專利名稱：強電介質存儲器、半導體裝置、強電介質存儲器的制造方法以及半導體裝置的制造方法
技術領域：
本發明涉及強電介質存儲器、半導體裝置、強電介質存儲器的制造方法以及半導體裝置的制造方法。
背景技術：
強電介質存儲器(FeRAM)根據采用強電介質薄膜的強電介質電容器的自發極化而保持數據。近年，采用強電介質存儲器的半導體裝置越來越引人注目。
在強電介質存儲器的領域中，在強電介質電容器中所包含的強電介質薄膜的結晶狀態是決定器件特性的主要原因之一。并且，在強電介質存儲器的制造工序中，包括形成層間絕緣膜或者保護膜的工序，采用產生大量氫的過程。此時，強電介質薄膜，由于主要以氧化物構成的強電介質作為材料形成，所以根據在制造工序中產生的氫還原氧化物，對強電介質電容器的特性帶來所不希望的影響。
作為改善受到這種影響的強電介質電容器的特性的方法，包括根據在采用電爐等的高溫下的熱處理恢復強電介質薄膜的結晶狀態的方法。但是，如果采用該方法，那么在形成層間絕緣膜或保護膜的狀態中，比如存在根據原子擴散等給金屬布線等的周邊部件的特性帶來影響的可能。另外，在強電介質存儲器中集成晶體管等的其它的半導體器件時，晶體管等的特性受到根據這種高溫下的熱處理的熱負荷的影響。為此，期望在對器件能夠盡可能不外加熱負荷時能夠恢復強電介質電容器的特性的技術。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠減少用于恢復強電介質電容器的特性的熱負荷的強電介質存儲器的制造方法以及采用該制造方法形成的強電介質存儲器。還有，本發明的另一目的在于提供一種包括本發明的強電介質存儲器的半導體裝置及其制造方法。
有關本發明的強電介質存儲器的制造方法包括如下步驟在基板上至少已經形成強電介質電容器的狀態下，從該強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光。
圖1A表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的模式平面圖。圖1B表示圖1A中的A-A′截面圖。
圖2A表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序所使用的激光照射裝置的模式圖。圖2B表示在有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序中所使用的燈光照射裝置的模式圖。
圖3表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖4表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖5表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖6表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖7表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖8表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖9表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖10表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖11A表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖11B表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖12表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的模式圖。
