JPH09246490A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH09246490A
JPH09246490A JP8053219A JP5321996A JPH09246490A JP H09246490 A JPH09246490 A JP H09246490A JP 8053219 A JP8053219 A JP 8053219A JP 5321996 A JP5321996 A JP 5321996A JP H09246490 A JPH09246490 A JP H09246490A
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JP
Japan
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film
electrode
interlayer insulating
transition layer
insulating film
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Pending
Application number
JP8053219A
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Japanese (ja)
Inventor
Takako Motai
貴子 もたい
Keitarou Imai
馨太郎 今井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電極と金属酸化物からなる誘電体膜との界面に
抵抗層などの形成を抑制する。 【解決手段】p型基板1上の一部に素子分離酸化膜2が
形成され、二つの素子分離酸化膜2に挟まれてn+ 拡散
層3(3a,3b)が形成されている。n+ 拡散層3a
と3bとを架けるように、基板1上にゲート絶縁膜4に
覆われたゲート電極5が形成されている。ゲート絶縁膜
4及び基板1上に層間絶縁膜6aが形成されている。層
間絶縁膜6a上にはn+ 拡散層3aと接続されたビット
線7が形成されている。層間絶縁膜6a及びビット線7
上に層間絶縁膜6bが形成されている。n+ 拡散層3b
上にn+ 多結晶シリコン8上にTiN膜9を介してRu
膜10が形成されている。Ru膜10を覆ってSrRu
3 膜11が形成され、その上にSrTiO3 膜12が
形成され、その一部の上にNi膜13が形成されてい
る。
(57) Abstract: To suppress the formation of a resistance layer or the like at the interface between an electrode and a dielectric film made of a metal oxide. An element isolation oxide film 2 is formed on a part of a p-type substrate 1, and an n + diffusion layer 3 (3a, 3b) is formed so as to be sandwiched between two element isolation oxide films 2. n + diffusion layer 3a
And 3b, a gate electrode 5 covered with a gate insulating film 4 is formed on the substrate 1. An interlayer insulating film 6a is formed on the gate insulating film 4 and the substrate 1. Bit line 7 connected to n + diffusion layer 3a is formed on interlayer insulating film 6a. Interlayer insulating film 6a and bit line 7
An interlayer insulating film 6b is formed on top. n + diffusion layer 3b
On the n + polycrystalline silicon 8 and the TiN film 9 on the Ru film.
The film 10 is formed. SrRu covering the Ru film 10
An O 3 film 11 is formed, a SrTiO 3 film 12 is formed on the O 3 film 11, and a Ni film 13 is formed on a part of the SrTiO 3 film 12.

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、半導体装置に係わ
り、特に電極/金属酸化物/電極の積層構造からなるキ
ャパシタを有する半導体装置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 semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a capacitor having a laminated structure of electrodes / metal oxides / electrodes and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体記憶装置はさらにその集積
度を高め、1セルの面積も年々縮小している。セル面積
の縮小にともない、当然キャパシタに割り当てられる面
積も縮小しているが、1セルに必要なキャパシタの蓄積
電荷容量は感度やソフトエラーの点からそれほど小さく
できないという現状がある。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor memory devices has been further increased and the area of one cell has been reduced year by year. As the cell area is reduced, the area allocated to the capacitor is naturally reduced, but the stored charge capacity of the capacitor required for one cell cannot be reduced so much in view of sensitivity and soft error.

【0003】蓄積容量を確保するために、近年では誘電
体膜として従来にない、高い誘電率を示す金属酸化物を
用いることが注目されている。しかし、金属酸化物は、
成膜時に酸化性雰囲気において400から700℃の成
膜温度を必要とすることなどから、下部電極材料はこれ
らの状況下でも安定で酸化されないことが必要である。
また微細な電極パターンを形成しなければならないの
で、下部電極材料は容易に加工できなければならない。
以上の点から下部電極材料として貴金属、特にRuある
いはRuの酸化物が注目されている。
In order to secure storage capacity, in recent years, attention has been paid to the use of a metal oxide having a high dielectric constant, which has not been heretofore, as the dielectric film. However, the metal oxide
Since the film formation temperature of 400 to 700 ° C. is required in the oxidizing atmosphere during film formation, the lower electrode material needs to be stable and not oxidized even under these circumstances.
Also, since a fine electrode pattern must be formed, the lower electrode material must be easily processed.
From the above points, attention is paid to a noble metal, particularly Ru or an oxide of Ru, as a material for the lower electrode.

【0004】図10は従来のRu膜を下部電極として用
いたDRAMのメモリセル部の断面図である。1はpタ
イプシリコン基板で、2は素子分離酸化膜、3(3a,
3b)はn+ 拡散層、4はゲート絶縁膜、5はゲート電
極(ワード線)、6(6a,6b)は層間絶縁膜、7は
ビット線、8はn+ 多結晶シリコン、9は拡散防止膜で
あるTiN膜、10は下部電極であるRu膜、28は誘
電体膜である(Ba,Sr)TiO3 膜、29は上部電
極であるWNx 膜である。
FIG. 10 is a sectional view of a memory cell portion of a DRAM using a conventional Ru film as a lower electrode. 1 is a p-type silicon substrate, 2 is an element isolation oxide film, 3 (3a,
3b) is an n + diffusion layer, 4 is a gate insulating film, 5 is a gate electrode (word line), 6 (6a, 6b) is an interlayer insulating film, 7 is a bit line, 8 is n + polycrystalline silicon, and 9 is a diffusion layer. A TiN film which is a prevention film, 10 is a Ru film which is a lower electrode, 28 is a (Ba, Sr) TiO 3 film which is a dielectric film, and 29 is a WN x film which is an upper electrode.

【0005】しかし、上記の構造においては、Ru膜1
0上に(Ba,Sr)TiO3 膜28を形成した後の熱
処理工程によって、特にRu膜10と(Ba,Sr)T
iO3 膜28との界面に、酸化層が形成されるという問
題、あるいは構造変化にともなう界面のモフォロジーが
悪化するという問題がある。また(Ba,Sr)TiO
3 膜28は多結晶体であるので、Ru膜10に接する
(Ba,Sr)TiO3膜では格子定数の不整合が起こ
り、格子欠損や格子間原子が多い界面層が形成され、蓄
積容量が低下するという問題も発生する。
However, in the above structure, the Ru film 1
The (Ba, Sr) TiO 3 film 28 is formed on the oxide film 10 by the heat treatment process.
There is a problem that an oxide layer is formed at the interface with the iO 3 film 28 or a problem that the morphology of the interface is deteriorated due to the structural change. In addition, (Ba, Sr) TiO
Since the 3 film 28 is a polycrystal, the (Ba, Sr) TiO 3 film in contact with the Ru film 10 has a mismatch of lattice constants, and an interface layer with many lattice defects and interstitial atoms is formed, resulting in a large storage capacity. There is also the problem of deterioration.

