JP2007059861A - 半導体素子及びその製造方法 - Google Patents

半導体素子及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007059861A
JP2007059861A JP2005352876A JP2005352876A JP2007059861A JP 2007059861 A JP2007059861 A JP 2007059861A JP 2005352876 A JP2005352876 A JP 2005352876A JP 2005352876 A JP2005352876 A JP 2005352876A JP 2007059861 A JP2007059861 A JP 2007059861A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
semiconductor device
manufacturing
interlayer insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005352876A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5105741B2 (ja
Inventor
Hyung-Bok Choi
亨 福 崔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hynix Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hynix Semiconductor Inc filed Critical Hynix Semiconductor Inc
Publication of JP2007059861A publication Critical patent/JP2007059861A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5105741B2 publication Critical patent/JP5105741B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • H01L28/90Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions
    • H01L28/91Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation having vertical extensions made by depositing layers, e.g. by depositing alternating conductive and insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/7687Thin films associated with contacts of capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】バンカーディフェクトを防止することができる半導体素子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る半導体素子は、基板上(110)に形成された層間絶縁膜(112)と、層間絶縁膜(112)内に形成され、一部が層間絶縁膜(112)から突出するように形成されたコンタクトプラグ(114)と、コンタクトプラグ(114)の上部が露出されるように層間絶縁膜(112)の上に形成されたエッチング停止膜(118)と、層間絶縁膜(112)と直接接触しないように、エッチング停止膜(118)により層間絶縁膜(112)から離隔され、一部がコンタクトプラグ(114)と接触するように形成されたキャパシタ用の下部電極(126)とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体素子及びその製造方法に関し、特に、シリンダー型の下部電極を備えた半導体素子のMIM(Metal-Insulator-Metal)キャパシタ及びその形成方法に関する。
一般に、メモリセルに用いられるキャパシタは、ストレージノード用の下部電極、誘電膜及びプレート用の上部電極によって形成されるが、高集積化に対応するために制限されたセル面積内で素子動作に要求されるキャパシタンスを確保することが重要である。
このキャパシタンス確保のために、従来では、下部電極をシリンダー型やコンケーブ(concave)型に形成し、表面積を増大させているが、コンケーブ型は下部電極の表面積を増大させるのに限界があり、高集積素子の動作に対応して充分なキャパシタンスを確保することが難しい。したがって、最近では、シリンダー型のキャパシタを用いてキャパシタンスを確保している。
以下に、図1に示した通常のシリンダー型のキャパシタの形成方法を説明する。図1は、従来技術によってシリンダー型に形成されたキャパシタを示す断面図である。
まず、半導体回路、例えばMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタ(図示せず)などが形成されている半導体基板10上にビットライン(図示せず)を形成した後、ビットラインを覆うように基板10上に酸化膜系の層間絶縁膜12を蒸着によって形成する。次いで、基板10の一部を露出させるコンタクトホール(図示せず)を形成してから、コンタクトホールを埋め込むようにポリシリコンを蒸着し、これを平坦化することによって、ストレージノードコンタクトプラグ14を形成する。
次いで、ストレージノードコンタクトプラグ14を含む層間絶縁膜12上に窒化膜系のエッチング停止膜16及び酸化膜系の犠牲絶縁膜(図示せず)を順に蒸着によって形成する。その次に、犠牲絶縁膜及びエッチング停止膜16の一部をエッチングし、ストレージノードコンタクトプラグ14を露出させる電極用ホール(図示せず)を形成する。通常、このような電極用ホールの形成時には、電極用ホールがコンタクトプラグ14と誤整列(misalign)する現象が発生する。これは、電極用ホール形成のために用いられるフォトマスク装備の整列マージンが不足したことに起因する。
次いで、露出されたストレージノードコンタクトプラグ14の上にバリア金属18を形成する。具体的には、電極用ホールを含む犠牲絶縁膜上にTiを蒸着した後、シリサイド化処理を実施することによって、ストレージノードコンタクトプラグ14の上にTiSi(Xは、自然数)からなるバリア金属18を形成する。この時、TiSiは、Tiとストレージノードコンタクトプラグ14のSiとが反応して形成された物質である。その次に、未反応の残存するTiをウェットストリップ(wet strip)処理によって除去する。