圖13表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖14A表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖14B表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖15表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造工序的變形例的模式圖。
圖16A表示有關本發明第3實施方式的半導體裝置的模式圖。
圖16B表示用于說明有關本發明第3實施方式的半導體裝置的制造工序中的狀態圖。
具體實施例方式
(1)本實施方式的強電介質存儲器的制造方法，包括以下步驟在基板上至少已經形成強電介質電容器的狀態在，從該強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光。
在該強電介質存儲器的制造方法中，通過從在基板上形成的強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光，應用激光或者燈光的熱能可以改善強電介質電容器的特性。具體地說，通過改變在強電介質電容器中所包括的強電介質層的結晶狀態恢復強電介質電容器的特性。另外，照射的激光或者燈光，通過脈沖狀照射，由于能夠用短時間進行加熱，所以能夠減少對照射部分以外的比如金屬布線等的周邊部件或者晶體管的熱負荷。因此，根據本實施方式的強電介質存儲器的制造方法，能夠減少用于恢復強電介質電容器的特性的熱負荷，同時能夠得到良好特性的強電介質存儲器。
在此，在本說明書中的「在～之上」，不限于直接在其上方，也包括介于給定層的情況。另外，在本說明書中的「脈沖狀」，可以是在給定間隔下多次照射激光或者燈光的狀態，間隔可以是一定的也可以不是一定。
(2)在本實施方式的強電介質存儲器的制造方法，包括在基板上至少已經形成強電介質電容器的狀態下，至少在該強電介質電容器中所包括的強電介質層的給定部分上形成具有開口部的光遮斷膜；從所述強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光。
本實施方式的強電介質存儲器的制造方法，與上述(1)的制造方法相比，其不同點在于在強電介質電容器中所包括的強電介質層的給定部分上設置具有開口部的光遮斷膜。該光遮斷膜，通過將照射的脈沖狀的激光或者燈光吸收或者反射，能夠遮住向光遮斷膜的下部的熱負荷。另外，「強電介質層的給定部分」包括所形成的強電介質層的一部分或者全部，至少包括作為強電介質電容器的構成實質發揮作用的部分。
并且，在本實施方式的強電介質存儲器的制造方法中，如果照射激光或者燈光，那么能夠從光遮斷膜的開口部只對強電介質層的給定部分供給激光或者燈光的熱能。因此，根據本實施方式的強電介質存儲器的制造方法，能夠充分減少對周邊部件的熱負荷，同時能夠得到良好特性的強電介質存儲器。
另外，有關本實施方式的強電介質存儲器的制造方法可以采用以下方式。
(A)通過對在所述強電介質電容器中所包括的強電介質層照射所述脈沖狀的激光或者燈光，能夠恢復所述強電介質電容器的特性。
(B)照射所述脈沖狀的激光或者燈光，能夠在所述強電介質電容器之上形成層間絕緣膜后進行。根據該方式，能夠減少向周邊部件的熱負荷同時能夠改善受到由層間絕緣膜的形成工序所產生的氫的還原作用影響的強電介質電容器的特性。
(C)照射所述脈沖狀的激光或者燈光，能夠在形成用于連接所述強電介質電容器和其它部分的金屬布線后進行。根據該方式，能夠對由于熱負荷容易引起特性惡化的金屬布線減少熱負荷，同時能夠改善強電介質電容器的特性。
(D)照射所述脈沖狀的激光或者燈光，能夠在形成覆蓋用于連接所述強電介質電容器和其它部分的金屬布線的保護膜后進行。根據該方式，能夠減少向周邊部件的熱負荷同時能夠改善受到由保護膜的形成工序所產生的氫的還原作用影響的強電介質電容器的特性。
(E)能夠由透過或者吸收光的材料形成在所述強電介質電容器中所包括的上部電極。根據該方式，通過上部電極能夠高效地將激光或者燈光的熱能供給到強電介質層，用短時間能夠改善強電介質電容器的特性。
