KR100348297B1 - 반도체소자의 커패시터 제조방법 - Google Patents

반도체소자의 커패시터 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체소자의 커패시터 제조방법에 관한 것으로, 륵히 셀부와 주변부의 단차를 낮추므로써 상호연결(interconnection) 공정이 용이하도록 한 것이다.
본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조방법은 반도체기판을 준비하는 단계; 상기 반도체기판상에 제 1 절연막과, 상기 제 1 절연막에 제 2 절연막 그리고 상기 제 2 절연막위에 제 3 절연막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 3 절연막과 제 2 절연막 및 제 1 절연막을 선택적으로 제거하여 노드콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 포함한 상기 제 3 절연막위에 제 4 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 4 절연막을 상기 노드콘택홀 측면에만 남도록 선택적으로 제거하여 측벽을 형성하는 단계; 상기 측벽을 포함한 콘택홀 및 제 3 절연막의 노출된 표면위에 제 1 도전층을 형성하는 단계; 상기 제 1 도전층위에 제 5 절연막을 형성하는 단계; 상기 노드콘택홀을 제외한 부준의 상기 제 5 절연막과 제 1 도전층 및 제 3 절연막을 선택적으로 제거하여 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막의 노출된 표면위에 제 2 도전층을 형성하는 단계; 상기 제 2 도전층을 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막 측벽에만 남도록 선택적으로 제거하여 노드필라를 형성하는 단계; 상기 제 1 임시막과 제 2 임시막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체소자의 커패시터 제조방법
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 셀부와 주변부의 단차를 낮춰 고집적소자 제작시에 적합하도륵 한 반도체소자의 커패시터 제조방법에 관한 것이다.
종래 반도제소자의 커패시터 제조방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
제 1a∼1f 도는 종래 반도제소자의 커패시터 제조공정 단면도이다.
종래 반도체소자의 커패시터 제조방법은 먼저 제 1a 도에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1)을 준비하고 상기 반도체 기판(1)위에 절연물을 증착하여 제 1 절연막(2)과, 상기 제 1 절연막(2)상에 질화물을 증착하여 제 2 절연막(3)을 각각 형성한다.
그다음 사진석판술(photolithography) 및 사진식각 공정에 의해 상기 제 2 절연막(3)과 제 1 절연막(2)을 선택적으로 제거하여 노드콘택홀(4)을 형성한다.
이어서 제 1b 도에 도시된 바와 같이, 상기 노드콘택홀(4)을 포함한 상기 제 2 절연막(3)위에 질화물(nitride)를 증착하여 제 3 절연막(미도시)을 형성한다.
그다음 상기 노드콘택홀(4) 측면에만 남도록 상기 제 3 절연막을 선택적으로 제거하여 측벽(5)을 형성한다.
이어서 제 1c 도에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(5)을 포함한 상기 노드콘택홀(4) 및 상기 제 2 절연막(3)의 노출된 표면위에 다결정 실리콘을 증착하여 제 1 도전층(6)을 형성하고, 상기 제 1 도전층(6)위에 USG를 증착하여 제 4 절연막(7)을 형성한다.
그다음 제 1d 도에 도시된 바와 같이, 사진석판술(photolithograpy) 및 사진식각 공정에 의해 상기 제 4 절연막(7)과 제 1 도전층(6)을 선택적으로 제거하여임시막(7a)과 스토리지노드(6a)를 형성한다.
이어서 제 1e 도에 도시된 바와 같이, 상기 임시막(7a)을 포함한 스토리지노드(6)와 상기 제 1 절연막(3)의 노출된 표면위에 다결정 실리콘을 증착하여 제 2 도전층(미도시)을 형성한다.
그다음 상기 임시막(7a)과 스토리지 노드(6a)의 측면에만 남도록 상기 제 2 도전층을 선택적으로 제거하여 노드필라(node pillar)(8)를 형성한다.
이어서 제 1f 도에 도시된 바와 같이, 상기 임시막(7a)을 습식식각법에 의해 제거하여 상기 노드필라(8)와 상기 스토리지노드(6a)만 남도록 한다.
그다음 상기 노드필라(8)와 스토리지노드(6a)의 노출된 표면에 커패시터 유전체막(9)을 형성하고, 상기 커패시터 유전체막(9)과 상기 제 2 절연막(3)의 노출된 표면에 플레이트 전극(10)을 형성한다.