【0006】前記の問題を解決するため、Ru膜の変わ
りにRuO2 膜を下部電極に用いる方法も考えられる。
しかしRuO2 は極めて還元され易く、熱安定性に欠け
る材料であり、一方RuO2 膜(下部電極)と接して形
成される拡散防止膜は酸化され易い材料であるので、R
uO2 膜は自ら還元し、拡散防止膜を酸化して、抵抗層
を形成してしまうという問題がある。また格子不整合の
問題は解決されない。
In order to solve the above problem, a method of using a RuO 2 film for the lower electrode instead of the Ru film can be considered.
However, RuO 2 is a material that is extremely easily reduced and lacks thermal stability. On the other hand, the diffusion prevention film formed in contact with the RuO 2 film (lower electrode) is a material that is easily oxidized.
There is a problem that the uO 2 film is reduced by itself and the diffusion prevention film is oxidized to form a resistance layer. Also, the problem of lattice mismatch is not solved.

【0007】また他の方法として熱安定性に優れた材料
として導電性金属酸化膜、例えばSrRuO3 膜を電極
として用いる方法もあるが、微細加工が難しく下部電極
としては適当ではない。
Another method is to use a conductive metal oxide film, for example, a SrRuO 3 film as an electrode as a material having excellent thermal stability, but it is difficult to perform fine processing and is not suitable as a lower electrode.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、キャ
パシタの誘電体膜として金属酸化物を形成するには酸化
性雰囲気での400℃〜700℃の熱処理を必要とし、
この熱処理の際に誘電体膜と電極との界面に抵抗層や結
晶性の劣った界面層が形成されるので蓄積容量が低下す
るという問題があった。
As described above, heat treatment at 400 ° C. to 700 ° C. in an oxidizing atmosphere is required to form a metal oxide as a dielectric film of a capacitor,
At the time of this heat treatment, a resistance layer or an interface layer having poor crystallinity is formed at the interface between the dielectric film and the electrode, so that there is a problem that the storage capacity is reduced.

【0009】本発明の目的は、金属酸化物と電極との界
面に抵抗層や結晶性の劣った界面層が形成されるのを防
止でき、キャパシタの蓄積容量増大をはかり得る半導体
装置及びその製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to prevent the formation of a resistance layer or an interface layer having poor crystallinity at the interface between a metal oxide and an electrode, and to increase the storage capacity of a capacitor, and to manufacture the same. Is to provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(構成)本発明の半導体装置及びその製造方法は次のよ
うに構成されている。
(Structure) The semiconductor device and its manufacturing method of the present invention are structured as follows.

【0011】(1)本発明の半導体装置は、半導体基板
に形成された電極/金属酸化物/電極からなる積層構造
のキャパシタにおいて、前記電極と前記金属酸化物との
界面の少なくとも一方に、前記電極の構成元素の少なく
とも一つと前記金属酸化物の構成元素の少なくとも一つ
とを含む導電性の遷移層を設けてなる。
(1) A semiconductor device according to the present invention is a capacitor having a laminated structure of electrodes / metal oxides / electrodes formed on a semiconductor substrate, wherein at least one of the interfaces between the electrodes and the metal oxide is A conductive transition layer containing at least one of the constituent elements of the electrode and at least one of the constituent elements of the metal oxide is provided.

【0012】(2)本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板に第1の電極を形成する工程と、前記第1の
電極上に、前記第1の電極の構成元素の少なくとも一つ
と金属酸化物の構成元素の少なくとも一つとを含む材料
からなる導電性の遷移層を形成する工程と、前記遷移層
上に前記金属酸化物を形成する工程と、前記金属酸化物
上に第2の電極を形成する工程とを含む。
(2) The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
A step of forming a first electrode on a semiconductor substrate; and a conductive material made of a material containing at least one of the constituent elements of the first electrode and at least one of the constituent elements of a metal oxide on the first electrode. Forming a transition layer, forming the metal oxide on the transition layer, and forming a second electrode on the metal oxide.

【0013】(3)前記電極の少なくとも一方はRu,
Rh,Pd,Ag,Re,Os,Ir,Pt,Auの貴
金属あるいはこれらの酸化物を含む化合物であり、前記
金属酸化物は化学式αβO3 で表され、αはBa,S
r,Pb,La,Li,Kの少なくとも一種を含み、β
はZr,Sn,Ti,Ta,Nbの少なくとも一種を含
み、また前記遷移層は化学式γx δx 7-y で表され、
γはBa,Sr,Pb,La,Li,Zr,Sn,T
i,Ta,Nbの少なくとも一種を含み、δは前記電極
を構成する前記貴金属であり、xは1または2であり、
yは0から4の整数である。
(3) At least one of the electrodes is Ru,
A compound containing a noble metal of Rh, Pd, Ag, Re, Os, Ir, Pt, Au or an oxide thereof, wherein the metal oxide is represented by the chemical formula αβO 3 , and α is Ba, S
contains at least one of r, Pb, La, Li, K, and β
Is at least one of Zr, Sn, Ti, Ta, Nb, and the transition layer is represented by the chemical formula γ x δ x O 7-y ,
γ is Ba, Sr, Pb, La, Li, Zr, Sn, T
at least one of i, Ta, and Nb, δ is the noble metal that constitutes the electrode, and x is 1 or 2,
y is an integer from 0 to 4.

【0014】(4)特に、前記電極がRu膜、Ir膜、
Re膜あるいはその他の貴金属類である。
(4) In particular, the electrode is a Ru film, an Ir film,
It is a Re film or other precious metals.

【0015】(5)特に、前記遷移層がSrRuO
3 膜、SrIrO3 膜等のABO3 型の化合物、あるい
はPb2 Re2 7-x 等のA2 2 7-x 型の化合物で
ある。
(5) In particular, the transition layer is SrRuO.
ABO 3 type compounds such as 3 film and SrIrO 3 film, or A 2 B 2 O 7-x type compounds such as Pb 2 Re 2 O 7-x .

【0016】(6)特に、前記金属酸化物が(Ba,S
r)TiO3 膜、SrTiO3 膜、Pb(Zr,Ti)
3 膜、(Pb,La)(Zr,Ti)O3 膜、Ba
(Ti,Sn)O3 膜等である。
(6) In particular, the metal oxide is (Ba, S
r) TiO 3 film, SrTiO 3 film, Pb (Zr, Ti)
O 3 film, (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 film, Ba
(Ti, Sn) O 3 film or the like.

