KR100468708B1 - Method for forming ferroelectric capacitor and ferroelectric capacitor thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a ferroelectric capacitor is provided to reduce etch damage to a ferroelectric due to a metal layer formation process by eliminating a metal layer and by making an upper electrode layer function as a metal layer. CONSTITUTION: A semiconductor substrate(200) having an isolation layer is prepared. A diffusion blocking material, a material for forming a lower electrode(320') and a ferroelectric material(340') are sequentially deposited on the front surface of the semiconductor substrate. A photoresist layer pattern for defining a region for forming a capacitor is formed on the resultant structure. The ferroelectric material, the material for forming the lower electrode and the diffusion blocking material are sequentially etched to form a ferroelectric layer, the lower electrode and a diffusion barrier layer by using the photoresist layer pattern as a mask. The photoresist layer pattern is eliminated. A material for forming an upper electrode(420) is formed on the resultant structure. By using an etch mask as a photoresist layer pattern that covers the entire of the ferroelectric layer and extends to a power terminal to apply a voltage to the ferroelectric, the material for forming the upper electrode is etched to form the upper electrode.

Description

강유전체 커패시터 및 그 제조방법{Method for forming ferroelectric capacitor and ferroelectric capacitor thereof}Ferroelectric capacitor and method of manufacturing the same {Method for forming ferroelectric capacitor and ferroelectric capacitor

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 강유전체 커패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a ferroelectric capacitor and a method for manufacturing the same.

강유전체, 예컨대 PZT(PbZrxTi1-xO3), PLZT(La로 도핑된 PZT) 또는 PNZT(Nb로 도핑된 PZT)는 종래의 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물에 비해 유전율이 높고 분극 반전 특성을 지니기 때문에 차세대 메모리 소자의 제조에 적합한 물질로서 주목받고 있다.Ferroelectrics such as PZT (PbZr x Ti 1-x O 3 ), PLZT (PZT doped with La) or PNZT (PZT doped with Nb) have a higher dielectric constant and polarization reversal characteristics than conventional silicon oxide or silicon nitride Therefore, it is attracting attention as a material suitable for the manufacture of the next-generation memory device.

이러한 강유전체는 유전상수가 매우 크기 때문에 DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 커패시터 물질로 사용할 경우 플래너(planar) 구조로도 현 수준의 메모리용 커패시터를 제작할 수 있으며, 스택(stack)이나 트렌치(trench) 구조를 이용하면 Giga급 단위의 메모리 소자의 제작을 가능하게 한다. Since the ferroelectric material has a very high dielectric constant, when used as a capacitor material for DRAM (Dynamic Random Access Memory), it is possible to manufacture a current-level memory capacitor with a planar structure, and a stack or trench structure. Using it enables the fabrication of memory devices in Giga-class units.

최근에는 저장된 정보를 반영구적으로 보관하여 별도의 리프레쉬(refresh) 과정을 수행할 필요가 없는 새로운 형태의 DRAM 메모리 소자인 강유전체 메모리 소자(Ferroelectric Random Access Memory;이하 FRAM이라 함)의 제조에 자발 분극 특성을 지닌 강유전체가 유용하게 사용되고 있다.Recently, spontaneous polarization characteristics have been applied to the fabrication of ferroelectric random access memory (FRAM), a new type of DRAM memory device that does not need to perform a separate refresh process by permanently storing stored information. Ferroelectrics are useful.

도 1은 종래의 강유전체 커패시터를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional ferroelectric capacitor.

도 1을 참조하면, 종래의 강유전체 커패시터는 하부전극(124)과 상부전극(128) 및 강유전체(126)를 구비한다. 이러한 종래의 강유전체 커패시터는 도 1에 도시된 바와 같이 소자분리막(110) 위에 형성될 수 있다. 소자분리막(110)은 통상의 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 방법에 의해 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, a conventional ferroelectric capacitor includes a lower electrode 124, an upper electrode 128, and a ferroelectric 126. Such a conventional ferroelectric capacitor may be formed on the device isolation layer 110 as shown in FIG. 1. The device isolation layer 110 may be formed by a conventional Local Oxidation of Silicon (LOCOS) method.

