(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上に、Ｔｉ膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜の上に、複数の結晶粒を含む貴金属膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜及び前記貴金属膜を窒化雰囲気中で熱処理することにより、前記Ｔｉ膜から前記貴金属膜の上面まで拡散したＴｉを窒化して、前記貴金属膜の表面における前記結晶粒界に沿う領域にＴｉＮ構造物を形成するとともに、前記結晶粒界に沿う領域以外の領域には前記貴金属膜が露出した状態を維持する工程と、
前記貴金属膜及び前記ＴｉＮ構造物の上に誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜の上に上部導電膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜、前記貴金属膜、前記誘電体膜、及び前記上部導電膜をパターニングして、キャパシタを形成する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記貴金属膜の膜厚が３ｎｍから１３ｎｍまでの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理の温度が、３５０℃から５７０℃までの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記貴金属膜がＰｔ、Ｈｆ、Ｉｒ、及びＲｈからなる群より選択された１つの元素を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体膜に酸化アルミニウムまたは酸化タンタルを用いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記誘電体膜が、酸化アルミニウムからなる膜と酸化タンタルからなる膜との積層構造であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記上部導電膜が窒化チタンを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
半導体基板の上に配置されており、Ｔｉ膜と、複数の結晶粒を含む貴金属膜と、の積層構造からなる下部電極と、
前記貴金属膜の表面における前記結晶粒界に沿う領域に形成されたＴｉＮ構造物と、
前記下部電極及び前記ＴｉＮ構造物の上に形成された誘電体膜と、
前記誘電体膜の上に形成された上部電極と
を有する半導体装置。
【請求項９】
前記貴金属膜の膜厚が３ｎｍから１３ｎｍまでの範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記貴金属膜がＰｔ、Ｈｆ、Ｉｒ、及びＲｈからなる群より選択された１つの元素を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタを含む半導体措置の製造方法及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログデバイス及び高周波デバイス等に金属−誘電体−金属（ＭＩＭ）キャパシタが用いられている。ＭＩＭキャパシタは、同一基板内に形成されている他の素子に比べて、基板面内における占有率が大きい。デバイスの高集積化に伴い、占有率の大きなＭＩＭキャパシタの微細化が進んでいる。
【０００３】
ＭＩＭキャパシタの基板面内における寸法を小さくすると、静電容量が低下してしまう。ＭＩＭキャパシタの微細化時に静電容量の低下を抑制するためには、誘電体膜を薄くするか、または誘電体材料の誘電率を高くしなければならない。誘電体膜を薄くするとリーク電流特性が悪くなるため、誘電体膜の薄膜化には限界がある。一般的には、誘電体に窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いる場合、リーク電流密度が１ｆＡ／μｍ２以下の条件で、容量密度は２ｆＦ／μｍ２が限界とされる。