【0017】(作用)キャパシタの誘電体膜を(Ba,
Sr)TiO3 膜、下部電極をRu膜とした場合、金属
酸化物と電極の両層の構成元素を含む熱安定性に優れた
遷移層としては(Ca,Sr)RuO3 、(Ba,S
r)RuO3 、Sr2 Ru2 4 等のRuを含む導電性
金属酸化物が考えられる。ここではSrRuO3 を例に
取って、その作用を説明する。
(Operation) The dielectric film of the capacitor is set to (Ba,
In the case where the Sr) TiO 3 film and the lower electrode are Ru films, (Ca, Sr) RuO 3 and (Ba, S) are used as the transition layers including the metal oxide and the constituent elements of both layers of the electrode and having excellent thermal stability.
r) Conductive metal oxides containing Ru such as RuO 3 and Sr 2 Ru 2 O 4 are considered. Here, the action of SrRuO 3 will be described as an example.

【0018】図11はSrRuO3 膜の酸化雰囲気中及
び真空中での重量変化を示す図である。もし、SrRu
3 に、構成元素の放出や多元素との結合等の構造変化
があると、重量が変化する。SrRuO3 はこれらの雰
囲気中でも1200Kまで安定であり、構成元素の放出
による重量の減少や酸素分子との反応などによる重量の
増加は見られない。高熱酸素雰囲気中のRuでは表面が
酸化され、RuO2 となることによって表面モフォロジ
ーの悪化が起こるが、SrRuO3 は酸化雰囲気中でも
熱的に安定であるので、表面モフォロジーの悪化はみら
れない。
FIG. 11 is a diagram showing changes in weight of the SrRuO 3 film in an oxidizing atmosphere and in vacuum. If SrRu
When O 3 has a structural change such as release of constituent elements or bonding with multiple elements, the weight changes. SrRuO 3 is stable in these atmospheres up to 1200 K, and no decrease in weight due to release of constituent elements or increase in weight due to reaction with oxygen molecules is observed. In Ru in a high-heat oxygen atmosphere, the surface is oxidized to become RuO 2 and the surface morphology deteriorates. However, since SrRuO 3 is thermally stable even in an oxidizing atmosphere, the surface morphology does not deteriorate.

【0019】図12はSrRuO3 の抵抗率と測定温度
の関係を示したものである。SrRuO3 膜の室温での
抵抗率は350μΩ・cmであり、Ruの15μΩ・c
mに比べると20倍以上高い抵抗率を有しているが、電
極として十分な低抵抗性を有していることがわかる。
FIG. 12 shows the relationship between the resistivity of SrRuO 3 and the measurement temperature. The resistivity of the SrRuO 3 film at room temperature is 350 μΩ · cm, and that of Ru is 15 μΩ · c.
It has a resistivity 20 times or more higher than that of m, but it can be seen that it has sufficiently low resistance as an electrode.

【0020】さらにSrRuO3 の結晶格子は(Bax
Sr1-x )TiO3 と同様のペロブスカイト構造であ
り、格子定数はa=0.556nm,b=0.555n
m,c=0.786nmである。これは(100)面で
45°ずれた状態で、SrRuO3 の単位格子に(Ba
x Sr1-x )TiO3 膜の2つの格子が重なり、極めて
近い格子定数を持っていることがわかる。従ってSrR
uO3 膜上に形成した(Bax Sr1-x )TiO3 膜は
その界面近傍から良好な結晶性を有する。図13にはラ
ザフォード公報散乱法によって測定した結晶性を示す。
SrRuO3 膜上では良好な結晶性を示していることが
判る。
Further, the crystal lattice of SrRuO 3 is (Ba x
Sr 1-x ) TiO 3 has the same perovskite structure with lattice constants of a = 0.556 nm and b = 0.555n.
m and c = 0.786 nm. In the state where the (100) plane is deviated by 45 °, the unit cell of SrRuO 3 has (Ba
It can be seen that the two lattices of the ( x Sr 1-x ) TiO 3 film overlap and have extremely close lattice constants. Therefore SrR
The (Ba x Sr 1-x ) TiO 3 film formed on the uO 3 film has good crystallinity from the vicinity of its interface. FIG. 13 shows the crystallinity measured by the Rutherford publication scattering method.
It can be seen that good crystallinity is exhibited on the SrRuO 3 film.

【0021】図14にSrRuO3 膜上に形成された
(Ba,Sr)TiO3 膜の誘電率の周波数依存性を示
す。図14において、●は誘電率を示し、○は誘電損失
特性tanδを示す。金属酸化物と電極界面に抵抗層が
形成されている場合には、周波数依存性を持ち、周波数
が高くなるにつれて誘電率は低くなる。しかしSrRu
3 膜上に形成した(Ba,Sr)TiO3 膜は全般的
に誘電率が高く、10Hzから105 Hzでは誘電率の
落ち込みは1割以下であり、周波数の増加に伴う誘電率
の減少も少ない。従って、SrRuO3 膜と(Ba,S
r)TiO3 膜との界面に抵抗層は形成されていないと
いえる。
FIG. 14 shows the frequency dependence of the dielectric constant of the (Ba, Sr) TiO 3 film formed on the SrRuO 3 film. In FIG. 14, ● indicates the dielectric constant, and ○ indicates the dielectric loss characteristic tan δ. When the resistance layer is formed at the interface between the metal oxide and the electrode, it has frequency dependence and the dielectric constant decreases as the frequency increases. But SrRu
The (Ba, Sr) TiO 3 film formed on the O 3 film generally has a high dielectric constant, and the fall of the dielectric constant is 10% or less at 10 Hz to 10 5 Hz, and the dielectric constant decreases with the increase of frequency. Also few. Therefore, the SrRuO 3 film and (Ba, S
r) It can be said that the resistance layer is not formed at the interface with the TiO 3 film.

【0022】以上示したように、Ru電極上に(Ba,
Sr)TiO3 膜を形成するとき、遷移層としてSrR
uO3 を界面に挿入することによって熱的に安定で、界
面抵抗層や格子不整合による界面層を形成することがな
いので、高い蓄積容量を達成することができる。
As shown above, (Ba,
When forming a Sr) TiO 3 film, SrR is used as a transition layer.
Since uO 3 is inserted into the interface, it is thermally stable and does not form an interface resistance layer or an interface layer due to lattice mismatch, so that a high storage capacity can be achieved.