(F)能夠由反射光的材料形成在所述強電介質電容器中所包括的下部電極。根據該方式，由于能夠發射由下部電極照射的激光或者燈光并高效地將熱能供給到強電介質層中，所以能夠用短時間改善強電介質電容器的特性。
(3)另外，本實施方式的強電介質存儲器，采用上述任一項的制造方法形成。另外，在本實施方式的強電介質存儲器中，包括強電介質電容器，其具有在基板上交叉形成的帶形狀的上部電極以及下部電極、和至少在所述上部電極以及所述下部電極交叉的區域之間配置的強電介質層。
(4)另外，本實施方式的半導體裝置的制造方法，包括強電介質電容器的存儲器單元區域和其它電路區域的半導體裝置的制造方法，包括在基板上的給定區域中形成所述存儲器單元區域的步驟、和在與所述基板上的所述存儲器單元區域不同的部分中形成所述電路區域的步驟，在形成所述電路區域時，在該電路區域之上形成光遮斷膜；在形成所述存儲器單元區域時，至少在形成所述光遮斷膜后根據上述任一項的強電介質存儲器的制造方法形成所述存儲器單元區域。
根據該半導體裝置的制造方法，由于通過光遮斷膜能夠減少對存儲器單元區域以外的其它電路區域的熱負荷，所以提高了制造過程的自由度。另外，根據該制造方法，由于減少了其它電路區域的熱負荷，所以比如金屬布線等不會由于結晶化的熱而造成惡化，能夠充分保證制造的器件的特性以及成品率。
(5)另外，本實施方式的半導體裝置，采用上述制造方法形成。
下面，參照附圖對本發明優選實施方式進行詳細說明。
第1實施方式圖1A以及圖1B表示有關本發明第1實施方式的強電介質存儲器1000的模式圖。還有，圖1A表示有關本實施方式的強電介質存儲器1000的平面形狀，圖1B表示在圖1A中A-A′的截面圖。
有關本實施方式的強電介質存儲器1000，如圖1A所示，包括存儲器單元陣列100和周邊電路部200。并且，存儲器單元陣列100和周邊電路部200在不同的層中形成。另外，周邊電路部200，相對于存儲器單元陣列100配置在半導體基板10上的不同區域中。作為周邊電路部200的具體例，能夠列舉Y門電路、讀出放大器、輸入輸出緩沖放大器、X地址譯碼器、Y地址譯碼器，或者地址緩沖器。
存儲器單元陣列100，按照用于行選擇的下部電極101(字線)和用于列選擇的上部電極103(位線)交叉那樣排列。另外，下部電極101以及上部電極103包括由多條線狀的信號電極構成的帶形狀。信號電極也可以按照下部電極101是位線，上部電極103是字線那樣形成。
并且，如圖1B所示，在下部電極101和上部電極103之間配置強電介質層102。在存儲器單元陣列100中，在下部電極101和上部電極103的交叉區域中構成作為強電介質電容器105發揮作用的存儲器單元。強電介質層102，至少配置在下部電極101和上部電極103的交叉區域之間。
另外，在有關本實施方式的強電介質存儲器1000中，按照覆蓋下部電極101、強電介質層102、以及上部電極103那樣形成第2層間絕緣膜40。進一步，在第2層間絕緣膜40之上，按照覆蓋布線層51、52那樣形成絕緣性的保護層60。
周邊電路部200，如圖1A所示，包括用于對上述存儲器單元100進行選擇信息的寫入或者讀出的各種電路。周邊電路部200包括，比如，用于選擇控制下部電極101的第1驅動電路201和用于選擇控制上部電極103的第2驅動電路203，還有讀出放大器等的信號檢測電路(圖中沒有畫出)。
還有，周邊電路部200，如圖1B所示，包括在半導體基板10上形成的MOS晶體管210。MOS晶體管210包括柵絕緣膜212、柵電極214以及源/漏區域216。各MOS晶體管210間通過元件分離區域20分離。在形成該MOS晶體管210的半導體基板10上，形成第1層間絕緣膜30。并且，周邊電路部200和存儲器單元陣列100通過布線層51電連接。
接著，對在有關本實施方式的強電介質存儲器1000中的寫入、讀出動作的一個例子進行說明。
首先，在讀出動作中，將讀出電壓外加在選擇的存儲器單元的電容器上。與此同時兼進行‘0’的寫入動作。此時，讀出放大器，將流過選擇的位線的電流，或者將位線設為高阻抗時的電位讀出。并且，在非選擇的存儲器單元的電容器上，為了防止讀出時的串擾，外加給定的電壓。
