁層17)上に、第1の電極21と強誘
電体層22と第2の電極23とから成り、共通の第1の
電極21(共通ノードCNA1)が第1層目の第1番目の
プラグ191に接続されたメモリユニットMUA1を得る
ことができる。[Step-630] Then, in the same manner as [Step-230] and [Step-240] of the second embodiment,
On the upper insulating layer (insulating layer 17), a first electrode 21, a ferroelectric layer 22 and a second electrode 23 are formed, and the common first electrode 21 (common node CN A1 ) is the first layer. The memory unit MU A1 connected to the first plug 19 1 of the above can be obtained.
【0185】[工程−640]その後、
全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・・,N−
1)の層間絶縁層を形成し、
(N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき第(n’+
1)層目の開口部内に形成した後、
第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返す。[Step-640] After that, the n'th layer (where n '= 1, 2, ..., N-
1) The interlayer insulating layer is formed, and (N-n ') th (n' + 1) th opening is formed in the n'th interlayer insulating layer, and platinum, iridium, palladium, and rhodium are formed. And a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof, and the second to the (N−n ′ + 1) th n′th layer
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the first to (n '+) th plugs is subjected to (n' +
1) After being formed in the opening of the 1st layer, the common first electrode is connected to the 1st plug of the (n '+ 1) th layer on the n'th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
n ′ is incremented by 1 from 1 to (N−1) and repeated.
【0186】実施の形態5においては、N=2であるが
故に、n’=1となる。In the fifth embodiment, since N = 2, n '= 1.
【0187】従って、
全面に第1層目の層間絶縁層27を形成し、
(N−n’=1)個の第2層目の開口部28を第1層
目の層間絶縁層27に形成し、
白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第1層目の第2番目のプラグ192と電気的に
接続された第2層目の第1番目のプラグ291を、メッ
キ法に基づき第2層目の開口部28内に形成した後、
第1層目の層間絶縁層27上に、共通の第1の電極3
1が第2層目の第1番目のプラグ291に接続された第
2層目のメモリユニットMUA2(第1の電極31と強誘
電体層32と第2の電極33とから構成されたメモリセ
ルMCA2m)を形成する。その後、全面に絶縁膜37A
を形成して、不揮発性メモリMAを完成させる。Therefore, the first interlayer insulating layer 27 is formed on the entire surface, and (N−n ′ = 1) second layer openings 28 are formed in the first interlayer insulating layer 27. Of the second layer, which is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium, and ruthenium or an alloy thereof, and is electrically connected to the second plug 19 2 of the first layer. After forming the first plug 29 1 in the opening 28 of the second layer by the plating method, the common first electrode 3 is formed on the interlayer insulating layer 27 of the first layer.
1 is a memory unit MU A2 of the second layer connected to the first plug 29 1 of the second layer (composed of the first electrode 31, the ferroelectric layer 32, and the second electrode 33). The memory cell MC A2m ) is formed. After that, the insulating film 37A is formed on the entire surface.
Are formed to complete the nonvolatile memory M A.
【0188】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。発明の実施の形態にて説明した不揮発性メモリの構
造、使用した材料、各種の形成条件、回路構成、駆動方
法等は例示であり、適宜変更することができる。本発明
の第1の態様に係る不揮発性メモリの製造方法によって
所謂プレーナ型不揮発性メモリを製造することもでき
る。即ち、本発明の第1の態様に係る不揮発性メモリの
構造をプレーナ型とすることもできる。Although the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these. The structure of the nonvolatile memory described in the embodiments of the invention, the materials used, various forming conditions, circuit configurations, driving methods, etc. are merely examples, and can be changed as appropriate. A so-called planar nonvolatile memory can be manufactured by the method for manufacturing a nonvolatile memory according to the first aspect of the present invention. That is, the structure of the non-volatile memory according to the first aspect of the present invention may be a planar type.
【0189】本発明の第2の態様〜第6の態様に係る不
揮発性メモリの製造方法によって製造される不揮発性メ
モリ、あるいは又、本発明の第2の態様〜第5の態様に
係る不揮発性メモリを、所謂ゲインセル型とすることも
できる。ゲインセル型の不揮発性メモリを実施の形態2
にて説明した不揮発性メモリに適用した場合の回路図を
図28に示し、この不揮発性メモリを構成する各種のト
ランジスタの模式的なレイアウトを図29に示し、この
不揮発性メモリの模式的な一部断面図を図30及び図3
1に示す。また、ゲインセル型の不揮発性メモリを実施
の形態5にて説明した不揮発性メモリに適用した場合の
回路図を図32に例示する。尚、図29において、各種
のトランジスタの領域を点線で囲み、活性領域及び配線
層を実線で示し、ゲート電極あるいはワード線を一点鎖
線で示した。また、図30に示す不揮発性メモリの模式
的な一部断面図は、図29の線A−Aに沿った模式的な
一部断面図であり、図31に示す不揮発性メモリの模式
的な一部断面図は、図29の線B−Bに沿った模式的な
一部断面図である。A non-volatile memory manufactured by the method for manufacturing a non-volatile memory according to any of the second to sixth aspects of the present invention, or a non-volatile memory according to any of the second to fifth aspects of the present invention. The memory may be of a so-called gain cell type. Second Embodiment of Gain Cell Type Nonvolatile Memory
FIG. 28 shows a circuit diagram when applied to the nonvolatile memory described in FIG. 28, and FIG. 29 shows a schematic layout of various transistors constituting this nonvolatile memory. Sectional views are shown in FIG. 30 and FIG.
Shown in 1. Further, FIG. 32 illustrates a circuit diagram when the gain cell type nonvolatile memory is applied to the nonvolatile memory described in the fifth embodiment. Note that in FIG. 29, regions of various transistors are surrounded by dotted lines, active regions and wiring layers are shown by solid lines, and gate electrodes or word lines are shown by dashed lines. A schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory shown in FIG. 30 is a schematic partial cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 29, and a schematic partial cross-sectional view of the nonvolatile memory shown in FIG. The partial cross-sectional view is a schematic partial cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
【0190】この不揮発性メモリMAは、例えば、ビッ
ト線BLAと、書込用トランジスタ(実施の形態2にお
ける選択用トランジスタである)TRAWと、M個(但
し、M≧2であり、例えば、M=8)のメモリセルMC
AMから構成されたメモリユニットMUAと、M本のプレ
ート線PLMから構成されている。そして、各メモリセ
ルMCAMは、第1の電極21と強誘電体層22と第2の
電極23とから成り、メモリユニットMUAを構成する
メモリセルMCAMの第1の電極21は、メモリユニット
MUAにおいて共通であり、この共通の第1の電極(共
通ノードCNA)は、書込用トランジスタTRAWを介し
てビット線BLAに接続され、各メモリセルMCA mを構
成する第2の電極23はプレート線PLmに接続されて
いる。尚、密着層の図示は省略した。不揮発性メモリの
メモリユニットMUAを構成するメモリセルの数(M)
は8個に限定されず、一般には、M≧2を満足すればよ
く、2のべき数(M=2,4,8,16・・・)とする
ことが好ましい。This nonvolatile memory M A is, for example, a bit line BL A , a writing transistor (which is a selection transistor in the second embodiment) TR AW , and M (however, M ≧ 2, For example, M = 8) memory cell MC
It is composed of a memory unit MU A composed of AM and M plate lines PL M. Each memory cell MC AM comprises a first electrode 21 and the ferroelectric layer 22 and a second electrode 23, first electrode 21 of the memory cells MC AM constituting the memory unit MU A includes a memory is common in the unit MU a, the common first electrode (common node CN a) via the transistor for writing TR AW is connected to the bit line BL a, the constituting each memory cell MC a m The second electrode 23 is connected to the plate line PL m . The illustration of the adhesion layer is omitted. Number of memory cells (M) that make up the memory unit MU A of the nonvolatile memory
Is not limited to eight, and in general, M ≧ 2 may be satisfied, and a power of 2 (M = 2, 4, 8, 16 ...) Is preferable.
