JP2000124409A - 強誘電体を用いた半導体記憶素子の構造 - Google Patents
強誘電体を用いた半導体記憶素子の構造Info
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Abstract
セル面積を縮小し、より微細なセル構造を実現すること
で、素子の集積度を向上させることを目的とする。 【構成】 本願発明は、強誘電体膜を用いた半導体記憶
素子であって、強誘電体膜を相対向する2つの電極で挟
んで形成され、かつ強誘電体膜の分極方向により2値の
情報を保存可能な容量素子が、コントロールトランジス
タのソース若しくはドレインに接続されている構造を有
した不揮発性の半導体記憶素子の構造において、ビット
ラインを隣り合うコントロールトランジスタどうしで共
有し、また隣り合う容量素子どうしが各々のプレート線
を共有し、かつコントロールトランジスタ上に前記容量
素子を配置した。
Description
た半導体記憶素子の構造に関し、特に半導体記憶素子の
素子面積を縮小し、高度な集積化を可能とする不揮発性
メモリーの構造に関するものである。
法”、松木 武雄、林 喜宏、、特開平8-17822 従来の強誘電体メモリは、上記文献に示されるようなも
のがあった。図15は、従来の強誘電体を用いた半導体
記憶素子の概略図である。以下、図15を用いて簡単に
説明する。まず半導体基板(101)上に素子分離領域
(102)、ゲート酸化膜(103)、ゲート電極(1
04)、ソース/ドレイン領域(105)、層間絶縁膜
(106)からなる下地構造を作り、下部電極(プレー
ト電極)(109)、強誘電体膜(110)、上部電極
(111)を素子分離領域(102)上に形成し加工す
る。
素子を接続するためにコンタクト(113)を開口しAl
配線(114)により接続を図る。この構造によれば、
強誘電体膜を平坦な領域で形成できるため、素子不良を
防止することができ、しかも配線を加工性のよいAlで形
成できることから、容量素子を容易に形成できる。
記憶素子を上から見た概略図を図16に示す。ここで
は、1例として2×2のメモリアレイを示した。図16
に示す構造では、アレイに配置した場合、図中に示す○
の部分が、ほとんど積層化されていない無駄なスペース
になってしまう。そのため、1セル当たりの占有面積が
大きく、無駄なスペース部分により高集積化が難しくな
る、という問題点があった。
を用いた半導体記憶素子であって、強誘電体膜を相対向
する2つの電極で挟んで形成され、かつ強誘電体膜の分
極方向により2値の情報を保存可能な容量素子が、コン
トロールトランジスタのソース若しくはドレインに接続
されている構造を有した不揮発性の半導体記憶素子の構
造において、ビットラインを隣り合うコントロールトラ
ンジスタどうしで共有し、また隣り合う容量素子どうし
が各々のプレート線を共有し、かつコントロールトラン
ジスタ上に前記容量素子を配置したことにより、無駄な
スペースをなくし、高集積化が容易に行えるようにした
ものである。
実施例について説明する。なお、図面はこの発明が理解
できる程度に概略的に示してあるにすぎず、従ってこの
発明を図示例に限定するものではない。
において、より高集積化がはかれ、しかも容易に形成で
きるキャパシタ構造を提供することを目的とする。なお
本発明にかかれている下地構造、数値等は何ら限定され
るものではない。
ル酸ビスマスストロンチウム膜(SrBi2Ta2O9膜:以下SB
T膜)を例に説明するが、ヒステリシス特性を有する強
誘電体であれば、どの材料を用いても実施可能である。
の断面図を示す。また図2に本発明の半導体記憶素子の
セル回路図を示す。本発明のメモリセル構造の特徴は、
容量素子が一つのアクティブ領域に二つ形成する構造を
有し、ビットラインコンタクトを隣り合うコントロール
トランジスタ同士で共有するとともに、ビットラインを
容量素子の下層に配線を形成するようにしている。ま
た、隣り合う容量素子のプレート線も共有している構造
となる。
導体記憶素子の製造工程断面図の1例をを示す。また、
図9乃至図14は各工程断面図に対応する、上面から見
た表面図である。いずれも同一部分には、同一の符号を
付してある。
技術により形成されたN型MOSトランジスタを示す。
このトランジスタは、素子分離領域(2)、N+拡散層
(3)、ゲート電極(4)、ゲート酸化膜(5)からな
る。この基板上に、層間絶縁膜(6)を既知の方法によ
り8000Å形成する。次いで、CMP(Chemical Mec
hanical Polishing)技術を用いて層間絶縁膜を平坦化
する。CMPにより基板上の層間絶縁膜を2000Å削
ることにより、平坦な表面を得ることができる。これを
上面から見ると図9に示すようになる。
はW(タングステン)膜を用いる。まず、ビット線用の
コンタクトホール(7)を開口する。そしてバリアメタ
ルとして窒化チタン膜(図示せず)を形成し、公知のC
VD法によりW膜を形成する。その後、W膜と窒化チタ
ン膜を、全面エッチバックすることにより、コンタクト
ホール内にのみ、W膜(8)が形成される(図4、図1
0参照)。
示せず)、W膜を順次形成する。その後、公知のホトリ
ソ/エッチング技術によりW膜を加工してビット線
(9)を形成する(図5、図11参照)。
基板上に層間絶縁膜(10)を形成し、前述したCMP
技術により表面を平坦化した後、下部電極(11)とし
てPt(プラチナ)膜を2000Å形成する。次に強誘
電体膜(12)を、この下部電極上に形成する。その形
成法は前述したSBTを、有機系溶剤に溶かした溶液を
用い、スピンコート、乾燥(ホットプレートにより15
0℃、5分)、仮焼成(電気炉、650℃、60分、酸
素雰囲気中)の工程を5回繰り返した後、本焼成(80
0℃、60分、乾燥酸素雰囲気中)を行い強誘電体膜
(12)の結晶化を行う。
2500Åとなる。この膜上に上部電極(13)とし