【０００４】
さらなる容量密度を確保するために、高誘電率材料、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）等が注目されている。これらの材料は、従来用いられていた酸化シリコン（ＳｉＯ２）やＳｉＮに比べて高い誘電率を持つため、薄膜化を進めることなく静電容量を維持することが可能になる。このため、良好なリーク電流特性の確保が容易である。
【０００５】
ＭＩＭキャパシタの下部電極には、耐酸化性の高い白金（Ｐｔ）等の貴金属が用いられる。特許文献１及び２に、下部電極にＰｔを用いたキャパシタが開示されている。また、拡散バリア機能を有する膜に、ＴｉＮ等が用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６４４８１号公報
【特許文献２】特開平８−２８８２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｐｔは耐酸化性に優れた材料であるが、加工性に乏しい。特に、ＭＩＭキャパシタが微細化されると、Ｐｔを用いた下部電極の加工が困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、下部電極の耐酸化性を維持しつつ、微細化しても加工の困難性が高まらない半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この半導体装置の製造方法は、
半導体基板の上に、Ｔｉ膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜の上に、複数の結晶粒を含む貴金属膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜及び前記貴金属膜を窒化雰囲気中で熱処理することにより、前記Ｔｉ膜から前記貴金属膜の上面まで拡散したＴｉを窒化して、前記貴金属膜の表面における前記結晶粒界に沿う領域にＴｉＮ構造物を形成するとともに、前記結晶粒界に沿う領域以外の領域には前記貴金属膜が露出した状態を維持する工程と、
前記貴金属膜及び前記ＴｉＮ構造物の上に誘電体膜を形成する工程と、
前記誘電体膜の上に上部導電膜を形成する工程と、
前記Ｔｉ膜、前記貴金属膜、前記誘電体膜、及び前記上部導電膜をパターニングして、キャパシタを形成する工程と
を有する。
【００１０】
この半導体装置は、
半導体基板の上に配置されており、Ｔｉ膜と、複数の結晶粒を含む貴金属膜と、の積層構造からなる下部電極と、
前記貴金属膜の表面における前記結晶粒界に沿う領域に形成されたＴｉＮ構造物と、
前記下部電極及び前記ＴｉＮ構造物の上に形成された誘電体膜と、
前記誘電体膜の上に形成された上部電極と
を有する。
【発明の効果】
【００１１】
ＴｉＮ構造物が、貴金属膜の結晶粒界に沿った酸素の拡散を防止する。このため、貴金属膜を薄くしても、十分な酸素拡散防止機能を確保することができる。このため、下部電極の一部を構成するＴｉ膜の酸化を防止することができる。貴金属膜を薄くすることが可能であるため、微細化に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例を説明する前に、本願発明者の行った評価実験について説明する。下部電極にＰｔを用いたＭＩＭキャパシタと、ＴｉＮを用いたＭＩＭキャパシタとを作製した。誘電体膜は、Ｔａ２Ｏ５膜をＡｌ２Ｏ３膜で挟んだ３層構造とした。
【００１３】
