KR100344250B1 - Method of fabricating capacitor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캐패시터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 트랜지스터의 소스/드레인 영역을 접속하기 위해 반도체 기판상에 형성된 트랜지터 위에 도전체 층을 제공하는 단계, 상기 도전체 층위에 반구 입자형 실리콘 층을 형성하는 단계, 상기 반구 입자형 실리콘 층내에 이온 주입법을 사용하여 이온을 주입하는 단계, 상기 이온이 상기 반구 입자형 실리콘 층위의 장벽 층으로 변환되도록 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 장벽의 표면을 세척하기 위한 습식 에칭 공정을 수행하는 단계, 상기 장벽 층위에 유전체를 형성하여 상기 유전체층 위에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor, the method comprising providing a conductor layer over a transistor formed on a semiconductor substrate for connecting a source / drain region of a transistor, and forming a semispherical particulate silicon layer on the conductor layer. Implanting ions into the hemispherical particulate silicon layer using an ion implantation method, performing a heat treatment process to convert the ions into a barrier layer on the hemispherical particulate silicon layer, cleaning the surface of the barrier Performing a wet etching process for forming a dielectric on the barrier layer to form an upper electrode on the dielectric layer.
Description
본 발명은 일반적으로 반도체 집적회로(IC)의 제조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 캐패시터를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to the manufacture of semiconductor integrated circuits (ICs), and more particularly to methods of manufacturing capacitors.
고집적 메모리 소자 예를들면, 256MB이상의 저장 캐패시터를 갖는 다이나믹 랜팀 엑세스 메모리(DRAM)은 적층형 캐패시터(stack-type capacitor) 또는 트랜치형 캐패시터(trench-type capacitor)와 같은 3차원 캐패시턴스 구조를 실현하기 위해 초박형 유전체의 이용을 필요로 한다. 이 메모리 소자들은 소프트 에러를 방지하기 위해 충분한 저장 전하를 가져야 한다. 통상적으로 이 유전체 층은 저압 화학 증착(LPCVD: low pressure chemical vapor deposition)법에 의해 산화탄탈륨 (Ta2O5)으로 만들어진다. 이 산화 탄탈륨의 유전 상수는 산화물의 유전 상수보다 크다. 이 탄탈륨 산화물의 유전 상수는 약 25의 유전 상수를 가져야 양호하게 가능하다.Highly Integrated Memory Devices For example, a dynamic LAN access memory (DRAM) with storage capacitors larger than 256 MB can be used to achieve ultra-thin three-dimensional capacitance structures such as stack-type capacitors or trench-type capacitors. It requires the use of a dielectric. These memory devices must have sufficient storage charge to prevent soft errors. Typically, this dielectric layer is made of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). The dielectric constant of this tantalum oxide is larger than that of the oxide. The dielectric constant of this tantalum oxide should preferably have a dielectric constant of about 25.
결함의 수가 유전체 형성 공정시 어닐링 온도에 반비례하고, 유전체 층의 질이 어닐링 온도에 정비례한다는 것은 널리 공지되어 있다. 그러나, 자연산화물 층은 고온 어닐링 공정시 유전체 층과 하부 전극 사이의 인터페이스에 형성된다. 그러므로, 후속 공정시 형성된 유전체 층의 유전 상수는 자연산화물의 형성에 의해 감소되고, 캐패시터의 캐패시턴스는 감소된 유전 상수에 의해 감소된다. 반대로, 저온 어닐링 공정시, 결함의 수는 저온으로 인해 효과적으로 감소되지 않고, 유전체층의 질은 이 저온으로 인해 감소한다. 통상적으로, 반구 입자형 실리콘(HSG: hemispherical grained silicon) 층은 하부 전극의 실리콘 영역을 증가시키기위해 형성되지만, HSG 층이 예리하다. 그러므로, 유전체 층이 후속 공정시 형성되는 것과 같이 유전체 층의 표면은 예리해질 것이다. 그러므로, 누설 전류는 유전체층의 예리한 표면에 의해 발생된다.It is well known that the number of defects is inversely proportional to the annealing temperature in the dielectric formation process and the quality of the dielectric layer is directly proportional to the annealing temperature. However, the native oxide layer is formed at the interface between the dielectric layer and the lower electrode during the high temperature annealing process. Therefore, the dielectric constant of the dielectric layer formed in subsequent processing is reduced by the formation of natural oxides, and the capacitance of the capacitor is reduced by the reduced dielectric constant. In