이와 같은 종래의 강유전체 커패시터를 제조하는 방법을 도 1과 함께 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing the conventional ferroelectric capacitor will be described with reference to FIG. 1 as follows.

먼저 반도체 기판(100)의 전면에 화학기상증착법(Chemical Vapour Deposition)과 같은 통상의 방법으로 TiO2를 증착한다. 그리고 사진식각을 이용하여 TiO2층을 패터닝함으로써 TiO2 패턴(122)을 형성한다. 이때, 반도체 기판(100)에는 소자분리막(110)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 TiO2 패턴(122)이 형성된 결과물 전면에 하부전극 형성용 물질을 증착하고 사진식각을 이용하여 TiO2 패턴(122) 위에 하부전극(124)을 형성한다. 다음, 하부전극(124)이 형성된 결과물 전명에 PZT와 같은 강유전체 물질을 증착하고 사진식각을 이용하여 하부전극(124) 위에 강유전체층(126)을 형성한다. 이어서, 강유전체층(126)이 형성된 결과물 전면에 상부전극 형성용 물질을 증착하고 사진식각공정을 이용하여 강유전체층(126) 위에 상부전극(128)을 형성한다. 그리고, 이와 같은 강유전체 커패시터를 보호하기 위하여 TiO2층(132)을 증착한다. 이어서, 층간절연층을 증착한 후, 사진식각공정을 이용하여 상부전극(128)과 금속층을 연결하기 위한 DC(Direct Contact)을 형성한다. DC가 형성된 결과물 전면에 금속층(138)을 증착하고 식각함으로서 종래의 강유전체 커패시터가 완성된다.First, TiO 2 is deposited on a front surface of the semiconductor substrate 100 by a conventional method such as chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition). The TiO 2 pattern 122 is formed by patterning the TiO 2 layer using photolithography. In this case, the device isolation layer 110 may be formed on the semiconductor substrate 100. The material for forming the lower electrode is deposited on the entire surface of the resultant on which the TiO 2 pattern 122 is formed, and the lower electrode 124 is formed on the TiO 2 pattern 122 using photolithography. Next, a ferroelectric material such as PZT is deposited on the resultant electrode on which the lower electrode 124 is formed, and the ferroelectric layer 126 is formed on the lower electrode 124 using photolithography. Subsequently, an upper electrode forming material is deposited on the entire surface of the resultant ferroelectric layer 126 and the upper electrode 128 is formed on the ferroelectric layer 126 using a photolithography process. In order to protect the ferroelectric capacitor, TiO 2 layer 132 is deposited. Subsequently, after the interlayer insulating layer is deposited, a direct contact (DC) for connecting the upper electrode 128 and the metal layer is formed by using a photolithography process. The conventional ferroelectric capacitor is completed by depositing and etching the metal layer 138 on the entire surface of the resultant DC.