図１Ａに、下部電極にＰｔを用いたＭＩＭキャパシタの断面図を示し、図１Ｂに、下部電極にＴｉＮを用いたＭＩＭキャパシタの断面図を示す。図１Ｃに、ＭＩＭキャパシタの静電容量の温度係数（ＴＣＣ）の測定結果を示す。横軸はバイアス電圧を単位「Ｖ」で表し、縦軸はＴＣＣを単位「ｐｐｍ／℃」で表す。上部電極が下部電極より高い電位になるようにバイアスされる向きを正とした。図１Ｃのグラフ中の記号黒四角及び白菱形が、それぞれ下部電極にＰｔを用いたＭＩＭキャパシタ及びＴｉＮを用いたＭＩＭキャパシタのＴＣＣの測定結果を示す。
【００１４】
上部電極に負バイアスを印加した場合には、２つのＭＩＭキャパシタのＴＣＣに有意な差は見られないが、上部電極に正バイアスを印加した場合には、下部電極にＴｉＮを用いたＭＩＭキャパシタのＴＣＣが相対的に大きくなっている。ＴＣＣが大きくなるのは、誘電体膜の形成時に下部電極が酸化されたためである。
【００１５】
上記評価実験から、下部電極に加工性の高いＴｉＮを用いると、Ｐｔを用いた場合に比べてＴＣＣが高くなってしまうことがわかる。
【００１６】
図２Ａ〜図２Ｃを参照して、実施例によるＭＩＭキャパシタの製造方法について説明する。ＭＩＭキャパシタの下地基板としてシリコン基板上にＳｉＯ２膜を形成したものを用いた。なお、ＳｉＯ２膜に代えて、その他の絶縁膜、例えばＳｉＮ膜を用いてもよい。
【００１７】
図２Ａに示すように、下地基板１０の上に、Ｔｉ膜１１を形成し、さらにその上にＰｔからなる貴金属膜１２を形成する。Ｔｉ膜１１及び貴金属膜１２は、例えば、基板温度３００℃、圧力１．３Ｐａの条件でＤＣスパッタリングにより形成することができる。基金属膜１２は、多数の結晶粒で構成される。結晶粒と結晶粒との界面に結晶粒界１２ａが発生する。なお、Ｔｉ膜１１及び貴金属膜１２を化学気相成長（ＣＶＤ）により形成してもよい。
【００１８】
Ｔｉ膜１１を堆積させた後、貴金属膜１２を堆積させるまでの間、Ｔｉ膜１１の表面酸化を抑制する必要がある。表面酸化を抑制するために、Ｔｉ膜１１の形成後、大気に触れさせることなく、貴金属膜１２を形成することが好ましい。例えば、Ｔｉ膜１１の形成後、同一真空装置内で貴金属膜１２を形成してもよいし、Ｔｉ膜１１の形成後、低酸素分圧環境下で保管し、その後、貴金属膜１２を形成してもよい。
【００１９】
図２Ｂに示すように、窒素雰囲気１３内で、Ｔｉ膜１１及び貴金属膜１２に熱処理を施す。この熱処理により、Ｔｉ膜１１内のＴｉ原子が貴金属膜１２の結晶粒界１２ａに沿って上方に拡散し、貴金属膜１２の表面に達する。貴金属膜１２の表面に達したＴｉが窒化されることにより、ＴｉＮ構造物１５が形成される。ＴｉＮ構造物１５は、貴金属膜１２の結晶粒界１２ａに沿って配置される。ＴｉＮ構造物１５は、離散的に島状に分布する場合もあり、網目状のパターンを形成する場合もある。ＴｉＮ構造物１５を形成するための熱処理条件は、例えば下記の通りである。
・熱処理温度  ５００℃
・熱処理時間  １分
・Ｎ２濃度  １００％
・圧力  １気圧
図２Ｃに示すように、貴金属膜１２及びＴｉＮ構造物１５の上に、誘電体膜１７を形成し、その上に、ＴｉＮからなる上部導電膜１８を形成する。誘電体膜１７は、Ａｌ２Ｏ３膜とＴａ２Ｏ５膜とが積層された積層構造を有する。例えば、基板側からＡｌ２Ｏ３膜とＴａ２Ｏ５膜とを順番に積層した２層構造としてもよいし、逆に、基板側からＴａ２Ｏ５膜とＡｌ２Ｏ３膜とを順番に積層した２層構造としてもよい。また、Ｔａ２Ｏ５膜をＡｌ２Ｏ３膜で挟んだ３層構造としてもよい。誘電体膜１７を形成しているＡｌ２Ｏ３及びＴａ２Ｏ５はアモルファス状態である。
【００２０】
Ａｌ２Ｏ３膜は、例えばトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）と酸素とを用いた有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）により形成され、Ｔａ２Ｏ５膜は、ペンタエトキシタンタリウム（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５）と酸素とを用いたＭＯＣＶＤにより形成される。
【００２１】
Ａｌ２Ｏ３膜の成膜条件は、例えば下記の通りである。