次いで、電極用ホールを含む犠牲絶縁膜の上部の段差に沿って、キャパシタの下部電極を形成するための物質であるTiNを蒸着する。この時、TiNは上述したように電極用ホールとコンタクトプラグ14との間の誤整列により一部が層間絶縁膜12と接触するように形成される。その後、犠牲絶縁膜の上に形成されたTiNをエッチングによって除去し、後続の処理によって隣接した下部電極が形成されるように、残存するTiNを分離させる。
次いで、ウェットディップアウト(wet dip out)処理を実施し、犠牲絶縁膜を除去する。以上の処理によって、エッチング停止膜16の上部表面から突出する縦断面形状がU字形であるシリンダー型の下部電極20が形成される。
しかし、このように犠牲絶縁膜を除去するために実施するウェットディップアウト処理時には、ウェットディップアウト処理に用いられるケミカルが、下部電極20と接触する部位の層間絶縁膜12に浸透し、層間絶縁膜12の一部を溶解することになる。このような層間絶縁膜12の一部が溶解される現象をバンカーディフェクト(bunker defect)といい、図1において符号Bで示している。このようなバンカーディフェクトは、一般に下部電極20に用いられるTiNの膜表面が柱状構造(columnar structure)のグレーン(grain)形状を有するために発生する。すなわち、TiNのグレーン間を通してTiNで形成する下部電極20と層間絶縁膜12との間の接触部位にケミカルが浸透し、バンカーディフェクトを誘発するようになる。
このようなバンカーディフェクトは、チップ不良を誘発する原因となる。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、バンカーディフェクトを防止することができる半導体素子及びその製造方法を提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明の一側面によれば、基板上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜内に形成され、一部が該層間絶縁膜の上部表面から突出するように形成されたコンタクトプラグと、該コンタクトプラグの上部が露出されるように前記層間絶縁膜の上に形成されたエッチング停止膜と、前記層間絶縁膜と直接接触しないように、前記エッチング停止膜及び前記コンタクトプラグにより前記層間絶縁膜から離隔され、一部が前記コンタクトプラグに接触するように形成されたキャパシタ用の下部電極とを備える半導体素子を提供することができる。
また、上記した目的を達成するために、本発明の別の側面によれば、基板上に、コンタクトプラグ及び該コンタクトプラグを囲む層間絶縁膜を形成するステップと、前記コンタクトプラグの一部が前記層間絶縁膜の上部表面から突出するように、一定の深さで前記層間絶縁膜をリセスするステップと、前記コンタクトプラグを覆うように前記層間絶縁膜上にエッチング停止膜を蒸着によって形成するステップと、前記エッチング停止膜上に、前記エッチング停止膜とエッチング選択比が異なる犠牲絶縁膜を蒸着によって形成するステップと、前記犠牲絶縁膜及び前記エッチング停止膜をエッチングし、前記コンタクトプラグの一部を露出させる電極用ホールを形成するステップと、前記電極用ホールの内面に沿って、キャパシタ用の下部電極を形成するステップと、前記犠牲絶縁膜を除去するステップとを含む半導体素子の製造方法を提供することができる。
本発明によれば、キャパシタ用の下部電極と層間絶縁膜とが直接接触しないように、層間絶縁膜を一定の深さで除去し、層間絶縁膜とエッチング選択比が異なるエッチング停止膜を、キャパシタ用の下部電極及び層間絶縁膜の間に介在させることによって、層間絶縁膜のバンカーディフェクトを防止することができる。したがって、チップ不良を防止し、半導体素子の歩留まりを向上させることができる。
以下、本発明のもっとも好ましい実施の形態を添付する図面を参照して説明する。
図2は、本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子を示す断面図である。
図2に示されているように、本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子は、基板110上に形成された層間絶縁膜112と、層間絶縁膜112内に形成され、その一部が層間絶縁膜112の上から突出するコンタクトプラグ114と、コンタクトプラグ114の上部が露出されるように層間絶縁膜112の上に形成されたエッチング停止膜118と、層間絶縁膜112と直接接触しないようにエッチング停止膜118及びコンタクトプラグ114により層間絶縁膜112から離隔され、コンタクトプラグ114に一部が接触するように形成されたキャパシタ用の下部電極(以下、単に「下部電極」という)126とを備えている。
また、本半導体素子は、下部電極126及びエッチング停止膜118の上部の段差に沿って、形成された誘電膜128と、誘電膜128の上部の段差に沿って形成されたキャパシタ用の上部電極(以下、単に「上部電極」という)130とをさらに備えている。これに加えて、コンタクトプラグ114の上の一部の領域に形成されたバリア金属124をさらに備えることができる。
ここで、下部電極126はTiNで形成され、誘電膜128は、TaON、Ta、TiO、Al、HfO、HfN、SrTiO、(Ba、Sr)TiO及び(Pb、Sr)TiOからなる群の中から選択されたいずれかの物質から形成され、上部電極130は、TiN、Ru及びポリシリコンからなる群の中から選択されたいずれかの物質から形成されている。これにより、MIM(Metal-Insulator-Metal)構造、例えば、TiN/TaON/TiNと3層の積層構造に形成されたMIMキャパシタ133が形成される。
この時、下部電極126は、エッチング停止膜118より突出したシリンダー型で、50〜1000Åの厚さに形成される。また、誘電膜128は、50〜400Åの厚さに形成され、上部電極130は500〜3000Åの厚さに形成される。
一方、エッチング停止膜118は、層間絶縁膜112とのエッチング選択比が異なる物質、例えば、窒化膜系の物質によって形成される。好ましくは、Siを用いて形成される。また、エッチング停止膜118は、100〜2000Åの厚さに形成される。
バリア金属124は、コンタクトプラグ114と下部電極126との間のコンタクト抵抗を低下させるために、Si、CoSiまたはZrSi(ここで、Xは自然数)のいずれかの物質で形成される。バリア金属124は好ましくは、TiSiを用いて、50〜1000Åの厚さに形成される。
結局、本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子では、TiNで形成された下部電極126と層間絶縁膜112とが直接接触しないように、窒化膜系のエッチング停止膜118を下部電極126と層間絶縁膜112との間に介在させることによって、下部電極126と層間絶縁膜112とが一定の距離だけ離隔されるようにする。これによって、下部電極126と層間絶縁膜112との接触部位で発生するバンカーディフェクトを防止することができる。