【0191】更には、共通の第1の電極の電位変化を検
出し、この検出結果をビット線BL Aに電流又は電圧と
して伝達する信号検出回路を備えている。言い換えれ
ば、検出用トランジスタTRAS、及び、読出用トランジ
スタTRARを備えている。即ち、信号検出回路は、検出
用トランジスタTRAS及び読出用トランジスタTRARか
ら構成されている。そして、検出用トランジスタTRAS
の一端は所定の電位Vccを有する配線層(例えば、不純
物層から構成された電源線)に接続され、他端は読出用
トランジスタTRARを介してビット線BLAに接続さ
れ、各メモリセルMCAmに記憶されたデータの読み出し
時、読出用トランジスタTRARが導通状態とされ、各メ
モリセルMCAmに記憶されたデータに基づき共通の第1
の電極(共通ノードCNA)に生じた電位により、検出
用トランジスタTRASの動作が制御される。Furthermore, the potential change of the common first electrode is detected.
The detection result is output to the bit line BL. AWith current or voltage
A signal detection circuit for transmitting the signal is provided. In other words
For example, the detection transistor TRAS, And read transition
Star TRARIs equipped with. That is, the signal detection circuit detects
Transistor TRASAnd read transistor TRAROr
It is composed of Then, the detection transistor TRAS
One end has a predetermined potential VccA wiring layer having
Connected to the power supply line composed of the physical layer, and the other end is for reading
Transistor TRARVia the bit line BLAConnected to
Each memory cell MCAmThe data stored in the
When read transistor TRARIs turned on, and each
Morisell MCAmCommon first based on data stored in
Electrode (common node CNA) Is detected by the potential generated in
Transistor TRASIs controlled.
【0192】具体的には、各種のトランジスタはMOS
型FETから構成されており、書込用トランジスタ(選
択用トランジスタ)TRAWの一方のソース/ドレイン領
域15Aは絶縁層17に形成された接続孔(コンタクト
ホール)16を介してビット線BLAに接続され、他方
のソース/ドレイン領域15Bは、絶縁層17に形成さ
れた形成された開口部18に設けられたプラグ19を介
して共通の第1の電極(共通ノードCNA)に接続され
ている。また、検出用トランジスタTRASの一方のソー
ス/ドレイン領域は、所定の電位Vccを有する配線層に
接続され、他方のソース/ドレイン領域は、読出用トラ
ンジスタTRARの一方のソース/ドレイン領域に接続さ
れている。より具体的には、検出用トランジスタTRAS
の他方のソース/ドレイン領域と読出用トランジスタT
RARの一方のソース/ドレイン領域とは、1つのソース
/ドレイン領域を占めている。更には、読出用トランジ
スタTRARの他方のソース/ドレイン領域は接続孔(コ
ンタクトホール)16を介してビット線BLAに接続さ
れ、更に、共通の第1の電極(共通ノードCNA、ある
いは、書込用トランジスタTRAWの他方のソース/ドレ
イン領域)は、開口部中に設けられたプラグ19A、ワ
ード線WLSを介して検出用トランジスタTRA Sのゲー
ト電極に接続されている。また、書込用トランジスタT
RAWのゲート電極に接続されたワード線WLW及び読出
用トランジスタTRARのゲート電極に接続されたワード
線WLRは、ワード線デコーダ/ドライバWDに接続さ
れている。一方、各プレート線PLmは、プレート線デ
コーダ/ドライバPDに接続されている。更には、ビッ
ト線BLAはセンスアンプSAに接続されている。Specifically, various transistors are MOS
Type FET, and one source / drain region 15A of the writing transistor (selecting transistor) TR AW is connected to the bit line BL A through a connection hole (contact hole) 16 formed in the insulating layer 17. The other source / drain region 15B is connected to the common first electrode (common node CN A ) via the plug 19 provided in the opening 18 formed in the insulating layer 17. There is. Further, one source / drain region of the detection transistor TR AS is connected to a wiring layer having a predetermined potential V cc , and the other source / drain region is connected to one source / drain region of the read transistor TR AR. It is connected. More specifically, the detection transistor TR AS
Of the other source / drain region and the read transistor T
One source / drain region of R AR occupies one source / drain region. Further, the other source / drain region of the read transistor TR AR is connected to the bit line BL A via a connection hole (contact hole) 16, and further, a common first electrode (common node CN A , or The other source / drain region of the write transistor TR AW ) is connected to the gate electrode of the detection transistor TR A S via the plug 19A provided in the opening and the word line WL S. In addition, the writing transistor T
The word line WL W connected to the gate electrode of R AW and the word line WL R connected to the gate electrode of the read transistor TR AR are connected to the word line decoder / driver WD. On the other hand, each plate line PL m is connected to the plate line decoder / driver PD. Furthermore, the bit line BL A is connected to the sense amplifier SA.