그런데, 종래의 강유전체 커패시터 제조방법에 있어서, 상기 강유전체막 패턴의 측벽은 경사진 형태로 식각되며, 강유전체 위에 강유전체보다 작은면적을 갖는 상부전극층의 식각에 의해서 강유전체막이 식각손상을 받게 된다. 그 결과, 강유전체막은 비정질화되고 이는 강유전체 커패시터의 신뢰성을 낮추는 결과가 된다. 또한, 금속층을 형성하는 공정이 필수적이므로 공정진행시간이 지연되어 생산원가가 높게 된다. However, in the conventional ferroelectric capacitor manufacturing method, the sidewalls of the ferroelectric film pattern are etched in an inclined form, and the ferroelectric film is etched by the etching of the upper electrode layer having a smaller area than the ferroelectric on the ferroelectric. As a result, the ferroelectric film becomes amorphous, which results in lowering the reliability of the ferroelectric capacitor. In addition, since the process of forming the metal layer is essential, the process progress time is delayed, resulting in high production costs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속층을 없애고 금속층의 역할을 상부전극층이 하도록 함으로써 금속층 형성공정으로 인한 강유전체의 식각손상을 줄여 반도체 소자의 신뢰성을 높이고 또한, 생산원가를 낮출 수 있는 강유전체 커패시터 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by eliminating the metal layer and the role of the upper electrode layer to reduce the etching damage of the ferroelectric due to the metal layer forming process to increase the reliability of the semiconductor device, and also to reduce the production cost An object of the present invention is to provide a ferroelectric capacitor and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강유전체 커패시터 제조방법은. 소자분리막이 형성된 반도체 기판을 준비하는 단계;와, 상기 반도체 기판의 전면에 확산방지용 물질, 하부전극 형성용 물질 및 강유전체 물질을 차례로 증착하는 단계;와, 상기 결과물 전면에 커패시터를 형성하기 위한 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계;와, 상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 강유전체 물질, 하부전극 형성용 물질 및 확산방지용 물질을 차례로 식각함으로서 강유전체층, 하부전극 및 확산방지층을 형성하는 단계;와, 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계;와, 상기 결과물 전면에 상부전극 형성용 물질을 형성하고, 상기 강유전체층을 덮으며 상기 강유전체에 전압을 인가하기 위하여 전원단자까지 연장되도록 하는 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 상부전극 형성용 물질을 식각함으로써 상부전극을 형성한다.Ferroelectric capacitor manufacturing method of the present invention for achieving the above object. Preparing a semiconductor substrate on which an isolation layer is formed; and depositing a diffusion preventing material, a lower electrode forming material, and a ferroelectric material on the front surface of the semiconductor substrate; and a region for forming a capacitor on the entire surface of the resultant material. Forming a photosensitive film pattern to define a ferroelectric layer, a lower electrode, and a diffusion preventing layer by sequentially etching the ferroelectric material, the lower electrode forming material, and the diffusion preventing material by using the photosensitive film pattern as a mask; Removing the photoresist pattern; and forming a material for forming an upper electrode on the entire surface of the resultant, covering the ferroelectric layer and extending to a power terminal to apply a voltage to the ferroelectric as an etching mask. The upper electrode is formed by etching the upper electrode forming material.

상기 상부전극은 상기 강유전체층을 모두 덮는 것이 바람직하며, 상기 확산방지층은 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the upper electrode covers all the ferroelectric layers, and the diffusion barrier layer is made of TiO 2 .

한편, 본 발명의 강유전체 커패시터 제조방법은, 상기 하부전극 형성용 물질을 증착한 후, 상기 강유전체 물질을 증착하기 전에 산소공급용 물질을 더 증착하는 단계;와, 상기 강유전체 물질을 식각한 후, 상기 하부전극 형성용 물질을 식각하기 전에 상기 산소공급용 물질을 식각하여 산소공급층을 형성하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the ferroelectric capacitor manufacturing method of the present invention, after depositing the material for forming the lower electrode, further depositing an oxygen supply material before depositing the ferroelectric material; and, after etching the ferroelectric material, It is preferable to further include forming an oxygen supply layer by etching the oxygen supply material before etching the material for forming the lower electrode.

상기 산소공급층은 IrO2로 이루어지는 것이 바람직하다.The oxygen supply layer is preferably made of IrO2.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강유전체 커패시터는, 소자분리막이 형성된 반도체 기판;과, 상기 반도체 기판에 형성된 확산방지층;과, 상기 확산방지층 위에 형성된 하부전극;과, 상기 하부전극 위에 형성된 강유전체층;과, 상기 강유전체층 위에 형성된 상부전극을 구바하고, 상기 상부전극은 상기 강유전체층을 덮으며 상기 강유전체에 전압을 인가하기 위하여 전원단자까지 연장된다.The ferroelectric capacitor of the present invention for achieving the above object, a semiconductor substrate formed with an isolation layer; a diffusion barrier layer formed on the semiconductor substrate; and a lower electrode formed on the diffusion barrier layer; and a ferroelectric layer formed on the lower electrode; And an upper electrode formed on the ferroelectric layer, wherein the upper electrode covers the ferroelectric layer and extends to a power supply terminal to apply a voltage to the ferroelectric.