・基板温度  ３００℃
・圧力  ７３０Ｐａ（５．５Ｔｏｒｒ）
・トリメチルアルミニウム供給量  ５０〜６０ｍｇ／ｓ
・酸素ガス流量  ７０〜１００ｓｃｃｍ
Ｔａ２Ｏ５膜の成膜条件は、例えば下記の通りである。
・基板温度  ３００℃
・圧力  １０７０Ｐａ（８Ｔｏｒｒ）
・ペンタエトキシタンタリウム供給量  ３５〜４５ｍｇ／ｓ
・酸素ガス流量  １００ｓｃｃｍ
なお、誘電体膜１７は、スパッタリングにより形成してもよい。また、上部導電膜１８は、スパッタリングまたはＣＶＤで形成することができる。
【００２２】
上部電極１８からＴｉ膜１１までをパターニングすることにより、Ｔｉ膜１１、貴金属膜１２、及びＴｉＮ構造物１５を下部電極とし、上部導電膜１８を上部電極とするＭＩＭキャパシタが形成される。これらの膜のパターニングには、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、及びＡｒを用いたドライエッチングを適用することができる。エッチングマスクとして、レジスト等の有機物を用いてもよいし、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＴｉＮ等の無機物を用いてもよい。エッチング条件は、例えば下記の通りである。
・基板温度  加熱なし
・圧力  ２．０Ｐａ（１５ｍＴｏｒｒ）
・プラズマパワー  ５００Ｗ
・ガス流量  Ｃｌ２：ＢＣｌ３：Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍ：４０ｓｃｃｍ
次に、図３Ａ〜図３Ｅを参照して、貴金属膜１２の厚さの好適値について説明する。
【００２３】
図３Ａに、貴金属膜１２の厚さを１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、及び５０ｎｍとした場合の、熱処理後における表面の元素組成比の測定結果を示す。元素組成比は、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）により測定した。図３Ｂ〜図３Ｅに、それぞれ貴金属膜１２の厚さが１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、及び５０ｎｍの試料断面の模式図を示す。
【００２４】
貴金属膜１２の厚さが１ｎｍの時には、表面にＰｔが検出されず、ＴｉとＮのみが検出される。すなわち、図３Ｂに示すように、貴金属膜１２の表面が全てＴｉＮ構造物１５で覆われている。この状態は、下部電極をＴｉＮで形成した場合と同等であるため、下部電極をＰｔで形成した場合に比べて、ＴＣＣが高くなってしまうと考えられる。
【００２５】
貴金属膜１２の厚さが５ｎｍ及び１０ｎｍのとき、表面に、Ｔｉ、Ｎ、及びＰｔが検出された。すなわち、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、貴金属膜１２の表面における一部の領域にＴｉＮ構造物１５が形成されており、他の領域にＰｔが露出していると考えられる。貴金属膜１２の厚さが１０ｎｍの試料の方が、貴金属膜１２の厚さが５ｎｍの試料よりも、Ｐｔが露出している面積が広い。
【００２６】
貴金属膜１２の厚さを５０ｎｍにすると、表面にＴｉとＮが検出されない。すなわち、図３Ｅに示すように、貴金属膜１２の表面にＴｉＮ構造物が形成されていない。
【００２７】
図４に、Ｔｉ及びＮの組成比の合計と、貴金属膜１２の厚さとの関係を示す。横軸は、貴金属膜１２の厚さを単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、Ｔｉ及びＮの組成比の合計を単位「原子％」で表す。貴金属膜１２の厚さが３ｎｍ以上の場合に、熱処理後にＴｉＮ構造物１５が貴金属膜１２の全面を覆うことなく、貴金属膜１２の表面が露出した領域が残る。また、貴金属膜１２を１３ｎｍよりも厚くすると、貴金属膜１２の表面にＴｉＮ構造物１５が形成されない。貴金属膜１２の厚さを、３ｎｍから１３ｎｍまでの範囲内に設定することにより、貴金属膜１２の表面における一部の領域にのみＴｉＮ構造物１５を形成することができる。