contrast, in the low temperature annealing process, the number of defects is not effectively reduced due to the low temperature, and the quality of the dielectric layer is reduced due to this low temperature. Typically, hemispherical grained silicon (HSG) layers are formed to increase the silicon area of the lower electrode, but the HSG layer is sharp. Therefore, the surface of the dielectric layer will be sharp as the dielectric layer is formed in subsequent processing. Therefore, leakage current is generated by the sharp surface of the dielectric layer.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 방법에 따른 캐패시터 구조물을 제조하는 공정을 도시한 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 도전체 층(10)이 제공된다. 도전체 층(10)은 반도체 기판 구조(도면에 도시안됨)상에 트랜지스터의 소스/드레인 영역을 접속하기 위해 제공된다. 다른 소자 구조물들은 이미 기판 상에 형성된다. 종래의 방법의 특징을 간략화 및 강조하기 위해 기판은 도면에 도시하지 않았다. 도전체 층(10)은 예를 들어, LPCVD 법에 의해 형성된다. 예를 들어, 도전체 층(10)은 도프된 폴리실리콘으로 이루어지고, 더욱이, 도전체 층(10)은 캐패시터용 하부 전극으로 사용된다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a capacitor structure according to a conventional method. Referring to FIG. 1A, a conductor layer 10 is provided. Conductor layer 10 is provided for connecting the source / drain regions of the transistors on a semiconductor substrate structure (not shown in the figure). Other device structures are already formed on the substrate. The substrate is not shown in the drawings in order to simplify and emphasize the features of the conventional method. The conductor layer 10 is formed by, for example, the LPCVD method. For example, the conductor layer 10 is made of doped polysilicon, and furthermore, the conductor layer 10 is used as a lower electrode for a capacitor.
그다음, HSG 층(12)는 도전체 층(10)의 표면 위에 형성된다. HSG층(12)는 예를 들어, 반응 가스로서 SiH4및 Si2H6을 사용하여 형성되고, 비정질 실리콘과 폴리실리콘의 형성 온도들 사이의 한 온도에서 형성된다. 어닐링 공정은 HSG 층(12)의 질을 개선하기 위해 수행된다. 그러나, 자연산화물(13)의 박층은 어닐링 공정시 HSG 총(12)의 표면 위에 형성되고, 후속 공정시 형성된 유전체 층의 유전 상수는 자연산화물(13)에 의해 감소된다. 그러므로, 자연산화물(native oxide) 층(13)은 이 후속 공정시 제거된다.HSG layer 12 is then formed over the surface of conductor layer 10. The HSG layer 12 is formed using, for example, SiH 4 and Si 2 H 6 as reaction gases, and is formed at one temperature between the formation temperatures of amorphous silicon and polysilicon. The annealing process is performed to improve the quality of the HSG layer 12. However, a thin layer of natural oxide 13 is formed on the surface of the HSG gun 12 in the annealing process, and the dielectric constant of the dielectric layer formed in the subsequent process is reduced by the natural oxide 13. Therefore, the native oxide layer 13 is removed during this subsequent process.
도 1b를 참조하면, HSG 층(12)의 표면 위의 자연산화물 층(13)은 희석된 플로르화 수소(HF) 용액에 의해 제거된다. 박층의 산화질소 실리콘(14)(SiOXNY)는 고속열처리 (RTP:rapid thermal process)에 의해 HSG 층(12)상에 형성된다. 이 RTP 공정은 고온에서 질소 가스로 수행되므로, 질소화 반응이 발생하여 산화질소 실리콘(14)를 형성한다. HSG 층(12)내의 실리콘 원자는 RTP 공정에 의해 질소 가스와 반응한다. 산화 질소 실리콘 층(14)는 후속 열처리 공정시 자연산화물이 형성되는것을 방지하기 위한 장벽 층으로서 이용된다.Referring to FIG. 1B, the native oxide layer 13 on the surface of the HSG layer 12 is removed by dilute hydrogen fluoride (HF) solution. A thin layer of nitric oxide 14 (SiO X N Y ) is formed on the HSG layer 12 by a rapid thermal process (RTP). Since this RTP process is performed with nitrogen gas at a high temperature, a nitrification reaction occurs to form nitric oxide 14. Silicon atoms in the HSG layer 12 react with nitrogen gas by an RTP process. The nitrogen oxide silicon layer 14 is used as a barrier layer to prevent the formation of natural oxides in subsequent heat treatment processes.