상기에서와 같이 종래 반도체소자의 커패시터 제조방법에 있어서는 노드필라(node pillar)가 스토리지노드상에 돌출 형성되어 셀부와 주변부의 단차를 증가시키게 되므로 금속배선 공정이 복잡해진다.
따라서 종래 반도체소자의 커패시터 제조방법은 고집적소자 제작시에는 적합하지 못하다.
본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 셀부와 주변부의 단차를 낮춰 고집적소자 제작에 적합하도록 한 반도체소자의 커패시터 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조방법은 반도체기판을 준비하는 단계; 상기 반도제기판상에 제 1 절연막과, 상기 제 1 절연막에 제 2 절연막 그리고 상기 제 2 절연막위에 제 3 절연막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 3 절연막과 제 2 절연막 및 제 1 절연막을 선택적으로 제거하여 노드콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 포함한 상기 제 3 절연막위에 제 4 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 4 절연막을 상기 노드콘택홀 측면에만 남도록 선택적으로 제거하여 측벽을 형성하는 단계; 상기 측벽을 포함한 콘택홀 및 제 3 절연막의 노출된 표면위에 제 1 도전층을 형성하는 단계: 상기 제 1 도전층위에 제 5 절연막을 형성하는 단계; 상기 노드콘택홀을 제외한 부분의 상기 제 5 절연막과 제 1 도전층 및 제 3 절연막을 선택적으로 제거하여 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막의 노출된 표면위에 제 2 도전층을 형성하는 단계; 상기 제 2 도전층을 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막 측벽에만 남도록 선택적으로 제거하여 노드필라를 형성하는 단계; 상기 제 1 임시막과 제 2 임시막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 2a∼2g 도는 본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조공정도이다.
본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조방법은, 먼저 제 2a 도에 도시된 바와 같이, 반도체기판(11)을 준비하고, 상기 반도체기판(11)위에 절연물을 증착하여 제 1 절연막(12)과, 상기 제 1 절연막(12)위에 질화물을 증착하여 제 2 절연막(13) 및, 상기 절연막(13)위에 산화물을 증착하여 제 3 절연막(14)을 각각형성한다.
이어서 사진석판술(photolithography) 및 사진식각 공정에 의해 상기 제 3 절연막(14) 및 제 2 절연막(13) 및 제 1 절연막(12)을 선택적으로 제거하여 노드콘택홀(15)을 형성한다.
그다음 제 2b 도에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(15)을 포함한 상기 제 3 절연막(14)위에 질화물을 증착하여 제 4 절연막(16)을 형성한다.
이어서 제 2c 도에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 절연막(16)위에 감광막을 도포하고, 노광 및 현상공정에 의해 셀부를 제외한 부분에만 남도록 상기 감광막을 선택적으로 제거하여 일부분(17)만 남도록 한다.
그다음 선택적으로 제거되고 남은 상기 감광막(17)부분을 마스크로 상기 제 4 절연막(16)의 일부분(예를들면, 셀부의 절연막(16)부분)을 상기 노드콘택홀(15) 측면에만 남도록 선택적으로 제거하여 측벽(16a)을 형성한다.
이어서 제 2d 도에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(16a)을 포함한 상기 노드콘택홀(15) 및 상기 제 3 절연막(14)의 노출된 표면위에 다결정 실리콘을 증착하여 제 1도전층(15)을 형성한다.
그다음 상기 제 1 도전층(18)위에 USG를 증착하여 제 5 절연막(19)을 형성한다.
이어서 제 2e 도에 도시된 바와 같이, 상기 제 5 절연막(19)위에 감광막(20)을 도포하고, 노광 및 현상공정에 의해 상기 노드콘택홀(15) 부분을 제외한 부분에만 남도록 상기 감광막(20)을 선택적으로 제거한다.
그다음 사진석판술(photolithography) 및 사진식각 공정에 의해 상기 제 5 절연막(19)과 제 1 도전층(18) 및 제 3 절연막(14)을 선택적으로 제거하여 제 2 임시막(19a)과 스토리지노드(l8a) 및 제 1 임시막(14a)을 형성한다.
