半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

以包围各铁电电容器（１０１）的方式形成有密封环（１０２）。另外，以包围多个铁电电容器（１０１）的方式形成有密封环（１０３）。并且，以包围全部的铁电电容器（１０１）方式，且在切割线（１１０）的内侧沿切割线（１１０）而形成有密封环（１０４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适用于具备铁电电容器的非易失性存储器的。
技术介绍
近年来，在存储器等的半导体装置中，例如专利文献1(JP特开2000-277465号公报)所记载的沿切割线形成有密封环(防潮环)。这样的密封环是为防止来自外部的水分的渗入而形成的。但是，在具备铁电电容器的存储器即铁电存储器中，仅仅这样的密封环很难充分防止因吸湿导致的铁电存储器的恶化。专利文献1JP特开2000-277465号公报。专利技术的公开本专利技术的目的在于提供一种更加能够抑制伴随吸湿而铁电电容器恶化的。本申请的专利技术人为解决上述问题而反复努力研究的结果，想到了以下所示的专利技术的各个方式。在本专利技术的半导体装置设置中设有半导体基板；形成在上述半导体基板的上方的多个铁电电容器；多个第一密封环，其包围从上述多个铁电电容器中选择的一个以上的铁电电容器。在本专利技术的半导体装置的制造方法中，在半导体基板的上方形成多个铁电电容器之后，形成包围从上述多个铁电电容器中选择的一个以上的铁电电容器的多个密封环。附图的简单说明附图说明图1是表示通过本专利技术的实施方式的方法制造的铁电存储器(半导体装置)的存储器单元阵列的结构的电路图。图2A是按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2B是接着图2A，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2C是接着图2B，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2D是接着图2C，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2E是接着图2D，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2F是接着图2E，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图2G是接着图2F，按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。图3是表示本专利技术的实施方式的铁电存储器中的铁电电容器和各密封环的关系的布局图。具体实施例方式以下，针对本专利技术的实施方式，参照附图进行具体说明。图1是表示通过本专利技术的实施方式的方法制造的铁电存储器(半导体装置)的存储器单元阵列的结构的电路图。在该存储器单元阵列中，设置有多条向一个方向延伸的位线3、多条在相对位线3延伸方向垂直的方向上延伸的字线4以及板线5。此外，多个铁电存储器的存储器单元被配置为阵列状，与由这些位线3、字线4以及板线5构成的格子相耦合，在各存储器单元中，设置有铁电电容器1以及MOS晶体管2。MOS晶体管2的栅极被连接到字线4上。另外，MOS晶体管2的一端的源极及漏极被连接到位线3上，而另一端的源极及漏极被连接到铁电电容器1的一端的电极上。并且，铁电电容器1的另一端的电极与板线5连接。此外，各字线4和板线5被在与这些线延伸的方向相同的方向上并列的多个MOS晶体管2所共用。同样的，各位线3被在与其延伸的方向相同的方向上并列的多个MOS晶体管2所共用。有时字线4和板线5延伸的方向、位线3延伸的方向分别被称为行方向、列方向。在这样构成的铁电存储器的存储器单元阵列中，按照被设置在铁电电容器1上的铁电体膜的极化状态来存储数据。接着，针对本专利技术的实施方式的铁电存储器(半导体装置)的制造方法进行说明。其中，这里为了方便，对于各存储器单元的剖面结构与其制造方法一起进行说明。图2A至图2G是按工序顺序表示本专利技术的实施方式的铁电存储器的制造方法的剖视图。另外，图3是表示本专利技术的实施方式的铁电存储器中的铁电电容器和各密封环的关系的示意图。首先，如图2A所示，在硅基板等的半导体基板11的表面，例如通过STI(shallow trench isolation浅沟槽隔离)来形成元件分离区域12。接着，在由元件分离区域12划分的元件活性区域中，在半导体基板11的表面形成阱13。接着，通过在阱13的表面形成栅极绝缘膜17、栅极电极18、硅化物层19、源极及漏极扩散层15、侧壁20以及硅化物层16，从而形成MOS晶体管14。该MOS晶体管14相当于图1中的MOS晶体管2。此外，在各MOS晶体管14上形成两个源极及漏极扩散层15，但是其中之一是在两个MOS晶体管14间被共用。接着，以覆盖MOS晶体管14的方式全面地形成氮氧化硅膜21，进而例如通过有机CVD法全面地形成氧化硅膜22。氮氧化硅膜21是为了防止形成氧化硅膜22时的栅极绝缘膜17等的氢退化而形成的。然后，如图2B所示，通过在氧化硅膜22以及氮氧化硅膜21上形成到达各硅化物层16的接触孔，从而开口出插件接触部。