상기 상부전극은 상기 강유전체층을 모두 덮는 것이 바람직하며, 상기 확산방지층은 TiO2로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the upper electrode covers all the ferroelectric layers, and the diffusion barrier layer is made of TiO 2 .

본 발명의 강유전체 커패시터는, 상기 하부전극과 상기 강유전체층 사이에 산소공급층이 더 구비되는 것이 바람직하고, 상기 산소공급층은 IrO2로 이루어지는 것이 바람직하다.In the ferroelectric capacitor of the present invention, an oxygen supply layer is further provided between the lower electrode and the ferroelectric layer, and the oxygen supply layer is preferably made of IrO 2 .

이와 같은 본 발명의 강유전체 커패시터 및 그 제조방법은, 금속층을 없애고 금속층의 역할을 상부전극층이 하도록 함으로써 금속층 형성공정으로 인한 강유전체의 식각손상을 줄여 반도체 소자의 신뢰성을 높이고 또한, 금속층 형성공정을 생략함으로써 생산원가를 낮출 수 있다.As described above, the ferroelectric capacitor and the manufacturing method of the present invention eliminate the metal layer and play the role of the metal layer, thereby reducing the etching damage of the ferroelectric due to the metal layer forming process, thereby increasing the reliability of the semiconductor device and omitting the metal layer forming process. The cost of production can be lowered.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 국한되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 또한, 도면에서 층이나 영역들의 두께는 설명을 명확하게 하기 위하여 과장된 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 또한 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상부"에 있다고 기재된 경우, 상기 어떤 층이 상기 다른 층 또는 기판의 상부에 직접 접촉하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 개재될 수도 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention should not be construed as limited to the following examples. In the drawings, the thicknesses of layers or regions are exaggerated for clarity. Like reference numerals in the drawings denote like elements. In addition, where a layer is described as being on the "top" of another layer or substrate, the layer may be present in direct contact with the top of the other layer or substrate, with another third layer interposed therebetween.

도 2내지 도 4는 본 발명에 따른 강유전체 커패시터의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도이다.2 to 4 are cross-sectional views for explaining step-by-step method of manufacturing a ferroelectric capacitor according to the present invention.

도2를 참조하면, 도 1을 참조하면, 반도체기판(100) 상에 선택적 산화방법(LOCOS; Local Oxidation of Silicon)과 같은 통상의 소자분리 공정을 적용하여 반도체기판(100)을 활성영역과 비활성영역으로 한정하는 필드산화막(210)을 형성한다. 여기서, 반도체 기판(200)에는 게이트 절연막(미도시)을 개재하여 형성된 게이트(미도시)와 소오스 영역(미도시) 및 드레인 영역(미도시)으로 이루어진 트랜지스터가 형성되어 있을 수 있다.Referring to FIG. 2, referring to FIG. 1, the semiconductor substrate 100 may be inactivated and inactivated by applying a conventional device isolation process such as a local oxidation of silicon (LOCOS) method on the semiconductor substrate 100. A field oxide film 210 is defined to be a region. Here, a transistor including a gate (not shown), a source region (not shown), and a drain region (not shown) formed through a gate insulating layer (not shown) may be formed in the semiconductor substrate 200.