【0023】さらに誘電体膜(金属酸化物)では経時的
に酸素空孔が増加する傾向があるので、誘電率が減少し
リーク電流が増加する原因となる。この時上部電極及び
下部電極との界面近傍に酸化物からなる遷移層が存在す
ると、酸化物から酸素が拡散し、酸素空孔を補償するこ
とができるので経時的な変化を低減することができ、よ
り高性能なキャパシタを形成することができる。
Further, in the dielectric film (metal oxide), oxygen vacancies tend to increase with time, which causes a decrease in dielectric constant and an increase in leak current. At this time, if there is a transition layer made of an oxide near the interface between the upper electrode and the lower electrode, oxygen diffuses from the oxide and oxygen vacancies can be compensated, so that the change over time can be reduced. A higher performance capacitor can be formed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係わる
DRAMのメモリセル部の断面図である。pタイプシリ
コン基板1上の一部に素子分離酸化膜2が形成されてい
る。基板1上にゲート絶縁膜4を介してゲート電極(ワ
ード線)5が形成されている。素子分離酸化膜2で囲ま
れた素子形成領域において、ゲート電極5を挟んで両側
にn+ 拡散層3(3a,3b)が形成されている。基板
1及びゲート電極5上に第1の層間絶縁膜6aが形成さ
れている。第1の層間絶縁膜6a上にはn+ 拡散層3b
と接続されたビット線7が形成されている。第1の層間
絶縁膜6a及びビット線7上に第2の層間絶縁膜6bが
形成されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a memory cell portion of a DRAM according to a first embodiment of the present invention. An element isolation oxide film 2 is formed on a part of the p-type silicon substrate 1. A gate electrode (word line) 5 is formed on the substrate 1 via a gate insulating film 4. In the element formation region surrounded by the element isolation oxide film 2, n + diffusion layers 3 (3a, 3b) are formed on both sides with the gate electrode 5 interposed therebetween. A first interlayer insulating film 6a is formed on the substrate 1 and the gate electrode 5. An n + diffusion layer 3b is formed on the first interlayer insulating film 6a.
A bit line 7 connected to is formed. A second interlayer insulating film 6b is formed on the first interlayer insulating film 6a and the bit line 7.

【0025】n+ 拡散層3a上の層間絶縁膜6(6a,
6b)のコンタクトホール中に、層間絶縁膜6の最上部
よりも低い高さにn+ 多結晶シリコン8が形成され、こ
の上に拡散防止膜であるTiN膜9が形成されている。
そしてTiN膜9及び層間絶縁膜6bの一部上にキャパ
シタの下部電極となるRu膜10が形成されている。こ
のRu膜10を覆って遷移層であるSrRuO3 膜11
が形成されている。そしてSrRuO3 膜11及び層間
絶縁膜6b上にキャパシタの誘電体膜となるSrTiO
3 膜12が形成され、この一部の上にキャパシタの上部
電極となるNi膜13が形成されている。
The interlayer insulating film 6 (6a, 6a, on the n + diffusion layer 3a)
In the contact hole 6b), n + polycrystalline silicon 8 is formed at a height lower than the uppermost portion of the interlayer insulating film 6, and a TiN film 9 serving as a diffusion preventing film is formed thereon.
Then, a Ru film 10 serving as a lower electrode of the capacitor is formed on a part of the TiN film 9 and the interlayer insulating film 6b. A SrRuO 3 film 11 serving as a transition layer covering the Ru film 10
Are formed. Then, on the SrRuO 3 film 11 and the interlayer insulating film 6b, SrTiO 3 which becomes a dielectric film of a capacitor is formed.
The three films 12 are formed, and the Ni film 13 which will be the upper electrode of the capacitor is formed on a part of this.

【0026】図2及び図3は本実施形態に係わる工程断
面図である。
2 and 3 are process sectional views according to the present embodiment.

【0027】まず、図2の(a)に示すように、pタイ
プシリコン基板1上の素子形成領域以外に素子分離酸化
膜2を形成した後、トランジスタのゲート絶縁膜4、ゲ
ート電極(ワード線)5、n+ 拡散層3(3a,3b)
を形成し、全面に第1の層間絶縁膜間6aを積層する。
その後、n+ 拡散層3b上の第1の層間絶縁膜6aにコ
ンタクトホールを開口し、n+ 拡散層3bと接続するビ
ット線7を層間絶縁膜6a上に形成し、全面に第2の層
間絶縁膜6bを積層する。次にn+ 拡散層3a上の層間
絶縁膜6にコンタクトホールを開口し、n+ 多結晶シリ
コン膜8を全面に堆積し、層間絶縁膜6上のn+ 多結晶
シリコン8を除去してコンタクトホール内に埋め込む。
この際n+ 多結晶シリコン膜8の上部は第2の層間絶縁
膜6bの上部よりも少し低くして形成する。
First, as shown in FIG. 2A, an element isolation oxide film 2 is formed in a region other than an element formation region on a p-type silicon substrate 1, and then a gate insulating film 4 of a transistor and a gate electrode (word line) are formed. ) 5, n + diffusion layer 3 (3a, 3b)
Is formed, and the first interlayer insulating film gap 6a is laminated on the entire surface.
Then, a contact hole is opened in the first interlayer insulating film 6a on the n + diffusion layer 3b, a bit line 7 connected to the n + diffusion layer 3b is formed on the interlayer insulating film 6a, and the second interlayer insulating film 6a is formed on the entire surface. The insulating film 6b is laminated. Next, a contact hole is opened in the interlayer insulating film 6 on the n + diffusion layer 3a, an n + polycrystalline silicon film 8 is deposited on the entire surface, the n + polycrystalline silicon 8 on the interlayer insulating film 6 is removed, and a contact is made. Embed in the hole.
At this time, the upper part of the n + polycrystalline silicon film 8 is formed to be slightly lower than the upper part of the second interlayer insulating film 6b.

【0028】次に図2の(b)に示すように、Arガス
を用いたスパッタ法によって拡散防止膜であるTiN膜
9を全面に堆積し、第2の層間絶縁膜6b上のTiN膜
9を除去して、TiN膜9をコンタクトホール内に埋め
込む。
Next, as shown in FIG. 2B, a TiN film 9 as a diffusion preventing film is deposited on the entire surface by a sputtering method using Ar gas, and the TiN film 9 on the second interlayer insulating film 6b is deposited. Is removed and the TiN film 9 is embedded in the contact hole.

【0029】次に図2の(c)に示すように、同様にA
rガスを用いたスパッタ法でRu膜(下部電極)10を
全面に堆積して適切に加工し、コンタクトホールの周囲
にのみ残るようにする。
Next, as shown in FIG.
The Ru film (lower electrode) 10 is deposited on the entire surface by a sputtering method using r gas, and is appropriately processed so that it is left only around the contact hole.

【0030】次に図3の(d)に示すように、酸素ガス
を含むArガスを用いたスパッタ法でSrTiO3 膜1
4を5nmの膜厚で堆積する。
Next, as shown in FIG. 3D, the SrTiO 3 film 1 is formed by a sputtering method using Ar gas containing oxygen gas.
4 is deposited to a film thickness of 5 nm.

