KR100252542B1 - Method for fabricating a storage node of dram cell - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래기술에 의해 스택캐패시터를 제조한 단면도.1 is a cross-sectional view of manufacturing a stack capacitor according to the prior art.
제2a도 내지 제2g도는 본 발명에 의해 디램셀 저장전극을 제조공정을 도시한 단면도.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a DRAM cell storage electrode according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,10 : 반도체 기판 2 : 소자분리막1,10 semiconductor substrate 2: device isolation film
4 : 워드라인 8 : 캐패시터유전체막4 word line 8 capacitor dielectric film
9 : 플레이트전극 10 : 다결정실리콘 스페이서9 plate electrode 10 polysilicon spacer
11 : 저장전극 12 : 절연막11 storage electrode 12 insulating film
13 : 제1저장전극용 다결정실리콘 14 : 제1희생막패턴13: polysilicon for first storage electrode 14: first sacrificial film pattern
15 : 제2저장전극용 다결정실리콘 스페이서15: Polycrystalline Silicon Spacer for Second Storage Electrode
16 : 제2희생막 17 : 제3저장전극용 다결정실리콘16: second sacrificial film 17: polysilicon for third storage electrode
18 : 저장전극용 콘택홀 19 : 제2희생막 스페이서18: contact hole for the storage electrode 19: the second sacrificial film spacer
20 : 제3저장전극용 다결정실리콘 스페이서20: polysilicon spacer for third storage electrode
30 : 콘택30: contact
본 발명은 고집적반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 여러겹의 실린더 형태로 저장전극을 형성할 때 저장전극용 콘택이 저장전극의 중앙에 있지 않고 저장전극의 여러겹의 실린더 형태가 저장전극용 콘택에서 서로 연결되게 하여 콘택형성을 실린더의 어느방향에서도 가능케함으로써, 공정마진을 확보하고 저장전극의 표면적을 극대화하여 고축전 용량의 저장전극을 형성하는 기술이다.The present invention relates to a method for manufacturing a highly integrated semiconductor device, and in particular, when forming a storage electrode in the form of a plurality of cylinders, the contact for the storage electrode is not in the center of the storage electrode, and the multiple cylinder form of the storage electrode is used for the storage electrode. It is a technology to form a high storage capacitance electrode by securing a process margin and maximizing the surface area of the storage electrode by allowing contact formation to be connected to each other in the contact to enable contact formation in any direction of the cylinder.
반도체 메모리 소자인 디램(DRAM)의 고집적화에 관련해 중요한 요인으로는 셀면적 감소와 이에따른 캐패시터 용량확보의 한계를 들 수 있다.An important factor related to the high integration of DRAM, a semiconductor memory device, is the reduction of cell area and consequently the limitation of capacitor capacity.
종래의 기술로 제조된 디램셀을 제1도를 참조하여 설명하기로 한다.A DRAM cell manufactured according to the prior art will be described with reference to FIG. 1.
제1도는 반도체기판(1) 상부에 필드산화막(2)을 형성하고 노출된 반도체기판(1)과 소자분리막(2) 상부에게 게이트절연막(3)과 워드라인(4)을 형성하고, 워드라인(4) 측벽에 산화막스페이서(5)를 형성한 다음, 불순물 이온주입공정으로 노출된 반도체기판(1)에 소오스/드레인영역(6)을 형성하고 전체 구조 상부에 평탄화용 절연막(7)을 도포하고, 소오스/드레인영역(6)에 콘택된 저장전극(11), 유전체막(8) 및 플레이트전극(9)으로 구비된 스택구조의 캐패시터를 형성한 것이다.FIG. 1 illustrates forming a field oxide film 2 on the semiconductor substrate 1, forming a gate insulating film 3 and a word line 4 on the exposed semiconductor substrate 1 and the device isolation layer 2. (4) After forming the oxide film spacer 5 on the sidewall, the source / drain regions 6 are formed on the semiconductor substrate 1 exposed by the impurity ion implantation process, and the planarization insulating film 7 is applied on the entire structure. A capacitor having a stack structure formed of the storage electrode 11, the dielectric film 8, and the plate electrode 9 contacted to the source / drain region 6 is formed.