도 3을 참조하면, 필드산화막(210)이 형성된 반도체 기판(200)의 전면에, 예를 들면 TiO2와 같은 확산방지층 형성용 물질(310)을 증착한다. 그리고 캐패시터의 하부전극 형성용 도전물질(320)착한다. 하부전극 형성용 도전물질(320)은 Pt, Ru, RuO2, Ir, IrO2 및 그 조합중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하며, 내산화성이 우수한 백금막으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 계속하여 상기 하부전극 형성용 물질층(320) 위에 강유전체(340), 예를 들면 PZT를 증착한다. 한편, PZT와 같은 강유전체가 커패시터의 유전막으로 사용될 때, 시간이 지나면서 막 내의 산소가 줄어들게 되고 그 결과 강유전체 커패시터의 신뢰성이 저하된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 강유전체(340) 내로 산소를 공급함으로써 신뢰성을 유지하기 위하여 강유전체(340)를 증착하기 전에 예를 들면, IrO2와 같은 산소공급을 위한 물질(330)을 증착할 수 있다. 강유전체(340)가 증착된 반도체 기판(200)의 전면에 통상의 사진공정을 통하여 강유전체 커패시터 패턴을 정의하는 감광막(350) 패턴을 형성한다. 이어서, 감광막 패턴(350)을 마스크로 하여 식각공정을 진행함으로써. 강유전체(340), 산소공급을 위한 물질층(330), 하부전극 형성용 도전물질층(320), 확산방지용 물질층(310)을 차례로 식각한다. 여기서, 상기 층들(349, 330, 320, 310)에 대한 식각은 이방성 식각이 바람직하다.Referring to FIG. 3, a material for forming a diffusion barrier layer 310 such as TiO 2 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 200 on which the field oxide film 210 is formed. Then, the conductive material 320 for forming the lower electrode of the capacitor is attached. The lower electrode forming conductive material 320 may be formed of any one of Pt, Ru, RuO 2 , Ir, IrO 2, and a combination thereof. It is more preferable to form the platinum film which is excellent in oxidation resistance. Subsequently, a ferroelectric 340, for example, PZT, is deposited on the lower electrode forming material layer 320. On the other hand, when a ferroelectric such as PZT is used as the dielectric film of the capacitor, oxygen in the film decreases over time, and as a result, the reliability of the ferroelectric capacitor is reduced. Therefore, as shown in FIG. 3, before depositing the ferroelectric 340 to maintain reliability by supplying oxygen into the ferroelectric 340, a material 330 for supplying oxygen, such as IrO 2 , is deposited. can do. A photosensitive film 350 pattern defining a ferroelectric capacitor pattern is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 200 on which the ferroelectric 340 is deposited by defining a ferroelectric capacitor pattern. Subsequently, by performing an etching process using the photoresist pattern 350 as a mask. The ferroelectric 340, the material layer 330 for supplying oxygen, the conductive material layer 320 for forming the lower electrode, and the diffusion preventing material layer 310 are sequentially etched. Here, the etching for the layers 349, 330, 320, 310 is preferably anisotropic etching.

도 4에는, 도 3의 강유전체(340), 산소공급을 위한 물질층(330), 하부전극 형성용 도전물질층(320), 확산방지용 물질층(310)가 이미 설명한 바와 같이 차례로 식각된 후의 강유전체층(340'), 산소공급층(330'), 하부전극(320'), 확산방지층(310')이 도시되어 있다.In FIG. 4, the ferroelectric 340 of FIG. 3, the material layer 330 for supplying oxygen, the conductive material layer 320 for forming the lower electrode, and the diffusion preventing material layer 310 are sequentially etched as described above. A layer 340 ', an oxygen supply layer 330', a lower electrode 320 ', and a diffusion barrier layer 310' are shown.

