專利名稱：強電介質(zhì)存儲元件及其制造方法
專利說明強電介質(zhì)存儲元件及其制造方法 本發(fā)明是關(guān)于強電介質(zhì)存儲元件及其制造方法。強介質(zhì)存儲器(FeRAM)就是在電容器部分使用強電介質(zhì)膜，通過其自發(fā)磁化保持數(shù)據(jù)的存儲器。迄今，以圖形化的抗蝕劑為掩模，通過利用反應(yīng)性氣體的干式刻蝕法形成電容器部分。
可是，在現(xiàn)有的技術(shù)中，構(gòu)成電容器部分的材料，特別是，適合作為電極材料使用的白金(Pt)和銥(Ir)，由于對刻蝕中所用的氣體的反應(yīng)性低，所以一般通過提高了物理作用的刻蝕法(濺射刻蝕法)進行刻蝕。這時，隨著刻蝕而發(fā)生的二次生成物在氣相中不能被除去，再次附著于抗蝕劑圖形的側(cè)壁上。除去這種再附著物是非常困難的，它作為結(jié)構(gòu)物殘存下來。用作回避此問題的方法之一，若一邊使抗蝕劑縮退一邊進行刻蝕，則不會發(fā)生向抗蝕劑圖形的側(cè)壁上再次附著二次生成物。但是，在這樣的刻蝕中，會使側(cè)壁變成傾斜了的電容器部分，因而高集成化就變得困難。本發(fā)明就是為解決這個問題，其目的在于提供一種可精密加工的強電介質(zhì)存儲元件及其制造方法。
(1)本發(fā)明的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，是具備有第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的層疊結(jié)構(gòu)的電容器部分的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，具備形成具有優(yōu)先地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性的第1區(qū)域，和形成與上述第1區(qū)域比較具有難于淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性的第2區(qū)域的工序；以及提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，在上述第1區(qū)域上有選擇地形成該構(gòu)件的工序。
按照本發(fā)明，可在第1區(qū)域上有選擇地形成構(gòu)成電容器部分的至少一個構(gòu)件，而在第2區(qū)域上難以形成該構(gòu)件。這樣，不進行刻蝕，也可以形成第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極之中的至少一個。
(2)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在基體材料的表面上形成上述第1和第2區(qū)域。
據(jù)此，可在基體材料表面上有選擇地形成構(gòu)成電容器部分的至少一個構(gòu)件。特別是，當形成第1電極和第2電極時，若應(yīng)用本發(fā)明，則可降低強電介質(zhì)膜的惡化并且容易微細化。
(3)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，可以對上述基體材料進行電極材料的成膜，在上述基體材料的上述第1區(qū)域上形成上述第1電極；對上述基體材料進行強介質(zhì)材料的成膜，在上述第1電極上形成上述強電介質(zhì)膜；以及對上述基體材料進行電極材料的成膜，在上述強電介質(zhì)膜上形成上述第2電極。
據(jù)此，可在基體材料的表面上形成第1電極，其上形成強電介質(zhì)膜，又在其上形成第2電極，這些完全用有選擇成膜法來形成。
(4)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，可以在上述第1區(qū)域，使上述基體材料的表面露出；及在上述第2區(qū)域，作成被跟用于進行上述電極材料和上述強介質(zhì)材料的成膜的材料的親和性比上述基體材料的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋了的表面。
據(jù)此，通過在第2區(qū)域降低與用于進行電極材料和上述強介質(zhì)材料的成膜的材料的親和性，相對地，在第1區(qū)域，可以提高與用于進行電極材料和上述強介質(zhì)材料的成膜的材料間的親和性。
(5)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的工序后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
(6)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述基體材料上形成上述表面修飾膜后，在應(yīng)該成為上述第1區(qū)域的區(qū)域上有選擇將其除去，而只在上述第2區(qū)域上有選擇地提供上述表面修飾膜。
(7)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在基體材料的表面上形成上述第1電極，對上述基體材料和上述第1電極進行強介質(zhì)材料的成膜；在上述已成膜的上述強介質(zhì)材料的表面上形成上述第1區(qū)域和上述第2區(qū)域；以及對已成膜的上述強介質(zhì)材料進行電極材料的成膜，在上述第1區(qū)域上形成上述第2電極。
據(jù)此，可在已成膜的上述強介質(zhì)材料的表面上，有選擇地形成電極材料。
(8)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在形成上述第2電極后，進一步包括除去已成膜的上述強介質(zhì)材料的上述第2區(qū)域的區(qū)域以外的部分的工序。
(9)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述第1區(qū)域，露出已成膜的上述強介質(zhì)材料的表面；及在上述第2區(qū)域，作成被跟用于進行上述電極材料的成膜的材料的親和性比已成膜的上述強介質(zhì)材料的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋的表面。
據(jù)此，通過在第2區(qū)域降低與用于進行電極材料的成膜的材料間的親和性，相對地，在第1區(qū)域，可以提高與用于進行電極材料的成膜的材料間的親和性。
(10)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述基體材料和上述第1電極的整個面上形成上述表面修飾膜后，在應(yīng)該變成上述第1區(qū)域的區(qū)域有選擇地除去，而只在上述第2區(qū)域有選擇地提供上述表面修飾膜。
(11)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在基體材料的表面上形成上述第1電極；在上述第1電極上形成上述強電介質(zhì)膜；在上述強電介質(zhì)膜的上表面，形成上述第1區(qū)域；除了上述強電介質(zhì)膜的上表面，在上述基體材料和上述強電介質(zhì)膜的表面上形成上述第2區(qū)域；以及對已形成上述第1電極和上述強電介質(zhì)膜的上述基體材料，進行電極材料的成膜，在上述第1區(qū)域上形成上述第2電極。
據(jù)此，可在強電介質(zhì)膜的上表面，有選擇地形成電極材料。
(12)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在形成上述強電介質(zhì)膜的工序中，對上述基體材料和上述第1電極進行能量感應(yīng)性的強介質(zhì)材料的成膜；及對已成膜的上述強介質(zhì)材料賦能，留下成為上述強電介質(zhì)膜的區(qū)域而除去上述強介質(zhì)材料。
據(jù)此，容易形成強電介質(zhì)膜。
