JP3350996B2

Ozone gas processing for ferroelectric memory circuits.

Abstract

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Term

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Expired 24 February 2013, 13.6 years ago.

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22 claims: 6 independent, 16 dependent

  1. 1
    (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】強誘電性メモリ回路を形成するに当り、 下地上に下部電極構造を形成する工程と、 前記下部電極上に、強誘電体層を設ける工程と、 第一のアニールをオゾン雰囲気中で行う工程と、 前記強誘電体層上に、上部電極を形成する工程と、 前記上部電極を画成する工程と、 第二のアニールを行う工程と、 前記下部電極を画成する工程と、 第三のアニールを行う工程と、 前記上部電極、前記強誘電体層、前記下部電極上に、ガラス層を設ける工程と、 前記ガラス層に、前記上部電極及び前記下部電極へ達する個別のコンタクト窓をそれぞれ画成する工程と、 第四のアニールを行う工程と、 前記ガラス層に、前記基板へ達する別のコンタクト窓を画成する工程と、 前記ガラス層上及びそれぞれの前記コンタクト窓内に金属配線層を形成する工程と、 前記金属配線層を画成する工程と、 第五のアニールを行う工程とを含むことを特徴とする強誘電性メモリ回路の形成方法。
  2. 2
    【請求項2】 前記金属配線層及び前記ガラス層上に金属間(インターメタル:inter-metal)誘電体層を設ける工程と、第六のアニールを行う工程とを更に含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 3
    【請求項3】 前記第一のアニールを短時間アニール法により行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 4
    【請求項4】 前記短時間アニール法を650°C乃至850°Cの範囲内の温度で、5秒乃至30秒間の範囲内の期間行うことを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 5
    【請求項5】 前記第一のアニールをオゾン雰囲気中での短時間アニールと酸素雰囲気中での電気炉アニールとの組合せで行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 6
    【請求項6】 前記第一のアニールをオゾン雰囲気中での電気炉アニールと酸素雰囲気中での短時間アニールとの組合せで行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 7
    【請求項7】 前記第二のアニールを電気炉アニールとすることを特徴とする請求項1記載の方法。
  8. 8
    【請求項8】 前記電気炉アニールを酸素雰囲気中で、650°C乃至750°Cの範囲内の温度で1時間行うことを特徴とする請求項7記載の方法。
  9. 9
    【請求項9】 前記第二のアニールを750°Cを越える温度でオゾン雰囲気中での短時間アニールと、それに続く750°Cで1時間の電気炉アニールにより行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  10. 10
    【請求項10】 前記第三のアニールを酸素雰囲気における450°C乃至750°Cの範囲内の温度で約1時間の電気炉アニールで行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  11. 11
    【請求項11】 前記第三のアニールの実施に先立ち、前記上部電極、前記強誘電体層及び前記下部電極を、400°C乃至450°Cの範囲内の温度で約30分間オゾンに晒す工程を更に含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  12. 12
    【請求項12】 前記第四のアニールを酸素雰囲気中で、550°Cの温度で約1時間の電気炉アニールで行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  13. 13
    【請求項13】 前記第四のアニールの実施に先立ち、400°C乃至450°Cの範囲内の温度で約30分間、前記上部電極、前記強誘電体層、及び前記下部電極をオゾンに晒す工程を更に含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  14. 14
    【請求項14】 前記第五のアニールを酸素雰囲気における550°Cの温度で約1時間の電気炉アニールで行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  15. 15
    【請求項15】 前記第五のアニールの実施に先立ち、前記上部電極、前記強誘電層体層、及び前記下部電極を、400°C乃至450°Cの範囲内の温度で、約30分間オゾンに晒す工程を更に含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  16. 16
    【請求項16】 前記第六のアニールを電気炉アニールとすることを特徴とする請求項2記載の方法。
  17. 17
    【請求項17】 前記電気炉アニールを450°Cより低い温度で30分間だけ行うことを特徴とする請求項16記載の方法。
  18. 18
    【請求項18】 電気炉アニール又は短時間アニールにより、前記下部電極の予備アニールを行うことを特徴とする請求項1記載の方法。
  19. 19
    【請求項19】 強誘電性コンデンサを形成するに当り、 下部電極構造を形成する工程と、 前記下部電極上に強誘電体層を設ける工程と、 オゾン雰囲気中で短時間アニール(RTA)法を行う工程と、 前記強誘電体層上に上部電極を設ける工程とを含むことを特徴とする強誘電性コンデンサの形成方法。
  20. 20
    【請求項20】 前記オゾン雰囲気中でのアニールを、前記強誘電体層を設けた後であってかつ、前記上部電極を設ける前に行うことを特徴とする請求項19記載の方法。
  21. 21
    【請求項21】 強誘電性メモリ回路を形成するに当り、 基板の活性領域に下部電極構造を形成する工程と、 前記下部電極上に強誘電体層を設ける工程と、 第一のアニールをオゾン雰囲気中で行う工程と、 前記強誘電体層上に上部電極を設ける工程と、 前記上部電極を画成する工程と、 第二のアニールを行う工程と、 前記下部電極を画成する工程と、 第三のアニールを行う工程と、 前記上部電極、前記強誘電体層、前記下部電極上にガラス層を設ける工程と、 前記ガラス層に前記上部電極及び前記下部電極へ達する個別のコンタクト窓をそれぞれ画成する工程と、 第四のアニールを行う工程と、 前記ガラス層に前記基板へ達する別のコンタクト窓を画成する工程と、 前記ガラス層上及びそれぞれの前記コンタクト窓内に金属配線層を形成する工程と、 前記金属配線層を画成する工程と、 第五のアニールを行う工程とを含むことを特徴とする強誘電性メモリ回路の形成方法。
  22. 22
    【請求項22】 強誘電性コンデンサを形成するに当たり、 下部電極を構成する金属層を設ける下部電極層成膜工程と、 前記金属層上に強誘電体を設ける強誘電体成膜工程と、 前記強誘電体上に上部電極を構成する金属層を設ける上部電極層成膜工程と、 前記上部電極層成膜工程の後に、 前記上部電極を構成する金属層をパターニングして上部電極を形成する工程と、 前記強誘電体層をパターニングして強誘電体層を形成する工程と、 前記下部電極を構成する金属層をパターニングして下部電極を形成する工程とを備え、 前記強誘電体成膜工程と前記上部電極層成膜工程の間に、少なくともオゾン雰囲気中でアニールを行う工程を含むことを特徴とする強誘電性コンデンサの形成方法。
Independent claims22