本発明では、水素またはＨ_２Ｏの拡散を防止することで強誘電体キャパシタの劣化を防止し、高品質の強誘電体キャパシタを有する半導体装置を提供することを課題とする。そのため、本発明では、基板上に形成された強誘電体キャパシタと、前記強誘電体キャパシタ上に形成された配線構造とを有する半導体装置であって、前
記配線構造は、層間絶縁層と当該層間絶縁層中に形成されたＣｕ配線部を含み、前記層間絶縁層に面するように、水素拡散防止層を含むエッチングストッパー層が形成されていることを特徴とする半導体装置を用いた。
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１つ以上のコンタクトプラグが通過して延びている基板と、上記基板上に形成された第１の層間絶縁膜とから、強誘電体キャパシタデバイス（例えばＦｅＲＡＭデバイス）が形成されている。上記第１の層間絶縁膜上にはスペーサ層が形成されていて、このスペーサ層上には第１の酸素バリア層が形成されていて、この第１の酸素バリア層上にはバッファ層が形成されている。上記バッファ層上において、上記バッファ層と上記コンタクトプラグとの間に下地材料の層が形成されていて、第１の電極と第２の電極との間に誘電体層が挟まれている。上記デバイスに第２の酸素バリア層が塗布される。上記スペーサ層があれば、上記下地材料と上記コンタクトプラグとの界面まで酸化が及ぶことが抑制される。なぜなら、上記界面が、上記第１の酸素バリア層の下に位置しているからである。この結果、電気コンタクトが破損することはない。
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本発明は、強誘電体コンデンサ装置およびその製造方法にかかる。この製造方法は、基板を形成する工程と、この基板を貫通するようにコンタクトプラグを形成する工程とを含む。基板の上には電気絶縁層が形成され、この電気絶縁層上に第１の電極が形成される。さらに、第１の電極上には強誘電体層が形成され、強誘電体層上には第２の電極が形成される。第１の電極は、電気絶縁層を貫通して、プラグに電気接続されている。
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ナノクラスターを備えたデバイスを形成するプロセス。本プロセスは、ナノクラスター（例えばシリコンナノ結晶）を形成する段階と、デバイスの誘電体を形成する次の段階中に酸化剤によるナノクラスターの酸化を抑制するためにナノクラスターを覆って酸化バリア層を形成する段階とを含む。酸化バリア層の少なくとも一部は、誘電体の形成後に除去される。１つの実施例では、本デバイスは、ナノクラスターがメモリの電荷蓄積トランジスタの電荷蓄積位置として利用されるメモリである。この実施例では、酸化バリア層が、メモリの高電圧トランジスタ用のゲート誘電体を形成することにより、ナノクラスターを酸化剤から保護する。 （もっと読む）

強誘電体デバイスは底部電極１１９を含んでいる。底部電極１１９の上には強誘電体キャパシタ素子１０３が形成され、この強誘電体キャパシタ素子１０３の上に頂部電極１０１が形成されている。底部電極１１９は、導電性プラグ１１３を介して、該デバイスの下側層に接続されている。そして、プラグ１１３と底部電極１１９とは、Ｉｒ及び／又はＩｒＯ_２からなるバリア素子１０７、１０９によって離間させられている。両バリア素子１０７、１０９は、底部電極１１９よりも狭く、個別のエッチング処理により形成される。これは、底部電極１１９のエッチング時にはＩｒの囲いが形成されないということを意味する。また、Ｉｒ及び／又はＩｒＯ_２が、底部電極１１９を介して強誘電体キャパシタ素子に拡散することはほとんどない。それゆえ、強誘電体材料に損傷が生じる危険性はほとんどない。
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デバイスの下層（２）にコンタクトを形成する方法は、コンタクトホール（５）を形成するステップと、デバイスのコンタクトホール内にバリア材からなるコンタクトホールバリア層（７）を形成するステップと、コンタクトホールの底面のコンタクトホールバリア層をエッチングするステップと、コンタクトホール内にライナ材（８）を堆積するステップと、コンタクトホールに導電性材料（９）を充填するステップとを有する。半導体、受動素子、キャパシタ又はＦｅＲＡＭなどのデバイスが上記方法に従って形成される。コンタクトホールの側壁にあるコンタクトホールバリア層（７）が、水素及び／又は酸素の側方拡散を抑制する。コンタクトホールバリア層は、ウェットエッチングプロセスによって生じる既存のバリア層（３）内のボイド（６）を充填するために上記プロセス後に、又は既存のバリア層への損傷を抑制するために上記プロセス前に行うことができる。

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