(13)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述第1區(qū)域，使上述強電介質(zhì)膜的上表面露出；及在上述第2區(qū)域，作成被跟用于進行上述電極材料的成膜的材料的親和性比上述強電介質(zhì)膜的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋的表面。
據(jù)此，通過在第2區(qū)域降低與用于進行電極材料的成膜的材料的親和性，相對地，在第1區(qū)域，可以提高與用于進行電極材料的成膜的材料間的親和性。
(14)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在形成上述第2電極的工序以后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
(15)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述第1電極和上述強電介質(zhì)膜的整個面上形成上述表面修飾膜以后，在應(yīng)該變成上述第1區(qū)域的區(qū)域上有選擇地除去，而只在上述第2區(qū)域上有選擇地提供上述表面修飾膜。
(16)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述基體材料上設(shè)置具備柵電極、源區(qū)和漏區(qū)的場效應(yīng)晶體管；及上述強電介質(zhì)存儲元件是對應(yīng)于上述第1區(qū)域與上述源區(qū)和漏區(qū)的一方連接的電極部分的結(jié)構(gòu)。
(17)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以用氣相法提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，在上述第1區(qū)域上有選擇地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料。
在這里，所謂氣相法，就是把要淀積的材料作成氣相進行供給的方法。
(18)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，上述氣相法是化學(xué)氣相生長法，也可以在上述第1區(qū)域進行有選擇淀積工藝。
(19)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在比上述第1區(qū)域更上方形成上述第2區(qū)域。
(20)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在多個的上述第1區(qū)域之間設(shè)置隔壁構(gòu)件；及將上述第2區(qū)域形成于上述隔壁構(gòu)件上。
據(jù)此，由于用隔壁構(gòu)件劃分第1區(qū)域，故不會在第1電極的側(cè)面附著強電介質(zhì)膜或第2電極的材料，或者在強電介質(zhì)膜的側(cè)面附著第2電極的材料。
(21)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在基體材料上設(shè)置上述隔壁構(gòu)件；及在與上述隔壁構(gòu)件的至少上述基體材料相反一側(cè)表面形成上述第2區(qū)域。
(22)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以按上述電容器部分的厚度以上的厚度設(shè)置上述隔壁構(gòu)件。
據(jù)此，在電容器部分的側(cè)面上就不會附著不需要的材料。
(23)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以進一步包括除去上述隔壁構(gòu)件的工序。
(24)本發(fā)明的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法是，具備在基體材料上具有第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的層疊結(jié)構(gòu)的電容器部分的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，具備在基體材料的表面上形成第1區(qū)域和位于比上述第1區(qū)域更上方的第2區(qū)域的工序，上述第1區(qū)域具有在基體材料的表面上優(yōu)先地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中至少一個構(gòu)件的材料的表面特性，上述第2區(qū)域具有與上述第1區(qū)域比較難以淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料表面特性；以及對上述基體材料，提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，在上述第1區(qū)域上有選擇地形成上述該構(gòu)件的工序。
按照本發(fā)明，在基體材料的表面上形成第1區(qū)域和第2區(qū)域?？稍诘?區(qū)域上有選擇地形成構(gòu)成電容器部分的至少一個構(gòu)件，而在第2區(qū)域上難以形成它。這樣，不進行刻蝕，就能形成第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中的至少一個。特別是，若在形成第1電極或第2電極時應(yīng)用本發(fā)明，則達到降低強電介質(zhì)膜的惡化并且容易微細化。
(25)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在上述第1區(qū)域，使上述基體材料的表面露出；及在上述第2區(qū)域，作成被跟用于形成構(gòu)成上述電容器部分的構(gòu)件的材料的親和性相比上述基體材料的第1區(qū)域上的露出面的親和性低的表面修飾膜覆蓋的表面。
(26)在該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法中，也可以在形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中的至少一個的工序以后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
(27)本發(fā)明的強電介質(zhì)存儲元件是用上述方法制造的器件。
(28)本發(fā)明的強電介質(zhì)存儲元件包括具有第1區(qū)域和第2區(qū)域的基體材料；在上述第1區(qū)域上形成的第1電極；在上述第1電極上形成的強電介質(zhì)膜，以及在上述強電介質(zhì)膜上形成的第2電極，上述第2區(qū)域的表面上，具有比上述基體材料的第1區(qū)域的表面更難以淀積用于形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中至少一個構(gòu)件的特性。
(29)在該強電介質(zhì)存儲元件中，上述第2電極也可以位于上述基體材料的第1區(qū)域表面更上方。
(30)本發(fā)明的強電介質(zhì)存儲元件包括在基體材料上形成的第1電極；在上述第1電極上形成的強電介質(zhì)膜；以及在上述強電介質(zhì)膜上形成的第2電極，上述基體材料和上述第1電極的表面具有比形成了上述強電介質(zhì)膜中的上述第2電極的面難以淀積用于形成上述第2電極的材料的特性。
(31)在該強電介質(zhì)存儲元件中，也可以在上述基體材料上形成與上述第1電極和第2電極的至少一個連接的晶體管。圖1A～圖1C是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖2A～圖2B是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖3A～圖3B是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖4是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的平面圖。
