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JPH0870100A - Ferroelectric capacitor manufacturing method - Google Patents

Ferroelectric capacitor manufacturing method

Info

Publication number
JPH0870100A
JPH0870100A JP7203401A JP20340195A JPH0870100A JP H0870100 A JPH0870100 A JP H0870100A JP 7203401 A JP7203401 A JP 7203401A JP 20340195 A JP20340195 A JP 20340195A JP H0870100 A JPH0870100 A JP H0870100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
lower electrode
manufacturing
forming
low dielectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7203401A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chang-Seok Kang
昌錫 姜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH0870100A publication Critical patent/JPH0870100A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/60Capacitors
    • H10D1/68Capacitors having no potential barriers
    • H10D1/682Capacitors having no potential barriers having dielectrics comprising perovskite structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/60Capacitors
    • H10D1/68Capacitors having no potential barriers
    • H10D1/692Electrodes
    • H10D1/694Electrodes comprising noble metals or noble metal oxides
    • H10P52/403

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強誘電体膜を具備するキャパシタ製造方法を
提供する。 【解決手段】 半導体基板50上に低誘電体パターン7
0を形成したのち、キャパシタ下部電極74および物質
層を順に形成する。化学機械ポリシング(CMP)方法
で前記物質層およびキャパシタ下部電極74を順に研磨
してキャパシタ下部電極74をパタニングした後、強誘
電体膜78および上部電極80を順に形成する。これに
より、キャパシタ下部電極74を容易にパタニングする
ことができ、キャパシタと隣接キャパシタ間のカップリ
ングキャパシタンスによる素子の誤動作を防止し得る。
(57) Abstract: A method for manufacturing a capacitor provided with a ferroelectric film is provided. A low dielectric pattern is formed on a semiconductor substrate.
After forming 0, the capacitor lower electrode 74 and the material layer are sequentially formed. After the material layer and the capacitor lower electrode 74 are sequentially polished by a chemical mechanical polishing (CMP) method to pattern the capacitor lower electrode 74, a ferroelectric film 78 and an upper electrode 80 are sequentially formed. Accordingly, the capacitor lower electrode 74 can be easily patterned, and malfunction of the device due to the coupling capacitance between the capacitor and the adjacent capacitor can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置のキャパ
シタ製造方法に係り、特に強誘電体膜を具備するキャパ
シタ製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor for a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a capacitor having a ferroelectric film.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAM(Dynamic Random Access Memor
y)装置の集積度の増加により、制限されたセル面積内で
キャパシタンスを増やすための多くの方法が提案されて
いるが、通常次の3種に分類され得る。即ち、 (1)誘電
体膜を薄膜化する方法、 (2)キャパシタの誘電体膜の有
効面積を増やす方法、 (3)誘電定数の大きい物質を使用
する方法である。
2. Description of the Related Art DRAM (Dynamic Random Access Memor)
y) Due to the increased integration of the device, many methods have been proposed to increase the capacitance within a limited cell area, but usually they can be classified into the following three types. That is, (1) a method of thinning the dielectric film, (2) a method of increasing the effective area of the dielectric film of the capacitor, and (3) a method of using a substance having a large dielectric constant.

【0003】このうち、第1の方法は誘電体膜の厚さを
100Å以下に薄膜化する場合、ファウラノードハイム
(Fowler-Nordheim)電流により信頼性が低下するので、
大容量メモリ素子に適用しにくいとう短所がある。第2
の方法も、3次元構造のキャパシタを製造するために工
程が複雑になりコスト高になる短所がある。
Of these, the first method is that, when the thickness of the dielectric film is reduced to 100 Å or less, the reliability is deteriorated by the Fowler-Nordheim current.
It is difficult to apply to a large capacity memory device. Second
The method (1) also has a drawback that the process is complicated and the cost is high because a capacitor having a three-dimensional structure is manufactured.