【0031】次に図3の(e)に示すように、酸素雰囲
気中において550〜800℃で熱処理し、Ru膜10
の表面のみにSrRuO3 膜(遷移層)11を形成す
る。さらに引き続いて酸素ガスを含むArガスを用いた
スパッタ法でSrTiO3 膜(誘電体膜)12を堆積
し、酸素を含む雰囲気中で500〜800℃で熱処理す
る。
Next, as shown in FIG. 3E, the Ru film 10 is heat-treated at 550 to 800 ° C. in an oxygen atmosphere.
The SrRuO 3 film (transition layer) 11 is formed only on the surface of. Further, subsequently, a SrTiO 3 film (dielectric film) 12 is deposited by a sputtering method using Ar gas containing oxygen gas, and heat treatment is performed at 500 to 800 ° C. in an atmosphere containing oxygen.

【0032】図3の(f)に示すように、Arガスを用
いたスパッタ法でNi膜(上部電極)13を全面に堆積
し、適切に加工する。
As shown in FIG. 3F, a Ni film (upper electrode) 13 is deposited on the entire surface by a sputtering method using Ar gas, and is appropriately processed.

【0033】本実施形態においては、Ru膜(下部電
極)10とSrTiO3 膜(誘電体膜)12との界面に
SrRuO3 膜(遷移層)11を設けることによって、
Ru膜10とSrTiO3 膜12との界面に抵抗層や格
子不整合層を形成することがないので、誘電率の高いキ
ャパシタを形成することができる。
In this embodiment, by providing the SrRuO 3 film (transition layer) 11 at the interface between the Ru film (lower electrode) 10 and the SrTiO 3 film (dielectric film) 12,
Since no resistance layer or lattice mismatch layer is formed at the interface between the Ru film 10 and the SrTiO 3 film 12, a capacitor having a high dielectric constant can be formed.

【0034】(第2実施形態)図4は本発明の第2実施
形態に係わるDRAMのメモリセル部の断面図である。
なお図1と同一な部分には同一符号を付し、その詳しい
説明は省略する。本実施形態が先の第1実施形態と異な
る点は、拡散防止膜がWNx 膜15であり、下部電極が
Ir膜16であり、遷移層がSrIrO3 膜17であ
り、誘電膜が(Ba,Sr)TiO3 膜18であり、上
部電極がWNx 膜19となっていることである。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a memory cell portion of a DRAM according to a second embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. This embodiment differs from the first embodiment in that the diffusion prevention film is the WN x film 15, the lower electrode is the Ir film 16, the transition layer is the SrIrO 3 film 17, and the dielectric film is (Ba , Sr) TiO 3 film 18 and the upper electrode is a WN x film 19.

【0035】図5及び図6は本実施形態に係わるDRA
Mの工程断面図である。
5 and 6 show the DRA according to this embodiment.
It is a process sectional view of M.

【0036】まず、図5の(a)は図2の(a)の製造
工程と同様であるので、その説明を省略する。
First, since FIG. 5A is the same as the manufacturing process of FIG. 2A, description thereof will be omitted.

【0037】次に図5の(b)に示すように、Arガス
を用いたスパッタ法でWNx 膜15を全面に堆積し、層
間絶縁膜6b上のWNx 膜15を除去してコンタクトホ
ール内に埋め込む。
[0037] Next, as shown in FIG. 5 (b), depositing a WN x film 15 on the entire surface by a sputtering method using Ar gas, the contact hole by removing the WN x film 15 on the interlayer insulating film 6b Embed in

【0038】次に図5の(c)に示すように、同様にA
r中でのスパッタ法でIr膜16を全面に堆積して適切
に加工し、WNx 膜15及び層間絶縁膜6上の一部に残
るようにする。
Next, as shown in FIG.
The Ir film 16 is deposited on the entire surface by a sputtering method in a r and is appropriately processed so as to remain on the WN x film 15 and a part of the interlayer insulating film 6.

【0039】その後、図6の(d)に示すように、Sr
の有機金属化合物を用いたMOCVD法によってSr酸
化物を薄く堆積した後、酸素を含む雰囲気中で550〜
800℃で熱処理してIr膜16の表面のみにSrIr
3 膜17を形成する。その後、Ba,Sr,Tiの有
機金属化合物を用いたMOCVD法によって、(Ba,
Sr)TiO3 膜18を堆積し、酸素を含む雰囲気中で
550〜700℃で熱処理する。
After that, as shown in FIG.
After thinly depositing Sr oxide by the MOCVD method using the organometallic compound of 550 to 550 in an atmosphere containing oxygen.
Only the surface of the Ir film 16 is heat-treated at 800 ° C. to form SrIr.
The O 3 film 17 is formed. After that, by the MOCVD method using an organometallic compound of Ba, Sr, and Ti, (Ba,
The Sr) TiO 3 film 18 is deposited and heat-treated at 550 to 700 ° C. in an atmosphere containing oxygen.

【0040】そして図6の(e)に示すように、さらに
(Ba,Sr)TiO3 膜18の上部に上部電極となる
WNx 膜19を堆積し、適切に加工する。
Then, as shown in FIG. 6E, a WN x film 19 to be an upper electrode is further deposited on the (Ba, Sr) TiO 3 film 18 and processed appropriately.

【0041】本実施形態が第1実施形態と異なる点は遷
移層の形成方法である。第1実施形態ではAr中でのS
rTiO3 膜の堆積を途中で中断し、別の処理室に移し
て、熱処理を行いSrRuO3 膜(遷移層)を形成して
いるので、時間がかかる。一方本実施形態では、Sr酸
化物を堆積し熱処理を行ってSrIrO3 (遷移層)を
形成し、同一成長室で熱処理を行って(Ba,Sr)T
iO3 膜(誘電体膜)18を形成しているので、時間は
かからない。
The present embodiment differs from the first embodiment in the method of forming the transition layer. In the first embodiment, S in Ar
It takes time because the deposition of the rTiO 3 film is interrupted midway, moved to another processing chamber, and subjected to heat treatment to form the SrRuO 3 film (transition layer). On the other hand, in this embodiment, Sr oxide is deposited and heat-treated to form SrIrO 3 (transition layer), and heat-treated in the same growth chamber to form (Ba, Sr) T.
Since the iO 3 film (dielectric film) 18 is formed, it does not take time.