도 1c를 참조하면, 산화 탄탈륨 층(16)은 예를 들어, LPCVD 법에 의해 산화질소 실리콘 층(14)의 위에 형성된다. LPCVD 법은 Ta(OC2H5)5화합물을 사용하여 수행되어, 약360-480℃에서 수행된다. 그 후,어닐링 공정은 산화 탄탈륨 층(16)의 밀도를 높이기 위해 사용된다. 이 어닐링 공정은 건식 산소 가스 또는 질소 가스로 수행되고, 약 700-950℃의 온도로 상승된다. 산화 탄탈륨 층(16)은 캐패시터용 유전체 층으로 이용된다. 자연산화물의 형성이 종래의 방법에 따라 형성된 산화질소 실리콘 층(14)에 의해서 효과적으로 억제되지 못한다. 이 방법으로, 자연산화물 층(18)은 어날링 공정중에 산화 탄탈륨 층(16)과 산화 질소 실리콘 층(14)사이의 인터페이스에 형성된다. 그러므로, 유전체 층의 유전 상수 및 캐패시터의 캐패시턴스는 자연산화물 층(18)에 의해 감소된다.Referring to FIG. 1C, a tantalum oxide layer 16 is formed over the nitrogen oxide silicon layer 14 by, for example, LPCVD. The LPCVD method is performed using Ta (OC 2 H 5 ) 5 compound and is performed at about 360-480 ° C. Then, an annealing process is used to increase the density of the tantalum oxide layer 16. This annealing process is carried out with dry oxygen gas or nitrogen gas and is raised to a temperature of about 700-950 ° C. Tantalum oxide layer 16 is used as the dielectric layer for the capacitor. The formation of natural oxides is not effectively inhibited by the nitric oxide silicon layer 14 formed according to conventional methods. In this way, the natural oxide layer 18 is formed at the interface between the tantalum oxide layer 16 and the nitrogen oxide silicon layer 14 during the annealing process. Therefore, the dielectric constant of the dielectric layer and the capacitance of the capacitor are reduced by the natural oxide layer 18.
더욱이, 도 1c는 HSG 층(12)의 표면과 산화 탄탈륨 층이 영역(19)에서 보는 바와 같이, 예리하다는 것을 도시한다. 이는 영역(19)에서 누설 전류가 발생되는 원인이다.Moreover, FIG. 1C shows that the surface of HSG layer 12 and the tantalum oxide layer are sharp, as seen in region 19. This is the cause of leakage current in the region 19.
도 1d를 참조하면, 질화 티타늄(TiN)으로 이루어진 상부 전극 층(20)은 예를 들어, 스퍼터링 법에 의해 산화 탄탈륨(16)의 표면 위에 형성된다.Referring to FIG. 1D, an upper electrode layer 20 made of titanium nitride (TiN) is formed on the surface of tantalum oxide 16 by, for example, sputtering.
이어서, 캐패시터의 형성을 완료하기 위한 통상의 공정이 수행된다. 이러한 통상의 공정은 본 분야에 널리 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 생략한다.Subsequently, a conventional process for completing the formation of the capacitor is performed. Such conventional processes are well known in the art and are therefore omitted here.
자연산화물 층(18)의 형성은 종래의 공정들로 산화질소 실리콘에 의해 효과적으로 억제되지 않는다. 그러므로, 유전체 층의 유전 상수 및 캐패시터의 캐패시턴스는 자연산화물 층(18)에 의해 감소된다. 어닐링 온도는 자연산화물 층(18)의 형성에 의해 제한된다. 그러므로, 유전체 층의 질은 감소한다. 더욱이, 캐패시터의 누설 전류 효과가 유전체 층의 예리한 표면에 의해 발생된다.The formation of the natural oxide layer 18 is not effectively suppressed by nitric oxide in conventional processes. Therefore, the dielectric constant of the dielectric layer and the capacitance of the capacitor are reduced by the natural oxide layer 18. Annealing temperature is limited by the formation of the native oxide layer 18. Therefore, the quality of the dielectric layer is reduced. Moreover, the leakage current effect of the capacitor is caused by the sharp surface of the dielectric layer.