在寫入動作中，‘1’的寫入時，將讓極化狀態反轉的寫入電壓外加在選擇的存儲器單元的電容器上。‘0’的寫入時，將不讓極化狀態反轉的寫入電壓外加在選擇的存儲器單元的電容器上，并在讀出動作時保持為‘0’狀態。此時，為了防止寫入時的串擾，在非選擇的存儲器單元的電容器上外加給定的電壓。
接著，參照圖2～圖6對有關以上所述的本實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法進行說明。
在有關本實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法中，在半導體基板10上形成存儲器單元100以及周邊電路部200。在此之后，采用在圖2A以及圖2B中所示的光照射裝置并進行強電介質電容器105的特性改善，同時進行在圖3～圖6中所示的第2層間絕緣膜40、布線層51、52、保護膜60的形成工序。
圖2A表示激光照射裝置的一個例子的模式圖。在該激光照射裝置中，能夠將來自可輸出給定波長帶的光的激光器(比如，受激準分子激光器)4的激光通過反射鏡5、透鏡6照射在載物臺2上搭載的目標1上。載物臺2以及激光器4，由控制裝置3控制，并能夠形成以給定間隔重復激光的輸出以及非輸出并對目標1的期望的部位照射脈沖狀的激光。
圖2B表示燈光照射裝置的一個例子的模式圖。在該燈光照射裝置中，能夠將從燈(比如氙氣燈)7輸出的燈光照射在載物臺2上搭載的目標1上。燈7由控制裝置3控制，并能夠形成由給定間隔重復燈光的輸出以及非輸出并將脈沖狀的燈光照射在目標1上。
在圖2A以及圖2B中所示的激光照射裝置以及燈光照射裝置，也能夠應用在以下所述的各實施方式及其變形例中。
在有關本實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法中，如圖3所示，首先，在半導體基板10上采用公知的半導體裝置的制造方法形成MOS晶體管210、元件分離區域20以及第1層間絕緣膜30。接著，在第1層間絕緣膜30的上部形成層疊下部電極101、強電介質層102、上部電極103的強電介質電容器105。
下部電極101，能夠將Pt或者Ir等的貴金屬或者其氧化物(IrOx等)作為材料而形成。另外，下部電極101，也可以是單層膜，也可以是層疊由多種類的材料構成的層的多層膜。下部電極101，在其上層疊的強電介質層102，比如將SBT(Strontium Bismuth Tantalates)作為材料時，能夠采用濺射形成由Pt構成的單層膜。另外，在通過多層膜形成下部電極101時，比如，在基板10上由濺射法形成Ti膜，通過氧化該膜形成TiOx膜，在此之上能夠根據濺射法形成Pt膜。還有，下部電極101，由上述Pt或者Ir等的金屬形成，在以下的光的照射工序中，能夠在強電介質電容器105的特性改善中高效應用照射光。
作為強電介質層102的材料，能夠采用LZT(Lead Zirconate Titanate)、SBT(Strontium Bismuth Tantalates)、BIT(Bismuth Titanate)、BLT(BismuthLanthanum)等。強電介質層102采用溶液涂敷法(包括溶膠凝膠法、MOD(Metal Organic Decomposition)法。)、濺射法、或者CVD(Chemical VaporDeposition)法(包括MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法。)等成膜。
上部電極103的材料以及形成方法，能夠應用與下部電極101相同的材料以及方法。進一步，上部電極103，能夠將透過或者吸收激光或者燈光的材料，比如氧化物導電體作為材料形成。作為這種上部電極103的材料，比如，可列舉ITO(Indium Tin OxideIn2O3-SnO2)、SRO(SrRuOx)、LSCO(LaxSr1-xCoO3)、YBCO(YBa2Cu3O7)、IrOx等。通過應用這種材料，在以下的光的照射工序中，能夠在強電介質電容器105的特性改善中高效應用照射光。