【0004】したがって、最近第3の方法として、ペロ
ブスカイト構造の強誘電体、例えばPZT(PbZrTiO3
やBST(BaSrTiO3)などを誘電体膜として使用するこ
とが提案されている。強誘電体膜は既存の酸化膜、シリ
コンナイトライド膜やタンタルペントオキサイド(Ta2O
5)膜とは異なり、自発分極現象を有し誘電定数が通常数
百〜1000程度である物質をいう。このような強誘電
体を誘電膜として使用する場合は、前記強誘電体を数百
Åの厚膜に形成しても等価−酸化膜の厚さを10Å以下
に薄膜化することができる。
Therefore, recently, as a third method, a ferroelectric substance having a perovskite structure, for example, PZT (PbZrTiO 3 ) is used.
It has been proposed to use BST (BaSrTiO 3 ) or the like as a dielectric film. The ferroelectric film is an existing oxide film, silicon nitride film or tantalum pentoxide (Ta 2 O 3
5 ) Different from a film, it refers to a substance having a spontaneous polarization phenomenon and a dielectric constant of usually several hundred to 1,000. When such a ferroelectric is used as a dielectric film, the equivalent-oxide film can be thinned to 10 Å or less even if the ferroelectric is formed into a thick film of several hundred Å.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】PZTやBSTなどを
誘電体膜として使用する時キャパシタの電極を構成する
物質は、電極上でペロブスカイト構造の形成が可能で
ある、電極と強誘電体膜との界面に低誘電体膜が生成
しない、シリコンと強誘電体の構成原子が相互拡散さ
れることを防止できる、パタニングが容易であるとい
う条件を満たさなければならない。しかし、現在PZT
やBST誘電体膜などのキャパシタ電極物質として最も
多用されている白金(Pt)は、前述した〜の条件
は満たすがの条件を満たさない。これは、白金は極め
て固い耐熱性金属であるため、他の化学物質と反応する
ことが困難であり反応性イオン食刻方法により容易に食
刻されないからである。
When PZT, BST or the like is used as a dielectric film, the material forming the electrode of the capacitor is such that a perovskite structure can be formed on the electrode. It is necessary to satisfy the conditions that a low dielectric film is not formed at the interface, that constituent atoms of silicon and the ferroelectric can be prevented from interdiffusing, and that patterning is easy. However, currently PZT
Platinum (Pt), which is most frequently used as a capacitor electrode material such as a BST dielectric film, satisfies the above-mentioned conditions (1) to (4) but does not satisfy the conditions (1) to (3). This is because platinum is an extremely hard heat-resistant metal, so it is difficult to react with other chemical substances and is not easily etched by the reactive ion etching method.

【0006】さらに、PZTやBST誘電体膜などを2
56Mb級以上のDRAMに適用するためには、キャパ
シタと隣接キャパシタ間の間隔が徐々に小さくなること
を考慮してこれらのキャパシタ間のカップリングキャパ
シタンスによる素子の誤動作を防止することが望まし
い。このような誤動作を防止するためにキャパシタの側
壁に酸化物スペーサを形成する方法が提案されている。
前記方法によるキャパシタを有するメモリセルの断面を
図1に示す。
Furthermore, a PZT or BST dielectric film, etc.
In order to apply to a DRAM of 56 Mb class or higher, it is desirable to prevent malfunction of the device due to the coupling capacitance between these capacitors, considering that the distance between the capacitors and the adjacent capacitors gradually decreases. In order to prevent such malfunction, a method of forming an oxide spacer on the sidewall of the capacitor has been proposed.
A cross section of a memory cell having a capacitor according to the above method is shown in FIG.

【0007】図1を参照すれば、フィールド酸化膜12
により活性領域および分離領域に区分された半導体基板
10に、ドレイン領域18a、ソース領域18bおよび
ゲート電極16を具備するトランジスタと、ドレイン領
域18aに接続される下部ビットライン20とを形成し
た後、結果物の全面に絶縁層を形成する。次いで、ソー
ス領域18bを露出させるコンタクトホールを形成した
のち、前記コンタクトホールの内部を導電物質で埋め立
てて導電性プラグ22を形成する。次いで、前記結果物
上に障壁導電層24および白金よりなるキャパシタ下部
電極26を順に形成し、続いてこの障壁導電層24およ
び下部電極26の側壁に酸化物スペーサ28を形成す
る。次いで、前記結果物上にBSTよりなる強誘電体膜
30とキャパシタ上部電極32を順に形成した後、通常
の製造方法により上部ビットライン34およびアルミニ
ウム配線36を順に形成する。
Referring to FIG. 1, the field oxide film 12 is formed.
After forming the transistor having the drain region 18a, the source region 18b and the gate electrode 16 and the lower bit line 20 connected to the drain region 18a on the semiconductor substrate 10 divided into the active region and the isolation region by An insulating layer is formed on the entire surface of the object. Next, after forming a contact hole exposing the source region 18b, the inside of the contact hole is filled with a conductive material to form a conductive plug 22. Next, a barrier conductive layer 24 and a capacitor lower electrode 26 made of platinum are sequentially formed on the resultant structure, and subsequently an oxide spacer 28 is formed on the sidewalls of the barrier conductive layer 24 and the lower electrode 26. Then, a ferroelectric film 30 made of BST and a capacitor upper electrode 32 are sequentially formed on the resultant structure, and then an upper bit line 34 and an aluminum wiring 36 are sequentially formed by a normal manufacturing method.