그러므로, 본 발명의 목적은 유전체 층의 질을 개선하고, 어닐링 온도를 증가시키기 위해 자연산화물의 형성과 캐패시터의 누설 전류를 방지하기 위한 캐패시터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method of manufacturing a capacitor for preventing the formation of natural oxides and leakage current of the capacitor to improve the quality of the dielectric layer and to increase the annealing temperature.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 방법에 따라 캐패시터를 제조하는 공정을 도시한 단면도이고,1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a capacitor according to a conventional method,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 한 양호한 실시예에 따라 캐패시터를 제조하는 방법의 공정을 도시한 단면도이다.2A-2C are cross-sectional views illustrating the process of a method of manufacturing a capacitor in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30 : 도전체 층 32 : 반구 입자형 실리콘(HSG) 층30 conductor layer 32 hemispherical particulate silicon (HSG) layer
33 : 자연산화물 층 34 : 장벽 층33: natural oxide layer 34: barrier layer
36 : 유전체 층 38 : 상부 전극 층36 dielectric layer 38 upper electrode layer
실시예로서 구체화되고, 본 명세서에서 개략적으로 기술한 바와 같은 본 발명의 목적에 따른 장점들을 실현하기 위해, 본 발명은 캐패시터를 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은 반도체 기판상에 형성된 트랜지터 위에 트랜지스터의 소스/드레인 영역을 접속하기 위해 도전체 층을 제공하는 단계, 상기 도전체 층 위에 반구 입자형 실리콘 층을 형성하는 단계, 상기 반구 입자형 실리콘 층내에 이온 주입법을 사용하여 이온을 주입하는 단계,상기 이온이 상기 반구 입자형 실리콘 층위에 장벽 층으로 변환되도록 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 장벽의 표면을 세척하기위한 습식 에칭 공정을 수행하는 단계, 상기 장벽 층위에 유전체를 형성하는 단계 및, 상기 유전체 층 위에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In order to realize the advantages according to the object of the invention, which is embodied as an embodiment and outlined herein, the invention includes a method of manufacturing a capacitor. The method comprises providing a conductor layer to connect a source / drain region of a transistor over a transistor formed on a semiconductor substrate, forming a hemispherical particulate silicon layer over the conductor layer, the hemispherical particulate silicon layer Implanting ions using an ion implantation method, performing a heat treatment process to convert the ions into a barrier layer on the hemispherical particulate silicon layer, performing a wet etching process to clean the surface of the barrier, Forming a dielectric over said barrier layer, and forming a top electrode over said dielectric layer.
본 발명의 제1 특징은 이온을 HSG 층내에 주입시기고, RTP 공정이 HSG 층의 표면위에 장벽을 형성하기 위해 수행 된다는 것이다.A first feature of the invention is that the ions are implanted into the HSG layer and the RTP process is performed to form a barrier on the surface of the HSG layer.
본 발명의 제2 특징은 자연산화물이 유전체 층을 형성하기 위한 어닐링 공정중에 장벽 층에 의해 방지된다. 그러므로, 어닐링 온도를 상승 시킬 수 있고, 유전체 층의 질이 개선된다.A second feature of the invention is that the natural oxide is prevented by the barrier layer during the annealing process for forming the dielectric layer. Therefore, the annealing temperature can be raised, and the quality of the dielectric layer is improved.