圖5是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的電路的平面圖。
圖6A～圖6C是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖7A～圖7C是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖8A～圖8C是表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖9A～圖9C是表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖10A～圖10C是表示本發(fā)明第4實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖11A～圖11C是表示本發(fā)明實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖12A～圖12B是表示本發(fā)明實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
圖13是表示本發(fā)明實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的變形例的圖。以下，參照


本發(fā)明的優(yōu)選實施形態(tài)。
(第1實施形態(tài))圖1A～圖3B是表示應(yīng)用本發(fā)明的第1實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。強電介質(zhì)存儲元件是非易失性半導(dǎo)體存儲裝置。存儲信息的最小單位為存儲單元，例如將一個晶體管和一個電容器部分組合而構(gòu)成存儲單元。可將多個這樣的存儲單元并列而構(gòu)成存儲陣列。這時，多個存儲單元可有規(guī)律性地按多行多列排列起來。
(晶體管形成工序)如圖1A所示，在由半導(dǎo)體晶片構(gòu)成的襯底10上，形成對強電介質(zhì)存儲元件進行控制的晶體管12。根據(jù)需要，在該襯底10上設(shè)置了象晶體管那樣的功能器件的結(jié)構(gòu)物相當于基體材料。晶體管12可以應(yīng)用公知的結(jié)構(gòu)，也可以是薄膜晶體管(TFT)。若是MOSFET，則晶體管12包括漏和源14、16及柵電極18。柵電極18與字線44(參照圖4)連接。連接于漏和源的一方14的電極20又與位線42(參照圖4)連接。連接于漏和源的另一方16的電極(栓)22與強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分的第1電極32(參照圖2A)連接。另外，各個存儲單元用LOCOS(硅的局部氧化)17進行隔離，在晶體管12上形成由SiO2等構(gòu)成的層間絕緣膜19。
(電容器部分的形成工序)其次，進行電容器部分的形成。首先，進行將有選擇提供給具有在襯底10上形成了的晶體管12的基體材料的表面特性的工序。在這里，所謂將有選擇提供給基體材料的表面特性，就是對用于淀積到該表面的材料，形成潤濕性等的表面特性不同的區(qū)域。在本實施形態(tài)中，具體地說，在形成于襯底10上的層間絕緣膜19和電極22露出來的表面上，形成對用于形成構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料，特別是對用于形成電極的材料具有親和性的第1區(qū)域24(參照圖1C)和形成對用于形成構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料親和性比第1區(qū)域24小的第2區(qū)域26(參照圖1C)。而且，在后續(xù)的工序中，利用該表面特性的差別，通過各區(qū)域間的材料淀積速度或與基體材料的粘附性的有選擇，在第1區(qū)域24上有選擇地形成強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分。即，在后續(xù)的工序中，可以應(yīng)用例如，化學(xué)氣相生長法(CVD)、物理的氣相生長法或液相法，用有選擇的淀積工藝在第1區(qū)域24上，形成電容器部分的第1電極32、第2電極36的強電介質(zhì)膜34的至少一個。這時，例如在襯底10的電極(栓)22和層間絕緣膜19的表面具有容易淀積用于形成構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料的性質(zhì)時，可以在第1區(qū)域24使表面露出，并且在第2區(qū)域26上形成難以淀積上述材料的表面修飾膜30(參照圖1C)，可提供對用于形成構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料的淀積的有選擇。
(表面修飾膜形成工序)
在本實施形態(tài)中，如圖1B所示，在整個基體材料表面上形成表面修飾膜30后，如圖1C所示，除去第1區(qū)域上的表面修飾膜30，留下第2區(qū)域26上的表面修飾膜30。詳細地說，進行以下工序。
表面修飾膜30也可以用CVD等的氣相生長法來形成，也可以通過使用旋涂法或浸漬法等的液相方法形成，這時，使用溶解于液體或溶劑中的物質(zhì)。例如，可用硅烷偶聯(lián)劑(有機硅化合物)或硫醇基化合物。在這里，所謂硫醇基化合物，就是具有巰基(-SH)的有機化合物(R1-SH,R1為烷基等的可置換的碳化氫基)的總稱。把這種硫醇基化合物，溶于例如，甲叉二氯、甲叉三氯等有機溶劑中成為0.1～10mM左右的溶液。
并且，所謂硅烷偶聯(lián)劑，是以R2nsiX4-n(n是自然數(shù)，R2是H、烷基等可置換的碳化氫基)表示的化合物，X為-OR3、-COOH、-OOCR3、-NH3-nR3n、-OCN、鹵酸等(R3是烷基等的可置換碳化氫基)。在這些硅烷偶聯(lián)劑和硫醇基化合物中，特別是具有R1或R3為CnF2n+1CmH23(n、m為自然數(shù))的這種氟原子的化合物，由于表面自由能提高、與其它材料的親和性降低，因而優(yōu)選使用。
并且，也可以使用按照由具有巰基或-COOH基的化合物產(chǎn)生的上述方法得到的薄膜。由以上的材料產(chǎn)生的膜，可用適當?shù)姆椒ㄒ詥畏肿幽せ蚱鋵盈B膜形式進行使用。
(表面修飾膜的構(gòu)圖工序)如圖1C所示，除去第1區(qū)域24上的表面修飾膜30。在使用例如硅烷偶聯(lián)劑作為表面修飾膜30時，有時通過光的照射，在與襯底10上形成的電極(栓)22或?qū)娱g絕緣膜19的界面上，中斷分子鍵合將其除去。就由這種光來形成的構(gòu)圖而言，可以應(yīng)用光刻技術(shù)進行的掩模曝光。或者，也可以不使用掩模，而用激光、電子射線或離子束等直接地進行構(gòu)圖。
另外，也可以在其它基體材料上形成表面修飾膜30自身，通過對其進行轉(zhuǎn)移，有選擇地形成于第2區(qū)域26，可與成膜同時進行構(gòu)圖。
這樣一來，如圖1C所示，在第1區(qū)域24與成為被表面修飾膜30覆蓋了的狀態(tài)的第2區(qū)域26之間使其表面狀態(tài)不同，在與后續(xù)工序中用于形成構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料的親和性方面發(fā)生差別。特別是，表面修飾膜30具有氟分子等的理由，若已有疏水性，例如在以液相提供構(gòu)成電容器部分的構(gòu)件的材料時，可以有選擇地把該材料提供給第1區(qū)域24上。并且，可以利用表面修飾膜30的材料在其不存在的第1區(qū)域24，利用與用于形成上層構(gòu)件的材料的親和性，由氣相法進行成膜。這樣，就將有選擇提供給第1區(qū)域24和第2區(qū)域26表面的性質(zhì)，并在后續(xù)的工序中，形成強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分的各個構(gòu)件。