【0008】前述した従来の方法によれば、白金をパタ
ニングすることが困難であるだけでなく、キャパシタと
隣接キャパシタとの間にカップリングキャパシタンスが
発生して素子の誤動作を誘発するようになる。ここで、
カップリングキャパシタンスCcp は下記(1)式で示さ
れる。 1/Ccp =1/Cox1+1/Cox2+1/Cfe =2/Cox +1/Cfe ・・・(1) ここで、Cfe は強誘電体膜で発生されるキャパシタンス
であり、 Cox1 、Cox2は図1に示されたように酸化キャ
パシタンスであって、例えば Coxと同一であると仮定さ
れる。結果的に、 1/Ccp = (2Cfe+Cox)/CoxCfe ・・・(2) または、 Ccp = CoxCfe/(2Cfe + Cox) ・・・(3) となる。
According to the conventional method described above, not only is it difficult to pattern platinum, but a coupling capacitance is generated between the capacitor and the adjacent capacitor to cause a malfunction of the device. here,
The coupling capacitance Ccp is expressed by the following equation (1). 1 / Ccp = 1 / Cox 1 + 1 / Cox 2 + 1 / Cfe = 2 / Cox + 1 / Cfe (1) where Cfe is the capacitance generated in the ferroelectric film, and Cox 1 and Cox 2 Is the oxidation capacitance as shown in FIG. 1 and is assumed to be identical to Cox, for example. As a result, 1 / Ccp = (2Cfe + Cox) / CoxCfe (2) or Ccp = CoxCfe / (2Cfe + Cox) (3).

【0009】次に、Cfe が Coxより大きいと仮定すれ
ば、 Ccp ≒ Cox/2 ・・・(4) であり、したがって、 Ccp ≒ (εox/2)(Aox/dox) ・・・(5) となる。
Next, assuming that Cfe is larger than Cox, Ccp ≈ Cox / 2 (4), and therefore Ccp ≈ (ε ox / 2) (Aox / dox) (5) ).

【0010】ここで、Aox はコンタクト領域の面積であ
り、dox は酸化物スペーサの厚さであり、εoxは酸化誘
電率である。ストレージノードが円柱であると仮定する
と、酸化物スペーサがストレージノードと接する面積Ao
x は「ストレージノードの高さ×ストレージノードの円
周」で与えられる。したがって、メモリセルの集積度が
さらに向上されて面積Aox が大きくなったり、スペーサ
の厚さdox が薄くなる場合、前記したカップリングキャ
パシタンスによる操作の誤動作の問題がさらに深刻にな
る。
Where Aox is the area of the contact region, dox is the thickness of the oxide spacer, and ε ox is the dielectric constant of oxide. Assuming that the storage node is a cylinder, the area Ao where the oxide spacer contacts the storage node
x is given by "height of storage node x circumference of storage node". Therefore, when the integration degree of the memory cell is further improved to increase the area Aox or the spacer thickness dox is reduced, the problem of the malfunction of the operation due to the coupling capacitance becomes more serious.