在此，下部電極101以及上部電極103能夠分別用周知的方法通過形成圖案，排列多條線形狀的信號電極，加工為帶形狀。作為制作布線圖的方法，比如，能夠應用采用ICP(Inductively Coupled Plasma)等的高密度等離子體的干腐蝕等。
接著，如圖4所示，按照覆蓋強電介質電容器105那樣形成第2層間絕緣膜40。該第2層間絕緣膜40，采用等離子體CVD裝置，比如，能夠由SiO2等的氧化膜形成。在形成第2層間絕緣膜40時，產生大量的氫。由于氫對氧化物具有還原作用，所以給強電介質層102的結晶狀態或者強電介質電容器105的特性帶來所不希望的影響。
在此，在有關本實施方式的制造方法中，在形成第2層間絕緣膜40后，從其上方對強電介質層102掃描照射脈沖狀的激光70，根據該激光70的熱能進行恢復結晶狀態的熱處理。由此，能夠將作為決定強電介質電容器105的特性的主要原因之一的強電介質層102的結晶狀態保持為良好的狀態。另外，由于激光70能夠局部照射，所以在通過加熱很容易受到影響的MOS晶體管210等的周邊部件等上不附加熱負荷，能夠只在所希望的部分上施加熱處理。進一步，通過將激光70變為脈沖狀能夠用短時間高效實施熱處理，也能夠大幅減少向其它部件的熱負荷。
接著，如圖5所示，通過采用比如RIE(Reactive Ion Etching)等的公知的蝕刻方法對第1層間絕緣膜30以及第2層間絕緣膜40進行蝕刻，形成強電介質電容器105以及MOS晶體管210用的接觸孔。在接觸孔內，比如，形成由AI等的金屬構成的布線層51、52，強電介質電容105和MOS晶體管210通過布線層51、52電連接。在本實施方式的制造方法中，即使在形成布線層51、52后，通過掃描照射激光70，能夠進行恢復強電介質102的結晶狀態的熱處理。
可是，在形成AI等的金屬布線后的熱處理，由于可引起金屬布線的惡化，所以在以往不能進行采用比如電爐等的熱處理。但是，在本實施方式的制造方法中，通過脈沖狀照射能夠局部照射光的激光70，對布線層51、52不帶來影響，進一步對其他部件也能夠進行熱負荷少且短時間的熱處理。
并且，在本實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法中，如圖6所示，按照覆蓋布線層51、52那樣形成比如由SiN構成的保護膜60。在保護膜60的形成工序中，比如通過使用等離子體CVD裝置在工序中產生大量的氫。即，強電介質電容器105的強電介質層102的結晶狀態受到氫的還原作用的影響。在此，與上述情況相同，在形成保護膜60后，通過從其上方對強電介質層102掃描照射脈沖狀的激光70，能夠改善強電介質層102的結晶狀態，能夠將強電介質電容器的特性保持為良好。即使在這時，也能夠在短時間其不對周邊部件附加熱負荷的情況下進行熱處理。
按照以上所述那樣，根據有關本實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法，減少熱負荷并恢復左右強電介質存儲器105的特性的強電介質層102的結晶狀態，同時能夠推進制造工序，能夠得到良好特性的強電介質存儲器1000。
還有，在本實施方式中，雖然舉例說明了采用圖2A所示的激光照射裝置并局部照射脈沖狀的激光的情況，根據以下所述的變形例，也能夠適用于采用圖2B所示的燈光照射裝置的情況。
變形例圖7～圖9表示有關本發明的第1實施方式的強電介質存儲器1000的制造方法的變形例的模式圖。對與圖3～圖6所示的內容實質上具有相同功能的部分賦予相同的符號，并省略詳細的說明。
在有關本變形例的強電介質存儲器的制造方法中，采用上述的方法，并與圖3所示的內容相同，在基板10上形成強電介質存儲器105和MOS晶體管210。
接著，如圖7所示，比如，采用等離子體CVD裝置等在強電介質存儲器105上形成第2層間絕緣膜40，進一步在其上面，在強電介質電容器105中所包括的強電介質層102的給定部分上形成具有開口部85的光遮斷膜81。