図3〜図9は、図2に示した本実施の形態に係る半導体素子の製造方法における各工程を示す断面図である。
まず、図3に示されているように、ワードライン用トランジスタ(図示せず)及びビットライン(図示せず)の形成が完了した基板110上に層間絶縁膜(ILD;Inter Layer Dielectric)112を形成する。この時、この層間絶縁膜112は、酸化膜系の物質を蒸着して形成する。
例えば、層間絶縁膜112は、HDP(High Density Plasma)酸化膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、PSG(Phosphorus Silicate Glass)膜、PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate)膜、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)膜、USG(Un−doped Silicate Glass)膜、FSG(Fluorinated Silicate Glass)膜、CDO(Carbon Doped Oxide)膜、及びOSG(Organic Silicate Glass)膜のいずれかの膜を用いて、単層膜またはこれらが積層された積層膜に形成する。
次いで、マスク処理及びエッチング処理を実施して層間絶縁膜112の一部を除去する。これによって、基板110の一部を露出させる複数のコンタクトホール(図示せず)が形成される。
次いで、複数のコンタクトホールが埋め込まれるようにポリシリコン等のプラグ用の物質を蒸着した後、エッチバック(etch−back)またはCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理を実施する。これにより、複数のコンタクトホールに埋め込まれた複数のストレージノードコンタクトプラグ114(以下、単に「コンタクトプラグ」という)が形成される。
次いで、図4に示されているように、層間絶縁膜112をなす酸化膜とコンタクトプラグ114をなすポリシリコンとの間のエッチング選択比を利用したエッチング処理116を実施し、コンタクトプラグ114の一部(上部)が層間絶縁膜112の上部表面から突出するように、層間絶縁膜112を一定の深さHだけ除去(以下、リセスと記す)する。この深さHは、100〜4000Åとする。好ましくは、深さHを1000Åとする。この1000Åという値は、層間絶縁膜112の内部に形成されたビットラインを損傷しないように最適化された深さである。
このように、層間絶縁膜112を予め一定の深さHでリセスすることによって、後続の処理によって形成される下部電極126(図7参照)と層間絶縁膜112とが直接接触しないようになる。これによって、後述する犠牲絶縁膜120(図5参照)を除去するためのウェットディップアウト処理時に用いられるケミカルが層間絶縁膜112に浸透することを防止する。したがって、層間絶縁膜112のバンカーディフェクトを防止することができる。
次いで、図5に示されているように、リセスされた層間絶縁膜112及びコンタクトプラグ114上にエッチング停止膜118を蒸着によって形成する。この時、エッチング停止膜118は、隣接するコンタクトプラグ114の間隔によって、その蒸着する厚さを異にし、蒸着することによってエッチング停止膜118を平坦化することができる。例えば、隣接するコンタクトプラグ114の間隔が狭いほど蒸着によって形成されるエッチング停止膜118の厚さは薄くなる。ここでは、エッチング停止膜118を100〜2000Åの厚さに蒸着によって形成する。
例えば、現在の半導体素子の水準では、コンタクトプラグ114間の間隔が通常100nm以内であることを考慮し、エッチング停止膜118を600〜1000Åの厚さに形成る。好ましくは、エッチング停止膜118を750Åの厚さに形成する。これは、コンタクトプラグ114間の間隔が狭いほどコンタクトプラグ114間の段差部位が容易に埋め込まれながら高さ方向に蒸着されることによって、層間絶縁膜112の上に形成されるエッチング停止膜118の表面とコンタクトプラグ114の上に形成されるエッチング停止膜118の表面との段差が次第に軽減されるためである。
ここで、エッチング停止膜118は、層間絶縁膜112及び後続の工程で蒸着によって形成される犠牲絶縁膜120とエッチング選択比が異なる物質で形成する。例えば、エッチング停止膜118を窒化膜系の物質で形成する。好ましくは、エッチング停止膜118をSiで形成する。
次いで、蒸着と同時に平坦化されたエッチング停止膜118の上に犠牲絶縁膜120を蒸着によって形成する。この時、犠牲絶縁膜120は、化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition、以下「CVD」という)法で形成する。また、犠牲絶縁膜120は、層間絶縁膜112と同じ酸化膜系の物質で形成し、これらを単層または積層構造に形成することができる。
ここでは、犠牲絶縁膜120を、エッチング停止膜118を含む全ての厚さが6000〜30000Åになるように形成する。
次いで、図6に示されているように、マスク処理及びエッチング処理を実施し、犠牲絶縁膜120の一部を除去する。この時、エッチングは、まずエッチング停止膜118の上部で止まるようになる。その次に、コンタクトプラグ114の上部が露出されるまでエッチング停止膜118をエッチングする。これによって、コンタクトプラグ114の一部を露出させる電極用ホール122が形成される。この時、電極用ホール122は、通常コンタクトプラグ114と誤整列されて形成されるため、コンタクトプラグ114の一部だけ露出させる。
次いで、図7に示されているように、電極用ホール122(図6参照)の底部に露出されたコンタクトプラグ114の上にバリア金属124を形成する。バリア金属124は、後続の工程で形成される下部電極126とコンタクトプラグ114との間のコンタクト抵抗を低下させるためのオーミックコンタクト層として機能する。
ここで、バリア金属124は、TiSi、ZrSi及びCoSiからなる群の中から選択されたいずれかの物質で形成する。例えば、バリア金属124は、Ti、ZrまたはCoを蒸着した後、シリサイド化処理によってTi、ZrまたはCoを、コンタクトプラグ114をなすSiと反応させることによって形成される。その次に、シリサイド化処理後に残存する未反応のTi、ZrまたはCoを、ウェットストリップ処理によって除去する。好ましくは、バリア金属124はTiSiで形成する。