그러나, 상기한 종래기술에 의한 디램셀의 구조는 셀 크기에 비해 저장 전극의 용량을 증대시키는데 한계가 있다.However, the structure of the DRAM cell according to the related art has a limitation in increasing the capacity of the storage electrode compared to the cell size.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 저장전극용 콘택이 저장전극의 중앙에 있지 않고 저장전극의 여려겹의 실린더 형태가 저장전극용 콘택에서 서로 연결되게 하여 콘택형성을 실린더의 어느 방향에서도 가능케함으로써, 공정마진을 확보하고 저장전극의 표면적을 극대화하여 고축전용량의 저장전극을 형성하는데 그 목적이 있다.Accordingly, in order to solve the above problem, the present invention provides a contact formation for the storage electrodes such that the contact of the storage electrodes is not at the center of the storage electrodes and the multiple cylinders of the storage electrodes are connected to each other in the storage electrode contacts. By making it possible, the purpose is to secure a process margin and maximize the surface area of the storage electrode to form a storage electrode of high capacitance.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, MOS트랜지스터를 포함하는 반도체기판 상부에 평탄화용 절연막을 형성하는 공정과, 저장전극 콘택마스크를 이용하여 콘택영역의 평탄화용 절연막을 식각하여 저장전극 콘택홀을 형성하는 공정과, 제1다결정실리콘층을 전체구조상부에 형성하는 공정과, 상기 제1다결정실리콘층의 상부에 예정된 두께를 갖는 제1희생막패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1희생막패턴의 측벽에 제2다결정실리콘층 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 제1희생막패턴을 제거한 다음, 상기 제2다결정실리콘 스페이서 양측벽에 제2희생막 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 공정으로 노출된 제1저장전극용 다결정실리콘을 제거하는 공정과, 제1희생막 스페이서 양측벽에 제3다결정실리콘층 스페이서를 형성하고 제2희생막 스페이서를 제거하여, 제1다결정실리콘층과 제2,제3다결정실리콘층 스페이서로 이루어진 저장전극을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a step of forming a planarization insulating film on the semiconductor substrate including a MOS transistor, and by using a storage electrode contact mask to etch the insulating film for planarization of the contact region storage electrode contact hole Forming a first polycrystalline silicon layer on the entire structure, forming a first sacrificial film pattern having a predetermined thickness on the first polycrystalline silicon layer, and the first sacrificial film. Forming a second polysilicon layer spacer on a sidewall of the pattern, removing the first sacrificial film pattern, and then forming a second sacrificial film spacer on both sidewalls of the second polysilicon spacer; Removing the polysilicon for the first storage electrode, and forming a third polysilicon layer spacer on both sidewalls of the first sacrificial film spacer, Removal of the first may comprise a polycrystalline silicon layer and the second, the step of forming a storage electrode consisting of the polysilicon layer 3 spacer.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
제2a도 내지 제2g도는 본 발명에 의한 디램셀 저장전극의 제조공정을 도시한 단면도이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a DRAM cell storage electrode according to the present invention.
제2a도는 MOS트랜지스터를 포함한 반도체기판(10)의 상부에 평탄화용 절연막(12)을 증착한 후, 저장전극용 콘택홀(18)을 실리콘기판에 형성하고 그 상부에 제1저장전극용 다결정실리콘(13)을 증착한 것을 도시한 단면도이다.2A shows a planarization insulating film 12 deposited on the semiconductor substrate 10 including the MOS transistor, and then a contact hole 18 for a storage electrode is formed on the silicon substrate, and polysilicon for the first storage electrode is formed thereon. It is sectional drawing which shows deposition of (13).
제2b도는 제1희생막(14)을 일정두께로 증착한 후, 감광막을 코팅하고 저장전극용 마스크를 이용하여 노광 및 현상공정으로 감광막을 마스크로 하여 제1희생막(14)을 형성한 다음, 감광막을 제거한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 2B shows the deposition of the first sacrificial film 14 to a predetermined thickness, coating the photoresist film, and forming the first sacrificial film 14 using the photoresist film as a mask by exposure and development using a mask for storage electrodes. And sectional drawing which removed the photosensitive film | membrane.