이때 상기 셀주변부에 위지하는 상기 제 2 절연막(14) 부분은 제거되지 않도록 한다.
이어서 제 2f 도에 도시된 바와 같이, 상기 감광막(20) 및 셀주변부에 위치한 감광막(17)을 제거하고, 상기 제 2 임시막(19a)과 스토리지노드(18a) 측면 및 상기 제 1 임시막(14a)을 포함한 상기 셀주변부에 남아 있는 제 4 절연막(16) 부분에 다결정 실리콘을 증착하여 제 2 도전층(21)을 형성한다.
그다음 제 2g 도에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 임시막(19a)과 스토리지노드(18a) 및 제 1 임시막(14a) 측면에만 남도록 상기 제 2 도전층(21)을 선택적으로 제거하여 노드필라(node pillar)(21a)를 형성한다.
이어서 상기 제 2 임시막(19a)과 상기 제 1 임시막(14a)을 습식식각법에 의해 제거하여 스토리지노드(l8a)와 노드필라(2la)만 남도륵 한다.
그다음 상기 노드필라(21a)와 상기 스토리지노드(18a)의 노출된 표먼에 커패시터 유전체막(22)을 형성하고, 상기 커패시터 유전체막(22)을 포함한 상기 측벽(16a)과 제 2 절연막(13)의 노출된 표면위에 플레이트 전극(23)을 헝성한다.
상기에서와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조방법에 있어서는 노드필라를 평면상으로 스토리지노드 높이정도로 형성하여 셀부와 셀주변부의 단차를 낮출수 있으므로 그 이후의 금속배선(interconnection) 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조방법은 고집적소자 제작시에 적합하다고 볼 수 있다.
제 1a∼1f 도는 종래 반도체소자의 커패시터 제조공정도
제 2a∼2g 도는 본 발명에 따른 반도체소자의 커패시터 제조공정도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11 : 반도체기판 12 : 제 1 절연막
13 : 제 2 절연막 14 : 제 3 절연막
15 : 노드콘택홀 16 : 제 4 절연막
16a : 측벽 17 : 감광막
18 : 제 1 도전층 18a : 스토리지노드
19 : 제 5 절연막 19a : 제 2 임시막
20 : 감광막 21 : 제 2 도전층
21a : 노드필라(node pillar) 22 : 커패시터 유전체막
23 : 플레이트전극(plate electrode)

Claims (7)

  1. 반도체기판을 준비하는 단계; 상기 반도체기판상에 제 1 절연막과, 상기 제 1 절연막에 제 2 절연막 그리고 상기 제 2 절연막위에 제 3 절연막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 3 절연막과 제 2 절연막 및 제 1 절연막을 선택적으로 제거하여 노드콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 포함한 상기 제 3 절연막위에 제 4 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 4 절연막을 상기 노드콘택홀 측면에만 남도록 선택적으로 제거하여 측벽을 형성하는 단계; 상기 측벽을 포함한 콘택홀 및 제 3 절연막의 노출된 표면위에 제 1 도전층을 형성하는 단계; 상기 제 1 도전층위에 제 5 절연막을 형성하는 단계; 상기 노드콘택홀을 제외한 부분의 상기 제 5 절연막과 제 1 도전층 및 제 3 절연막을 선택적으로 제거하여 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막을 각각 형성하는 단계; 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막의 노출된 표면위에 제 2 도전층을 형성하는 단계; 상기 제 2 도전층을 상기 제 2 임시막과 스토리지노드 및 제 1 임시막 측벽에만 남도록 선택적으로 제거하여 노드필라를 형성하는 단계; 상기 제 1 임시막과 제 2 임시막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 절연막은 산화막을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 및 제 4 절연막은 질화막을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5 절연막은 USG을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 노드필라는 제 2 도전층을 RIE에 의해 선택적으로 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체노자의 커패시터 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 임시막과 제 2 임시막은 습식식각법에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 노드필라를 포함한 스토리지노드의 노출된 표면에 커패시터 유전체막을 형성하는 단계와, 상기 커패시터 유전체막을 포함한 상기 측벽과 제 2 절연막의 노출된 표먼위에 플레이트전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 커패시터 제조방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7572711B2 (en) 2004-06-30 2009-08-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device

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