【0193】この不揮発性メモリのメモリセルMCA1か
らデータを読み出す場合、選択プレート線PL1にVcc
を印加する。このとき、選択メモリセルMCA1にデータ
「1」が記憶されていれば、強誘電体層に分極反転が生
じ、蓄積電荷量が増加し、共通ノードCNAの電位が上
昇する。一方、選択メモリセルMCA1にデータ「0」が
記憶されていれば、強誘電体層に分極反転が生ぜず、共
通ノードCNAの電位は殆ど上昇しない。即ち、共通ノ
ードCNAは、非選択メモリセルの強誘電体層を介して
複数の非選択プレート線PLj(j≠1)にカップリン
グされているので、共通ノードCNAの電位は0ボルト
に比較的近いレベルに保たれる。このようにして、選択
メモリセルMCA1に記憶されたデータに依存して共通ノ
ードCN Aの電位に変化が生じる。従って、選択メモリ
セルの強誘電体層には、分極反転に十分な電界を与える
ことができる。そして、ビット線BLAを浮遊状態と
し、読出用トランジスタTRARをオン状態とする。一
方、選択メモリセルMCA1に記憶されたデータに基づき
共通の第1の電極(共通ノードCNA)に生じた電位に
より、検出用トランジスタTRASの動作が制御される。
具体的には、選択メモリセルMCA1に記憶されたデータ
に基づき共通の第1の電極(共通ノードCNA)に高い
電位が生じれば、検出用トランジスタTRASは導通状態
となり、検出用トランジスタTRASの一方のソース/ド
レイン領域は所定の電位Vccを有する配線層に接続され
ているので、かかる配線層から、検出用トランジスタT
RAS及び読出用トランジスタTRARを介してビット線B
LAに電流が流れ、ビット線BLAの電位が上昇する。即
ち、信号検出回路によって共通の第1の電極(共通ノー
ドCNA)の電位変化が検出され、この検出結果がビッ
ト線BLAに電圧(電位)として伝達される。ここで、
検出用トランジスタTRASの閾値をVth、検出用トラン
ジスタTRASのゲート電極の電位(即ち、共通ノードC
NAの電位)をVgとすれば、ビット線BLAの電位は概
ね(Vg−Vth)となる。尚、検出用トランジスタTR
ASをディプレッション型のNMOSFETとすれば、閾
値Vthは負の値をとる。これにより、ビット線BLAの
負荷の大小に拘わらず、安定したセンス信号量を確保で
きる。尚、検出用トランジスタTRASをPMOSFET
から構成することもできる。Memory cell MC of this nonvolatile memoryA1Or
When reading data from the selected plate line PL1To Vcc
Is applied. At this time, the selected memory cell MCA1To the data
If "1" is stored, polarization inversion will occur in the ferroelectric layer.
Then, the amount of accumulated charge increases and the common node CNAPotential is higher
Rise. On the other hand, the selected memory cell MCA1Data "0"
If it is remembered, no polarization reversal will occur in the ferroelectric layer, and
Communication node CNAThe electric potential of is hardly increased. That is, common
CNAThrough the ferroelectric layer of unselected memory cells
Multiple non-selected plate lines PLjCoupling to (j ≠ 1)
Common node CNAPotential of 0 volt
Maintained at a level relatively close to. In this way, select
Memory cell MCA1Depending on the data stored in
CN AA change occurs in the potential of. Therefore, select memory
An electric field sufficient for polarization reversal is applied to the ferroelectric layer of the cell
be able to. And the bit line BLAFloating
Read transistor TRARIs turned on. one
The selected memory cell MCA1Based on the data stored in
Common first electrode (common node CNA) To the potential
From the detection transistor TRASIs controlled.
Specifically, the selected memory cell MCA1Data stored in
Based on the common first electrode (common node CNAHigh)
If a potential is generated, the detection transistor TRASIs conductive
And the detection transistor TRASOne source / do
The rain region has a predetermined potential VccIs connected to the wiring layer having
Therefore, from the wiring layer, the detection transistor T
RASAnd read transistor TRARThrough bit line B
LACurrent flows to the bit line BLAThe potential of rises. Immediately
Then, the signal detection circuit causes a common first electrode (common no
De CNA) Potential change is detected.
Line BLAIs transmitted as a voltage (potential) to. here,
Detection transistor TRASThe threshold of Vth, Detection tran
Dista TRASPotential of the gate electrode (that is, the common node C
NAPotential)gIf so, the bit line BLAThe potential of
Ne (Vg-Vth). The detection transistor TR
ASIs a depletion type NMOSFET,
Value VthTakes a negative value. As a result, the bit line BLAof
A stable sense signal amount can be secured regardless of the size of the load.
Wear. The detection transistor TRASPMOSFET
It can also consist of
【0194】このようなゲインセル型不揮発性メモリ
は、実質的に、実施の形態2にて説明した製造方法にて
製造することができるので、詳細な説明は省略する。ま
た、このようなゲインセル型不揮発性メモリは、実施の
形態3〜実施の形態6にて説明した不揮発性メモリに適
用することができる。Since such a gain cell type nonvolatile memory can be manufactured substantially by the manufacturing method described in the second embodiment, detailed description thereof will be omitted. Further, such a gain cell type non-volatile memory can be applied to the non-volatile memories described in the third to sixth embodiments.
【0195】尚、検出用トランジスタの一端が接続され
た配線層の所定の電位はVccに限定されず、例えば、接
地されていてもよい。即ち、検出用トランジスタの一端
が接続された配線層の所定の電位を0ボルトとしてもよ
い。但し、この場合には、選択メモリセルにおけるデー
タの読み出し時に電位(Vcc)がビット線に現れた場
合、再書き込み時には、ビット線の電位を0ボルトと
し、選択メモリセルにおけるデータの読み出し時に0ボ
ルトがビット線に現れた場合、再書き込み時には、ビッ
ト線の電位をVccとする必要がある。そのためには、図
33に例示するような、トランジスタTRIV-1,TR
IV-2,TRIV-3,TRIV-4から構成された一種のスイッ
チ回路(反転回路)をビット線間に配設し、データの読
み出し時には、トランジスタTRIV-2,TRIV-4をオン
状態とし,データの再書き込み時には、トランジスタT
RIV-1,TRIV-3をオン状態とすればよい。The predetermined potential of the wiring layer to which one end of the detection transistor is connected is not limited to Vcc and may be grounded, for example. That is, the predetermined potential of the wiring layer to which one end of the detection transistor is connected may be 0 volt. However, in this case, when the potential (V cc ) appears on the bit line when reading the data in the selected memory cell, the potential of the bit line is set to 0 volt when rewriting, and 0 when reading the data in the selected memory cell. When the volt appears on the bit line, it is necessary to set the potential of the bit line to V cc when rewriting. To that end, the transistors TR IV-1 , TR shown in FIG.
A type of switch circuit (inversion circuit) composed of IV-2 , TR IV-3 , and TR IV-4 is arranged between the bit lines, and when reading data, the transistors TR IV-2 and TR IV-4 are connected. The transistor T is turned on when data is rewritten.
R IV-1 and TR IV-3 may be turned on.
【0196】また、例えば、図34に示すように、実施
の形態5の不揮発性メモリの変形例として、第1の電極
21’,31’を上部電極とし、第2の電極23’,3
3’を下部電極とすることもできる。このような構造
は、他の発明の実施の形態における不揮発性メモリにも
適用することができる。Further, for example, as shown in FIG. 34, as a modification of the nonvolatile memory of the fifth embodiment, the first electrodes 21 'and 31' are upper electrodes and the second electrodes 23 'and 3'
3'can also be used as the lower electrode. Such a structure can also be applied to the nonvolatile memory according to the other embodiments of the invention.