て、Pt膜を2000Å形成する。これらの膜を公知の
ホトリソ技術によりパターニングを行い、公知のドライ
エッチングにより上部電極(13)、SBT膜(1
2)、下部電極(11)をエッチングする。このとき隣
り合う素子のプレート線が共有できるように、上部電極
(13)とSBT膜(12)を離して配置する(図6、
図12参照)。以上の工程により、容量素子が形成され
る。
し、公知のホトリソ/エッチング技術によりN+拡散層
まで貫通するコンタクトホール(15)を形成し、次い
で、TiN膜(図示せず)、1%のシリコンを含有した
AL(アルミ)膜(16)を形成する。再度公知のホト
リソエッチングにより、コントロールトランジスタのN
+拡散層(3)と容量素子の上部電極(13)との接続
をはかる(図7、図13参照)。
電極(11)まで貫通するコンタクトホール(18)を
開口して、プレート配線(19)を形成すると、図8、
図14に示すような半導体記憶素子が形成できる。プレ
ート配線の材料は特に限定しないが、AL膜などを用い
ると良い。
コントロールトランジスタ上に形成し、隣り合う容量素
子のプレート線も共有できるような構造とするのみなら
ず、コントロールトランジスタのビットラインコンタク
トをも共有することにより、従来例で説明した無駄なス
ペースとなる部分が存在しないため、従来のメモリセル
に比べ1セル当たりの占有面積を大幅に縮小することが
でき、高度な集積化が実現できる。
(a)である。
(b)である。
(c)である。
(d)である。
(e)である。
(f)である。
ある。
である。
である。
である。
である。
である。
略図である。
た概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 強誘電体膜を用いた半導体記憶素子であ
って、前記強誘電体膜を相対向する2つの電極で挟んで
形成され、かつ前記強誘電体膜の分極方向により2値の
情報を保存可能な容量素子がコントロールトランジスタ
のソース若しくはドレインに接続されている構造を有し
た半導体記憶素子の構造において、隣り合う前記コント
ロールトランジスタどうしがビットラインを共有し、ま
た隣り合う前記容量素子どうしが各々のプレート線を共
有し、かつ前記コントロールトランジスタ上に前記容量
素子を配置したこと、を特徴とする半導体記憶素子の構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296770A JP2000124409A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 強誘電体を用いた半導体記憶素子の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10296770A JP2000124409A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 強誘電体を用いた半導体記憶素子の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124409A true JP2000124409A (ja) | 2000-04-28 |
| JP2000124409A5 JP2000124409A5 (ja) | 2005-11-10 |
Family
ID=17837912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10296770A Pending JP2000124409A (ja) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | 強誘電体を用いた半導体記憶素子の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000124409A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051584A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-02-21 | Samsung Electronics Co Ltd | 拡張されたプレートラインを有する強誘電体メモリ素子及びその製造方法 |
| KR100432881B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-05-22 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 메모리 장치 및 그 제조방법 |
-
1998
- 1998-10-19 JP JP10296770A patent/JP2000124409A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051584A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-02-21 | Samsung Electronics Co Ltd | 拡張されたプレートラインを有する強誘電体メモリ素子及びその製造方法 |
| US7560760B2 (en) | 2001-06-26 | 2009-07-14 | Samung Electronics Co., Ltd. | Ferroelectric memory devices having expanded plate lines |
| KR100432881B1 (ko) * | 2001-09-21 | 2004-05-22 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 메모리 장치 및 그 제조방법 |
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