具體地說，在強電介質層102中，在下部電極101和上部電極103對向的區域(或者下部電極101和上部電極103交叉的區域)間配置的部分是在強電介質電容器105中實質上作為電容器發揮作用的部分。在此，在本變形例中，在下部電極101和上部電極103對向的區域上設置開口部85。還有，只要將開口部85至少設置在強電介質層102中實質上作為電容器發揮作用的部分上即可，也可以對強電介質層102的全體設置開口部85。在以下所述的光遮斷膜82、83中出于同樣的考慮也能夠設置開口部85。
光遮斷膜81，比如，將Al、Au、Ag、Cu、Pt、Ir等金屬或者絕緣體等作為材料，比如能夠采用濺射法等形成。另外，光遮斷膜81，通過反射或者吸收光以達到對下部層將光遮斷的目的而設置。該光遮斷膜81，在光的照射結束后，能夠通過蝕刻等除去。在以下所述的光遮斷膜82、83中也相同。在本變形例中，光遮斷膜81～83作為在光的照射工序結束后被除去的部分進行說明。
并且，在本變形例中，比如，如果采用在圖2B中所示的燈光照射裝置從上部對整個平面照射脈沖狀的燈光90，那么根據通過開口部85的燈光90將熱能供給到強電介質層102上，能夠進行熱處理。即，讓受到在第2層間絕緣膜40的形成時所產生的氫的影響的強電介質層102中作為電容器發揮作用的部分恢復結晶狀態，能夠改善強電介質電容器105的特性。
接著，在本變形例中，如圖8所示，在形成布線層51、52后，按照覆蓋這些布線層那樣形成比如由絕緣體構成的光遮斷膜82。對光遮斷膜82也在強電介質層102的給定部分的上方設置開口部85。此時，通過從光遮斷膜82的上方照射脈沖狀的燈光，讓強電介質層102的給定部分恢復結晶狀態，能夠改善強電介質電容器的特性。
進一步，在本變形例中，如圖9所示，在按照覆蓋布線層51、52那樣形成保護膜60后，也能夠在強電介質層102的給定部分的上方設置具有開口部85的光遮斷膜83。此時，通過從光遮斷膜83的上方照射脈沖狀的燈光也能夠讓受到在保護膜83的形成時所產生的氫的影響的強電介質層102的給定部分恢復結晶狀態，并能夠改善強電介質電容器的特性。
按照以上所述那樣，在本變形例中，通過在照射光時形成具有開口部85的光遮斷膜81～83，有效減少周邊部件的熱負荷，同時恢復強電介質102的結晶狀態，能夠推進制造工序。另外，按照燈光照射裝置等那樣，在采用對被照射物整個平面照射光的裝置時能夠進行減少對周邊部件的熱負荷的熱處理。因此，在本變形例的制造方法中，改善強電介質電容器的特性同時推進制造工序，也能夠得到具有良好特性的強電介質存儲器1000。還有，在本實施例中所說明的方法，也能夠適用于采用激光照射裝置的情況。
第2實施方式圖10～圖12表示有關本發明第2實施方式的強電介質存儲器的制造方法的模式圖。在與上述實施方式中所說明的內容實質上具有相同功能的部分中賦予相同的符號，并省略其詳細說明。
在本實施方式中，對制造將強電介質電容器105和強電介質電容器105的驅動用MOS晶體管210作為存儲器單元的1T1C型的強電介質存儲器進行說明。
在本實施方式中，首先，采用與上述實施方式相同的方法，如圖10所示那樣，在基板10上順次形成MOS晶體管210、第1層間絕緣膜30以及強電介質電容器105。MOS晶體管210通過元件分離區域20與其它的存儲器單元的MOS晶體管210絕緣。
接著，如圖11A所示，在強電介質電容器105上形成第2層間絕緣膜40，在此之后對強電介質層102局部照射脈沖狀的激光70。由此，能夠讓受到在形成第2層間絕緣膜40時產生的氫的影響的強電介質層102恢復結晶狀態。
也能夠采用燈光照射裝置代替激光照射裝置。此時，如圖11B所示，在第2層間絕緣膜40之上形成具有開口部85的光遮斷膜81。開口部85，被設置在強電介質層102的上方。在此之后，通過從光遮斷膜81的上方對整個平面照射脈沖狀的燈光90能夠讓強電介質層102恢復結晶狀態。采用如圖11B所示的光遮斷膜81的方法，也能夠適用于照射激光70。
在圖11A或者圖11B所示的工序后，如圖12所示，通過將第2層間絕緣膜40進行蝕刻，形成接觸孔。在此之后，形成布線層51、52并電連接強電介質電容器105和MOS晶體管210。進一步，通過按照覆蓋布線層51、52那樣形成保護層60能夠制造強電介質存儲器1010。