【0042】(第3実施形態)図7は本発明の第3実施
形態に係わるメモリセル部のDRAMの断面図である。
なお図2と同一な部分には同一符号を付し、その詳しい
説明は省略する。本実施形態が他の実施形態と異なるの
は、誘電体膜を2枚の遷移層で挟んだことにある。拡散
防止膜がTaN膜20からなり、下部電極がRe膜21
からなり、下部電極と誘電体膜に挟まれた遷移層がPb
2 Re2 7-x 膜22からなり、また層間絶縁膜6b上
の遷移層が形成されていない部分にPbZrO3 膜23
が形成され、誘電体膜がPb(Zr,Ti)O3 膜24
からなり、誘電体膜上に遷移層であるPb2 Re2
7-x 膜25とPb2 Re2 7-x 膜26が形成され、P
2Re2 7-x 膜25上に上部電極のRe膜27が形
成されている。
(Third Embodiment) FIG. 7 is a sectional view of a DRAM of a memory cell portion according to a third embodiment of the present invention.
The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The present embodiment differs from the other embodiments in that the dielectric film is sandwiched between two transition layers. The diffusion prevention film is made of the TaN film 20, and the lower electrode is the Re film 21.
And the transition layer sandwiched between the lower electrode and the dielectric film is Pb.
2 Re 2 O 7-x film 22, and the PbZrO 3 film 23 is formed on the portion of the interlayer insulating film 6b where the transition layer is not formed.
And the dielectric film is a Pb (Zr, Ti) O 3 film 24.
Made of Pb 2 Re 2 O which is a transition layer on the dielectric film.
The 7-x film 25 and the Pb 2 Re 2 O 7-x film 26 are formed, and P
The Re film 27 of the upper electrode is formed on the b 2 Re 2 O 7-x film 25.

【0043】図8及び図9は本実施形態に係わる工程断
面図である。
8 and 9 are process sectional views according to the present embodiment.

【0044】図8の(a)は図2の(a)の製造工程と
同じなのでその説明を省略する。
Since FIG. 8A is the same as the manufacturing process of FIG. 2A, its description is omitted.

【0045】次に図8の(b)に示すように、Ar中で
のスパッタ法でTaN膜20を全面に堆積し、層間絶縁
膜6b上のTaN膜(拡散防止膜)20を除去してコン
タクトホール内に埋め込む。
Next, as shown in FIG. 8B, a TaN film 20 is deposited on the entire surface by a sputtering method in Ar, and the TaN film (diffusion prevention film) 20 on the interlayer insulating film 6b is removed. Embedded in the contact hole.

【0046】続いて図8の(c)のように、Reの有機
金属化合物を原料に用いたMOCVD法でRe膜(下部
電極)21を全面に堆積し、適切に加工する。
Subsequently, as shown in FIG. 8C, a Re film (lower electrode) 21 is deposited on the entire surface by MOCVD using an organometallic compound of Re as a raw material, and is appropriately processed.

【0047】その後図9の(d)に示すように、Pb,
Zrの各有機金属化合物を原料に用いたMOCVD法で
PbZrO3 膜23を5nm堆積する。
Then, as shown in FIG. 9D, Pb,
A PbZrO 3 film 23 is deposited to a thickness of 5 nm by MOCVD using each organometallic compound of Zr as a raw material.

【0048】次に図9の(e)に示すように、55O〜
800℃で熱処理してRe膜21の表面のみにPb2
2 7-x 膜(遷移層)22を形成する。ここで、Pb
ZrO3 膜23は、Re膜21との界面部分のみに形成
しても良いし、膜厚全体にわたって形成しても良い。こ
の場合、形成されるPb2 Re2 7-x 膜22の表面部
分にZrが小量残る場合があるが問題はない。
Next, as shown in (e) of FIG.
After heat treatment at 800 ° C, Pb 2 R is formed only on the surface of the Re film 21.
An e 2 O 7-x film (transition layer) 22 is formed. Where Pb
The ZrO 3 film 23 may be formed only at the interface with the Re film 21 or may be formed over the entire film thickness. In this case, a small amount of Zr may remain on the surface portion of the Pb 2 Re 2 O 7-x film 22 to be formed, but there is no problem.

【0049】引き続いてMOCVD法で誘電体膜のPb
(Zr,Ti)O3 膜24を堆積する。さらにPb(Z
r,Ti)O3 膜24の上部全面に有機金属化合物を原
料に用いたMOCVD法でPbZrO3 膜26を堆積す
る。
Subsequently, Pb of the dielectric film is formed by the MOCVD method.
A (Zr, Ti) O 3 film 24 is deposited. Furthermore, Pb (Z
A PbZrO 3 film 26 is deposited on the entire upper surface of the r, Ti) O 3 film 24 by the MOCVD method using an organic metal compound as a raw material.

【0050】その後図9の(f)に示すように、下部電
極のRe膜21と同様の方法でRe膜27を堆積する。
上部電極としてRe膜27を加工し、その後酸素を含む
雰囲気中で550〜800℃で熱処理して、上部電極界
面に於いても、下部電極界面と同様に、Pb2 Re2
7-x 膜(遷移層)25を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 9F, a Re film 27 is deposited in the same manner as the Re film 21 of the lower electrode.
The Re film 27 is processed as the upper electrode, and then heat-treated at 550 to 800 ° C. in an atmosphere containing oxygen, and even at the upper electrode interface, Pb 2 Re 2 O
A 7-x film (transition layer) 25 is formed.

【0051】本実施形態が他の実施形態と異なる点は高
誘電体膜と上下の電極との界面に遷移層を設けたことで
ある。下部電極との界面にのみ遷移層を設けた場合でも
十分に良好な界面を形成することができるが、上部電極
との間にも遷移層を挿入することによってさらに誘電率
の高く、劣化に強いキャパシタを形成することができ
る。
The present embodiment is different from the other embodiments in that a transition layer is provided at the interface between the high dielectric film and the upper and lower electrodes. Even if the transition layer is provided only on the interface with the lower electrode, a sufficiently good interface can be formed, but by inserting the transition layer also with the upper electrode, the dielectric constant is higher and the resistance to deterioration is high. Capacitors can be formed.

【0052】また、本発明は以下に記述する変形例を有
する。
The present invention also has the following modifications.

【0053】本実施形態のキャパシタ構造及びその製造
方法は、DRAM以外の半導体集積回路にも適用するこ
とができる。
The capacitor structure and its manufacturing method of the present embodiment can be applied to semiconductor integrated circuits other than DRAM.

【0054】本発明は、電極材料上に金属酸化物あるい
は金属酸化物を構成する元素からなる層を積層し、それ
ぞれ不活性ガス(もしくは真空雰囲気、酸素雰囲気)に
おいて熱処理を加えることによって遷移層を形成するこ
とが可能であり、または電極上に直接遷移層を積層して
も良い。
According to the present invention, a transition layer is formed by laminating a layer made of a metal oxide or an element constituting the metal oxide on an electrode material and applying a heat treatment in an inert gas (or vacuum atmosphere, oxygen atmosphere). It can be formed, or the transition layer may be laminated directly on the electrode.