次いで、電極用ホール122を含む犠牲絶縁膜120の上部の段差に沿って下部電極(126)用の金属物質を蒸着する。この時、下部電極用の金属物質は、CVDまたは原子層蒸着(Atomic Layer Deposition、以下「ALD」という)法を用いて、50〜1000Åの厚さに蒸着される。好ましくは、下部電極用の金属物質をTiNで形成する。
次いで、エッチバックまたはCMP処理を実施し、犠牲絶縁膜120の上に露出した下部電極用の金属物質を除去する。これによって、犠牲絶縁膜120を間に挟んで各々分離される複数のキャパシタ用下部電極126が電極用ホール122の内面に沿って形成される。
次いで、図8に示されているように、ウェットディップアウト処理を実施して犠牲絶縁膜120(図9参照)を除去する。例えば、下部電極126が形成された全ての構造物をBOE(Buffered Oxide Etchant)溶液(HFとNHFとが100:1または300:1に混合された溶液)に10〜3600秒間浸し、犠牲絶縁膜120を溶解させる。好ましくは、4〜80℃のBOE溶液に約120秒間浸して犠牲絶縁膜120を除去する。これによって、一部がエッチング停止膜118から上に突出する構造、すなわち縦断面形状がU字形であるシリンダー型の下部電極126の形成が完了する。
次いで、図9に示されているように、下部電極126及びエッチング停止膜118の上部の段差に沿って、誘電膜128を蒸着によって形成する。この時、誘電膜128は金属有機化学気相蒸着(MOCVD;Metal Organic CVD)法またはALD法を用いて50〜400Åの厚さに形成する。特に、誘電膜128は、TaON、Ta、TiO、Al、HfO、HfN、SrTiO、(Ba、Sr)TiO及び(Pb、Sr)TiOからなる群の中から選択されたいずれかの物質を用いて、単一膜またはこれらの複合膜に形成する。
次いで、誘電膜128の上にキャパシタ用上部電極130を形成する。この時、上部電極130を、スパッタリング、CVDまたはALDのいずれかの方法を用いて500〜3000Åの厚さに形成する。特に、上部電極130を、TiN、Ru及びポリシリコンからなる群の中から選択されたいずれかの物資で形成する。これにより、金属からなる下部電極126/誘電膜128/金属からなる上部電極130が積層された構造のMIMキャパシタ133が完成する。
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内において様々に変更することが可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
従来技術に係る半導体素子のシリンダー型のキャパシタを示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に係る半導体素子の製造方法における工程を示す断面図である。
符号の説明
110 基板
112 層間絶縁膜
114 コンタクトプラグ
118 エッチング停止膜
120 犠牲絶縁膜
124 バリア金属
126 下部電極
128 誘電膜
130 上部電極
133 MIMキャパシタ

Claims (37)

  1. 基板上に形成された層間絶縁膜と、
    該層間絶縁膜内に形成され、一部が該層間絶縁膜の上部表面から突出するように形成されたコンタクトプラグと、
    該コンタクトプラグの上部が露出されるように前記層間絶縁膜の上に形成されたエッチング停止膜と、
    前記層間絶縁膜と直接接触しないように、前記エッチング停止膜及び前記コンタクトプラグにより前記層間絶縁膜から離隔され、一部が前記コンタクトプラグに接触するように形成されたキャパシタ用の下部電極と
    を備えることを特徴とする半導体素子。
  2. 前記下部電極が、TiNで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。
  3. 前記下部電極が、シリンダー型に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体素子。
  4. 前記エッチング停止膜が、前記層間絶縁膜とエッチング選択比が異なる物質からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。
  5. 前記エッチング停止膜が、窒化膜系の物質からなることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の半導体素子。
  6. 前記エッチング停止膜が、Siからなることを特徴とする請求項5に記載の半導体素子。
  7. 前記コンタクトプラグの上に形成されたバリア金属をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子。
  8. 前記バリア金属が、TiSi、CoSi及びZrSi(Xは自然数)からなる群の中から選択されるいずれかの物質で形成されることを特徴とする請求項7に記載の半導体素子。
  9. 前記エッチング停止膜及び前記下部電極上部の段差に沿って形成された誘電膜と、
    該誘電膜上に形成されたキャパシタ用の上部電極と
    をさらに備えることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項4、請求項7及び請求項8のいずれか1項に記載の半導体素子。
  10. 前記誘電膜が、TaON、Ta、TiO、Al、HfO、HfN、SrTiO、(Ba、Sr)TiO及び(Pb、Sr)TiOからなる群の中から選択されるいずれか1つの物質の膜または複数の物質の複合膜からなる請求項9に記載の半導体素子。
  11. 前記キャパシタ用の上部電極が、TiN、Ru及びポリシリコンからなる群の中から選択されるいずれかの物質からなることを特徴とする請求項9に記載の半導体素子。
  12. 基板上に、コンタクトプラグ及び該コンタクトプラグを囲む層間絶縁膜を形成する第1ステップと、
    前記コンタクトプラグの一部が前記層間絶縁膜の上部表面から突出するように、一定の深さで前記層間絶縁膜をリセスする第2ステップと、
    前記コンタクトプラグを覆うように前記層間絶縁膜上にエッチング停止膜を蒸着によって形成する第3ステップと、
    前記エッチング停止膜上に、前記エッチング停止膜とエッチング選択比が異なる犠牲絶縁膜を蒸着によって形成する第4ステップと、
    前記犠牲絶縁膜及び前記エッチング停止膜をエッチングし、前記コンタクトプラグの一部を露出させる電極用ホールを形成する第5ステップと、
    前記電極用ホールの内面に沿って、キャパシタ用の下部電極を形成する第6ステップと、
    前記犠牲絶縁膜を除去する第7ステップと
    を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