按照如上所述，根據有關本實施方式的制造方法，通過脈沖狀的激光70或者燈光90的照射進行熱處理并通過在第2層間絕緣膜40的形成工序中讓受到影響的強電介質層105恢復結晶狀態，改善強電介質電容器105的特性，并能夠推進制造工序。還有，對強電介質層102照射的激光70或者燈光90，由于能夠按照對周邊部件不供給熱能那樣照射，周邊構件不會由于熱負荷而惡化。因此，根據有關本實施方式的制造方法，能夠得到良好特性的強電介質存儲器1010。
變形例圖13～圖15表示有關本發明第2實施方式的制造方法的變形例的模式圖。另外，對與在圖10～圖12中所示的內容實質上具有相同功能的部分賦予相同的符號，并省略其詳細說明。
在本變形例中，對在第2層間絕緣膜40的形成工序前用布線層51連接強電介質電容器105和MOS晶體管210的情況進行說明。
首先，如圖13所示，在基板10上形成MOS晶體管210，進一步在其上形成第1層間絕緣膜30，同時在第1層間絕緣膜30上形成接觸孔并形成布線層51。并且，在布線層51的上方順次層疊下部電極101、強電介質層102以及上部電極103并形成強電介質電容器105。由此，布線層51變為插頭電極，并電連接強電介質電容器105和MOS晶體管210。
在本變形例中，如圖14A所示，在強電介質電容器105上形成第2層間絕緣膜40，通過從其上方對強電介質層102照射脈沖狀的激光70，能夠讓受到在第2層間絕緣膜40的形成工序中所產生的氫的影響的強電介質層102恢復結晶狀態。另外，如圖14B所示，在第2層間絕緣膜40的上方，在強電介質電容器105中所包括的強電介質層102的上方形成具有開口部85的光遮斷膜81，通過從其的上方對強電介質層102照射脈沖狀的燈光90也能夠得到同樣的作用效果。
最終，在這種第2層間絕緣膜40中形成接觸孔，同時在這種接觸孔上形成用于外部連接強電介質電容器105以及MOS晶體管210的布線層52、53并能夠制造強電介質存儲器1020。
因此，在有關本變形例的制造方法中，通過讓在第2層間絕緣膜40的形成工序中受到影響的強電介質層105恢復結晶狀態的脈沖狀的激光70或者燈光90的照射進行熱處理，改善強電介質電容器105的特性同時能夠推進制造工序。另外，對強電介質層102照射的激光70或者燈光90，由于按照對周邊部件不供給熱能那樣照射，所以周邊部件不能由于熱負荷惡化。因此，根據有關本變形例的制造方法，能夠得到良好特性的強電介質存儲器1020。
第3實施方式圖16A表示有關本發明第3實施方式的半導體裝置2000的模式圖。半導體裝置2000，由包括強電介質電容器的存儲器單元區域1100、和在同一基板上形成由半導體電路300、400、500構成的其它電路區域600構成。存儲器單元區域1100，比如，由第1、第2實施方式以及這些變形例所說明的強電介質存儲器的存儲器單元以及存儲器單元陣列等構成。半導體電路300、400、500，比如，由存儲器單元區域1100用的驅動電路或者運算處理電路、其它存儲器裝置等構成。
在具有這種結構的半導體裝置2000中，在基板上在存儲器單元區域1100之前形成電路區域600時，如果進行高溫的熱處理以便強電介質電容器的特性恢復，那么存在在電路區域600中所包括的各半導體電路300、400、500的特性惡化的問題。
在此，在有關本實施方式的半導體裝置2000中，如圖16B所示，在基板上形成電路區域600后在該電路區域600的上方形成比如由金屬構成的光遮斷膜80之后，在基板上形成存儲器單元區域1100。形成光遮斷膜80的時刻，也可以在形成存儲器單元區域1100的工序中，最晚可以在將脈沖狀的激光或者燈光照射在強電介質電容器上之前。在存儲器單元區域1100中所包括的強電介質存儲器的存儲器單元、存儲器單元陣列等能夠采用上述實施方式中所說明的制造方法形成。