여기서, 제1희생막(14)은 비피에스지(BPSG : Boro-Phospho-Silicate-Glass, 이하에서 BPSG라 함), 피에스지(PSG : Phospho-Silicate-Glass, 이하에서 PSG라 함), 유에스지(USG : Undoped-Silicate-Glass, 이하에서 USG이라 함) 및 테오스(TEOS : Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate, 이하에서 TEOS라 함) 등으로 형성한다.Here, the first sacrificial layer 14 is BPS (Boro-Phospho-Silicate-Glass, hereinafter referred to as BPSG), PSG (PSG: Phospho-Silicate-Glass, hereinafter referred to as PSG), USG (USG: Undoped-Silicate-Glass, hereinafter referred to as USG) and TEOS (TEOS: Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate, hereinafter referred to as TEOS).
제2c도는 제2저장전극용 다결정실리콘(도시안됨)을 일정두께로 증착하고 이방성식각하여 제1희생막(14) 측벽에 제2저장전극용 다결정실리콘 스페이서(15)를 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 2C is a cross-sectional view illustrating the formation of the second storage electrode polysilicon spacer 15 on the sidewall of the first sacrificial layer 14 by depositing and anisotropically etching polycrystalline silicon (not shown) for the second storage electrode. to be.
제2d도는 제2저장전극 다결정실리콘 스페이서(15)의 안쪽에 있는 제1희생막(14)을 제거하고 제2희생막(16)을 전체구조상부에 증착한 것을 도시한 단면도이다. 여기서, 제2희생막(16)은 BPSG, PSG, USG 및 TEOS 등으로 형성한다.FIG. 2D is a cross-sectional view showing that the first sacrificial film 14 inside the second storage electrode polysilicon spacer 15 is removed and the second sacrificial film 16 is deposited on the entire structure. Here, the second sacrificial film 16 is formed of BPSG, PSG, USG, TEOS, or the like.
제2e도는 제2희생막(16)을 이방성식각하여 제2희생막 스페이서(19)를 형성하고, 노출된 제1저장전극용 다결정실리콘(13)을 제거한 다음, 제3저장전극용 다결정실리콘(17)을 전체상부구조에 일정두께 증착한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 2E illustrates anisotropic etching of the second sacrificial film 16 to form a second sacrificial film spacer 19, removes the exposed polycrystalline silicon 13 for the first storage electrode, and then removes the polysilicon for the third storage electrode ( 17 is a cross-sectional view showing the deposition of a certain thickness on the entire upper structure.
제2f도는 제3저장전극용 다결정실리콘(17)을 이방성식각하여 제2희생막스페이서(19)의 측벽에 제3저장전극용 다결정실리콘 스페이서(20)를 형성하고 제2희생막 스페이서(19)를 제거한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 2F shows anisotropic etching of the third storage electrode polycrystalline silicon 17 to form the third storage electrode polycrystalline silicon spacer 20 on the sidewall of the second sacrificial film spacer 19 and the second sacrificial film spacer 19. It is sectional drawing which removed.
제2g도는 제6도를 평면도로 나타낸 단면도이다. 저장전극이 세겹으로 되어 있고, 다결정실리콘으로된 상기 세겹의 저장전극 중에서 가운데 저장전극에 콘택(30)이 형성된 것을 도시한 레이아웃도이다.FIG. 2G is a sectional view of FIG. 6 in a plan view. The storage electrode has three layers, and among the three storage electrodes made of polysilicon, the contact 30 is formed in the middle of the storage electrodes.
상기한 본 발명에 의하면, 고집적화되는 디램셀에서 저장전극의 면적을 최대화시켜 고축전용량의 저장전극을 만들 수 있게 함으로써, 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있어 고가의 제품생산이 용이하다.According to the present invention, by maximizing the area of the storage electrode in the highly integrated DRAM cell to make a storage electrode having a high capacitance, the reliability of the semiconductor device can be improved, thereby making it easy to produce expensive products.
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KR1019930026089A KR100252542B1 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | Method for fabricating a storage node of dram cell |
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