【0055】n+ 拡散層3上にn+ 多結晶シリコン8を
形成したが、p+ 拡散層上、あるいは拡散バリア層が形
成されたn+ 拡散層上では、n+ 多結晶シリコン8の代
わりにp+ 多結晶シリコンを用いてもよい。
Although n + polycrystalline silicon 8 is formed on the n + diffusion layer 3, the n + polycrystalline silicon 8 is replaced on the p + diffusion layer or on the n + diffusion layer having the diffusion barrier layer. Alternatively, p + polycrystalline silicon may be used.

【0056】下部電極としてRu膜、Ir膜、及びRe
膜を用いたが、その他の貴金属を用いても同様に本発明
を適応することができる。また遷移層としてはSrRu
3膜、SrIrO3 膜のABO3 型の化合物、及びP
2 Re2 7-x のA2 27-x 型の化合物を用いた
が、その他の組み合わせや他の型の化合物にも同様に適
応できる。
As a lower electrode, a Ru film, an Ir film, and a Re film
Although the film is used, the present invention can be similarly applied by using other noble metals. The transition layer is SrRu.
O 3 film, ABO 3 type compound of SrIrO 3 film, and P
Although the A 2 B 2 O 7-x type compound of b 2 Re 2 O 7-x was used, other combinations and compounds of other types can be similarly applied.

【0057】高誘電体膜として(Ba,Sr)TiO3
膜、SrTiO3 膜、及びPb(Zr,Ti)O3 を用
いたが、(Pb,La)(Zr,Ti)O3 膜、Ba
(Ti,Sn)O3 膜等の強誘電体を用いても同様に形
成することができ、DRAM以外にもFRAM等の不揮
発性メモリにも適用可能である。
(Ba, Sr) TiO 3 as a high dielectric film
A film, a SrTiO 3 film, and Pb (Zr, Ti) O 3 were used, but a (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 film, Ba
A ferroelectric material such as a (Ti, Sn) O 3 film can be used to form the same, and the invention can be applied to a nonvolatile memory such as a FRAM as well as a DRAM.

【0058】また、上部電極として、WNx 膜、Ni
膜、Ru膜、Re膜を用いたが、これ以外の膜でも本発
明を実施することができる。
As the upper electrode, a WN x film, Ni
Although the film, the Ru film, and the Re film are used, the present invention can be implemented with other films.

【0059】また、上部電極を加工する際に、高誘電体
膜を同時に加工しても良い。
When processing the upper electrode, the high dielectric film may be processed at the same time.

【0060】また、本発明では拡散防止膜としてWNx
膜、TiN膜、TaN膜を用いたが、他の金属窒化膜、
WSix 膜、TiSi2 膜などの金属シリサイド膜、サ
リサイド膜あるいはWSix y 膜、TiSix y
などの金属シリサイドの窒化膜でも同様に形成すること
ができる。また拡散防止膜をコンタクトホール内に留ま
らず、コンタクトホール周辺に形成しても良い。
In the present invention, WN x is used as the diffusion prevention film.
Although a film, a TiN film, and a TaN film were used, other metal nitride films,
A metal silicide film such as a WSi x film or a TiSi 2 film, a salicide film, or a nitride film of a metal silicide such as a WSi x N y film or a TiSi x N y film can be similarly formed. Further, the diffusion prevention film may be formed not only in the contact hole but around the contact hole.

【0061】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することが可能である。
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明の半導体装置に於いては、キャパ
シタを形成する際に金属酸化物からなる誘電体と電極と
の間に熱的に安定で格子整合性の良好な遷移層を形成す
ることによって、酸化による抵抗層を形成したり、界面
のモフォロジーの悪化による特性劣化を生じることはな
いので蓄積容量の高いキャパシタを形成することができ
る。
According to the semiconductor device of the present invention, when a capacitor is formed, a transition layer which is thermally stable and has good lattice matching is formed between a dielectric made of a metal oxide and an electrode. As a result, the resistance layer is not formed by oxidation and the characteristic deterioration due to the deterioration of the morphology of the interface does not occur, so that the capacitor having a high storage capacity can be formed.

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

【図1】第1実施形態に係わるDRAMの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a DRAM according to a first embodiment.

【図2】図1のDRAMの工程断面図(1)。2A to 2C are process cross-sectional views of the DRAM of FIG.

【図3】図1のDRAMの工程断面図(2)。3A and 3B are process cross-sectional views of the DRAM of FIG.

【図4】第2実施形態に係わるDRAMの断面図。FIG. 4 is a sectional view of a DRAM according to a second embodiment.

【図5】図4のDRAMの工程断面図(1)。5A to 5C are process cross-sectional views of the DRAM of FIG.

【図6】図5のDRAMの工程断面図(2)。6A and 6B are process cross-sectional views of the DRAM of FIG.

【図7】第3実施形態に係わるのDRAMの断面図。FIG. 7 is a sectional view of a DRAM according to a third embodiment.

【図8】図7のDRAMの工程断面図(1)。FIG. 8 is a process cross-sectional view (1) of the DRAM of FIG.

【図9】図7のDRAMの工程断面図(2)。9A and 9B are process cross-sectional views of the DRAM of FIG.

【図10】従来のDRAMの断面図。FIG. 10 is a sectional view of a conventional DRAM.

【図11】SrRuO3 膜の温度による重量を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the weight of the SrRuO 3 film depending on the temperature.

【図12】SrRuO3 膜の温度による抵抗率を示す
図。
FIG. 12 is a diagram showing the resistivity of the SrRuO 3 film depending on the temperature.

【図13】(Ba,Sr)TiO3 膜上のSrRuO3
膜のラザフォード後方散乱法による測定結果を示す図。
FIG. 13: SrRuO 3 on (Ba, Sr) TiO 3 film
The figure which shows the measurement result by the Rutherford backscattering method of a film.