【0197】図20や図23には、第1の電極/強誘電
体層/第2の電極/強誘電体層/第1の電極の積層構造
によって2つのメモリセルを構成する例を示したが、そ
の代わりに、第2の電極/強誘電体層/第1の電極/強
誘電体層/第2の電極の積層構造によって2つのメモリ
セルを構成することもできる。FIG. 20 and FIG. 23 show an example in which two memory cells are constituted by a laminated structure of first electrode / ferroelectric layer / second electrode / ferroelectric layer / first electrode. Alternatively, however, two memory cells can be formed by a laminated structure of the second electrode / ferroelectric layer / first electrode / ferroelectric layer / second electrode.
【0198】本発明の半導体メモリの製造方法を、強誘
電体薄膜を用いた強誘電体型不揮発性半導体メモリ(所
謂FERAM)のみならず、DRAMに適用することも
できる。この場合には、強誘電体層の分極を、分極反転
の起きない付加電圧の範囲で利用する。即ち、外部電界
による最大(飽和)分極Pmaxと外部電界が0の場合の
残留分極Prとの差(Pmax−Pr)が、電源電圧に対し
て一定の関係(ほぼ比例する関係)を有する特性を利用
する。強誘電体層の分極状態は、常に飽和分極
(Pmax)と残留分極(Pr)の間にあり、反転しない。
データはリフレッシュによって保持される。あるいは、
高誘電率を有し、ペロブスカイト構造や擬ペロブスカイ
ト構造を有する、例えばBaTiO3、SrTiO3、
(Ba,Sr)TiO3から成る誘電体薄膜を用いて強
誘電体層を構成し、DRAMとすることもできる。The semiconductor memory manufacturing method of the present invention can be applied not only to a ferroelectric non-volatile semiconductor memory using a ferroelectric thin film (so-called FERAM) but also to a DRAM. In this case, the polarization of the ferroelectric layer is used within the range of the additional voltage at which polarization reversal does not occur. That is, the difference (P max -P r ) between the maximum (saturation) polarization P max due to the external electric field and the remanent polarization P r when the external electric field is 0 has a constant relationship (a relationship that is substantially proportional) with the power supply voltage. Utilizing the property that has. The polarization state of the ferroelectric layer is always between the saturation polarization (P max ) and the remanent polarization (P r ) and does not reverse.
Data is retained by refresh. Alternatively,
Having a high dielectric constant and a perovskite structure or a pseudo-perovskite structure, such as BaTiO 3 , SrTiO 3 ,
It is also possible to form a ferroelectric layer by using a dielectric thin film made of (Ba, Sr) TiO 3 to form a DRAM.
【0199】[0199]
【発明の効果】本発明においては、オスミウム(Os)
を除く白金族金属あるいはその合金から成るプラグをメ
ッキ法にて形成するが故に、例えば、CVD法にてタン
グステンから成るプラグを形成する場合と異なり、水素
ガスを用いることがなく、強誘電体層を構成する強誘電
体材料としての酸化物が水素ガス雰囲気に晒されて還元
され、強誘電体特性に劣化が生じたり、電極から強誘電
体層が剥離するといった問題の発生を確実に回避するこ
とができる。また、第1の電極を構成する材料の原子と
プラグを構成する導電材料の原子とが相互拡散するとい
った問題も回避することができる。以上の結果として、
高い信頼性を有する強誘電体型不揮発性半導体メモリを
得ることができる。According to the present invention, osmium (Os)
However, unlike the case where a plug made of tungsten is formed by a CVD method, a plug made of a platinum group metal or an alloy thereof is formed without using hydrogen gas, and a ferroelectric layer is formed. Oxides as the ferroelectric material that composes are reliably exposed to a hydrogen gas atmosphere and reduced, and the occurrence of problems such as deterioration of the ferroelectric characteristics and peeling of the ferroelectric layer from the electrodes can be reliably prevented. be able to. Further, it is possible to avoid the problem that the atoms of the material forming the first electrode and the atoms of the conductive material forming the plug mutually diffuse. As a result of the above,
It is possible to obtain a ferroelectric non-volatile semiconductor memory having high reliability.
【図1】発明の実施の形態1の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの製造方法を説明するための半導体基板等の模
式的な一部端面図である。FIG. 1 is a schematic partial end view of a semiconductor substrate or the like for explaining a method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に引き続き、発明の実施の形態1の強誘電
体型不揮発性半導体メモリの製造方法を説明するための
半導体基板等の模式的な一部端面図である。2 is a schematic partial end view of a semiconductor substrate and the like for explaining the method for manufacturing the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 1;
【図3】図2に引き続き、発明の実施の形態1の強誘電
体型不揮発性半導体メモリの製造方法を説明するための
半導体基板等の模式的な一部端面図である。FIG. 3 is a schematic partial end view of a semiconductor substrate and the like for explaining the method for manufacturing the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 2;
【図4】図3に引き続き、発明の実施の形態1の強誘電
体型不揮発性半導体メモリの製造方法を説明するための
半導体基板等の模式的な一部端面図である。FIG. 4 is a schematic partial end view of a semiconductor substrate or the like for explaining the method of manufacturing the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 3;
【図5】図4に引き続き、発明の実施の形態1の強誘電
体型不揮発性半導体メモリの製造方法を説明するための
半導体基板等の模式的な一部端面図である。FIG. 5 is a schematic partial end view of a semiconductor substrate or the like for explaining the method for manufacturing the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 4;
【図6】発明の実施の形態1の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the first embodiment of the invention.
【図7】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a second embodiment of the invention.
【図8】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリにおける動作波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms in the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second embodiment of the invention.
【図9】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半導
体メモリの模式的な一部断面図である。FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a second embodiment of the invention.
【図10】発明の実施の形態2の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second embodiment of the invention.
【図11】図10に示した発明の実施の形態2の強誘電
体型不揮発性半導体メモリの変形例における動作波形を
示す図である。11 is a diagram showing operation waveforms in a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the second embodiment of the invention shown in FIG.
【図12】発明の実施の形態3の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a third embodiment of the invention.
【図13】発明の実施の形態3の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention.
【図14】発明の実施の形態3の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。FIG. 14 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a third embodiment of the invention.
【図15】発明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a fourth embodiment of the invention.
【図16】発明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fourth embodiment of the invention.
【図17】発明の実施の形態4の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。FIG. 17 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a fourth embodiment of the invention.
【図18】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a fifth embodiment of the invention.
【図19】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 19 is a schematic partial cross-sectional view of a modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図20】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの別の変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 20 is a schematic partial cross-sectional view of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図21】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの更に別の変形例の回路図である。FIG. 21 is a circuit diagram of still another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図22】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの更に別の変形例の模式的な一部断面図であ
る。FIG. 22 is a schematic partial cross-sectional view of still another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図23】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの更に別の変形例の模式的な一部断面図であ
る。FIG. 23 is a schematic partial cross-sectional view of still another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図24】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの回路図概念図である。FIG. 24 is a circuit diagram conceptual diagram of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a sixth embodiment of the invention.