본 발명의 제3의 특징은 완만한 표면을 갖는 HSG 층이 제조될수 있고, 후속 공정시에 형성된 유전체 층의 예리한 표면이 방지된다. 그러므로, 캐패시터내의 누설 전류의 형성이 방지되고, 유전체 층의 질이 개선된다. 본 발명의 이러한 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 양호한 실시예를 설명한 이하의 상세한 설명에서 보다 명확해지지만, 이들 실시예에 제한되지 않는다.A third feature of the invention is that an HSG layer having a smooth surface can be produced, and the sharp surface of the dielectric layer formed in subsequent processing is prevented. Therefore, the formation of leakage current in the capacitor is prevented, and the quality of the dielectric layer is improved. These objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention, but are not limited to these embodiments.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 한 양호한 실시예에 따른 캐패시터를 제조하는 방법의 공정 단계들을 도시한 단면도이다.2A-2C are cross-sectional views illustrating process steps of a method of manufacturing a capacitor in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 도전체 층(30)이 제공되고, 이 도전체 층(30)은 반도체 기판층(도면에 도시하지 않음)상의 트랜지스터의 소스/드레인 영역을 접속하도록 제공된다. 다른 소자 구조물은 이미 이 기판상에 형성되었다. 도면을 간략화하고 본발명 방법의 특징을 강조하기 위해 기판 구조물은 도면에 도시하지 않았다. 예를 들어, 도프된 폴리실리콘과 같은 도전체 층(30), 예를 들어, LPCVD 법에 의해 형성된다. 더욱이, 이 도전체 층은 캐패시터용 하부 전극으로 이용된다.Referring to FIG. 2A, a conductor layer 30 is provided, which is provided to connect source / drain regions of a transistor on a semiconductor substrate layer (not shown). Other device structures have already been formed on this substrate. The substrate structure is not shown in the drawings in order to simplify the drawings and to highlight the features of the present invention. For example, a conductor layer 30, such as doped polysilicon, is formed by, for example, LPCVD. Moreover, this conductor layer is used as the lower electrode for the capacitor.
그후, HSG 층(32)는 도전체 층(30)위에 형성된다. HSG 층(32)는 예를 들어, 반응 가스로서 SiH4및 SI2H6을 사용하여 형성되고, 비정질 실리콘의 형성 온도와 폴리실리콘의 형성 온도사이의 온도에서 수행된다. 어닐링 공정은 HSG 층(32)의 질을개선하기 위해 수행된다.HSG layer 32 is then formed over conductor layer 30. HSG layer 32 is formed using, for example, SiH 4 and SI 2 H 6 as reaction gases, and is performed at a temperature between the formation temperature of amorphous silicon and the formation temperature of polysilicon. The annealing process is performed to improve the quality of the HSG layer 32.
질소 이온은 주입법을 사용하여 HSG층(32)내로 주입된다. 주입법의 전압 조건은 약 10-30KeV이고, 이온의 농도는 5 × 1014-5 × 1015/㎠이다. 산화질소 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 박형 장벽층(34)는 고속 열처리 공정(RTP)에 의해 HSG 층(32)상에 형성된다. 이 RTP 공정은 고온에서, 이산화 질소(N2O) 또는 산소 가스로 수행되고, 질소화 반응은 장벽 층(34)를 형성하기 위해 수행되는데, HSG 층(32)내의 실리콘 원자는 이 RTP 공정중에 대기 가스와 반응한다. 장벽층(34)는 HSG 층(32) 내의 대기 산소 원자와 실리콘 원자 사이의 상호 작용을 억제하기 위해 이용된다. 장벽 층(34)는 HSG 층(32)내에 직접 질소 이온을 주입함으로써 형성되므로, 질소원자의 이동도는 장벽 층(34)의 분자식내의 산소 원자의 이동도 보다 매우 크다.Nitrogen ions are implanted into the HSG layer 32 using the implantation method. The voltage condition of the implantation method is about 10-30 KeV, and the concentration of ions is 5 × 10 14 -5 × 10 15 / cm 2. A thin barrier layer 34, such as silicon oxide or silicon nitride, is formed on the HSG layer 32 by a high speed heat treatment process (RTP). This RTP process is carried out at high temperature, with nitrogen dioxide (N 2 O) or oxygen gas, and the nitrification reaction is carried out to form the barrier layer 34, wherein the silicon atoms in the HSG layer 32 are subjected to this RTP process. Reacts with atmospheric gases Barrier layer 34 is used to inhibit the interaction between atmospheric oxygen atoms and silicon atoms in HSG layer 32. Since barrier layer 34 is formed by injecting nitrogen ions directly into HSG layer 32, the mobility of nitrogen atoms is much greater than that of oxygen atoms in the molecular formula of barrier layer 34.