【0011】本発明の目的は、前述した従来の方法の問
題点を解決し得る強誘電膜を具備するキャパシタ製造方
法を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a capacitor having a ferroelectric film, which can solve the above-mentioned problems of the conventional method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明は、半導体基板上に低誘電体パターンを形成
する段階と、前記低誘電体パターンの形成された結果物
上に下部電極および物質層を順に形成する段階と、化学
機械ポリシング方法で前記物質層および下部電極を順に
研磨することにより、前記低誘電体パターンとの間に前
記下部電極が残るように前記下部電極をパタニングする
段階と、前記下部電極のパタニングされた結果物上に強
誘電体膜を形成する段階と、前記強誘電体膜上に前記上
部電極を形成する段階とを具備することを特徴とするキ
ャパシタ製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a step of forming a low dielectric pattern on a semiconductor substrate, and a lower electrode on the resultant product on which the low dielectric pattern is formed. And sequentially forming the material layer, and sequentially polishing the material layer and the lower electrode by a chemical mechanical polishing method to pattern the lower electrode so that the lower electrode remains between the low dielectric pattern. A method of manufacturing a capacitor, comprising: a step of forming a ferroelectric film on the patterned result of the lower electrode; and a step of forming the upper electrode on the ferroelectric film. I will provide a.

【0013】本発明の望ましい実施例によれば、前記低
誘電体パターンを構成する物質としては高温酸化物(Hi
gh Temperature Oxide; HTO)、USG(Undoped Si
licaGlass) およびBPSG(Boron Phosphorous doped
Silica Glass)群から選ばれたいずれか一つを使用し、
前記強誘電体膜を構成する物質としてはPZT(PbZrTi
O3)、BST(BaSrTiO3 )、SrTiO3、BaTiO3、PbTiO3
よび Bi4Ti3O12群から選ばれたいずれか一つを使用する
ことが望ましい。前記下部電極を構成する物質としては
白金(Pt)やタンタル(Ta)、イリジウム(I
r)、ルテニウム(Ru)等の耐熱性金属又は酸化ルテ
ニウム(RuO2)や酸化イリジウム(IrO2)等の導電性酸
化物を使用することが望ましい。前記物質層を構成する
物質としてはスピンオンガラス(Spin-On Glass;以下"
SOG" とする)を使用することが望ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, as a material forming the low dielectric pattern, a high temperature oxide (Hi
gh Temperature Oxide; HTO), USG (Undoped Si)
licaGlass) and BPSG (Boron Phosphorous doped)
Use one selected from the Silica Glass group,
As a material forming the ferroelectric film, PZT (PbZrTi
O 3 ), BST (BaSrTiO 3 ), SrTiO 3 , BaTiO 3 , PbTiO 3 and Bi 4 Ti 3 O 12 It is desirable to use any one selected from the group. Platinum (Pt), tantalum (Ta), iridium (I)
It is desirable to use a heat-resistant metal such as r) or ruthenium (Ru) or a conductive oxide such as ruthenium oxide (RuO 2 ) or iridium oxide (IrO 2 ). Spin-On Glass (hereinafter referred to as “substance” as a substance forming the substance layer)
SOG ") is preferred.

【0014】前記化学機械ポリシング(Chemical Mecha
nical Polishing ; 以下" CMP”とする)方法による
前記物質層および下部電極の研磨は前記低誘電体パター
ンの表面が露出されるまで進行することが望ましい。
The chemical mechanical polishing (Chemical Mecha
It is preferable that polishing of the material layer and the lower electrode by a method of nical polishing (hereinafter referred to as “CMP”) is performed until the surface of the low dielectric pattern is exposed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。図2〜図6は、本発明の一実施例
による強誘電体キャパシタを有する半導体メモリ装置の
製造方法を順に説明するための断面図である。図2は、
半導体基板50上にコンタクトホール67および導電性
プラグ68を形成する段階を示す。フィールド酸化膜5
2により活性領域および分離領域に区分された半導体基
板50上にゲート酸化膜54およびゲート電極56を形
成する。次いで、ゲート電極56をイオン注入マスクと
して使用して不純物イオンを注入することにより、基板
50にドレイン領域60aとソース領域60bを形成す
る。次に、前記結果物上に第1絶縁膜58を形成し、こ
れを異方性食刻してドレイン領域60aを露出させた
後、このドレイン領域60a上に第2絶縁膜64でキャ
ッピングされたビットライン62を形成する。次いで、
前記トランジスタおよびビットライン62の形成により
屈曲の生じた基板50の表面を平坦化させるために、結
果物の全面に平坦化層66を形成する。次に、写真食刻
工程でソース領域60b上に積層されている平坦化層6
6および第1絶縁膜58を食刻して、後に形成されるキ
ャパシタの下部電極をソース領域60bに接続させるた
めのコンタクトホール67を形成する。次いで、コンタ
クトホール67の形成された基板50上に導電物質、例
えば、不純物がドープされたポリシリコンを蒸着したの
ちエッチバックしてコンタクトホール67の内部を導電
物質で埋め立てて導電性プラグ68を形成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 2 to 6 are cross-sectional views for sequentially explaining a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an embodiment of the present invention. Figure 2
A step of forming the contact hole 67 and the conductive plug 68 on the semiconductor substrate 50 is shown. Field oxide film 5
A gate oxide film 54 and a gate electrode 56 are formed on the semiconductor substrate 50 divided into active regions and isolation regions by 2. Then, by using the gate electrode 56 as an ion implantation mask to implant impurity ions, the drain region 60a and the source region 60b are formed in the substrate 50. Next, a first insulating film 58 is formed on the resultant structure, and the drain region 60a is exposed by anisotropically etching the first insulating film 58 and capped with a second insulating film 64 on the drain region 60a. The bit line 62 is formed. Then
A planarization layer 66 is formed on the entire surface of the resultant structure in order to planarize the surface of the substrate 50 that is bent due to the formation of the transistor and the bit line 62. Next, the planarization layer 6 laminated on the source region 60b by the photolithography process.
6 and the first insulating film 58 are etched to form a contact hole 67 for connecting the lower electrode of the capacitor to be formed later to the source region 60b. Then, a conductive material, for example, polysilicon doped with impurities is deposited on the substrate 50 in which the contact hole 67 is formed, and then etched back to fill the inside of the contact hole 67 with the conductive material to form a conductive plug 68. To do.