【図14】SrRuO3 膜上の(Ba,Sr)TiO3
膜の周波数による誘電率を示す図。
FIG. 14: (Ba, Sr) TiO 3 on SrRuO 3 film
The figure which shows the dielectric constant by the frequency of a film | membrane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…pタイプシリコン基板 2…素子分離酸化膜 3…n+ 拡散層 4…ゲート絶縁膜 5…ゲート電極 6…層間絶縁膜 7…ビット線 8…n+ 多結晶シリコン 9…TiN膜(拡散防止膜) 10…Ru膜(下部電極) 11…SrRuO3 膜(遷移層) 12…SrTiO3 膜(誘電体膜) 13…Ni膜(上部電極) 14…SrTiO3 膜 15…WNx 膜(拡散防止膜) 16…Ir膜(下部電極) 17…SrIrO3 膜(遷移層) 18…(Ba,Sr)TiO3 膜(誘電体膜) 19…WNx 膜(上部電極) 20…TaN膜(拡散防止膜) 21…Re膜(下部電極) 22…Pb2 Re2 7-x 膜(遷移層) 23…PbZrO3 膜 24…Pb(Zr,Ti)O3 膜(誘電体膜) 25…Pb2 Re2 7-x 膜(遷移層) 26…PbZrO3 膜 27…Re膜(上部電極)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p type silicon substrate 2 ... element isolation oxide film 3 ... n + diffusion layer 4 ... gate insulating film 5 ... gate electrode 6 ... interlayer insulating film 7 ... bit line 8 ... n + polycrystalline silicon 9 ... TiN film (diffusion prevention) Film ... 10 Ru film (lower electrode) 11 ... SrRuO 3 film (transition layer) 12 ... SrTiO 3 film (dielectric film) 13 ... Ni film (upper electrode) 14 ... SrTiO 3 film 15 ... WN x film (diffusion prevention) Film ... 16 ... Ir film (lower electrode) 17 ... SrIrO 3 film (transition layer) 18 ... (Ba, Sr) TiO 3 film (dielectric film) 19 ... WN x film (upper electrode) 20 ... TaN film (diffusion prevention) Film ... 21 ... Re film (lower electrode) 22 ... Pb 2 Re 2 O 7-x film (transition layer) 23 ... PbZrO 3 film 24 ... Pb (Zr, Ti) O 3 film (dielectric film) 25 ... Pb 2 Re 2 O 7-x film (transition layer) 26 ... PbZrO 3 film 27 ... Re film ( Upper electrode)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成された電極/金属酸化
物/電極からなる積層構造のキャパシタを有する半導体
装置において、 前記電極と前記金属酸化物との界面の少なくとも一方
に、前記電極の構成元素の少なくとも一つと前記金属酸
化物の構成元素の少なくとも一つとを含む導電性の遷移
層を設けてなることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a capacitor having a laminated structure of electrodes / metal oxides / electrodes formed on a semiconductor substrate, wherein a structure of the electrodes is provided on at least one of the interfaces between the electrodes and the metal oxides. A semiconductor device comprising a conductive transition layer containing at least one of the elements and at least one of the constituent elements of the metal oxide.
【請求項2】前記電極の少なくとも一方はRu,Rh,
Pd,Ag,Re,Os,Ir,Pt,Auの貴金属あ
るいはこれらの酸化物を含む化合物であり、前記金属酸
化物は化学式αβO3 で表され、αはBa,Sr,P
b,La,Li,Kの少なくとも一種を含み、βはZ
r,Sn,Ti,Ta,Nbの少なくとも一種を含み、
また前記遷移層は化学式γx δx 7-y で表され、γは
Ba,Sr,Pb,La,Li,Zr,Sn,Ti,T
a,Nbの少なくとも一種を含み、δは前記電極を構成
する前記貴金属であり、xは1または2であり、yは0
から4の整数であることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置。
2. At least one of the electrodes is Ru, Rh,
A noble metal of Pd, Ag, Re, Os, Ir, Pt, Au or a compound containing an oxide thereof, wherein the metal oxide is represented by the chemical formula αβO 3 , and α is Ba, Sr, P
contains at least one of b, La, Li and K, and β is Z
containing at least one of r, Sn, Ti, Ta, Nb,
The transition layer is represented by the chemical formula γ x δ x O 7-y , where γ is Ba, Sr, Pb, La, Li, Zr, Sn, Ti, T.
at least one of a and Nb, δ is the noble metal forming the electrode, x is 1 or 2, and y is 0.
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is an integer from 1 to 4.
【請求項3】半導体基板上に第1の電極を形成する工程
と、前記第1の電極上に、該電極の構成元素の少なくと
も一つと金属酸化物の構成元素の少なくとも一つとを含
む材料からなる導電性の遷移層を形成する工程と、前記
遷移層上に前記金属酸化物を形成する工程と、前記金属
酸化物上に第2の電極を形成する工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a first electrode on a semiconductor substrate; and a material containing at least one constituent element of the electrode and at least one constituent element of a metal oxide on the first electrode. A step of forming a conductive transition layer of the following, a step of forming the metal oxide on the transition layer, and a step of forming a second electrode on the metal oxide. Device manufacturing method.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000349255A (en) * 1999-06-03 2000-12-15 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
JP2001501375A (en) * 1996-09-30 2001-01-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Semiconductor device having a protective barrier against staple cells
US6218233B1 (en) 1997-11-04 2001-04-17 Nec Corporation Thin film capacitor having an improved bottom electrode and method of forming the same
JP2001284548A (en) * 2000-03-31 2001-10-12 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US6303494B1 (en) * 1998-12-24 2001-10-16 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of forming gate electrode in semiconductor device
JP2001320032A (en) * 2000-03-02 2001-11-16 Tokyo Electron Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2002151656A (en) * 2000-11-14 2002-05-24 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6403441B1 (en) 1998-06-30 2002-06-11 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method for fabricating storage capacitor using high dielectric constant material
US7071071B2 (en) 2003-03-19 2006-07-04 Elpida Memory, Inc. Method of manufacturing semiconductor device
JP2008072131A (en) * 1998-08-07 2008-03-27 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2012523704A (en) * 2009-04-10 2012-10-04 マイクロン テクノロジー, インク. Strontium ruthenium oxide interface

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001501375A (en) * 1996-09-30 2001-01-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Semiconductor device having a protective barrier against staple cells
KR100355585B1 (en) * 1997-11-04 2002-10-14 닛본 덴기 가부시끼가이샤 Thin film capacitor
US6218233B1 (en) 1997-11-04 2001-04-17 Nec Corporation Thin film capacitor having an improved bottom electrode and method of forming the same
US6335551B2 (en) 1997-11-04 2002-01-01 Nec Corporation Thin film capacitor having an improved bottom electrode and method of forming the same
KR100359756B1 (en) * 1997-11-04 2003-03-28 닛본 덴기 가부시끼가이샤 Manufacturing method of thin film capacitor
US6403441B1 (en) 1998-06-30 2002-06-11 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method for fabricating storage capacitor using high dielectric constant material
JP2008072131A (en) * 1998-08-07 2008-03-27 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6303494B1 (en) * 1998-12-24 2001-10-16 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of forming gate electrode in semiconductor device
JP2000349255A (en) * 1999-06-03 2000-12-15 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
JP2001320032A (en) * 2000-03-02 2001-11-16 Tokyo Electron Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2001284548A (en) * 2000-03-31 2001-10-12 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP2002151656A (en) * 2000-11-14 2002-05-24 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7071071B2 (en) 2003-03-19 2006-07-04 Elpida Memory, Inc. Method of manufacturing semiconductor device
JP2012523704A (en) * 2009-04-10 2012-10-04 マイクロン テクノロジー, インク. Strontium ruthenium oxide interface

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