强电介质电容器的制造方法技术

在制造阵列状排列存储单元阵列的强电介质存储器时，在层间绝缘膜上形成Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］膜、Ｐｔ膜（３）、ＰＺＴ膜（４）及ＩｒＯ↓［２］膜（５）。另外，在形成上部电极时，在用具有向行方向延伸的部分的抗蚀剂掩模进行了ＩｒＯ↓［２］膜（５）的图形形成后，用具有向行方向延伸的部分的抗蚀剂掩模进行ＩｒＯ↓［２］膜（５）的图形形成。结果，在这些抗蚀剂掩模交叉的部分形成由ＩｒＯ↓［２］膜（５）构成且平面形状为长方形的上部电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合于强电介质存储器等。
技术介绍
在强电介质电容器中，多个存储单元配置成矩阵状，在各存储单元上设置强电介质电容器。此外，在强电介质电容器中有条型的和平面型的，在平面型强电介质电容器中，有板极线与多列的上部电极群共用的。图10A及图10B乃至图13A及图13B是表示按工序顺序表示以往的的图。图10A乃至图13A是俯视图，图10B乃至图13B，是分别表示沿图10A乃至图13A中的I-I线的剖面的剖面图。在以往的制造方法中，首先在半导体基板(未图示)的表面上形成场效应晶体管(未图示)。然后形成覆盖各晶体管的层间绝缘膜101。接着，如图10A及图10B所示，在层间绝缘膜101的上面，依次形成下部电极膜(下部电极的原料膜)103、强电介质膜104及上部电极膜(上部电极的原料膜)105。其后，在上部电极膜105上形成与要形成的上部电极同数目的上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111。此时，上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111的形状与要形成的各个上部电极设计上的平面形状(长方形)一致。但是，在用于形成抗蚀剂掩模111的光蚀刻时，因对比度不足，而如图10A所示，各抗蚀剂掩模111的4角变弯曲。然后，用上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111进行上部电极膜105的图形形成，其后，除去上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111。接着，在上部电极膜105上，形成强电介质膜蚀刻用抗蚀剂掩模(未图示)。另外，用该强电介质膜蚀刻用抗蚀剂掩模进行强电介质膜104的蚀刻，其后，如图12A及图12B所示，除去强电介质膜蚀刻用抗蚀剂掩模。然后，如图13A及图13B所示，在上部电极膜103、强电介质膜104及下部电极膜105上形成下部电极蚀刻用抗蚀剂掩模112。然后，用下部电极蚀刻用抗蚀剂掩模112进行下部电极膜105的蚀刻，其后，如图14A及图14B所示，除去下部电极蚀刻用抗蚀剂掩模。如此，制作强电介质电容器。但是，在如此的以往的制造方法中，如上所述，在上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111的4角产生弯曲部，以此为起因，使上部电极小于设计值。例如，在由平面形状是一边的长度为1μm的正方形的i线抗蚀剂形成上部电极蚀刻用抗蚀剂掩模111的情况下，其图形大约比设计值小10％。另外，由于如此的面积损失，今后当随着集成度的提高而使上部电极的形状变小时，就更加显著，所以成为提高集成度时的障碍。专利文献1特开2002-009256号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种能够容易形成高集成度、大面积的上部电极的。在本专利技术的中，首先，在衬底膜上依次形成第1导电膜、强电介质膜及第2导电膜。接着，通过用相互不同的掩模对所述第2导电膜进行多次的蚀刻，将所述第2导电膜形成为平面形状是长方形的上部电极的平面形状的图形。此时，用具有从俯视图上向与所述长方形的相互平行的任意1组边平行的第1方向延伸并且覆盖形成所述第2导电膜的所述上部电极的预定区域的部分的掩模作为所述相互不同的掩模中的任意一个第1掩模。此外，用具有从俯视图上向与所述第1方向正交的第2方向延伸并且覆盖形成所述第2导电膜的所述上部电极的预定区域的部分的掩模作为所述相互不同的掩模中的其它任意一个第2掩模。附图说明图1A及图1B是分别表示具有本专利技术的实施方式的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图2A及图2B是紧接图1A及图1B，分别表示具有强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图3A及图3B是紧接图2A及图2B分别表示具有强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图4A及图4B是紧接图3A及图3B分别表示具有强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图5A及图5B是紧接图4A及图4B分别表示具有强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图6A及图6B是紧接图5A及图5B分别表示具有强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图7A及图7B是表示强电介质存储器的结构的剖面图。图8是表示电极间的关系的布置图。图9是表示强电介质存储器的构成的等价电路图。图10A及图10B是分别表示具有以往的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图11A及图11B是紧接图10A及图10B分别表示具有以往的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图12A及图12B是紧接图11A及图11B分别表示具有以往的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图13A及图13B是紧接图12A及图12B分别表示具有以往的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。图14A及图14B是紧接图13A及图13B分别表示具有以往的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的俯视图、剖面图。具体实施例方式以下参照附图具体说明本专利技术的实施方式。图1A及图1B乃至图6A及图6B是表示具有本专利技术的实施方式的强电介质电容器的强电介质存储器的制造方法的图。此处，图1A至图6A是俯视图，图1B至图6B分别是表示沿图1A至图6A中的I-I线的剖面的剖面图。此外，图7A及图7B是表示强电介质存储器的结构的剖面图。图8是表示电极间的关系的布置图，图7A及图7B，分别相当于沿图8中的III-III线、IV-IV线的剖面的剖面图。在本实施方式中，制造阵列状配置1T1C(1晶体管-1电容器)型平面型强电介质存储单元的强电介质存储器作为存储单元。此外，强电介质电容器的上部电极的平面形状设计为长方形(也包括正方形)。在以下的说明中，将存储单元阵列中的字线延伸的方向称作行方向，与其正交的方向称为列方向。首先在半导体基板40(参照图7A及图7B)的表面上形成场效应晶体管41(参照图7B)作为各存储单元的开关元件。然后形成覆盖各晶体管41的层间绝缘膜1。接着，如图1A及图1B所示，在层间绝缘膜1上，依次形成Al2O3膜2、Pt膜3(第1导电膜)、PZT(Pb(Zr、Ti)O3)膜4(强电介质膜)及IrO2膜5(第2导电膜)。Al2O3膜2、Pt膜3、PZT膜4及IrO2膜5的厚度，分别为例如50nm、150nm、200nm、250nm。其后，如图2A及图2B所示，在IrO2膜5上形成电容器划定用抗蚀剂掩模11(第3掩模)。此时，电容器划定用抗蚀剂掩模11的形状应满足以下3个条件(1)第1，电容器划定用抗蚀剂掩模11，应覆盖构成在行方向(第1方向)相互邻接的2列存储单元的2列的上部电极的全部及这2列部分的上部电极间的区域的全部。(2)第2，电容器划定用抗蚀剂掩模11的行方向的两端部应位于俯视图中所述2列的上部电极的外侧边的外侧。(3)第3，电容器划定用抗蚀剂掩模11的列方向(第2方向)的两端部应位于俯视图中所述2列的上部电极的外侧边的外侧。电容器划定用抗蚀剂掩模11的形状，优选的是满足上述3个条件的长方形。但是，有时因光蚀刻时的对比度不足，如图2A所示，其4角变弯曲。接着，用电容器划定用抗蚀剂掩模11将IrO2膜5图形形成为图形，其后，除去电容器划定用抗蚀剂掩模11。通过用电容器划定用抗蚀剂掩模11的图形大致划定待形成强电介质电容器的区域。下面，如图3A及图3B所示，在IrO2膜5上形成多个第1抗蚀剂掩模12。此时，各第1抗蚀剂掩模12的形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强电介质电容器的制造方法，包括：在衬底膜上依次形成第１导电膜、强电介质膜及第２导电膜的工序、通过用相互不同的掩模对所述第２导电膜进行多次的蚀刻，将所述第２导电膜形成为平面形状是长方形的上部电极的平面形状的图形形成工序；并 且，所述相互不同的掩模中的任意一个第１掩模，具有从俯视图上看向与所述长方形的相互平行的任意１组边平行的第１方向延伸并且覆盖形成所述第２导电膜的所述上部电极的预定区域的部分；所述相互不同的掩模中的其它任意一个第２掩模，具有从俯视图上看 向与所述第１方向正交的第２方向延伸并且覆盖形成所述第２导电膜的所述上部电极的预定区域的部分。