【0016】図3は、低誘電体パターン70を形成する
段階を示す。導電性プラグ68の形成された結果物上に
低誘電率を有する物質、例えば酸化物を数百〜2000
Å程度の厚さに堆積した後、これを写真食刻工程でパタ
ニングすることにより低誘電体パターン70を形成す
る。ここで、低誘電体パターン70はキャパシタ下部電
極の厚さに応じてその厚さを調整することができ、HT
O、USGおよびBPSG等の酸化物系列や他の低誘電
率物質を使用することができる。
FIG. 3 shows a step of forming the low dielectric pattern 70. A material having a low dielectric constant, for example, an oxide of several hundreds to 2000 is formed on the resultant product having the conductive plug 68 formed therein.
After being deposited to a thickness of about Å, the low dielectric pattern 70 is formed by patterning this with a photo-etching process. Here, the thickness of the low dielectric pattern 70 can be adjusted according to the thickness of the capacitor lower electrode.
Oxide series such as O, USG and BPSG and other low dielectric constant materials can be used.

【0017】図4は、障壁導電層72、キャパシタ下部
電極74および物質層76を形成する段階を示す。低誘
電体パターン70の形成された結果物上に導電物質、例
えば、チタン(Ti)やチタンナイトライド(TiN)
をスパッタリング方法で堆積して障壁導電層72を形成
する。次いで、障壁導電層72上に耐熱性導電物質、例
えば、白金(Pt)をスパッタリング方法で堆積してキ
ャパシタ下部電極74を形成し、続けて、その上にSO
Gを厚く塗布して物質層76を形成する。この際、前記
SOGよりなる物質層76により結果物の表面が平坦化
される。
FIG. 4 shows the steps of forming the barrier conductive layer 72, the capacitor lower electrode 74 and the material layer 76. A conductive material, for example, titanium (Ti) or titanium nitride (TiN), is formed on the resultant structure on which the low dielectric pattern 70 is formed.
Are deposited by a sputtering method to form a barrier conductive layer 72. Then, a refractory conductive material, for example, platinum (Pt) is deposited on the barrier conductive layer 72 by a sputtering method to form a capacitor lower electrode 74, and then SO 2 is formed thereon.
The material layer 76 is formed by applying G thickly. At this time, the surface of the resultant product is flattened by the material layer 76 made of SOG.