(第1電極的形成工序)如圖2A所示，與第1區(qū)域24對應(yīng)，形成將成為強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分下部電極的第1電極32。在這里，所謂與第1區(qū)域24對應(yīng)，意思就是第1電極32的平面形狀與栓22的平面形狀不完全一致也可以。例如，對襯底10上形成晶體管的整個基體材料表面，例如進行氣相法的成膜工序。通過這樣做，進行有選擇淀積工藝。即，在第1區(qū)域24上能成膜，而第2區(qū)域26上難以成膜，因此只在第1區(qū)域24上形成第1電極32。在這里，作為氣相法，最好應(yīng)用CVD，特別是MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition有機金屬化學(xué)汽相淀積)法。理想的是第2區(qū)域26上完全不成膜，只要是成膜速度上比在第1區(qū)域24上的成膜慢2個數(shù)量級以上就行。
并且，至于第1電極32的形成，最好也采用在液相狀態(tài)下把該材料的溶液有選擇地供給第1區(qū)域24的方法，或用超聲波等使該材料的溶液霧化有選擇地供給第1區(qū)域24的噴霧淀積方法。
作為構(gòu)成第1電極32的材料，例如可以使用Pt、Ir等。在基體材料上形成第1區(qū)域24和含有上述這種材料的表面修飾膜30(第2區(qū)域26)，在形成表面特性的有選擇時，作為用于形成電極的材料，關(guān)于Pt，例如可以使用(C5H7O2)2Pt、(C5HFO2)2Pt、(C3H5)(C5H5)Pt，作為用于形成電極的材料，關(guān)于Ir，可以有選擇淀積例如(C3H5)3Ir。
(強電介質(zhì)膜的形成工序)如圖2B所示，在第1電極32上形成強電介質(zhì)膜34。詳細地說，對整個基體材料的表面進行例如氣相法的成膜工序。通過這樣做，在第1電極32上能成膜，而第2區(qū)域26上難以成膜，因而只在第1電極32上形成強電介質(zhì)膜34。在這里，作為氣相法可以應(yīng)用CVD，特別是MOCVD法。
并且，關(guān)于強電介質(zhì)膜34的形成，最好也采用在液相狀態(tài)下，用噴墨法等有選擇地把該材料的溶液供給已形成于第2區(qū)域26以外的區(qū)域的第1電極32上的方法，或用超聲波等使該材料的溶液霧化并有選擇地供給第2區(qū)域26以外的部分的噴霧淀積方法。
作為強電介質(zhì)膜34，顯示強電介質(zhì)性并可用作電容絕緣膜，只要能夠用CVD法成膜，其組成就可以應(yīng)用任意的材料。例如，除PZT系列壓電材料外，可應(yīng)用添加鈮或氧化鎳、氧化鎂等的金屬氧化物材料等。具體地說，可以使用鈦酸鉛(PbTiO3)、鋯酸鈦酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)、鋯酸鉛(PbZrO3)、鈦酸鉛鑭((Pb,La),TiO3)、鋯酸鈦酸鉛鑭((Pb,La)(Zr,Ti)O3)或鎂鈮酸鋯鈦酸鉛(Pb(Zr,Ti)(Mg,Nb)O3)等。或者，也可以使用具有Sr、Bi、Ta作為構(gòu)成元素的SBT。
上述強電介質(zhì)膜34的材料，在基體材料上形成第1區(qū)域24和包括上述這種材料的表面修飾膜30(第2區(qū)域26)，并且在形成表面特性的有選擇時，作為用于形成各種強電介質(zhì)膜34的材料，可以有選擇地淀積以下材料，例如在PZT的情況下，關(guān)于Pb，使用Pb(C2H5)4、(C2H5)3PbOCH2C(CH3)3、Pb(C11H19O2)2等，關(guān)于鋯，使用Zr(n-OC4H9)4、Zr(t-OC4H9)4、Zr(C11H19O2)4等，以及關(guān)于Ti，使用Ti(i-C3H7)4等，在SBT的情況下，作為用于形成各種強電介質(zhì)膜34的材料，關(guān)于Sr使用Sr(C11H10O2)2等，關(guān)于Bi使用Bi(C6H5)3等，關(guān)于Ta使用Ta(OC2H5)5等(第2電極形成工序)如圖3A所示，在強電介質(zhì)膜34上形成將變成上部電極的第2電極36。詳細地說，最好對整個基體材料表面，例如進行氣相法的成膜工序。通過這樣做，進行有選擇淀積工藝。即，在強電介質(zhì)膜34上能成膜，而第2區(qū)域26上難以成膜，因而只在強電介質(zhì)膜34上形成第2電極36。在這里，作為氣相法可以應(yīng)用CVD，特別是MOCVD法。
并且，關(guān)于第2電極36的形成，最好也采用在液相狀態(tài)下，用噴墨法等有選擇地把該材料的溶液供給已形成于第2區(qū)域26以外的區(qū)域的強電介質(zhì)膜34上的方法，或用超聲波等使該材料的溶液霧化有選擇地供給第2區(qū)域26以外的部分的噴霧淀積方法。
另外，即使第2電極36，也可以使用與上述第1電極32同樣的材料，作為適當?shù)牟牧线M行供給與淀積。
(表面修飾膜等的除去工序)如圖3B所示，也可以除去第2區(qū)域26上的表面修飾膜30。此工序要在氣相法的成膜工序結(jié)束后進行。例如，可以用表面修飾膜構(gòu)圖工序中說過的方法，除去表面修飾膜30。當除去表面修飾膜30時，理想的是也除去其上附著的物質(zhì)。例如，當表面修飾膜30上附著有第1電極32、強電介質(zhì)膜34或第2電極36的材料時，也可以將這些除去。另外，除去表面修飾膜30的工序，不是本發(fā)明的必要條件，也可以留下表面修飾膜30。
并且，在第1電極32的側(cè)面形成強電介質(zhì)膜34，或在第1電極32和強電介質(zhì)膜34的至少一方的側(cè)面形成第2電極36時，最好將這些除去。在除去工序中，例如，可以應(yīng)用干式刻蝕法。
在上述實施形態(tài)中，在第2區(qū)域26上形成表面修飾膜30，用于形成將第1區(qū)域24和第2區(qū)域26的各自表面連續(xù)形成的強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分的至少一個構(gòu)件(電極和強電介質(zhì)膜的至少一方)材料的淀積性，即作成淀積容易度不同的表面特性。作為其變形例，也可以在第1區(qū)域24上形成表面修飾膜30，調(diào)制液相或氣相的組成，對于表面修飾膜30的表面要優(yōu)先淀積用于形成強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，并在第1區(qū)域24上有選擇地形成電容器部分。
并且，例如在第2區(qū)域26的表面有選擇地形成上述這樣的表面修飾膜的薄層，在包括第1區(qū)域24和第2區(qū)域26的整個面上，用氣相或液相供給用于形成強電介質(zhì)存儲元件電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，在整個面上形成該構(gòu)件的材料，并用拋光或化學(xué)的辦法，有選擇地只把表面修飾膜薄層上的該構(gòu)件的材料層除去，也可以在第1區(qū)域24上有選擇地得到該構(gòu)件的材料層。
此外，分別在第1區(qū)域24和第2區(qū)域26的表面上，不特別明確地設(shè)置薄膜，也可以有選擇地進行表面處理，在第1區(qū)域24上優(yōu)先地淀積用于形成強電介質(zhì)存儲元件電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料。
(強電介質(zhì)存儲元件的結(jié)構(gòu))通過以上的工序，可以制成強電介質(zhì)存儲元件。倘若采用本實施形態(tài)，則不進行通過一般掩模的刻蝕，就可以形成第1電極32、強電介質(zhì)膜34和第2電極36。
該強電介質(zhì)存儲元件包括由形成于第1區(qū)域24的第1電極32構(gòu)成的下部電極；形成于第1電極32上的強電介質(zhì)膜34；以及由形成于強電介質(zhì)膜34上的第2電極36構(gòu)成的上部電極。并且，在除了第1區(qū)域24的第2區(qū)域26上，也可以形成比襯底10的表面難以用氣相或液相法淀積用于形成電容器部分材料的表面修飾膜30。