도 4를 참조하면, 확산방지층(310'), 하부전극(320'), 산소공급층(330'), 강유전체층(340')이 차례로 형성된 반도체 기판의 전면(200)에 캐패시터의 상부전극 형성용 도전물질을 증착한다. 여기서, 상기 은 하부전극 형성용 도전물질(320)과 동일한 물질인 것이 바람직하다. 즉, 상부전극 형성용 도전물질은 Pt, Ru, RuO2, Ir, IrO2 및 그 조합중 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하며, 내산화성이 우수한 백금막으로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 이어서, 통상의 사진식각공정을 통하여 상부전극 형성용 도전물질층을 식각함으로써 상부전극(420)을 형성하여 강유전체 커패시터를 완성한다. 이때, 상부전극(420)은 강유전체층(340')을 모두 덮고 있으며, 또한 종래의 강유전체 커패시터의 금속층 역할을 할 수 있도록 종래의 금속층의 연장방향과 동일한 방향으로 연장되도록 한다.Referring to FIG. 4, the upper electrode of the capacitor is formed on the front surface 200 of the semiconductor substrate in which the diffusion barrier layer 310 ′, the lower electrode 320 ′, the oxygen supply layer 330 ′, and the ferroelectric layer 340 ′ are sequentially formed. Deposit the conductive material. Here, the silver is preferably the same material as the conductive material 320 for forming the lower electrode. That is, the conductive material for forming the upper electrode is preferably formed of any one of Pt, Ru, RuO 2 , Ir, IrO 2, and combinations thereof. It is more preferable to form the platinum film which is excellent in oxidation resistance. Subsequently, the upper electrode 420 is formed by etching the conductive material layer for forming the upper electrode through a conventional photolithography process to complete the ferroelectric capacitor. At this time, the upper electrode 420 covers all of the ferroelectric layer 340 ′, and also extends in the same direction as the extending direction of the conventional metal layer to serve as a metal layer of the conventional ferroelectric capacitor.

이와 같은 본 발명의 강유전체 커패시터의 형성방법에 따르면, 종래의 강유전체 커패시터 형성방법에 비해 층간절연막 및 금속층 형성공정이 생략되기 때문에 반도체 소자를 제조하는 시간이 단축되어 생산원가를 낮출 수 있다. 또한, 상부전극이 강유전체 층을 덮고 있기 때문에 종래의 강유전체 커패시터에 비해 커패시턴스를 크게 하는 것이 가능하며 상부 전극층을 형성하기 위한 식각분위기에 노출되는 강유전체 부분을 현저하게 줄일 수 있어 반도체 소자의 신뢰성을 높일 수 있다. According to the method of forming the ferroelectric capacitor of the present invention, since the interlayer insulating film and the metal layer forming process are omitted compared to the conventional method of forming the ferroelectric capacitor, the manufacturing time of the semiconductor device can be shortened and production cost can be reduced. In addition, since the upper electrode covers the ferroelectric layer, it is possible to increase the capacitance compared to the conventional ferroelectric capacitor, and it is possible to significantly reduce the ferroelectric portion exposed to the etching atmosphere for forming the upper electrode layer, thereby increasing the reliability of the semiconductor device. have.

이상 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것으로서, 본 발명의 기술사상 및 범위내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 각종 변형 및 개량이 가능함은 명백하다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is apparent that various modifications and improvements are possible to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention as provided to fully inform the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 강유전체 커패시터 및 그 제조방법은, 금속층을 없애고 금속층의 역할을 상부전극층이 하도록 함으로써 금속층 형성공정으로 인한 강유전체의 식각손상을 줄여 반도체 소자의 신뢰성을 높이고 또한, 금속층 형성공정을 생략함으로써 생산원가를 낮출 수 있다.As described above, the ferroelectric capacitor and the manufacturing method thereof according to the present invention eliminate the metal layer and allow the upper electrode layer to act as a metal layer, thereby reducing the etching damage of the ferroelectric due to the metal layer forming process, thereby increasing the reliability of the semiconductor device and forming the metal layer. By omitting the process, the production cost can be lowered.

도 1은 종래의 강유전체 커패시터를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional ferroelectric capacitor.