HSG 층(32)내의 결함 수는 RTP 공정 중에 감소되므로, HSG 층(32)의 질은 개선된다. 영역(35)는 본 발명의 방법에 의해 완만해지므로, 후속 공정시 형성된 유전체 층내의 누설전류의 발생을 방지한다. 그러나, 자연산화물(33)의 박층은 RTP 공정시 HSG 층(32)의 표면 위에 형성된다. 이 자연산화물 층(33)은 후속 공정시 형성된 유전체 층의 유전 상수를 감소시킨다. 이 자연산화물 층(33)은 이 감소를 방지하기위해 후속 공정시 제거된다.Since the number of defects in the HSG layer 32 is reduced during the RTP process, the quality of the HSG layer 32 is improved. Region 35 is smoothed by the method of the present invention, thereby preventing the generation of leakage currents in the dielectric layer formed during subsequent processing. However, a thin layer of natural oxide 33 is formed on the surface of HSG layer 32 during the RTP process. This natural oxide layer 33 reduces the dielectric constant of the dielectric layer formed during subsequent processing. This natural oxide layer 33 is removed in subsequent processing to prevent this reduction.
도 2b를 참조하면, 장벽 층(34)는 예를 들어, 희석된 플로르화 수소 용액을 사용하여 습식 에칭법으로 세척된다. 장벽 층(34)의 표면위의 자연산화물 층(33)은습식 에칭 공정 중에 제거된다.Referring to FIG. 2B, the barrier layer 34 is cleaned by wet etching, for example using diluted hydrogen fluoride solution. The native oxide layer 33 on the surface of the barrier layer 34 is removed during the wet etching process.
그 다음, 예를 들어, 다른 RTP 공정은 질소 원자의 이동도틀 증가시키도록 질소화 반응을 수행하기 위해 고온에서 질소(N2)로 수행된다. 이 TRP 공정은 장벽 층(34)의 장벽 효과를 향상시기기 위해 수행된다. 본 발명에 따르면, 자연산화물 층(33)이 형성된 후, RTP 공정이 수행되거나 생략될 수 있다는 것을 인지하여야 한다.Then, for example, another RTP process is carried out with nitrogen (N 2 ) at high temperature to carry out the nitrification reaction to increase the mobility of the nitrogen atoms. This TRP process is performed to enhance the barrier effect of barrier layer 34. According to the present invention, it should be appreciated that after the natural oxide layer 33 is formed, the RTP process may be performed or omitted.
도 2c를 참조하면, 예를 들어, 산화 탄탈륨으로 이루어진 유전체 층(36)은 장벽 층(34)의 표면 위에 LPCVD 법에 의해 증착된다. LPCVD 법은 [Ta(OC2H5)5] 화합물을 사용하여, 약360-480℃에서 수행된다. 그 후, 어닐링 공정은 유전체 층(36)의 밀도를 높이기 위해 수행된다. 어닐링 공정은 건식 산소 또는 질소 가스로, 약700-950℃의 온도에서 수행된다. 본 발명의 캐패시터를 제조하는 방법에 따르면, 자연산화물은 장벽 층(34)에 의해 효과적으로 억제된다. 그러므로, 어닐링 온도는 (850℃이상)상승되고, 유전체 층(36)의 질이 향상되며, 자연산화물의 형성이 억제된다.Referring to FIG. 2C, for example, a dielectric layer 36 made of tantalum oxide is deposited by the LPCVD method on the surface of the barrier layer 34. The LPCVD method is performed at about 360-480 ° C. using a [Ta (OC 2 H 5 ) 5 ] compound. An annealing process is then performed to increase the density of the dielectric layer 36. The annealing process is carried out at a temperature of about 700-950 ° C. with dry oxygen or nitrogen gas. According to the method of manufacturing the capacitor of the present invention, the natural oxide is effectively inhibited by the barrier layer 34. Therefore, the annealing temperature rises (above 850 ° C.), the quality of the dielectric layer 36 is improved, and the formation of natural oxide is suppressed.