圖4中示出應(yīng)用本發(fā)明的實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的平面圖。該圖示出的強電介質(zhì)存儲元件的單元結(jié)構(gòu)為2T-2C(2個晶體管和2個電容器)型。
晶體管12形成在區(qū)域40上。連接于漏和源的一方14(參照圖3B)的電極20連接到圖4所示的位線42。柵電極18(參照圖3B)連接到圖4所示的字線44。連接于漏和源的另一方16(參照圖3B)的電極22連接到圖4所示的驅(qū)動線46。電極22的上表面，介以第1電極32形成強電介質(zhì)膜34。
圖5是表示本實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的電路的圖。參照該圖，說明強電介質(zhì)存儲元件的作用。
將數(shù)據(jù)寫入強電介質(zhì)存儲元件時，由地址端子51供給地址信號，由片選端子52供給選擇信號，由寫入控制端子53供給寫入控制信號。使多條(2條)位線42的一方成為接通，并使另一方的位線42成為斷開的狀態(tài)下，字線譯碼器和驅(qū)動器50使指定的字線44接通。驅(qū)動線譯碼器和驅(qū)動器60向指定的驅(qū)動線46施加正脈沖。這樣一來，強介質(zhì)電容器上留下因強電介質(zhì)膜34的磁滯特性而引起的殘余磁化，所以即使切斷電源也保持信息。
從強電介質(zhì)存儲元件讀出數(shù)據(jù)時，在把位線42變成浮置狀態(tài)后，使字線44接通并選擇存儲單元。接著，向驅(qū)動線46施加正電壓，用讀出放大器70放大因強介質(zhì)電容器的磁化反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的位移電流。讀出定時控制部80控制讀出定時，把數(shù)據(jù)送給數(shù)據(jù)I/O 90。數(shù)據(jù)I/O 90與CPU或其它存儲器等各種器件92連接，控制數(shù)據(jù)的交換。
本發(fā)明不限定于上述實施形態(tài)，而可以有各種變形。例如，雖然可以用上述這種選擇淀積工藝形成全部第1電極32、強電介質(zhì)膜34和第2電極36，但是用選擇淀積工藝形成其中至少一種構(gòu)件也可以。特別是，形成第1電極32和第2電極36時，要是應(yīng)用選擇淀積工藝，就不進行刻蝕，因此不會發(fā)生強電介質(zhì)膜34的特性惡化。
(第2實施形態(tài))圖6A～圖7C是表示應(yīng)用本發(fā)明的第2實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。在本實施形態(tài)中，在示于圖6A的襯底110上形成電容器部分。至于襯底110，相當于第1實施形態(tài)中說明過的襯底10的內(nèi)容。
(第1電極形成工序)如圖6A所示，在襯底110上形成第1電極(下部電極)132。其形成方法，例如在襯底110上成膜用于形成第1電極132的電極材料，并且對已成膜的電極材料進行構(gòu)圖。
電極材料只要具有成為強介質(zhì)電容的一部分的功能，就不特別加以限定。例如，作為構(gòu)成強電介質(zhì)膜134(參照圖7C)的材料使用鈦酸鋯酸鉛(PZT)時，作為構(gòu)成第1電極132的電極材料，優(yōu)選把白金(Pt)、銥(Ir)及其化合物等作成單層或?qū)盈B膜。
作為電極材料的成膜方法，可以利用濺射、真空蒸鍍、CVD等的方法。作為構(gòu)圖的方法，則可利用光刻技術(shù)。并且，也可以利用第1實施形態(tài)中說過的有選擇淀積的方法。
(強介質(zhì)材料的成膜工序)如圖6B所示，將強介質(zhì)材料133成膜。詳細地說，在形成襯底110上的第1電極132的表面(也可以整個表面)，以覆蓋第1電極132的方式，使強介質(zhì)材料133成膜。
作為強介質(zhì)材料133的組成，可利用鈦酸鉛、鋯酸鈦酸鉛(PZT)、鋯酸鉛等的鈣鈦礦型氧化物強介質(zhì)；鈦酸鍶鉍(SBT)等的鉍系列層狀氧化物；聚偏二氟乙烯、二氟乙烯叉/三氟乙烯共聚物；氰化乙烯叉/醋酸乙烯酯共聚物等的有機高分子系列強介質(zhì)等。
作為強介質(zhì)材料133的成膜方法，可利用濺射法、CVD(MOCVD)法、溶膠-凝膠法、MOD法等的方法。例如，作為強介質(zhì)材料133的組成來使用鋯酸鈦酸鉛，利用溶膠-凝膠法將其成膜時，使用把四異丙氧化鈦、4-n-丙氧化鋯、醋酸鉛混合到2-n-丁氧乙醇和二乙醇胺等的有機溶劑中的溶液(溶膠)。
(表面修飾膜形成工序)
如圖6C所示，在已成膜的強介質(zhì)材料133的表面(也可以是整個表面)上形成表面修飾膜130。至于表面修飾膜130，相當于第1實施形態(tài)中說明過的表面修飾膜30的內(nèi)容，其形成方法也同樣。
(表面修飾膜構(gòu)圖工序)如圖7A所示，在第1電極132的區(qū)域內(nèi)除去已已成膜的強介質(zhì)材料133上的表面修飾膜130，而在除此以外區(qū)域的第2區(qū)域126上留下表面修飾膜130。至于這樣的表面修飾膜130的構(gòu)圖方法，可應(yīng)用第1實施形態(tài)已說過的表面修飾膜30的構(gòu)圖方法。
通過以上工序，如圖7A所示，在已成膜的強介質(zhì)材料133表面，在第1區(qū)域124與成為被表面修飾膜130覆蓋狀態(tài)的第2區(qū)域126之間，獲得不同的表面狀態(tài)。而且，在與用于進行電極材料成膜來構(gòu)成第2電極136的材料的親和性方面出現(xiàn)差別。
還有，在本實施形態(tài)中，雖然除去與第1電極132對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的表面修飾膜130，但也可以根據(jù)制造的器件結(jié)構(gòu)中所需第2電極的結(jié)構(gòu)(形成區(qū)域)，有選擇地進行除去，而不限于上述的記載。
(第2電極形成工序)如圖7B所示，通過對應(yīng)于第1區(qū)域124有選擇地淀積電極材料來形成第2電極136。作為淀積方法，可以利用例如，濺射法、CVD(MOCVD)法、溶膠-凝膠法、MOD法、電鍍、化學(xué)鍍法等的方法。其詳細情況相當于第1實施形態(tài)中第1電極32的內(nèi)容。
(成膜強介質(zhì)材料的刻蝕工序)如圖7C所示，對已成膜的強介質(zhì)材料133進行刻蝕。詳細地說，以第2電極136為掩模，刻蝕強介質(zhì)材料133。
刻蝕方法可以利用使用平行平板型反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、感應(yīng)偶合型等離子體(ICP)、電子回旋共振(ECR)等的等離子源的干式刻蝕法。
作為刻蝕氣體，只要是可以對成膜的強介質(zhì)材料133進行刻蝕，就不特別加以限定，例如，作為強介質(zhì)材料133使用PZT時，可以利用單體或混合CF4、C4F8、C5F8等的氟系列氣體，Cl2、BCl3等的鹵素系列氣體，Ar、O2等。這時，特別是利用氟系列氣體，對作為第1和第1電極132、136的構(gòu)成材料優(yōu)選使用的Pt或Ir，由于能提高強介質(zhì)材料133的刻蝕有選擇，所以是優(yōu)選的。
通過以上的工序，如圖7C所示，就可以制成強電介質(zhì)存儲元件。倘若采用本實施形態(tài)，就不進行刻蝕，也可以形成第2電極136。
(第3實施形態(tài))圖8A～圖9C是表示應(yīng)用本發(fā)明的第3實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。在本實施形態(tài)中，在圖8A所示的襯底110上形成電容器部分。至于襯底110，相當于第1實施形態(tài)中說過的襯底10的內(nèi)容。