도 2내지 도 4는 본 발명에 따른 강유전체 커패시터의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 단면도이다.2 to 4 are cross-sectional views for explaining step-by-step method of manufacturing a ferroelectric capacitor according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100,200:반도체 기판 110,120:소자분리막100,200: semiconductor substrate 110,120: device isolation film

122,310':TiO2층 124,320':하부전극122,310 ': TiO 2 layer 124,320': Lower electrode

126,340':강유전체 128,420:상부전극126,340 ': Ferroelectric 128,420: Upper electrode

138:금속층138: metal layer

Claims (8)

소자분리막이 형성된 반도체 기판을 준비하는 단계;Preparing a semiconductor substrate on which an isolation layer is formed; 상기 반도체 기판의 전면에 확산방지용 물질, 하부전극 형성용 물질 및 강유전체 물질을 차례로 증착하는 단계;Sequentially depositing a diffusion barrier material, a lower electrode formation material, and a ferroelectric material on the entire surface of the semiconductor substrate; 상기 결과물 전면에 커패시터를 형성하기 위한 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern defining a region for forming a capacitor in front of the resultant; 상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 강유전체 물질, 하부전극 형성용 물질 및 확산방지용 물질을 차례로 식각함으로서 강유전체층, 하부전극 및 확산방지층을 형성하는 단계;Forming a ferroelectric layer, a lower electrode, and a diffusion barrier layer by sequentially etching the ferroelectric material, the lower electrode forming material, and the diffusion preventing material by using the photoresist pattern as a mask; 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계;Removing the photoresist pattern; 상기 결과물 전면에 상부전극 형성용 물질을 형성하고, 상기 강유전체층을 모두 덮으며 상기 강유전체에 전압을 인가하기 위하여 전원단자까지 연장되도록 하는 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 상부전극 형성용 물질을 식각함으로써 상부전극을 형성하는 단계를 구비하는 강유전체 커패시터의 제조방법. By forming a material for forming the upper electrode on the entire surface of the resultant, by etching the material for forming the upper electrode by using a photosensitive film pattern as an etch mask to cover all the ferroelectric layer and extend to the power supply terminal to apply voltage to the ferroelectric. A method of manufacturing a ferroelectric capacitor comprising the step of forming an upper electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 확산방지층은 TiO2로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터의 제조방법,The diffusion barrier layer is a method of manufacturing a ferroelectric capacitor, characterized in that consisting of TiO 2 , 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부전극 형성용 물질을 증착한 후, 상기 강유전체 물질을 증착하기 전에 산소공급용 물질을 더 증착하는 단계; 및Depositing an oxygen supply material after depositing the material for forming the lower electrode and before depositing the ferroelectric material; And 상기 강유전체 물질을 식각한 후, 상기 하부전극 형성용 물질을 식각하기 전에 상기 산소공급용 물질을 식각하여 산소공급층을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터의 제조방법.And etching the ferroelectric material and then etching the oxygen supply material to form an oxygen supply layer before etching the lower electrode forming material. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 산소공급층은 IrO2로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터의 제조방법.The oxygen supply layer is a method of manufacturing a ferroelectric capacitor, characterized in that consisting of IrO2. 소자분리막이 형성된 반도체 기판;A semiconductor substrate on which an isolation layer is formed; 상기 반도체 기판에 형성된 확산방지층;A diffusion barrier layer formed on the semiconductor substrate; 상기 확산방지층 위에 형성된 하부전극;A lower electrode formed on the diffusion barrier layer; 상기 하부전극 위에 형성된 강유전체층; 및A ferroelectric layer formed on the lower electrode; And 상기 강유전체층 위에 형성된 상부전극을 구비하고,An upper electrode formed on the ferroelectric layer, 상기 상부전극은 상기 강유전체층을 모두 덮으며 상기 강유전체에 전압을 인가하기 위하여 전원단자까지 연장되는 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터.And the upper electrode covers all of the ferroelectric layers and extends to a power supply terminal to apply a voltage to the ferroelectric. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 확산방지층은 TiO2로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터,The diffusion barrier layer is a ferroelectric capacitor, characterized in that consisting of TiO 2 , 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 하부전극과 상기 강유전체층 사이에 산소공급층이 더 구비된 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터,A ferroelectric capacitor, further comprising an oxygen supply layer between the lower electrode and the ferroelectric layer, 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 산소공급층은 IrO2로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전체 커패시터.The oxygen supply layer is a ferroelectric capacitor, characterized in that consisting of IrO 2 .
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