  13. 前記エッチング停止膜を蒸着によって形成する第3ステップが、前記エッチング停止膜が平坦化されるように、隣接する前記コンタクトプラグの間隔に応じて、蒸着によって形成される前記エッチング停止膜の厚さを調節するステップであることを特徴とする請求項12に記載の導体素子の製造方法。
  14. 形成される前記エッチング停止膜の厚さが、隣接する前記コンタクトプラグの間隔によって決定されることを特徴とする請求項13に記載の半導体素子の製造方法。
  15. 形成される前記エッチング停止膜の厚さが、隣接する前記コンタクトプラグの間隔が狭いほど薄くなることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の半導体素子の製造方法。
  16. 形成される前記エッチング停止膜の厚さが、100〜2000Åであることを特徴とする請求項15に記載の半導体素子の製造方法。
  17. 前記エッチング停止膜と前記犠牲絶縁膜との全体の厚さが、6000〜30000Åであることを特徴とする請求項16に記載の半導体素子の製造方法。
  18. 前記層間絶縁膜をリセスする第2ステップが、一定の前記深さを100〜4000Åとするステップであることを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  19. 前記キャパシタ用の下部電極が、TiNで形成されることを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  20. 前記電極用ホールの内面に沿って、前記キャパシタ用の下部電極を形成する第6ステップが、
    前記電極用ホールを含む全ての構造の上部の段差に沿って、前記キャパシタ用の下部電極を蒸着によって形成する第7ステップと、
    エッチバックまたはCMP処理を実施し、前記犠牲絶縁膜を基準に前記キャパシタ用の下部電極を分離させる第8ステップと
    を含むことを特徴とする請求項12または請求項19に記載の半導体素子の製造方法。
  21. 前記キャパシタ用の下部電極を形成する第6ステップが、ALDまたはCVD法を用いるステップであることを特徴とする請求項20に記載の半導体素子の製造方法。
  22. 前記層間絶縁膜及び前記犠牲絶縁膜を、酸化膜系の物質で形成することを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  23. 前記エッチング停止膜を、窒化膜系の物質で形成することを特徴とする請求項12または請求項22に記載の半導体素子の製造方法。
  24. 前記エッチング停止膜が、Siからなることを特徴とする請求項23に記載の半導体素子の製造方法。
  25. 前記電極用ホールを形成する第5ステップの後、前記電極用ホールの底部に露出された前記コンタクトプラグの上にバリア金属を形成する第9ステップをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  26. 前記バリア金属を形成する第9ステップが、
    前記電極用ホールを含む全ての構造の上部の段差に沿って、金属物質を蒸着する第10ステップと、
    蒸着された前記金属物質に対してシリサイド化処理を実施し、前記コンタクトプラグの上にバリア金属を形成する第11ステップと、
    未反応の前記金属物質を除去する第12ステップと
    を含むことを特徴とする請求項25に記載の半導体素子の製造方法。
  27. 前記金属物質を蒸着する第10ステップが、Ti、Co及びZrからなる群の中から選択されたいずれかの物質を蒸着するステップであることを特徴とする請求項26に記載の半導体素子の製造方法。
  28. 前記金属物質を蒸着する第10ステップが、CVDまたはALD法を用いるステップであることを特徴とする請求項26または請求項27に記載の半導体素子の製造方法。
  29. 前記バリア金属が、TiSi、CoSi及びZrSiからなる群の中から選択されるいずれかの物質あることを特徴とする請求項25〜請求項27のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
  30. 前記犠牲絶縁膜を除去する第7ステップが、ウェットエッチングを実施するステップであることを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  31. 前記ウェットエッチングが、BOE溶液を用いるエッチングであることを特徴とする請求項30に記載の半導体素子の製造方法。
  32. 前記ウェットエッチングが、4〜80℃の温度で、10〜3600秒の間実施されることを特徴とする請求項30または請求項31に記載の半導体素子の製造方法。
  33. 前記犠牲絶縁膜を除去する第7ステップの後、
    前記下部電極及び前記エッチング停止膜の上部の段差に沿って、誘電膜を蒸着によって形成する第13ステップと、
    前記誘電膜上にキャパシタ用の上部電極を形成する第14ステップと
    をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の半導体素子の製造方法。
  34. 前記誘電膜を蒸着によって形成する第13ステップが、MOCVDまたはALD法を用いるステップであることを特徴とする請求項33に記載の半導体素子の製造方法。
  35. 前記誘電膜が、TaON、Ta、TiO、Al、HfO、HfN、SrTiO、(Ba、Sr)TiO及び(Pb、Sr)TiOからなる群の中から選択されたいずれかの物質の膜または複数の物質の複合膜であることを特徴とする請求項33または請求項34に記載の半導体素子の製造方法。
  36. 前記キャパシタ用の上部電極を形成する第14ステップが、スパッタリング、CVD及びALDのいずれかの方法を用いるステップであることを特徴とする請求項33に記載の半導体素子の製造方法。
  37. 前記キャパシタ用の上部電極が、TiN、Ru及びポリシリコンからなる群の中から選択されたいずれかの物質であることを特徴とする請求項33または請求項36に記載の半導体素子の製造方法。
JP2005352876A 2005-08-25 2005-12-07 半導体素子の製造方法 Expired - Fee Related JP5105741B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2005-0078288 2005-08-25
KR1020050078288A KR100722988B1 (ko) 2005-08-25 2005-08-25 반도체 소자 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007059861A true JP2007059861A (ja) 2007-03-08
JP5105741B2 JP5105741B2 (ja) 2012-12-26

Family