(第1電極形成工序)如圖8A所示，在襯底110上形成第1電極(下部電極)132。詳細地說，在第2實施形態(tài)中說明過的。
(強介質(zhì)材料的成膜工序)如圖8A所示，使強介質(zhì)材料233成膜。詳細地說，在形成了襯底110中的第1電極132的表面上，以覆蓋第1電極132的方式使強介質(zhì)材料233成膜。
作為強介質(zhì)材料233的組成，可利用鈦酸鉛、鋯酸鈦酸鉛(PZT)、鋯酸鉛等的鈣鈦礦型氧化物強介質(zhì)；鈦酸鍶鉍(SBT)等的鉍系列層狀氧化物；聚偏二氟乙烯、二氟乙烯叉/三氟乙烯共聚物；氰化乙烯叉/醋酸乙烯酯共聚物等的有機高分子系列強介質(zhì)等。
在本實施形態(tài)中，作為強介質(zhì)材料(前體)233，使用具有提供輻射線(線)而構(gòu)圖的特性的材料。所謂具有提供輻射線(線)而構(gòu)圖特性的材料，就是用輻射線(線)引發(fā)強介質(zhì)材料233的交聯(lián)反應(yīng)、分解反應(yīng)、變性反應(yīng)等，并可以用藥液有選擇除去提供或不提供輻射線(線)的區(qū)域的任一方的材料。
例如，通過用旋涂法，把由在2-甲氧乙醇中蒸餾的醋酸鉛(Ⅱ)三水化物、鋯-4-n-丁氧化物和鮐-異丙氧化物構(gòu)成的溶膠-凝膠溶液中作為感光劑添加了正-硝基苯甲醛而得到的原料溶液，涂布到襯底110上以后，借助于在熱板上在95℃下進行1分鐘干燥，形成規(guī)定膜厚的前體膜。
作為涂布方法，除旋涂法外，可以利用滾涂法、噴涂法、浸漬法等。
接著，對已成膜的強介質(zhì)材料233進行制成圖形。例如如圖8C所示，在第1電極132上留下強介質(zhì)材料233，而在此以外的區(qū)域除去強介質(zhì)材料233。
因此，如圖8B所示，例如用波長365nm的光，通過附圖未示出的原版(掩模)，對已成膜的強介質(zhì)材料233進行曝光。制版(掩模)是以只在與強電介質(zhì)膜234(參照圖8C)的形成區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中能透光的方式而形成的遮光性層。
在本實施形態(tài)中，與感光劑的正-硝基苯甲醛對應(yīng)，使用波長365nm的光，然而隨著變更感光劑，可以利用各種各樣的波長光(輻射線)。
接著，通過使用以1∶1的比率混合2-甲乙醇和異丙醇的顯影液，進行60到120秒鐘顯影處理，除去未曝光的區(qū)域，使前體膜圖形化。然后，在熱板上施行350℃，10分鐘熱處理。重復(fù)進行上述工序直到獲得需要的膜厚。
最后，在退火爐中600℃下經(jīng)過60分鐘燒結(jié)形成結(jié)晶，如圖8C所示，得到已構(gòu)圖的強電介質(zhì)膜234。
(表面修飾膜形成工序)如圖9A所示，在形成于襯底110上的第1電極132和強電介質(zhì)膜234的側(cè)表面(也可以是整個面)，形成表面修飾膜230。表面修飾膜230被形成為，使其覆蓋從襯底110中的第1電極132和強電介質(zhì)膜234露出的面、強電介質(zhì)膜234的上表面和側(cè)面、及第1電極132的側(cè)面。至于表面修飾膜230，相當于第1實施形態(tài)中說過的表面修飾膜30的內(nèi)容。
(表面修飾膜制成圖形工序)如圖9B所示，至少從強電介質(zhì)膜234上表面的一部分區(qū)域除去表面修飾膜230，露出強電介質(zhì)膜234的上表面并形成第1區(qū)域224。并且，在除此以外的區(qū)域的第2區(qū)域226上留下表面修飾膜230。通過這樣做，由于表面修飾膜230，使第2區(qū)域226(襯底110的表面、第1電極132的側(cè)面、強電介質(zhì)膜234的側(cè)面)比第1區(qū)域224變得難以淀積用于形成第2電極236的材料。
至于表面修飾膜230的構(gòu)圖方法，可以應(yīng)用第1實施形態(tài)中說過的表面修飾膜30的構(gòu)圖方法。
通過以上的工序，如圖9B所示，在第1區(qū)域224與成為被表面修飾膜130覆蓋的狀態(tài)的第2區(qū)域226之間，使其表面狀態(tài)不同，并在與用于進行電極成膜而構(gòu)成第2電極236的材料的親和性方面發(fā)生差別。
(第2電極形成工序)如圖9C所示，通過與第1區(qū)域224對應(yīng)有選擇地淀積電極材料，形成第2電極236。作為淀積方法，可以利用例如，濺射法、CVD(MO CVD)法、溶膠-凝膠法、MOD法、電鍍法、化學(xué)鍍法等方法。其它詳細說明與第1實施形態(tài)的第1電極32的內(nèi)容相當。即，在本實施形態(tài)中，與第1實施形態(tài)的第1電極32同樣形成第2電極236。
(表面修飾膜等的除去工序)如有必要，也可以除去圖9C中所示的表面修飾膜230。更詳細地說，是在第1實施形態(tài)中說明過的。另外，除去表面修飾膜230的工序，不是本發(fā)明的必要條件，也可以留下表面修飾膜230。
通過以上的工序，可以制成強電介質(zhì)存儲元件。按照本實施形態(tài)，不需進行刻蝕，就能形成第2電極236。進而，在本實施形態(tài)中，不進行刻蝕，也可形成強電介質(zhì)膜234。
(第4實施形態(tài))圖10A～圖12B是表示應(yīng)用了本發(fā)明的第4實施形態(tài)的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法的圖。
(晶體管形成工序和電容器部分的形成工序)如圖10A所示，在襯底10上形成晶體管12，并進行電容器部分的形成。詳細地說，與第1實施形態(tài)中說過的一樣。另外，第2區(qū)域326比起第1區(qū)域24來相對于襯底10要處于上方。在后續(xù)的工序中，在第1區(qū)域24上形成強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分。
(隔壁構(gòu)件形成工序)在本實施形態(tài)中，如圖10B所示，形成隔壁構(gòu)件328。隔壁構(gòu)件328避開形成強電介質(zhì)存儲元件的電容器部分的區(qū)域、即第1區(qū)域24而被形成。特別理想的是隔壁構(gòu)件328成為劃分形成電容器部分的區(qū)域的構(gòu)件。并且，理想的是隔壁構(gòu)件328與電容器部分的厚度相同或是其以上的厚度。
作為隔壁構(gòu)件328，可使用例如SiO2、SiN、TiO2等絕緣材料。并且，在后續(xù)工序中除去時，也可以使用Au等材料。首先在整個基體材料上形成薄膜后，用光刻和刻蝕方法形成隔壁構(gòu)件328，制成位于第1區(qū)域24以外的圖形形狀。
(表面修飾膜形成工序)在本實施形態(tài)中，如圖10C所示，形成表面修飾膜330。形成表面修飾膜330的區(qū)域?qū)⒊蔀榈?區(qū)域326。例如，在具有隔壁的基體材料的整個表面上形成表面修飾膜330后，至少在隔壁構(gòu)件328的上表面留下表面修飾膜330，并除去在其以外區(qū)域的表面修飾膜330。詳細地說，與第1實施形態(tài)中說過的一樣。
(表面修飾膜構(gòu)圖工序)如果在基體材料側(cè)的整個表面上形成表面修飾膜330，則除去第1區(qū)域24上的表面修飾膜330。并且，也可以除去隔壁構(gòu)件328側(cè)面的表面修飾膜330。詳細地說，與第1實施形態(tài)說過的一樣。
(第1電極形成工序)如圖11A所示，與第1區(qū)域24對應(yīng)，形成將成為強電介質(zhì)存儲元件電容器部分的下部電極的第1電極32。詳細地說，與在第1實施形態(tài)中說明的一樣。
(強電介質(zhì)膜形成工序)如圖11B所示，在第1電極32上形成強電介質(zhì)膜34。詳細地說，與第1實施形態(tài)中說明的一樣。
在本實施形態(tài)中，由于第1區(qū)域24由隔壁構(gòu)件328來劃分，故第1電極32的側(cè)面與隔壁構(gòu)件328接觸。因而，強電介質(zhì)膜34的材料不附著于第1電極32的側(cè)面。
(第2電極形成工序)如圖11C所示，在強電介質(zhì)膜34上形成將成為上部電極的第2電極36。詳細地說，與第1實施形態(tài)中說明的一樣。