【0018】図5は、CMP方法を使用して低誘電体パ
ターン70の表面が露出されるまで、例えば、低誘電体
パターン70が約100Å未満に研磨されるまで物質層
76、下部電極74および障壁導電層72を順に研磨す
ることによりキャパシタ下部電極74をパタニングする
段階を示す。図6は、強誘電体膜78およびキャパシタ
上部電極80を形成する段階を示す。下部電極74のパ
タニングされた結果物上に強誘電率を有する物質、例え
ば、BSTをスパッタリング方法、化学気相蒸着(CV
D)方法、液体ソースCVD方法またはゾル−ゲル方法
などのいずれか一つを使用して堆積させることによりキ
ャパシタの強誘電体膜78を形成する。次いで、この強
誘電膜78上に導電物質、例えば、白金(Pt)を堆積
してキャパシタの上部電極80を形成する。
FIG. 5 illustrates the material layer 76, the bottom electrode 74 and the lower electrode 74 until the surface of the low dielectric pattern 70 is exposed using the CMP method, for example, until the low dielectric pattern 70 is polished to less than about 100Å. A step of patterning the capacitor lower electrode 74 by sequentially polishing the barrier conductive layer 72 is shown. FIG. 6 shows a step of forming the ferroelectric film 78 and the capacitor upper electrode 80. A material having a ferroelectric constant, for example, BST, is sputtered on the patterned result of the lower electrode 74, chemical vapor deposition (CV).
D) method, liquid source CVD method or sol-gel method is used to deposit the ferroelectric film 78 of the capacitor. Then, a conductive material such as platinum (Pt) is deposited on the ferroelectric film 78 to form the upper electrode 80 of the capacitor.

【0019】本発明の一実施例により製造されたキャパ
シタは、キャパシタと隣接キャパシタ間の領域の全てが
低誘電体パターン70で埋め立てられている。キャパシ
タと隣接キャパシタとの距離をdで示すと、カップリン
グキャパシタンス(Ccp)は下記(6)式で示される。 Ccp=ε(A/d) ・・・(6) ここで、εは誘電定数であり、Aは本発明の一実施例に
よるストレージノードの面積であって、従来の方法によ
るカップリングキャパシタの面積(Aox)と同一である。
しかし、本発明によるカップリングキャパシタの厚さd
は、例えば1Giga DRAMの一般的な予想値であって
ストレージノード間の間隔を 0.2μm 、酸化物スペーサ
の厚さを500Åと仮定すると、従来の方法による厚さ
dox より少なくとも4倍以上大きい。したがって、本発
明によるカップリングキャパシタンスは従来の方法より
2倍以上小さいので、素子の誤動作を防止することがで
きる。
In the capacitor manufactured according to one embodiment of the present invention, the low dielectric pattern 70 fills the entire area between the capacitor and the adjacent capacitor. When the distance between the capacitor and the adjacent capacitor is indicated by d, the coupling capacitance (Ccp) is expressed by the following equation (6). Ccp = ε (A / d) (6) Here, ε is a dielectric constant, and A is the area of the storage node according to one embodiment of the present invention, and the area of the coupling capacitor according to the conventional method. It is the same as (Aox).
However, the thickness d of the coupling capacitor according to the present invention is
Is a general expected value of 1 Giga DRAM, assuming that the spacing between storage nodes is 0.2 μm and the thickness of the oxide spacer is 500 Å, the thickness obtained by the conventional method is
At least 4 times larger than dox. Therefore, since the coupling capacitance according to the present invention is more than twice as small as that of the conventional method, malfunction of the device can be prevented.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
CMP方法を使用してキャパシタの下部電極をパタニン
グするので従来の方法に比して下部電極を容易にパタニ
ングし得る。また、キャパシタと隣接キャパシタ間の領
域の両方が低誘電体パターンで埋め立てられるのでカッ
プリングキャパシタンスによる素子の誤動作を防止する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
Since the lower electrode of the capacitor is patterned using the CMP method, the lower electrode can be easily patterned as compared with the conventional method. Further, since both the capacitor and the region between the adjacent capacitors are filled with the low dielectric pattern, malfunction of the device due to coupling capacitance can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の方法による強誘電体キャパシタを有する
半導体メモリ装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to a conventional method.