【技术特征摘要】
1.一种强电介质电容器的制造方法，包括在衬底膜上依次形成第1导电膜、强电介质膜及第2导电膜的工序、通过用相互不同的掩模对所述第2导电膜进行多次的蚀刻，将所述第2导电膜形成为平面形状是长方形的上部电极的平面形状的图形形成工序；并且，所述相互不同的掩模中的任意一个第1掩模，具有从俯视图上看向与所述长方形的相互平行的任意1组边平行的第1方向延伸并且覆盖形成所述第2导电膜的所述上部电极的预定区域的部分；所述相互不同的掩模中的其它任意一个第2掩模，具有从俯视图上看向与所述第1方向正交的第2方向延伸并且覆盖形成所述第2导电膜的所述上部电极的预定区域的部分。2.如权利要求1所述的强电介质电容器的制造方法，其中，使向所述第1掩模的所述第1方向延伸的部分的宽度与所述上部电极的第2方向的设计尺寸基本上一致。3.如权利要求1所述的强电介质电容器的制造方法，其中，使向所述第2掩模的所述第2方向延伸的部分的宽度与所述上部电极的第1方向的设计尺寸基本上一致。4.如权利要求1所述的强电介质电容器的制造方法，在用所述第1掩模进行所述第2导电膜的蚀刻时使向所述第1方向延伸的部分的宽度缩小。5.如权利要求4所述的强电介质电容器的制造方法，其中，使向所述第1掩模的所述第1方向延伸的部分的宽度大于所述上部电极的第2方向的设计尺寸，在用所述第1掩模进行所述第2导电膜的蚀刻时，使向所述第1方向延伸的部分的宽度缩小，直到所述上部电极的第2方向的设计尺寸。6.如权利要求1所述的强电介质电容器的制造方法，其中，在用所述第2掩模进行所述第2导电膜的蚀刻时，使向所述第2方向延伸的部分的宽度缩小。7.如权利要求6所述的强电介质电容器的制造方法，其中，使向所述第2掩模的所述第2方向延伸的部分的宽度大于所述上部电极的第1方向的设计尺寸，在用所述第2掩模进行所述第2导电膜的蚀刻时，使向所述第2方向延伸的部分的宽度缩小，直到所述上部电极的第1方向的设计尺寸。8.如权利要求1所述的强电介质电容器的制造方法，其中，将所述第2导电膜形成图形的图形形成工序，包括通过至少进行用所述第1掩模的所述强电介质膜的蚀刻将所述强电介质膜形成为电容器绝缘膜为平面形...

【专利技术属性】
技术研发人员：置田阳一，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]