在本實施形態(tài)中，由于第1區(qū)域24由隔壁構(gòu)件328來劃分，故第1電極32和強電介質(zhì)膜34的側(cè)面與隔壁構(gòu)件328接觸。因而，第2電極36的材料并不附著于第1電極32和強電介質(zhì)膜34的側(cè)面。
(表面修飾膜等的除去工序)如圖12A所示，也可以除去構(gòu)成第2區(qū)域326的表面修飾膜330。詳細地說，與第1實施形態(tài)中說明的一樣。
進而，如圖12B所示，雖然也可以除去隔壁構(gòu)件328，但是該工序也不是本發(fā)明的必要條件，也可以留下隔壁構(gòu)件328。另外，在本實施形態(tài)中，第2區(qū)域326的表面就是隔壁構(gòu)件328的上表面。
(強電介質(zhì)存儲元件的結(jié)構(gòu))通過以上的工序，可以制造強電介質(zhì)存儲元件。要是采用本實施形態(tài)的話，一般不進行通過掩模的刻蝕，就可以形成第1電極32、強電介質(zhì)膜34和第2電極36。而且，如果用隔壁構(gòu)件328劃分第1區(qū)域24，就可避免強電介質(zhì)膜34和第2電極36的至少一方的材料附著于第1電極32的側(cè)面，或第2電極36的材料附著于強電介質(zhì)膜34的側(cè)面。特別是，不會發(fā)生第2電極36的材料附著于強電介質(zhì)膜34的側(cè)面，使第1電極32與第2電極36導(dǎo)通而不能構(gòu)成電容器部分的這種問題。
至于本強電介質(zhì)存儲元件，也可以在除了第1區(qū)域24的區(qū)域上形成隔壁構(gòu)件328。進而，也可以通過表面修飾膜330等形成第2區(qū)域326，使該第2區(qū)域326比基體材料的表面要難以用氣相或液相淀積電容器部分的材料。也可以在隔壁構(gòu)件328的上表面形成第2區(qū)域326。
本發(fā)明并不限定于上述實施形態(tài)，還可能有各種變形。例如，也可以用有選擇淀積工藝形成全部第1電極32、強電介質(zhì)膜34和第2電極36，然而用有選擇淀積工藝形成至少其中之一也行。特別是，形成第1電極32或第2電極36時，要是應(yīng)用有選擇淀積工藝的話，就不進行刻蝕，因此不會發(fā)生強電介質(zhì)膜34的特性惡化。
并且，在本實施形態(tài)中，雖然在隔壁構(gòu)件328上表面形成了表面修飾膜330，但是，如圖13所示，也可以在隔壁構(gòu)件328的上表面和側(cè)面都形成表面修飾饃331。這時，隔壁構(gòu)件328的上表面和側(cè)面將成為具有難以淀積用于形成構(gòu)成電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性的第2區(qū)域327。
權(quán)利要求
1．一種強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，該存儲元件具備第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的層疊結(jié)構(gòu)的電容器部分，該制造方法的特征是具備形成具有優(yōu)先地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性的第1區(qū)域和形成與上述第1區(qū)域比較具有難于淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性的第2區(qū)域的工序；以及提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，并在上述第1區(qū)域上有選擇地形成該構(gòu)件的工序。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在基體材料的表面上形成上述第1和第2區(qū)域。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是對上述基體材料進行電極材料的成膜，在上述基體材料的上述第1區(qū)域上形成上述第1電極；對上述基體材料進行強介質(zhì)材料的成膜，在上述第1電極上形成上述強電介質(zhì)膜；以及對上述基體材料進行電極材料的成膜，在上述強電介質(zhì)膜上形成上述第2電極。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的該強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述第1區(qū)域上，使上述基體材料的表面露出；及在上述第2區(qū)域上，作成被與用于進行上述電極材料和上述強介質(zhì)材料的成膜的材料的親和性比上述基體材料的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋了的表面。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的工序后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述基體材料上形成上述表面修飾膜后，在應(yīng)該成為上述第1區(qū)域的區(qū)域上有選擇將其除去，而只在上述第2區(qū)域上有選擇地提供上述表面修飾膜。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在基體材料的表面上形成上述第1電極，對上述基體材料和上述第1電極進行強介質(zhì)材料的成膜；在上述已成膜的上述強介質(zhì)材料的表面上形成上述第1區(qū)域和上述第2區(qū)域；以及對已成膜的上述強介質(zhì)材料進行電極材料的成膜，在上述第1區(qū)域上形成上述第2電極。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在形成上述第2電極以后，進一步包括除去已成膜的上述強介質(zhì)材料的上述第2區(qū)域的區(qū)域以外的部分的工序。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述第1區(qū)域上，使已成膜的上述強介質(zhì)材料的表面露出；及在上述第2區(qū)域上，作成被與用于進行上述電極材料的成膜的材料的親和性比成膜的上述強介質(zhì)材料的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋的表面。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述基體材料和上述第1電極的整個面上形成上述表面修飾膜后，在應(yīng)該變成上述第1區(qū)域的區(qū)域有選擇地將其除去，而只在上述第2區(qū)域有選擇地提供上述表面修飾膜。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在基體材料的表面上形成上述第1電極；在上述第1電極上形成上述強電介質(zhì)膜；在上述強電介質(zhì)膜的上表面，形成上述第1區(qū)域；除了上述強電介質(zhì)膜的上表面，在上述基體材料和上述強電介質(zhì)膜的表面上形成上述第2區(qū)域；以及對已形成上述第1電極和上述強電介質(zhì)膜的上述基體材料，進行電極材料的成膜，在上述第1區(qū)域上形成上述第2電極。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在形成上述強電介質(zhì)膜的工序中，對上述基體材料和上述第1電極進行能量感應(yīng)性的強介質(zhì)材料的成膜；及對已成膜的上述強介質(zhì)材料賦能，留下成為上述強電介質(zhì)膜的區(qū)域而除去上述強介質(zhì)材料。