【００２８】
図５に、実施例による方法で作製したＭＩＭキャパシタのＴＣＣについてのバイアス依存性の測定結果を示す。横軸はバイアス電圧を単位「Ｖ」で表し、縦軸はＴＣＣを単位「ｐｐｍ／℃」で表す。図１Ｃに示した場合と同様に、上部電極が下部電極より高い電位になるようにバイアスされる向きを正とした。実施例による方法で作製した試料（バツ記号）の貴金属膜１２の厚さは５ｎｍとした。参考のために、貴金属膜１２の厚さを１ｎｍとした試料（三角記号）、下部電極をＰｔで形成した試料（白菱形記号）、及び下部電極をＴｉＮで形成した試料（黒四角記号）の測定結果も併せて示す。
【００２９】
実施例による方法で作製した試料は、正のバイアスを印加した場合に、下部電極にＴｉＮを用いた試料に比べてＴＣＣが小さくなっており、温度特性が改善されていることがわかる。貴金属膜１２の厚さを１ｎｍにした試料の温度特性は、下部電極にＴｉＮを用いた試料とほぼ同等の温度特性を示す。これは、図３Ｂに示したように、貴金属膜１２の全面がＴｉＮ構造物１５で覆われているためである。
【００３０】
また、実施例による方法では、誘電体膜１７の形成時に、Ｔｉ膜１１が貴金属膜１２で覆われているため、Ｔｉ膜１１の酸化が防止される。貴金属膜１２の結晶粒界１２ａに沿って形成されたＴｉＮ構造物１５は、誘電体膜１７を形成するときに、Ｔｉ膜１１への酸素の拡散を防止する。このため、貴金属膜１２を薄くしても、十分な酸素拡散防止機能を確保することができる。貴金属膜１２を薄くすることができるため、微細化しても良好な加工性を維持することができる。
【００３１】
次に、図６Ａ〜図７を参照して、熱処理温度の好適値について説明する。
【００３２】
図６Ａに、熱処理温度を３００℃、４００℃、５００℃、及び６００℃にして作製した試料の熱処理後における表面の元素組成比を示す。熱処理時間は１分、熱処理の雰囲気はＮ２濃度１００％、圧力は１気圧とした。貴金属膜１２の厚さは１０ｎｍとした。
【００３３】
熱処理温度が３００℃の場合には、熱処理後、表面にＴｉ及びＮが検出されない。すなわち、貴金属膜１２の表面にＴｉＮ構造物が形成されない。熱処理温度が４００℃及び５００℃の場合は、熱処理後、表面にＴｉ、Ｎ、及びＰｔが検出される。すなわち、貴金属膜１２の表面の一部の領域にＴｉＮ構造物１５が形成され、他の領域には、Ｐｔが露出している。熱処理温度を６００℃とした場合には、熱処理後、表面にＰｔが検出されず、全面がＴｉＮ構造物１５で覆われる。
【００３４】
図６Ｂに、ＸＰＳで測定されたスペクトルを示す。横軸は結合エネルギを単位「ｅＶ」で表し、縦軸は、検出強度を任意単位で表す。図６Ｂのグラフには、熱処理温度４００℃で作製した試料、及び５００℃で作製した試料の測定結果を示す。いずれの試料においても、結合エネルギ４６０ｅＶ及び４５５ｅＶの位置にピークが現れており、ＴｉＮのスペクトルにほぼ一致する。この測定結果から、貴金属膜１２の表面にＴｉＮ構造物１５が形成されていることが確認される。
【００３５】
図７に、ＴｉとＮとの組成比の合計と、温度との関係のアレニウスプロットを示す。アレニウスプロットがほぼ直線に載ることがわかる。図６から、熱処理温度が３５０℃から５７０℃までの範囲内で、貴金属膜１２の表面における一部の領域にＴｉＮ構造物１５を形成することができると考えられる。
【００３６】
上記実施例では、Ｔｉ膜１１が、下部電極の一部として作用するとともに、貴金属膜１２の表面にＴｉＮ構造物１５を形成するためのＴｉの供給源になる。Ｔｉ膜１１が薄すぎると、下部電極としての機能が不十分になり、また十分なＴｉを供給することができなくなる。このため、Ｔｉ膜１１の厚さを５ｎｍ以上にすることが好ましい。また、Ｔｉ膜１１が厚すぎると、微細化の妨げになる。このため、Ｔｉ膜１１の厚さを５００ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００３７】