【図25】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの別の回路図概念図である。FIG. 25 is a conceptual diagram of another circuit diagram of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the sixth embodiment of the invention.
【図26】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリにおけるメモリユニットの回路図である。FIG. 26 is a circuit diagram of a memory unit in a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a sixth embodiment of the invention.
【図27】発明の実施の形態6の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの模式的な一部断面図である。FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view of a ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to a sixth embodiment of the invention.
【図28】ゲインセル型の強誘電体型不揮発性半導体メ
モリを発明の実施の形態2にて説明した強誘電体型不揮
発性半導体メモリに適用した場合の回路図である。FIG. 28 is a circuit diagram when a gain cell type ferroelectric non-volatile semiconductor memory is applied to the ferroelectric type non-volatile semiconductor memory described in the second embodiment of the invention.
【図29】図28に示した強誘電体型不揮発性半導体メ
モリにおけるレイアウト図である。29 is a layout diagram of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 28. FIG.
【図30】図28に示した強誘電体型不揮発性半導体メ
モリの模式的な一部断面図である。30 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG.
【図31】図28に示した強誘電体型不揮発性半導体メ
モリの、図30とは異なる断面で見たときの模式的な一
部断面図である。31 is a schematic partial cross-sectional view of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory shown in FIG. 28 when seen in a cross section different from FIG. 30.
【図32】ゲインセル型の強誘電体型不揮発性半導体メ
モリを発明の実施の形態5にて説明した強誘電体型不揮
発性半導体メモリに適用した場合の回路図の一例であ
る。FIG. 32 is an example of a circuit diagram when a gain cell type ferroelectric non-volatile semiconductor memory is applied to the ferroelectric non-volatile semiconductor memory described in the fifth embodiment of the invention.
【図33】検出用トランジスタの一端が接続された配線
層の所定の電位を0ボルトとした場合の、ビット線間に
配設された一種のスイッチ回路を示す回路図である。FIG. 33 is a circuit diagram showing a kind of switch circuit arranged between bit lines when a predetermined potential of a wiring layer to which one end of a detection transistor is connected is set to 0 volt.
【図34】発明の実施の形態5の強誘電体型不揮発性半
導体メモリの別の変形例の模式的な一部断面図である。FIG. 34 is a schematic partial cross-sectional view of another modification of the ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to the fifth embodiment of the invention.
【図35】強誘電体のP−Eヒステリシスループ図であ
る。FIG. 35 is a PE hysteresis loop diagram of a ferroelectric substance.
10・・・シリコン半導体基板、11・・・素子分離領
域、12・・・ゲート絶縁膜、13・・・ゲート電極、
14・・・ゲートサイドウオール、15A,15B・・
・ソース/ドレイン領域、16・・・接続孔(コンタク
トホール)、17・・・絶縁層、18,28,38,4
8・・・開口部、19,29,39,49・・・接続
孔、21,21A,21B,21’,31,31A,3
1B,31’・・・第1の電極、22,22A,22
B,32,32A,32B・・・強誘電体層、23,2
3’,33,33’・・・第2の電極、24,27A,
37A,57A・・・絶縁膜、26,36,46・・・
パッド部、27,37,47・・・層間絶縁層、M・・
・不揮発性メモリ、MU・・・メモリユニット、MC・
・・メモリセル、TR・・・選択用トランジスタ、WL
・・・ワード線、BL・・・ビット線、PL・・・プレ
ート線、WD・・・ワード線デコーダ/ドライバ、SA
・・・センスアンプ、PD・・・プレート線デコーダ/
ドライバ、CN・・・共通ノード10 ... Silicon semiconductor substrate, 11 ... Element isolation region, 12 ... Gate insulating film, 13 ... Gate electrode,
14 ... Gate side wall, 15A, 15B ...
・ Source / drain regions, 16 ... Connection holes (contact holes), 17 ... Insulating layers, 18, 28, 38, 4
8 ... Opening part, 19, 29, 39, 49 ... Connection hole 21,21A, 21B, 21 ', 31, 31A, 3
1B, 31 '... 1st electrode, 22, 22A, 22
B, 32, 32A, 32B ... Ferroelectric layer, 23, 2
3 ', 33, 33' ... second electrode, 24, 27A,
37A, 57A ... Insulating film, 26, 36, 46 ...
Pad portion, 27, 37, 47 ... Interlayer insulating layer, M ...
・ Non-volatile memory, MU ... Memory unit, MC
..Memory cells, TR ... Selection transistors, WL
・ ・ ・ Word line, BL ・ ・ ・ Bit line, PL ・ ・ ・ Plate line, WD ・ ・ ・ Word line decoder / driver, SA
... Sense amplifier, PD ... Plate line decoder /
Driver, CN ... Common node
フロントページの続き Fターム(参考) 5F083 AD21 FR01 FR02 FR03 FR10 GA21 GA25 JA14 JA15 JA17 JA19 JA38 JA39 JA40 JA43 JA44 KA06 KA19 MA06 MA17 MA19 MA20 PR21 PR22 PR23 PR33 Continued front page F term (reference) 5F083 AD21 FR01 FR02 FR03 FR10 GA21 GA25 JA14 JA15 JA17 JA19 JA38 JA39 JA40 JA43 JA44 KA06 KA19 MA06 MA17 MA19 MA20 PR21 PR22 PR23 PR33
Claims (12)
形成する工程と、 (b)全面に絶縁層を形成した後、選択用トランジスタ
の一方のソース/ドレイン領域の上方の該絶縁層の部分
に開口部を形成する工程と、 (c)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成るプラグを、メッキ法に基づき該開口部内に形
成する工程と、 (d)該絶縁層上に、第1の電極と強誘電体層と第2の
電極とから成り、第1の電極が該プラグに接続されたメ
モリセルを形成する工程、 を具備することを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体
メモリの製造方法。1. A process of forming a selecting transistor on a semiconductor substrate, and (b) a part of the insulating layer above one source / drain region of the selecting transistor after forming an insulating layer on the entire surface. A step of forming an opening in the opening, and (c) forming a plug made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof in the opening by a plating method. (D) forming on the insulating layer a memory cell comprising a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, the first electrode being connected to the plug. A method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory, which is characterized.
たメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は共
通であり、 該共通の第1の電極は、プラグ、選択用トランジスタ及
び接続孔を介して、ビット線に接続されており、 メモリユニットにおいて、第m番目(但し、m=1,2
・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、第m番目の
プレート線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体
メモリの製造方法であって、 (a)半導体基板に選択用トランジスタを形成する工程
と、 (b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上
に、選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領域
に接続孔を介して電気的に接続されたビット線を形成す
る工程と、 (c)全面に上層絶縁層を形成した後、選択用トランジ
スタの他方のソース/ドレイン領域の上方の該上層絶縁
層及び下層絶縁層の部分に開口部を形成する工程と、 (d)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成るプラグを、メッキ法に基づき該開口部内に形
成する工程と、 (e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が該プラグ
に接続されたメモリユニットを形成する工程、 を具備することを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体
メモリの製造方法。2. (A) a bit line, (B) a selection transistor, (C) a memory unit composed of M memory cells (where M ≧ 2), and (D) M plates. Line, each memory cell comprises a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, and in the memory unit, the first electrode of the memory cell is common and the common first The electrode is connected to the bit line through the plug, the selection transistor, and the connection hole, and in the memory unit, the m-th electrode (where m = 1, 2,
, M) is a method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line. And (b) after forming the lower insulating layer on the entire surface, a bit line electrically connected to one of the source / drain regions of the selecting transistor on the lower insulating layer through a connection hole. And (c) forming an upper insulating layer on the entire surface and then forming an opening in the upper insulating layer and lower insulating layer above the other source / drain region of the selecting transistor. (D) a step of forming a plug made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof in the opening by a plating method; On the insulating layer, the ferroelectric-type nonvolatile method of manufacturing a semiconductor memory in which the common first electrode is characterized by comprising the steps of forming a memory unit connected to the plug.
ら構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニット
と、 (D)M×N本のプレート線、 から成り、 N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層され
ており、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 該共通の第1の電極は、プラグ、選択用トランジスタ及
び接続孔を介して、ビット線に接続されており、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,
M)のメモリセルの第2の電極は、第[(n−1)M+
m]番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮
発性半導体メモリの製造方法であって、 (a)半導体基板に選択用トランジスタを形成する工程
と、 (b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上
に、選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領域
に接続孔を介して電気的に接続されたビット線を形成す
る工程と、 (c)全面に上層絶縁層を形成した後、選択用トランジ
スタの他方のソース/ドレイン領域の上方の該上層絶縁
層及び下層絶縁層の部分に第1層目の開口部を形成する
工程と、 (d)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成る第1層目のプラグを、メッキ法に基づき該第
1層目の開口部内に形成する工程と、 (e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が該第1層
目のプラグに接続された第1層目のメモリユニットを形
成する工程、を具備し、 更に、 (f)全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・
・,N−1)の層間絶縁層を形成し、 第(n’+1)層目の開口部を第n’層目の層間絶縁
層に形成し、 白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目のプラグと電気的に接続された第
(n’+1)層目のプラグを、メッキ法に基づき該第
(n’+1)層目の開口部内に形成した後、 第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が該
第(n’+1)層目のプラグに接続された第(n’+
1)層目のメモリユニットを形成する工程を、n’を1
から(N−1)まで1つずつインクリメントしながら繰
り返すことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモ
リの製造方法。3. A number of (A) bit lines, (B) selection transistors, and (C) M (where M ≧ 2) memory cells, each of which is N (where N ≧ 2). ) Memory unit and (D) M × N plate lines, N memory units are stacked with an interlayer insulating layer in between, and each memory cell has a first electrode and a ferroelectric layer. The memory cell includes a body layer and a second electrode, and in each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the common first electrode is the bit through the plug, the selection transistor, and the connection hole. Connected to the line, in the n-th layer (where n = 1, 2, ..., N) memory unit, the m-th (where m = 1, 2 ...
The second electrode of the M) th memory cell is the [(n-1) M +
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a [m] th plate line, comprising: (a) forming a selection transistor on a semiconductor substrate; and (b) forming a lower insulating layer on the entire surface. After that, a step of forming a bit line electrically connected to one source / drain region of the selection transistor through a connection hole on the lower insulating layer, and (c) forming an upper insulating layer on the entire surface. After that, a step of forming a first-layer opening in the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of the selection transistor, and (d) platinum, iridium, palladium, rhodium And a step of forming a plug of a first layer made of a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof in the opening of the first layer by plating, (e) on the upper insulating layer A step of forming a memory unit of a first layer in which a common first electrode is connected to the plug of the first layer, and (f) an n'th layer (however, n '= 1, 2 ...
., N-1) an interlayer insulating layer is formed, an opening of the (n '+ 1) th layer is formed in the n'th interlayer insulating layer, and platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium are used. A (n ′ + 1) th layer plug made of a metal selected from the group or an alloy thereof is electrically connected to the (n ′ + 1) th layer plug by the plating method. After being formed in the eye opening, the common first electrode is connected to the (n ′ + 1) th layer plug on the (n ′ + th) layer interlayer insulating layer.
1) In the step of forming the memory unit of the first layer, n ′ is set to 1
To (N-1) are incremented by one and repeated, and the method is for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory.
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n番目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の
選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビット線に接
続されており、 第n番目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリの製
造方法であって、 (a)半導体基板にN個の選択用トランジスタを形成す
る工程と、 (b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上
に、各選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領
域に接続孔を介して電気的に接続されたビット線を形成
する工程と、 (c)全面に上層絶縁層を形成した後、各選択用トラン
ジスタの他方のソース/ドレイン領域の上方の該上層絶
縁層及び下層絶縁層の部分に開口部を形成する工程と、 (d)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成り、第n番目のプラグが第n番目の選択用トラ
ンジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続されたプ
ラグを、メッキ法に基づき該開口部内に形成する工程
と、 (e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が第n番目
のプラグに接続された第n番目のメモリユニットを形成
する工程、を具備することを特徴とする強誘電体型不揮
発性半導体メモリの製造方法。4. An (A) bit line, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells. In addition, each memory cell includes N memory units and (D) M plate lines. Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode of the cell is common, and the common first electrode in the n-th (where n = 1, 2, ..., N) memory unit is the plug, the n-th selection transistor, and It is connected to the bit line through the connection hole, and in the nth memory unit, the mth memory unit (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a m-th plate line shared between memory units, comprising: (a) forming N selection transistors on a semiconductor substrate; (B) a step of forming a lower insulating layer on the entire surface, and then forming a bit line electrically connected to one source / drain region of each selection transistor through a connection hole on the lower insulating layer And (c) forming an upper insulating layer on the entire surface, and then forming an opening in the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of each selection transistor, and (d) ) A metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, wherein the nth plug is the other source / drain of the nth selection transistor. Forming a plug connected to the rain region in the opening based on a plating method; and (e) forming an n-th plug in which a common first electrode is connected to the n-th plug on the upper insulating layer. A step of forming a th memory unit, and a method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory.