即，為了改善強電介質電容器的特性而照射的脈沖狀的激光或者燈光，通過光遮斷膜80對在該膜下的電路區域600不帶來影響。因此，根據有關本實施方式的半導體裝置2000的制造方法，由于能夠通過光遮斷膜80減少向存儲器單元區域1100以外的其它的電路區域600的熱負荷，所以提高了制造過程的自由度。另外，根據這種制造方法，由于減少向其它電路區域600的熱負荷，比如，電路中的金屬布線等不會由于熱而惡化，能夠保證半導體電路300、400、500的特性，同時能夠讓半導體裝置2000的成品率提高。
以上，對適用于本發明的實施方式進行了說明，本發明并不限定于此，在本發明的要旨范圍內可以采用各種各樣的方式。
權利要求
1.一種強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，包括在基板上至少已經形成強電介質電容器的狀態下，從該強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光。
2.一種強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，包括在基板上至少已經形成強電介質電容器的狀態下，至少在該強電介質電容器中所包括的強電介質層的給定部分上形成具有開口部的光遮斷膜；從所述強電介質電容器的上方照射脈沖狀的激光或者燈光。
3.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，通過對所述強電介質存儲器中所包括的強電介質層照射所述脈沖狀的激光或者燈光，恢復所述強電介質電容器的特性。
4.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，照射所述脈沖狀的激光或者燈光，在所述強電介質電容器之上形成層間絕緣膜后進行。
5.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，照射所述脈沖狀的激光或者燈光，在形成用于連接所述強電介質電容器和其它部分的金屬布線后進行。
6.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，照射所述脈沖狀的激光或者燈光，在形成覆蓋用于連接所述強電介質電容器和其它部分的金屬布線的保護膜后進行。
7.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，由透過或者吸收光的材料形成在所述強電介質電容器中所包括的上部電極。
8.根據權利要求1或者2所述的強電介質存儲器的制造方法，其特征在于，由反射光的材料形成在所述強電介質電容器中所包括的下部電極。
9.一種強電介質存儲器，其特征在于，采用權利要求1～8中任一項所述的制造方法形成。
10.一種強電介質存儲器，其特征在于，包括強電介質電容器，其包括具有帶形狀，在基板上交叉形成的上部電極以及下部電極；和至少在所述上部電極以及所述下部電極交叉的區域之間配置的強電介質層；采用在權利要求1～8中任一項所述的制造方法形成。
11.一種半導體裝置的制造方法，所述半導體裝置包括強電介質電容器的存儲器單元區域和其它電路區域，其特征在于，在所述制造方法中，包括在基板上的給定區域中形成所述存儲器單元區域的步驟、和在與所述基板上的所述存儲器單元區域不同的部分中形成所述電路區域的步驟；在形成所述電路區域時，在該電路區域之上形成光遮斷膜；在形成所述存儲器單元區域時，至少在形成所述光遮斷膜后根據權利要求1～8中任一項所述的制造方法形成所述存儲器單元區域。
12.一種半導體裝置，其特征在于，采用在權利要求11所述的制造方法形成。
全文摘要
本發明提供一種強電介質存儲器的制造方法，在基板(10)上至少形成了強電介質電容器(105)的狀態下，從強電介質電容器(105)的上方照射脈沖狀的激光(70)。
文檔編號H01L21/268GK1675747SQ0381876
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月13日 優先權日2002年8月14日
發明者澤崎立雄, 名取榮治, 古林智一, 濱田泰彰 申請人:精工愛普生株式會社