上記実施例では、誘電体膜１７を、Ａｌ２Ｏ３膜とＴａ２Ｏ５膜との積層構造としたが、他の高誘電率材料からなる膜の積層構造としてもよいし、単層としてもよい。高誘電率材料として、Ａｌ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５の他に酸化ハフニウム（ＨｆＯ）を用いることができる。
【００３８】
また、上記実施例では、貴金属膜１２にＰｔを用いたが、他の貴金属、例えばハフニウム（Ｈｆ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）を用いてもよい。これらの貴金属は、図２Ｂに示した窒化雰囲気中での熱処理の温度で、Ｔｉと反応せず、かつ窒化されることもない。従って、結晶粒界に沿ったＴｉの拡散を阻害しない。このため、貴金属膜１２の表面に、効率的にＴｉＮ構造物１５が形成される。また、これらの貴金属は、誘電体膜１７の形成時の酸化性雰囲気によって酸化されることもない。
【００３９】
また、上記実施例では、図２Ｂに示した窒化雰囲気を、濃度１００％のＮ２ガスとしたが、他の窒化性ガスを用いてもよい。例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス等を用いることが可能である。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｆを参照して、上記実施例による方法を適用した半導体装置の製造方法について説明する。
【００４１】
図８Ａに示すように、半導体基板３０の上に層間絶縁膜３１が形成されている。半導体基板３０は、トランジスタ等の能動素子、配線層等を含む。層間絶縁膜３１内に、例えばデュアルダマシン法で形成された配線３２、及びシングルダマシン法で形成された導電プラグ３３が配置されている。導電プラグ３３は、層間絶縁膜３１の上面に露出している。
【００４２】
層間絶縁膜３１の上に、Ｔｉ膜１１、及び貴金属膜１２を順番に堆積させる。これらの膜は、図２Ａに示した実施例のＴｉ膜１１及び貴金属膜１２と同じ方法で形成される。その後、窒化雰囲気中で熱処理を行うことにより、貴金属膜１２の表面における一部の領域にＴｉＮ構造物１５を形成する。熱処理は、図２Ｂに示した実施例による熱処理と同じ条件で行う。
【００４３】
図８Ｂに示すように、貴金属膜１２及びＴｉＮ構造物１５の上に、誘電体膜１７及び上部導電膜１８を順番に堆積させる。これらの膜は、図２Ｃに示した実施例の誘電体膜１７及び上部導電膜１８と同じ方法で形成される。
【００４４】
図８Ｃに示すように、上部導電膜１８及び誘電体膜１７をパターニングする。第１のキャパシタを形成する領域に、第１の誘電体膜１７ａと第１の上部導電膜１８ａとの積層構造を残し、第２のキャパシタを形成する領域に、第２の誘電体膜１７ｂと第２の上部導電膜１８ｂとの積層構造を残す。
【００４５】
図８Ｄに示すように、貴金属膜１２及びＴｉ膜１１をパターニングする。第１のキャパシタを形成する領域に、第１の貴金属膜１２ａと第１のＴｉ膜１１ａとの積層構造を残し、第２のキャパシタを形成する領域に、第２の貴金属膜１２ｂと第２のＴｉ膜１１ｂとの積層構造を残す。第１の貴金属膜１２ａと第１のＴｉ膜１１ａとの積層構造は、第１の誘電体膜１７ａと第１の上部電極１８ａとの積層構造よりも大きな平面形状を有し、平面視において、第１の誘電体膜１７ａと第１の上部電極１８ａとの積層構造と内包する。第２の貴金属膜１２ｂと第２のＴｉ膜１１ｂとの積層構造は、第２の誘電体膜１７ｂと第２の上部電極１８ｂとの積層構造とほぼ同一の平面形状を有し、平面視において両者はほぼ重なる。
【００４６】