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層され
ており、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の
選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビット線に接
続されており、 第n層目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリの製
造方法であって、 (a)半導体基板にN個の選択用トランジスタを形成す
る工程と、 (b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上
に、各選択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領
域に接続孔を介して電気的に接続されたビット線を形成
する工程と、 (c)全面に上層絶縁層を形成した後、各選択用トラン
ジスタの他方のソース/ドレイン領域の上方の該上層絶
縁層及び下層絶縁層の部分に第1層目の開口部を形成す
る工程と、 (d)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成り、第n番目のプラグが第n番目の選択用トラ
ンジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続された第
1層目のプラグを、メッキ法に基づき該第1層目の開口
部内に形成する工程と、 (e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が該第1層
目の第1番目のプラグに接続された第1層目のメモリユ
ニットを形成する工程、を具備し、 更に、 (f)全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・
・,N−1)の層間絶縁層を形成し、 (N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、 白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき該第(n’
+1)層目の開口部内に形成した後、 第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返すことを特徴とする強誘電体型不揮発性半
導体メモリの製造方法。5. An (A) bit line, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells. In addition, the memory cell includes N memory units and (D) M plate lines. The N memory units are stacked with an interlayer insulating layer interposed therebetween, and each memory cell has a first electrode and a strong electrode. The memory unit of the nth layer (where n = 1, 2, ..., N) is composed of a dielectric layer and a second electrode, and the first electrode of the memory cell is common in each memory unit. Is connected to the bit line through the plug, the n-th selection transistor and the connection hole, and in the memory unit of the n-th layer, the m-th electrode (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a m-th plate line shared between memory units, comprising: (a) forming N selection transistors on a semiconductor substrate; (B) a step of forming a lower insulating layer on the entire surface and then forming a bit line electrically connected to one source / drain region of each selection transistor through a connection hole on the lower insulating layer (C) After forming an upper insulating layer on the entire surface, a first layer opening is formed in the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of each selection transistor. And (d) a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, wherein the nth plug is the other of the nth selection transistors. A step of forming a plug of a first layer connected to the source / drain region in the opening of the first layer by a plating method, and (e) a common first electrode on the upper insulating layer Forming the memory unit of the first layer connected to the first plug of the first layer, and (f) the n'th layer (where n '= 1, 2, ...
, N−1) interlayer insulating layer is formed, and (N−n ′) th (n ′ + 1) th layer openings are formed in the n′th interlayer insulating layer, and platinum and iridium are formed. , A metal selected from the group consisting of palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and the second to the (N−n ′ + 1) th n′th layer.
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the plugs up to the (n'th) th plug-
After being formed in the opening of the +1) th layer, the common first electrode is connected to the first plug of the (n ′ + 1) th layer on the n′th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
A method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory, characterized in that n'is incremented from 1 to (N-1) one by one.
と、 (B)N個の選択用トランジスタと、 (C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層され
ており、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の
選択用トランジスタ及び接続孔を介して、第n番目のビ
ット線に接続されており、 第n層目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリの製
造方法であって、 (a)半導体基板にN個の選択用トランジスタを形成す
る工程と、 (b)全面に下層絶縁層を形成した後、該下層絶縁層上
に、第n番目の選択用トランジスタの一方のソース/ド
レイン領域に接続孔を介して電気的に接続された第n番
目のビット線を形成する工程と、 (c)全面に上層絶縁層を形成した後、各選択用トラン
ジスタの他方のソース/ドレイン領域の上方の該上層絶
縁層及び下層絶縁層の部分に第1層目の開口部を形成す
る工程と、 (d)白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びル
テニウムから成る群から選択された金属若しくはその合
金から成り、第n番目のプラグが第n番目の選択用トラ
ンジスタの他方のソース/ドレイン領域に接続された第
1層目のプラグを、メッキ法に基づき該第1層目の開口
部内に形成する工程と、 (e)該上層絶縁層上に、共通の第1の電極が該第1層
目の第1番目のプラグに接続された第1層目のメモリユ
ニットを形成する工程、を具備し、 更に、 (f)全面に第n’層目(但し、n’=1,2・・
・,N−1)の層間絶縁層を形成し、 (N−n’)個の第(n’+1)層目の開口部を第
n’層目の層間絶縁層に形成し、 白金、イリジウム、パラジウム、ロジウム及びルテニ
ウムから成る群から選択された金属若しくはその合金か
ら成り、第n’層目の第2番目から第(N−n’+1)
番目までのプラグのそれぞれと電気的に接続された第
(n’+1)層目の第1番目から第(N−n’)番目ま
でのプラグのそれぞれを、メッキ法に基づき該第(n’
+1)層目の開口部内に形成した後、 第n’層目の層間絶縁層上に、共通の第1の電極が第
(n’+1)層目の第1番目のプラグに接続された第
(n’+1)層目のメモリユニットを形成する工程を、
n’を1から(N−1)まで1つずつインクリメントし
ながら繰り返すことを特徴とする強誘電体型不揮発性半
導体メモリの製造方法。6. (A) N (where N ≧ 2) bit lines, (B) N selection transistors, and (C) each M (where M ≧ 2) memory cells. Composed of N memory units and (D) M plate lines, and the N memory units are stacked via an interlayer insulating layer, and each memory cell has a first It is composed of an electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode, and in each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the nth layer (however, n = 1, 2, ..., N) The common first electrode in the memory unit is connected to the nth bit line through the plug, the nth selection transistor, and the connection hole, and in the memory unit of the nth layer, mth (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A method of manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to a m-th plate line shared between memory units, comprising: (a) forming N selection transistors on a semiconductor substrate; (B) After the lower insulating layer is formed on the entire surface, the n-th insulating layer electrically connected to one of the source / drain regions of the n-th selecting transistor via a connection hole on the lower insulating layer. And (c) after forming the upper insulating layer on the entire surface, the first layer is formed on the upper insulating layer and the lower insulating layer above the other source / drain region of each selection transistor. And (d) a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium, and ruthenium or an alloy thereof, wherein the n-th plug is the n-th selection gate. Forming a plug of the first layer connected to the other source / drain region of the transistor in the opening of the first layer by a plating method; and (e) forming a common plug on the upper insulating layer. Forming a first-layer memory unit in which the first electrode is connected to the first plug of the first layer, and (f) the n'th layer (however, , N '= 1, 2 ...
, N−1) interlayer insulating layer is formed, and (N−n ′) th (n ′ + 1) th layer openings are formed in the n′th interlayer insulating layer, and platinum and iridium are formed. , A metal selected from the group consisting of palladium, rhodium and ruthenium or an alloy thereof, and the second to the (N−n ′ + 1) th n′th layer.
Each of the first to (N-n ') th plugs of the (n' + 1) th layer electrically connected to each of the plugs up to the (n'th) th plug-
After being formed in the opening of the +1) th layer, the common first electrode is connected to the first plug of the (n ′ + 1) th layer on the n′th interlayer insulating layer. The step of forming the memory unit of the (n ′ + 1) th layer is
A method for manufacturing a ferroelectric non-volatile semiconductor memory, characterized in that n'is incremented from 1 to (N-1) one by one.