ID=37778773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005352876A Expired - Fee Related JP5105741B2 (ja) 2005-08-25 2005-12-07 半導体素子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7820507B2 (ja)
JP (1) JP5105741B2 (ja)
KR (1) KR100722988B1 (ja)
CN (1) CN100524753C (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074172A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Imec チタン酸ストロンチウムベースの誘電体層を有するキャパシタを備えたメモリセルの形成方法およびそれから得られるデバイス
WO2014030757A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Ps4 Luxco S.A.R.L. Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100714899B1 (ko) * 2005-07-14 2007-05-04 삼성전자주식회사 스토리지 노드들을 갖는 반도체 소자 및 그 제조방법
KR100795363B1 (ko) * 2006-11-24 2008-01-17 삼성전자주식회사 반도체 소자의 도전성 배선 및 이의 형성방법과 이를구비하는 플래시 메모리 장치 및 이의 제조 방법
US7964491B2 (en) * 2008-01-21 2011-06-21 Hynix Semiconductor Inc. Method of forming metal wiring of nonvolatile memory device
KR100977716B1 (ko) * 2008-05-21 2010-08-24 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치 및 그 제조방법
KR20100087915A (ko) * 2009-01-29 2010-08-06 삼성전자주식회사 실린더형 스토리지 노드를 포함하는 반도체 메모리 소자 및그 제조 방법
KR101129919B1 (ko) * 2010-04-15 2012-03-23 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 형성 방법
FR2971363B1 (fr) * 2011-02-04 2013-09-06 St Microelectronics Crolles 2 Procédé de fabrication et de reoxydation d'un condensateur tin/ta2o5/tin
US8686486B2 (en) * 2011-03-31 2014-04-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Memory device
KR101895460B1 (ko) * 2012-03-23 2018-09-05 삼성전자주식회사 커패시터 구조물 및 이의 형성 방법
KR20200039074A (ko) 2018-10-04 2020-04-16 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 이의 제조 방법

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04230079A (ja) * 1990-06-13 1992-08-19 Waferscale Integration Inc Eprom仮想接地アレイ
JPH09116115A (ja) * 1995-06-26 1997-05-02 Hyundai Electron Ind Co Ltd 半導体素子のキャパシター製造方法
JPH11274431A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2000077622A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Texas Instr Inc <Ti> 半導体記憶装置及びその製造方法
US6168989B1 (en) * 1999-05-26 2001-01-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Process for making new and improved crown-shaped capacitors on dynamic random access memory cells
JP2001057386A (ja) * 1999-06-29 2001-02-27 Samsung Electronics Co Ltd エッチバックを用いた多結晶シリコンコンタクトプラグ形成方法およびこれを用いた半導体素子の製造方法
JP2001110745A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Applied Materials Inc 半導体集積回路を製造する方法
JP2002110945A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2002124583A (ja) * 2000-09-15 2002-04-26 Samsung Electronics Co Ltd 層間絶縁膜の損傷を防止しうる半導体メモリ素子及びその製造方法
JP2002373945A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2003023102A (ja) * 2001-07-05 2003-01-24 Mitsubishi Electric Corp キャパシタの製造方法
JP2003218235A (ja) * 2002-01-10 2003-07-31 Huabang Electronic Co Ltd 複合式コンタクトプラグを備える記憶装置とその製造方法
JP2003347430A (ja) * 2002-05-28 2003-12-05 Elpida Memory Inc 王冠構造のキャパシタを有する半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2004128463A (ja) * 2002-06-29 2004-04-22 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の製造方法