第１のＴｉ膜１１ａ、第１の貴金属膜１２ａ、第１の誘電体膜１７ａ、及び第１の上部導電膜１８ａが、第１のＭＩＭキャパシタ３５ａを構成する。第２のＴｉ膜１１ｂ、第２の貴金属膜１２ｂ、第２の誘電体膜１７ｂ、及び第２の上部導電膜１８ｂが、第２のＭＩＭキャパシタ３５ｂを構成する。第２のＭＩＭキャパシタ３５ｂにおける下部電極の一部となる第２のＴｉ膜１１ｂは、その下の導電プラグ３３に接続されている。
【００４７】
図８Ｅに示すように、第１のＭＩＭキャパシタ３５ａ及び第２のＭＩＭキャパシタ３５ｂを覆うように、層間絶縁膜３１の上に、層間絶縁膜４０を形成する。層間絶縁膜４０の表面の平坦化を行った後、シングルダマシン法により、導電プラグ４１、４２、及び４３を形成する。導電プラグ４１は、第１の上部導電膜１８ａ、すなわち第１のＭＩＭキャパシタ３５ａの上部電極に接続される。導電プラグ４２は、第１の貴金属膜１２ａ、すなわち第１のＭＩＭキャパシタ３５ａの下部電極に接続される。導電プラグ４３は、第２の上部導電膜１８ｂ、すなわち第２のＭＩＭキャパシタ３５ｂの上部電極に接続される。１つの電極あたり複数の導電プラグを配置してもよい。
【００４８】
図８Ｆに示すように、層間絶縁膜４０の上に、さらに層間絶縁膜５０を形成する。層間絶縁膜５０内に、シングルダマシン法により、配線５１、５２、及び５３を形成する。配線５１、５２、及び５３は、それぞれ導電プラグ４１、４２、及び４３に接続される。
【００４９】
第２のＭＩＭキャパシタ３５ｂのように、下部電極の上面に導電プラグを接続する必要がない構造のキャパシタのみを形成する場合には、上部導電膜１８からＴｉ膜１１まで、同一のエッチングマスクを用いてパターニングしてもよい。
【００５０】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（１Ａ）及び（１Ｂ）は、評価実験で作製したＭＩＭキャパシタの断面図であり、（１Ｃ）は、作製したＭＩＭキャパシタのＴＣＣとバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図２】実施例によるＭＩＭキャパシタの製造方法の途中段階におけるキャパシタの断面図である。
【図３】（３Ａ）は、貴金属膜の厚さを異ならせて作製した試料の、窒化熱処理後における表面の元素組成比を示すグラフであり、（３Ｂ）〜（３Ｅ）は、窒化熱処理後における貴金属膜の断面図である。
【図４】ＴｉとＮとの組成比の合計と、貴金属膜の厚さとの関係を示すグラフである。
【図５】実施例、参考例、及び従来例による方法で作製したＭＩＭキャパシタのＴＣＣとバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図６】（６Ａ）は、窒化熱処理の熱処理温度を異ならせて作製した試料の、窒化熱処理後における表面の元素組成比を示すグラフであり、（６Ｂ）は、ＸＰＳによる測定結果を示すグラフである。
【図７】ＴｉとＮとの組成比の合計と、窒化熱処理の温度との関係を示すアレニウスプロットである。
【図８−１】実施例によるＭＩＭキャパシタの製造方法を適用した半導体装置の製造途中段階における断面図（その１）である。
【図８−２】実施例によるＭＩＭキャパシタの製造方法を適用した半導体装置の製造途中段階における断面図（その２）である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  下地基板
１１  Ｔｉ膜
１２  貴金属膜
１２ａ  結晶粒界
１３  窒化雰囲気
１５  ＴｉＮ構造物
１７  誘電体膜
１８  上部導電膜
３０  半導体基板
３１  層間絶縁膜
３２  配線
３３  導電プラグ
３５ａ  第１のＭＩＭキャパシタ
３５ｂ  第２のＭＩＭキャパシタ
４０  層間絶縁膜
４１、４２、４３  導電プラグ
５０  層間絶縁膜
５１、５２、５３  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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