ンジスタと、 (B)絶縁層上に形成され、第1の電極と強誘電体層と
第2の電極とから成り、第1の電極がプラグを介して選
択用トランジスタの一方のソース/ドレイン領域に接続
されたメモリセル、から構成された強誘電体型不揮発性
半導体メモリであって、 前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウ
ム及びルテニウムから成る群から選択された金属若しく
はその合金から成り、メッキ法に基づき形成されている
ことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。7. (A) a selection transistor formed on a semiconductor substrate; and (B) a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode formed on an insulating layer. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory comprising a memory cell in which an electrode is connected to one source / drain region of a selection transistor via a plug, wherein the plug is platinum, iridium, palladium, rhodium and A ferroelectric non-volatile semiconductor memory comprising a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof, which is formed by a plating method.
たメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は共
通であり、該共通の第1の電極は、プラグ、選択用トラ
ンジスタ及び接続孔を介して、ビット線に接続されてお
り、 メモリユニットにおいて、第m番目(但し、m=1,2
・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、第m番目の
プレート線に接続されている強誘電体型不揮発性半導体
メモリであって、 前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウ
ム及びルテニウムから成る群から選択された金属若しく
はその合金から成り、メッキ法に基づき形成されている
ことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。8. (A) a bit line, (B) a selection transistor, (C) a memory unit composed of M (where M ≧ 2) memory cells, and (D) M plates. Line, each memory cell comprises a first electrode, a ferroelectric layer and a second electrode, and in the memory unit, the first electrode of the memory cell is common and the common first The electrode is connected to the bit line through the plug, the selection transistor, and the connection hole, and in the memory unit, the m-th electrode (where m = 1, 2,
, M) is a ferroelectric non-volatile semiconductor memory in which the second electrode of the memory cell is connected to the m-th plate line, and the plug includes platinum, iridium, palladium, rhodium and A ferroelectric non-volatile semiconductor memory comprising a metal selected from the group consisting of ruthenium or an alloy thereof, which is formed by a plating method.
ら構成された、N個(但し、N≧2)のメモリユニット
と、 (D)M×N本のプレート線、から成り、 N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層され
ており、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 該共通の第1の電極は、プラグ、選択用トランジスタ及
び接続孔を介して、ビット線に接続されており、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおいて、第m番目(但し、m=1,2・・・,
M)のメモリセルの第2の電極は、第[(n−1)M+
m]番目のプレート線に接続されている強誘電体型不揮
発性半導体メモリであって、 前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウ
ム及びルテニウムから成る群から選択された金属若しく
はその合金から成り、メッキ法に基づき形成されている
ことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。9. (A) a bit line, (B) a selection transistor, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells, N (where N ≧ 2). ) And (D) M × N plate lines, N memory units are stacked with an interlayer insulating layer in between, and each memory cell has a first electrode and a ferroelectric layer. The memory cell includes a body layer and a second electrode, and in each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the common first electrode is the bit through the plug, the selection transistor, and the connection hole. Connected to the line, and in the n-th layer (where n = 1, 2, ..., N) memory unit, the m-th (where m = 1, 2, ..., M)
The second electrode of the M) th memory cell is the [(n-1) M +
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to the [m] th plate line, wherein the plug is made of a metal selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium, or an alloy thereof, and is plated. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory characterized by being formed according to a method.
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n番目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の
選択用トランジスタ及び接続孔を介して、ビット線に接
続されており、 第n番目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリであ
って、 前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウ
ム及びルテニウムから成る群から選択された金属若しく
はその合金から成り、メッキ法に基づき形成されている
ことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。10. An (A) bit line, (B) N (where N ≧ 2) selection transistors, and (C) each consisting of M (where M ≧ 2) memory cells. In addition, each memory cell includes N memory units and (D) M plate lines. Each memory cell includes a first electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode. The first electrode of the cell is common, and the common first electrode in the n-th (where n = 1, 2, ..., N) memory unit is the plug, the n-th selection transistor, and It is connected to the bit line through the connection hole, and in the nth memory unit, the mth memory unit (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to an m-th plate line common to memory units, wherein the plug is selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory comprising a metal or an alloy thereof and formed by a plating method.
介して積層されていることを特徴とする請求項10に記
載の強誘電体型不揮発性半導体メモリ。11. The ferroelectric non-volatile semiconductor memory according to claim 10, wherein the N memory units are stacked via an interlayer insulating layer.
と、 (B)N個の選択用トランジスタと、 (C)それぞれがM個(但し、M≧2)のメモリセルか
ら構成された、N個のメモリユニットと、 (D)M本のプレート線、から成り、 N個のメモリユニットは、層間絶縁層を介して積層され
ており、 各メモリセルは、第1の電極と強誘電体層と第2の電極
とから成り、 各メモリユニットにおいて、メモリセルの第1の電極は
共通であり、 第n層目(但し、n=1,2・・・,N)のメモリユニ
ットにおける共通の第1の電極は、プラグ、第n番目の
選択用トランジスタ及び接続孔を介して、第n番目のビ
ット線に接続されており、 第n層目のメモリユニットにおいて、第m番目(但し、
m=1,2・・・,M)のメモリセルの第2の電極は、
メモリユニット間で共通とされた第m番目のプレート線
に接続されている強誘電体型不揮発性半導体メモリであ
って、 前記プラグは、白金、イリジウム、パラジウム、ロジウ
ム及びルテニウムから成る群から選択された金属若しく
はその合金から成り、メッキ法に基づき形成されている
ことを特徴とする強誘電体型不揮発性半導体メモリ。12. (A) N (where N ≧ 2) bit lines, (B) N selection transistors, and (C) M (where M ≧ 2) memory cells, respectively. Composed of N memory units and (D) M plate lines, the N memory units are stacked via an interlayer insulating layer, and each memory cell has a first It is composed of an electrode, a ferroelectric layer, and a second electrode, and in each memory unit, the first electrode of the memory cell is common, and the nth layer (however, n = 1, 2, ..., N). The common first electrode in the memory unit is connected to the n-th bit line through the plug, the n-th selection transistor, and the connection hole. mth (however,
The second electrode of the memory cell of m = 1, 2 ..., M) is
A ferroelectric non-volatile semiconductor memory connected to an m-th plate line common to memory units, wherein the plug is selected from the group consisting of platinum, iridium, palladium, rhodium and ruthenium. A ferroelectric non-volatile semiconductor memory comprising a metal or an alloy thereof and formed by a plating method.
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| JP2001375878A JP2003179211A (en) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | Ferroelectric nonvolatile semiconductor memory and method of manufacturing the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006103779A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and its manufacturing method |
| JP2007251052A (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fujitsu Ltd | Capacitor and manufacturing method thereof |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001375878A patent/JP2003179211A/en active Pending
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| WO2006103779A1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-05 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and its manufacturing method |
| KR100909029B1 (en) * | 2005-03-30 | 2009-07-22 | 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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