[發明專利]半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 200580052180.7
• 申請日: 2005-11-29
• 公開（公告）號: CN101322241A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 王文生;中村亙
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L21/8246
• 分類號: H01L21/8246;H01L27/105
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 張龍哺

1.一種半導體器件，其特征在于，具有：

半導體襯底，

半導體元件，其形成在所述半導體襯底上，

絕緣膜，其覆蓋所述半導體元件，并形成在所述半導體襯底的上方，

下部絕緣性氫擴散防止膜，其形成在所述絕緣膜的上方，并具有阻擋氫、水分的能力，

導電緊貼膜，其形成在所述絕緣性氫擴散防止膜的上方，

鐵電電容器，其具有下部電極、鐵電膜及上部電極，其中，所述下部電極形成在所述導電緊貼膜上方，所述鐵電膜形成在所述下部電極上，而且在俯視觀察時位于所述下部電極內，所述上部電極形成在所述鐵電膜上，而且在俯視觀察時位于所述鐵電膜內；而且，

所述導電緊貼膜具有提高所述鐵電電容器的下部電極的緊貼特性且降低所述鐵電電容器的漏電流的功能。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述下部絕緣性氫擴散防止膜分別包括選自由氧化鋁、氮化鋁、TiAlN、氧化鉭、氧化鈦以及氧化鎬組成的組中的至少一種材料的膜。

3.根據權利要求2所述的半導體器件，其特征在于，所述下部絕緣性氫擴散防止膜分別由厚度為1～100nm的氧化鋁膜形成。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的半導體器件，其特征在于，還具有上部絕緣防氫擴散止膜，所述上部絕緣性氫擴散防止膜以覆蓋所述鐵電電容器的上表面及側表面的方式形成，并與所述下部絕緣性氫擴散防止膜一同包住所述鐵電電容器。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的半導體器件，其特征在于，所述導電緊貼膜包括選自由Ti、TiN、TiAlN、TiAlON組成的組中的至少一種材料的膜。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，所述導電緊貼膜由Ti單層形成。

7.根據權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，所述Ti單層的導電緊貼膜的厚度在1～25nm的范圍內。

8.根據權利要求1～7中任一項所述的半導體器件，其特征在于，所述鐵電體為PZT、微量摻雜有添加物的PZT、BLT、SBT、Bi類層狀化合物中的任意一種。

9.根據權利要求1～8中任一項所述的半導體器件，其特征在于，所述下部電極包括選自由Pt、Ir、Ru、Rh、Re、Os、Pd、它們的氧化物以及SrRuO₃組成的組中的至少一種材料的膜。

10.根據權利要求1～9中任一項所述的半導體器件，其特征在于，

所述導電緊貼膜及所述下部絕緣性氫擴散防止膜覆蓋所述鐵電電容器的下部電極底面的整個面；而且，

所述半導體器件還具有：

層間絕緣膜，其覆蓋所述鐵電電容器，

導電插塞，其貫通所述層間絕緣膜，并分別到達所述下部電極和所述上部電極。

11.根據權利要求1～9中任一項所述的半導體器件，其特征在于，還具有：

下方導電插塞，其貫通所述絕緣膜和所述下部絕緣性氫擴散防止膜，并電連接所述半導體元件及所述導電緊貼膜；

導電性氧阻擋膜，其形成在所述導電緊貼膜和所述下部電極之間；

層間絕緣膜，其覆蓋所述鐵電電容器；

上方導電插塞，其貫通所述層間絕緣膜，并到達所述上部電極。

12.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

工序a，在形成有晶體管的半導體襯底上，沉積絕緣性氧阻擋膜及層間絕緣膜；

工序b，在所述層間絕緣膜的上方形成絕緣性氫擴散防止膜；

工序c，在所述絕緣性氫擴散防止膜的上方形成包含Ti的導電緊貼膜；

工序d，在所述導電緊貼膜的上方形成鐵電電容器，所述鐵電電容器包括下部電極、鐵電膜及上部電極的層疊結構，而且上層不向下層外擴展；

工序e，在所述工序d之后，在包含氧的環境中進行退火。

13.根據權利要求12所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述工序b通過物理沉積法及化學沉積法，形成選自由氧化鋁、氮化鋁、TiAlN、氧化鉭、氧化鈦、氧化鎬組成的組中的至少一種材料的膜。

14.根據權利要求13所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述工序b形成厚度為1～100nm的氧化鋁膜。