而且，在接触孔内，形成由50nm的TiN(氮化钛)膜以及30nm的Ti(钛)膜构成的层叠膜作为胶膜23之后，例如通过CVD法埋入W(钨)膜，然后进行CMP(化学机械抛光)使其平坦，从而形成W插件24。平坦化结束之后，通过利用NH3气体的等离子体，在氧化硅膜22(层间绝缘膜)的表面进行少许氮化。另外，在半导体基板11的上方存在多个在后面形成铁电电容器的各自的电容器区域，但是将这些各自的电容器区域划分为多个群来规定电容器模块，与W插件24用的接触孔的形成的同时，在各各自的电容器区域的周围以及各电容器模块的周围，形成到达元件分离区域12的密封孔。进而，与胶膜23以及W插件24的形成的同时，在密封孔内形成胶膜23r以及W膜24r。此外，密封孔以完全到达元件分离区域12的方式形成，但不在存在MOS晶体管14等的元件活性区域内形成。接着，如图2C所示，全面地依次形成下部电极膜25、铁电体膜26以及上部电极膜27。在形成下部电极膜25时，例如，通过溅射法依次形成厚度为10nm的Ti(钛)膜以及厚度为150nm的Ir(铱)膜。作为铁电体膜26，例如通过MOCVD法能够形成PZT膜，其厚度例如为120nm。在形成上部电极膜27时，在成膜了IrOx膜之后，在炉内进行退火，然后形成IrO2膜。IrOx膜以及IrO2膜例如通过溅射法来形成。在IrOx膜的成膜后进行的退火是用于修复由IrOx膜的成膜导致的铁电体膜26的损伤的还原退火。作为该还原退火，例如以550℃进行60分钟的氧气环境下的炉内退火。接着，利用图案成形以及蚀刻技术，通过加工上部电极膜27、铁电体膜26以及下部电极膜25，来将上部电极膜27作为上部电极，将下部电极膜25作为下部电极，从而形成在这些之间的夹有铁电体膜26的堆叠结构的铁电电容器。该铁电电容器相当于图1中的铁电电容器1。此外，在该加工中，例如将等离子体TEOS(tetraethyl orthosilicate正硅酸乙酯)膜以及TiN膜的层叠膜(未图示)作为硬掩模使用，而将上部电极膜27、铁电体膜26以及下部电极膜25一并进行蚀刻。接着，全面地形成覆盖铁电电容器的氧化铝保护膜28。氧化铝保护膜28例如通过CVD法形成，其厚度例如为5～20nm，在本实施方式中为10nm。氧化铝保护膜28的阶梯覆盖是良好的。接着，通过以550℃进行60分钟氧气环境下的炉内退火，来修复在铁电体膜26产生的蚀刻损伤。接着，如图2D所示，全面地形成层间绝缘膜29之后，通过CMP使其平坦化。作为层间绝缘膜29，例如形成氧化硅膜。CMP后的残留膜厚度例如在上部电极膜27上为400nm。接着，如图2E所示，利用图案成形以及蚀刻技术，在层间绝缘膜29以及氧化铝保护膜28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：半导体基板；多个铁电电容器，其被形成在上述半导体基板的上方；多个第一密封环，其包围从上述多个铁电电容器中选择的一个以上的铁电电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有半导体基板；多个铁电电容器，其被形成在上述半导体基板的上方；多个第一密封环，其包围从上述多个铁电电容器中选择的一个以上的铁电电容器。2.如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于，具有第二密封环，该第二密封环包围从多个上述第一密封环中选择的两个以上的上述第一密封环。3.如权利要求2所记载的半导体装置，其特征在于，上述第二密封环沿切割线形成。4.如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于，具有多个第二密封环，其包围从多个上述第一密封环中选择的两个以上的上述第一密封环；第三密封环，其包围全部的上述多个铁电电容器，同时包围全部的上述第二密封环。5.如权利要求4所记载的半导体装置，其特征在于，上述第三密封环沿切割线形成。6.如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于，上述第一密封环具有与上述铁电电容器同层以及在其上层形成的金属膜。7.如权利要求6所记载的半导体装置，其特征在于，上述第一密封环还具有在上述铁电电容器的下层形成的金属膜。8.如权利要求1所记载的半导体装置，其特征在于，具有多个配线层，上述第一密封环延伸到与上述多个配线层中位于最上层的配线层相同的高度。9.如权利要求2所记载的半导体装置，其特征在于，上述第二密封环具有与上述铁电电容器同层以及在其上层形成的金属膜。10.如权利要求9所记载的半导体装置，其特征在于，上述第二密封环还具有在上述铁电电容器的下层形成的金属膜。11.如权利要求2所记载的半导体装置，其特征在于，具有多个配线层，上述第二密封环延伸到与上述多个配线层中位于最上层的配线层相同的高度。12.如权利要求4所记载的半导体装置，其特征在于，上述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：八重樫铁男，永井孝一，
申请(专利权)人：富士通微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]