마지막으로, 상부 전극 층(38)은 예를 들어, 스퍼터링 법에 의해 유전체 층 (36)의 표면 위에 형성된다. 그다음, 캐패시터를 완료 형성하기 위한 종래의 공정이 수행된다. 이 종래의 공정은 본 분야에 널리 공지되었기에, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 본 발명이 양호한 실시예로 예를 들어 설명 하였을지라도, 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않는다는 것을 인지하여야 한다. 이하 본 발명의 또다른 실시예에 관한 것이다. HSG 층(32)는 이 실시예에서는 형성되지 않는다. 도전체층이 증착된 후, HSG 층의 형성된 단계가 수행되지 않는다. 그 대신 이온이 도전체 층(30)내로 직접 주입된다. 장벽 층은 도전체 층(30)의 표면 위에 형성된다. 장벽 층은 산화질소 실리콘 또는 질화 실리콘으로 이루어진다. 이어, 캐패시터의 완료 형성하기 위해 도 2b내지 도 2c에 도시한 바와 같은 동일 공정들이 수행된다.Finally, the upper electrode layer 38 is formed on the surface of the dielectric layer 36 by, for example, sputtering. Then, the conventional process for completing the formation of the capacitor is performed. This conventional process is well known in the art, so the detailed description is omitted here. Although the invention has been described by way of example in the preferred embodiments, it should be appreciated that the invention is not limited to these embodiments. Hereinafter, another embodiment of the present invention. HSG layer 32 is not formed in this embodiment. After the conductor layer is deposited, the step of forming the HSG layer is not performed. Instead, ions are injected directly into the conductor layer 30. The barrier layer is formed over the surface of the conductor layer 30. The barrier layer is made of silicon oxide or silicon nitride. Subsequently, the same processes as shown in FIGS. 2B-2C are performed to complete the formation of the capacitor.
본 발명의 제1 특성은 HSG 층(32)의 표면 위에 장벽 층(34)를 형성하기 위해 이온이 HSG 층(32)내로 주입되고, RTP 공정이 수행되는 것이다. 자연산화물의 형성은 유전체 층(36)의 형성 단계중에 장벽 층(34)에 의해 방지된다.A first feature of the present invention is that ions are implanted into the HSG layer 32 to form the barrier layer 34 over the surface of the HSG layer 32 and an RTP process is performed. Formation of the natural oxide is prevented by the barrier layer 34 during the formation of the dielectric layer 36.
본 발명의 제2 특징은 자연산화물의 형성이 어닐링 공정 중에 장벽 층(34)에 의해 방지된다는 것이다. 그러므로, 어닐링 온도가 상승될 수 있고, 유전체 층(36)의 질이 개선된다.A second feature of the invention is that the formation of natural oxide is prevented by the barrier layer 34 during the annealing process. Therefore, the annealing temperature can be raised, and the quality of the dielectric layer 36 is improved.
본 발명의 제3 특징은 완만한 표면을 갖는 HSG 층(32)가 제조될 수 있어, 후속 공정중에 형성된 유전체 층(36)상의 예리한 표면을 제거하는 것이다. 그러므로, 캐패시터내의 누설 전류의 형성은 방지되어, 유전체 층(36)의 질이 개선된다.A third feature of the present invention is that an HSG layer 32 having a smooth surface can be produced, eliminating the sharp surface on the dielectric layer 36 formed during subsequent processing. Therefore, the formation of leakage current in the capacitor is prevented, so that the quality of the dielectric layer 36 is improved.
본 발명이 양호한 실시예로 예시되고 설명되었을지라도, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것을 인지하여야 한다. 반대로, 첨부된 특허청구의 범위는 여러가지 변형예 및 유사한 배열 및 공정을 포함하도록 폭 넓게 해석된다.Although the present invention has been illustrated and described in the preferred embodiments, it should be appreciated that the invention is not so limited. On the contrary, the appended claims are broadly construed to cover various modifications and similar arrangements and processes.
Claims (20)
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KR10-1998-0006165A KR100344250B1 (en) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Method of fabricating capacitor |
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ID=49515737
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KR10-1998-0006165A KR100344250B1 (en) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Method of fabricating capacitor |
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JPH05304250A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-16 | Nec Corp | Fabrication of semiconductor device |
US5418180A (en) * | 1994-06-14 | 1995-05-23 | Micron Semiconductor, Inc. | Process for fabricating storage capacitor structures using CVD tin on hemispherical grain silicon |
-
1998
- 1998-02-26 KR KR10-1998-0006165A patent/KR100344250B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05304250A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-16 | Nec Corp | Fabrication of semiconductor device |
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Also Published As
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KR19990070971A (en) | 1999-09-15 |
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