JP2004214602A (ja) * 2002-12-30 2004-07-29 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のキャパシタ形成方法
JP2004289046A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Renesas Technology Corp キャパシタを有する半導体装置の製造方法
US20050130367A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-16 Ho-Ouk Lee Method of fabricating semiconductor device by exposing upper sidewalls of contact plug to form charge storage electrode
JP2006190765A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
JP2006191025A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Hynix Semiconductor Inc シリンダ構造のキャパシタを有する半導体メモリ装置の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061021A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 박종섭 반도체소자의 저장전극 형성방법
KR100382738B1 (ko) * 2001-04-09 2003-05-09 삼성전자주식회사 반도체 소자의 메탈 컨택 형성 방법
KR100418581B1 (ko) * 2001-06-12 2004-02-11 주식회사 하이닉스반도체 메모리 소자의 제조방법
JP2003100659A (ja) 2001-09-27 2003-04-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
US6645846B2 (en) * 2001-10-24 2003-11-11 Micron Technology, Inc. Methods of forming conductive contacts to conductive structures
JP4005805B2 (ja) * 2001-12-17 2007-11-14 株式会社東芝 半導体装置
KR100423900B1 (ko) * 2002-02-08 2004-03-22 삼성전자주식회사 반도체 장치의 커패시터 형성 방법
KR100493025B1 (ko) * 2002-08-07 2005-06-07 삼성전자주식회사 반도체 메모리 장치의 제조 방법
KR100476936B1 (ko) 2002-10-30 2005-03-17 삼성전자주식회사 엠아이엠 구조의 커패시터를 갖는 반도체소자 및 그형성방법
TWI271872B (en) * 2002-12-30 2007-01-21 Hynix Semiconductor Inc Capacitor and method for fabricating the same
JP4470144B2 (ja) * 2003-03-19 2010-06-02 エルピーダメモリ株式会社 半導体集積回路装置の製造方法
KR100487563B1 (ko) 2003-04-30 2005-05-03 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 형성 방법
KR100532437B1 (ko) * 2003-05-26 2005-11-30 삼성전자주식회사 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법
KR100508094B1 (ko) * 2003-06-26 2005-08-17 삼성전자주식회사 커패시터를 구비하는 반도체 소자 및 그 형성 방법
US7381646B2 (en) * 2005-08-15 2008-06-03 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Method for using a Cu BEOL process to fabricate an integrated circuit (IC) originally having an al design

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04230079A (ja) * 1990-06-13 1992-08-19 Waferscale Integration Inc Eprom仮想接地アレイ
JPH09116115A (ja) * 1995-06-26 1997-05-02 Hyundai Electron Ind Co Ltd 半導体素子のキャパシター製造方法
JPH11274431A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2000077622A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Texas Instr Inc <Ti> 半導体記憶装置及びその製造方法
US6168989B1 (en) * 1999-05-26 2001-01-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Process for making new and improved crown-shaped capacitors on dynamic random access memory cells
JP2001057386A (ja) * 1999-06-29 2001-02-27 Samsung Electronics Co Ltd エッチバックを用いた多結晶シリコンコンタクトプラグ形成方法およびこれを用いた半導体素子の製造方法
JP2001110745A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Applied Materials Inc 半導体集積回路を製造する方法
JP2002124583A (ja) * 2000-09-15 2002-04-26 Samsung Electronics Co Ltd 層間絶縁膜の損傷を防止しうる半導体メモリ素子及びその製造方法
