[发明专利]具有电容器元件的半导体器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于日本专利申请No.2007-309058，其内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种提供有电容器元件的半导体器件。

背景技术

近年来，具有电容器元件的半导体器件，例如DRAM，已经朝着更大容量和更细微的元件尺寸的方向发展。因此，需要电容器元件能在尽管面积很小的条件下，确保大容量。

具体地，希望具有提供在同一个衬底上的逻辑部件和存储部件的逻辑嵌入半导体存储器件用以提高操作速度。

与具有电容器元件的半导体器件相关的已知技术包括下面在专利文献中描述的且由RaviK.Venkatesan等人撰写的那些技术。

日本特开专利公开No.2003-7854描述了一种基于包含圆柱型MIM(金属绝缘体金属)电容器的COB(位线上电容器)结构的逻辑嵌入半导体存储器件。在该圆柱型MIM电容器中，形成下电极以覆盖形成在绝缘夹层中的凹口的整个内壁。

日本特开专利公开No.2006-245364描述了一种基于包含圆柱型MIM电容器的CUB(位线下电容器)结构的半导体器件。

日本特开专利公开No.2003-332453和No.2004-235560描述了基于具有平行平板型(平面)MIM电容器的CUB结构的半导体器件。这种基于CUB结构的半导体存储器件引起了以下问题：缩小存储单元面积的任何尝试可能更容易造成电容器元件和位接触栓塞之间的短路。

日本特开专利公开No.2002-373945描述了一种利用金属氧化物膜作为电容器绝缘膜的MIM电容器。

专利申请No.2003-520384的PCT国际公开的公开日文翻译描述了一种涉及利用导电有机膜的非易失性存储器的技术。

专利申请No.WO2003-052827的PCT国际公开的国内再公开描述了一种涉及利用由包含夹层型配位化合物的单体单元构成的聚合物的存储单元的技术。Ravi K.Venkatesan等人(“Tapping ZettaRAM^TM forLow-Power Memory Systems”，Proceedings of the 11th Int’1 Symposiumon High Performance Computer Architecture(HPCA-112005)，2005)描述了一种涉及利用自组装单分子膜的存储单元的技术。

美国专利No.6921475描述了一种涉及与传感器耦合的自组装单分子膜的电化学测量的技术。

专利申请No.2003-520384的PCT国际公开的公开日文翻译、专利申请No.WO2003-052827的PCT国际公开的国内再公开、美国专利No.6921475和Ravi K.Venkatesan等人已经描述了利用有机分子膜的电容器，但是他们没有一个描述了该存储器件的具体结构。

如上所述，尽管对涉及电容器元件的技术进行了各种研究，但是该半导体器件仍然具有用于升高MIM电容器每单位面积的容量、缩小存储单元大小和提高操作速度的空间。

发明内容

根据本发明，提供一种半导体器件，其包括：

电容器元件，其包括：提供在半导体衬底上方的平板型下电极，提供在下电极上方并且与之平行的平板型上电极，和提供在下电极和上电极之间的电容器膜；以及

第一接触栓塞，其与下电极的底表面接触，并且由金属材料构成，

其中该电容器膜具有包含有机分子作为成分的膜。

本发明的半导体器件具有包含有机分子作为成分的膜，且具有接触下电极的底表面、由金属材料构成的第一接触栓塞。因此该结构每单位面积的电荷累积量高，并且在接触栓塞的电阻低。本发明的半导体器件配置为具有优秀的容量和操作速度。

如上所述，本发明可以增加MIM电容器的每单位面积的电容，由此可以缩小存储器大小，并且可以提高操作速度。

附图说明

结合附图，由下面某些优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的、优点和特征将变得更明显，其中：

图1至图6是示出实施例中半导体器件结构的截面图；

图7A至7C是示出图1中所示的半导体器件的制造步骤的截面图；

图8是示出一个实施例中电容器元件的电容器膜的累积电荷密度的图；

图9至图11是示出实施例中半导体器件的结构的平面图；

图12是示出常规半导体器件的结构的平面图；以及

图13是示出常规半导体器件的结构的截面图。