【図2】本発明の一実施例による強誘電体キャパシタを
有する半導体メモリ装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による強誘電体キャパシタを
有する半導体メモリ装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例による強誘電体キャパシタを
有する半導体メモリ装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例による強誘電体キャパシタを
有する半導体メモリ装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例による強誘電体キャパシタを
有する半導体メモリ装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor memory device having a ferroelectric capacitor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 半導体基板 52 フィールド酸化膜 54 ゲート酸化膜 56 ゲート電極 58 第1絶縁膜 60a ドレイン領域 60b ソース領域 62 ビットライン 64 第2絶縁膜 66 平坦化層 67 コンタクトホール 68 導電性プラグ 70 低誘電体パターン 72 障壁導電層 74 キャパシタ下部電極(下部電極) 76 物質層 78 強誘電体膜 80 上部電極 50 semiconductor substrate 52 field oxide film 54 gate oxide film 56 gate electrode 58 first insulating film 60a drain region 60b source region 62 bit line 64 second insulating film 66 flattening layer 67 contact hole 68 conductive plug 70 low dielectric pattern 72 Barrier conductive layer 74 Capacitor lower electrode (lower electrode) 76 Material layer 78 Ferroelectric film 80 Upper electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に低誘電体パターンを形成
する段階と、 前記低誘電体パターンの形成された結果物上に下部電極
および物質層を順に形成する段階と、 化学機械ポリシング(CMP)方法で前記物質層および
下部電極を順に研磨することにより、前記低誘電体パタ
ーンの間に前記下部電極が残るように前記下部電極をパ
タニングする段階と、 前記下部電極のパタニングされた結果物上に強誘電体膜
を形成する段階と、 前記強誘電体膜上に前記上部電極を形成する段階とを具
備することを特徴とするキャパシタ製造方法。
1. A method of forming a low dielectric pattern on a semiconductor substrate, sequentially forming a lower electrode and a material layer on the resultant product having the low dielectric pattern formed thereon, and chemical mechanical polishing (CMP). Patterning the lower electrode so that the lower electrode remains between the low dielectric patterns by sequentially polishing the material layer and the lower electrode by a method, and patterning the lower electrode on the patterned product. A method of manufacturing a capacitor, comprising: forming a ferroelectric film; and forming the upper electrode on the ferroelectric film.
【請求項2】 前記低誘電体パターンを構成する物質と
して、HTO、USGおよびBPSG群から選ばれたい
ずれか一つを使用することを特徴とする請求項1記載の
キャパシタ製造方法。
2. The method of manufacturing a capacitor according to claim 1, wherein any one selected from the group consisting of HTO, USG and BPSG is used as a material forming the low dielectric pattern.
【請求項3】 前記強誘電体膜を構成する物質として、
PZT(PbZrTiO3)、BST(BaSrTiO3)、SrTiO3、BaTi
O3、PbTiO3および Bi4Ti3O12群から選ばれたいずれか一
つを使用することを特徴とする請求項1記載のキャパシ
タ製造方法。
3. The substance constituting the ferroelectric film,
PZT (PbZrTiO 3 ), BST (BaSrTiO 3 ), SrTiO 3 , BaTi
2. The method for manufacturing a capacitor according to claim 1, wherein any one selected from the group consisting of O 3 , PbTiO 3 and Bi 4 Ti 3 O 12 is used.
【請求項4】 前記下部電極を構成する物質として耐熱
性金属又は導電性酸化物を使用することを特徴とする請
求項1記載のキャパシタ製造方法。
4. The method of manufacturing a capacitor according to claim 1, wherein a refractory metal or a conductive oxide is used as a material forming the lower electrode.
【請求項5】 前記耐熱性金属は白金(Pt)やタンタ
ル(Ta)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)
のうちいずれか一つを使用して形成することを特徴とす
る請求項4記載のキャパシタ製造方法。
5. The heat resistant metal is platinum (Pt), tantalum (Ta), iridium (Ir), ruthenium (Ru).
5. The method for manufacturing a capacitor according to claim 4, wherein the capacitor is formed by using any one of them.
【請求項6】 前記導電性酸化物は酸化ルテニウム(Ru
O2)や酸化イリジウム(IrO2)を使用することを特徴と
する請求項4記載のキャパシタ製造方法。
6. The conductive oxide is ruthenium oxide (Ru).
5. The method for manufacturing a capacitor according to claim 4, wherein O 2 ) or iridium oxide (IrO 2 ) is used.
【請求項7】 前記物質層を構成する物質としてスピン
オンガラス(SOG)を使用することを特徴とする請求
項1記載のキャパシタ製造方法。
7. The method of manufacturing a capacitor according to claim 1, wherein spin-on glass (SOG) is used as a material forming the material layer.
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