13．根據(jù)權(quán)利要求11所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述第1區(qū)域，使上述強電介質(zhì)膜的上表面露出；及在上述第2區(qū)域，作成被與用于進行上述電極材料的成膜的材料的親和性比上述強電介質(zhì)膜的第1區(qū)域中的露出面低的表面修飾膜覆蓋的表面。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在形成上述第2電極的工序以后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述第1電極和上述強電介質(zhì)膜的整個面上形成上述表面修飾膜以后，在應(yīng)該變成上述第1區(qū)域的區(qū)域上有選擇地將其除去，而只在上述第2區(qū)域上有選擇地提供上述表面修飾膜。
16．根據(jù)權(quán)利要求2所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述基體材料上設(shè)有具備柵電極、源區(qū)和漏區(qū)的場效應(yīng)晶體管；及上述強電介質(zhì)存儲元件是對應(yīng)于上述第1區(qū)域與上述源區(qū)和漏區(qū)的一方連接的電極部分的結(jié)構(gòu)。
17．根據(jù)權(quán)利要求7所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述基體材料上設(shè)有具備柵電極、源區(qū)和漏區(qū)的場效應(yīng)晶體管；及上述強電介質(zhì)存儲元件是對應(yīng)于上述第1區(qū)域與上述源區(qū)和漏區(qū)的一方連接的電極部分的結(jié)構(gòu)。
18．根據(jù)權(quán)利要求11所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述基體材料上設(shè)有具備柵電極、源區(qū)和漏區(qū)的場效應(yīng)晶體管；及上述強電介質(zhì)存儲元件是對應(yīng)于上述第1區(qū)域與上述源區(qū)和漏區(qū)的一方連接的電極部分的結(jié)構(gòu)。
19．根據(jù)權(quán)利要求1所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是用氣相法提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，并在上述第1區(qū)域上有選擇地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是上述氣相法是化學(xué)氣相生長法，在上述第1區(qū)域進行有選擇淀積工藝。
21．根據(jù)權(quán)利要求1所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在比上述第1區(qū)域更上方形成上述第2區(qū)域。
22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在多個的上述第1區(qū)域之間設(shè)置隔壁構(gòu)件；及將上述第2區(qū)域形成于上述隔壁構(gòu)件上。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在基體材料上設(shè)置上述隔壁構(gòu)件；及在與上述隔壁構(gòu)件的至少上述基體材料相反一側(cè)表面上形成上述第2區(qū)域。
24．根據(jù)權(quán)利要求22所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是按上述電容器部分的厚度以上的厚度來設(shè)置上述隔壁構(gòu)件。
25．根據(jù)權(quán)利要求22所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是進一步包括除去上述隔壁構(gòu)件的工序。
26．一種具備在基體材料上具有第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的層疊結(jié)構(gòu)的電容器部分的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是具備在基體材料的表面上形成第1區(qū)域和位于上述第1區(qū)域的上方的第2區(qū)域的工序，上述第1區(qū)域具有在基體材料的表面上優(yōu)先地淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中至少一個構(gòu)件的材料的表面特性，上述第2區(qū)域具有與上述第1區(qū)域比較難以淀積用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料的表面特性；以及對上述基體材料，提供用于形成構(gòu)成上述電容器部分的至少一個構(gòu)件的材料，在上述第1區(qū)域上有選擇地形成該構(gòu)件的工序。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在上述第1區(qū)域上，使上述基體材料的表面露出；及在上述第2區(qū)域上，作成被與用于形成構(gòu)成上述電容器部分的構(gòu)件的材料的親和性比上述基體材料的第1區(qū)域上的露出面的親和性低的表面修飾膜覆蓋的表面。
28．根據(jù)權(quán)利要求27強電介質(zhì)存儲元件的制造方法，其特征是在形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極中的至少一個的工序以后，進一步包括除去上述表面修飾膜的工序。
29．一種強電介質(zhì)存儲元件，其特征是利用權(quán)利要求1到25的任一項所述的方法來制造。
30．一種強電介質(zhì)存儲元件，其特征是利用權(quán)利要求26到28的任一項所述的方法來制造。
31．一種強電介質(zhì)存儲元件，其特征是包括具有第1區(qū)域和第2區(qū)域的基體材料；在上述第1區(qū)域上形成的第1電極；在上述第1電極上形成的強電介質(zhì)膜；以及在上述強電介質(zhì)膜上形成的第2電極，上述第2區(qū)域的表面具有比上述基體材料的第1區(qū)域的表面難以淀積用于形成上述第1電極、強電介質(zhì)膜和第2電極的至少一個構(gòu)件的材料的特性。
32．根據(jù)權(quán)利要求31所述的強電介質(zhì)存儲元件，其特征是上述第2電極位于上述基體材料的第1區(qū)域的表面的上方。
33．一種強電介質(zhì)存儲元件，其特征是包括在基體材料上形成的第1電極；在上述第1電極上形成的強電介質(zhì)膜；以及在上述強電介質(zhì)膜上形成的第2電極，上述基體材料和上述第1電極的表面具有比形成上述強電介質(zhì)膜中的上述第2電極的面難以淀積用于形成上述第2電極的材料的特性。
34．根據(jù)權(quán)利要求31所述的強電介質(zhì)存儲元件，其特征是在上述基體材料上形成與上述第1電極和上述第2電極的至少一個連接的晶體管。
35．根據(jù)權(quán)利要求33所述的強電介質(zhì)存儲元件，其特征是在上述基體材料上形成與上述第1電極和上述第2電極的至少一個連接的晶體管。
全文摘要
一種強電介質(zhì)存儲元件的制造方法包括:在形成了晶體管的襯底(10)的表面上,形成易于淀積強介質(zhì)電容器部分的構(gòu)件的材料的第1區(qū)域(24),和比第1區(qū)域(24)難以淀積用于形成強介質(zhì)電容器部分的材料的第2區(qū)域(26)的工序;以及對襯底(10)供給材料,在襯底(10)的第1區(qū)域(24)上形成第1電極(32)、強電介質(zhì)膜(34)和第2電極(36)的工序。
文檔編號H01L21/316GK1319254SQ00801611
公開日2001年10月24日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月4日
發(fā)明者下田達也, 西川尚男 申請人:精工愛普生株式會社