JP2002110945A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2002373945A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2003023102A (ja) * 2001-07-05 2003-01-24 Mitsubishi Electric Corp キャパシタの製造方法
JP2003218235A (ja) * 2002-01-10 2003-07-31 Huabang Electronic Co Ltd 複合式コンタクトプラグを備える記憶装置とその製造方法
JP2003347430A (ja) * 2002-05-28 2003-12-05 Elpida Memory Inc 王冠構造のキャパシタを有する半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2004128463A (ja) * 2002-06-29 2004-04-22 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の製造方法
JP2004214602A (ja) * 2002-12-30 2004-07-29 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のキャパシタ形成方法
JP2004289046A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Renesas Technology Corp キャパシタを有する半導体装置の製造方法
US20050130367A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-16 Ho-Ouk Lee Method of fabricating semiconductor device by exposing upper sidewalls of contact plug to form charge storage electrode
JP2006191025A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Hynix Semiconductor Inc シリンダ構造のキャパシタを有する半導体メモリ装置の製造方法
JP2006190765A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074172A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Imec チタン酸ストロンチウムベースの誘電体層を有するキャパシタを備えたメモリセルの形成方法およびそれから得られるデバイス
WO2014030757A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Ps4 Luxco S.A.R.L. Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1921114A (zh) 2007-02-28
KR100722988B1 (ko) 2007-05-30
US20070045703A1 (en) 2007-03-01
US7820507B2 (en) 2010-10-26
KR20070023934A (ko) 2007-03-02
CN100524753C (zh) 2009-08-05
JP5105741B2 (ja) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5105741B2 (ja) 半導体素子の製造方法
US7985645B2 (en) Semiconductor device having a high aspect cylindrical capacitor and method for fabricating the same
US7998825B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
US7745865B2 (en) Devices and methods for preventing capacitor leakage
KR100703970B1 (ko) 반도체 집적 회로 장치 및 그 제조 방법
US8053326B2 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2008016688A (ja) 半導体装置の製造方法
US7396772B2 (en) Method for fabricating semiconductor device having capacitor
US7504300B2 (en) Method for fabricating semiconductor memory device having cylinder type storage node
US20110129982A1 (en) Method for Forming a Capacitor of a Semiconductor Memory Device
US6656784B2 (en) Method for fabricating capacitors
US20050233520A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US20120025390A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR101557871B1 (ko) 반도체 소자 및 그 제조 방법
KR100884346B1 (ko) 반도체소자의 캐패시터 형성방법
KR100677773B1 (ko) 반도체 소자의 캐패시터 형성방법
JP2005332865A (ja) 半導体装置
US6818497B2 (en) Method for fabricating capacitor using electrochemical deposition
KR20080108697A (ko) 커패시터의 형성 방법 및 반도체 소자의 제조방법
KR100622610B1 (ko) 반도체소자의 캐패시터 및 그의 제조 방법
KR100689678B1 (ko) 캐패시터 및 그의 제조 방법
KR100744651B1 (ko) 반도체 소자의 캐패시터 형성방법
KR20030058668A (ko) 반도체소자의 캐패시터 형성방법
JP2007042705A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR20090044413A (ko) 반도체소자의 캐패시터 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees