KR100575883B1 - Method for forming capacitor of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 랜딩플러그 폴리가 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 캡 산화막을 형성하는 단계; 상기 캡 산화막 상에 스토리지 노드를 한정하는 감광막 패턴을 타원형으로 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 사용하여 캡 산화막을 식각하는 단계; 상기 캡 산화막 표면에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계; 상기 스토리지 노드를 분리하기 위해 캡 산화막 상의 비정질 실리콘막을 제거하여 스토리지 노드를 형성하는 단계; 상기 비정질 실리콘막의 표면에 유전체막을 형성하는 단계; 상기 유전체막의 특성을 향상시키기 위하여 열처리 공정을 실시하는 단계; 및 상기 유전체막 상에 플레이트 노드를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 타원형 구조를 사용하여 캐패시터를 형성함으로써 스토리지 노드2 공정의 추가없이 인접한 셀간의 임계치수와 스토리지 노드 콘택 플러그와 스토리지 노드 콘택의 면적을 확보함과 동시에 캐패시터의 충전 용량을 증대시킬 수 있다.The present invention discloses a method for forming a capacitor of a semiconductor device. The disclosed invention provides a semiconductor substrate having a landing plug poly; Forming a cap oxide film on the substrate; Forming an oval photoresist pattern defining a storage node on the cap oxide layer; Etching a cap oxide film using the photoresist pattern; Forming an amorphous silicon film on the cap oxide film surface; Removing the amorphous silicon layer on the cap oxide layer to form the storage node to separate the storage node; Forming a dielectric film on the surface of the amorphous silicon film; Performing a heat treatment process to improve characteristics of the dielectric film; And forming a plate node on the dielectric film. According to the present invention, by forming a capacitor using an elliptical structure, it is possible to increase the charging capacity of the capacitor while securing the critical dimension between adjacent cells and the area of the storage node contact plug and the storage node contact without the addition of the storage node 2 process. have.

Description

반도체 소자의 캐패시터 형성방법{Method for forming capacitor of semiconductor device}Method for forming capacitor of semiconductor device

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 따른 캐패시터 형성방법의 문제점을 설명하기 위한 공정 단면도.1 to 2 is a cross-sectional view for explaining the problem of the capacitor forming method according to the prior art.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.3A to 3E are cross-sectional views illustrating processes of forming a capacitor of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 캐패시터 구조에 따른 충전 용량을 나타낸 도면.4 is a view showing a charging capacity according to the capacitor structure of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

31 : 실리콘 기판 32 : 층간절연막31 silicon substrate 32 interlayer insulating film

33 : 콘택홀 34 : 랜딩 플러그 폴리33: contact hole 34: landing plug pulley

35 : 캡 산화막 36 : 감광막 패턴35 cap oxide film 36 Photosensitive film pattern

37 : 비정질 실리콘막 38 : 산화막37 amorphous silicon film 38 oxide film

39 : 유전체막 40 : 폴리실리콘막39: dielectric film 40: polysilicon film

본 발명은 반도체 소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 는, 캐패시터의 충전 용량 증가에 의한 리프레쉬(Refresh) 특성 개선 및 공정 단순화를 얻을 수 있는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a capacitor of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a capacitor of a semiconductor device capable of improving the refresh characteristics and simplifying the process by increasing the charge capacity of the capacitor.

반도체 메모리 소자의 수요가 급증함에 따라 고용량의 캐패시터를 얻기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있다. 여기서, 캐패시터는 스토리지 노드(Storage Node)와 플레이트 노드(Plate Node) 사이에 유전체막(Dielectric)이 개재된 구조로서, 그 용량은 전극 표면적과 유전체막의 유전율에 비례하며, 전극들간의 간격, 즉, 유전체막의 두께에 반비례한다. As the demand for semiconductor memory devices has soared, various techniques for obtaining high capacity capacitors have been proposed. Here, the capacitor has a structure in which a dielectric film is interposed between the storage node and the plate node, and the capacitance thereof is proportional to the electrode surface area and the dielectric constant of the dielectric film, and the distance between the electrodes, that is, It is inversely proportional to the thickness of the dielectric film.

따라서, 고용량의 캐패시터를 얻기 위해서는 유전율이 큰 유전체막을 사용하거나, 전극 표면적을 확대시키거나, 또는, 전극들간의 거리를 줄이는 것이 요구된다. 그런데, 전극들간의 거리, 즉, 유전체막의 두께를 줄이는 것은 그 한계가 있는 바, 고용량의 캐패시터를 형성하기 위한 연구는 유전율이 큰 유전체막을 사용하거나, 또는, 전극 표면적을 넓히는 방식으로 진행되고 있다.Therefore, in order to obtain a high capacity capacitor, it is required to use a dielectric film having a large dielectric constant, to enlarge the electrode surface area, or to reduce the distance between the electrodes. However, reducing the distance between the electrodes, that is, the thickness of the dielectric film has its limitation, and researches for forming a capacitor having a high capacity have been conducted by using a dielectric film having a high dielectric constant or increasing the electrode surface area.

메모리 소자의 고집적화에 따라 소자 면적이 감소되고 있고, 이에 수반해서 캐패시터 면적 또한 감소되고 있다. 따라서, 면적 감소에 기인하는 캐패시터의 용량을 보상하기 위해 캐패시터 전극, 즉, 스토리지 노드의 높이는 상대적으로 높아지고 있는 추세이다.As the integration of memory devices is increased, the device area is reduced, and consequently, the capacitor area is also reduced. Therefore, in order to compensate for the capacitance of the capacitor due to the reduction in area, the height of the capacitor electrode, that is, the storage node, is relatively increasing.

최근 고집적 메모리 소자의 캐패시터는 캡 산화막에 랜딩플러그 폴리가 노출되도록 형성된 홀 내에 형성되어 오목한 형태를 갖는 컵(Cup) 구조 또는 실린더(Cylinder) 구조를 이용하여 제조되고 있다. 컵 구조의 캐패시터는 캐패시터와 캐패시터간의 분리를 절연막으로 하는 것이 특징이며, 실린터 캐패시터 구조에 비해 인접하는 캐패시터간의 브릿지(Bridge)에 의한 듀얼 비트 페일 레이트(Dual Bit Fail Rate)가 낮은 장점이 있다.Recently, a capacitor of a highly integrated memory device has been manufactured using a cup structure or a cylinder structure, which is formed in a hole formed to expose the landing plug poly to the cap oxide layer and has a concave shape. The cup structure capacitor is characterized in that the separation between the capacitor and the capacitor as an insulating film, compared to the cylinder capacitor structure has the advantage of low dual bit fail rate (dual bit fail rate) by the bridge (bridge) between adjacent capacitors.

그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 100nm 또는 그 이하의 나노단위의 소자에서는 디자인 룰(Design Rule)의 감소에 따라 종래 장방형의 컵 구조 캐패시터에서는 충전 용량 및 캐패시터와 캐패시터 사이의 분리막을 동시에 확보하는 것이 불가능하기 때문에 이웃한 셀을 지그재그(Zigzag) 형태로 이동시킨 원형(Circle) 구조의 캐패시터를 사용한다.However, as shown in FIG. 1, in the case of 100 nm or less nanoscale devices, in the conventional rectangular cup structure capacitor, the charge capacity and the separator between the capacitor and the capacitor are simultaneously secured according to the reduction of the design rule. Since this is impossible, a circular capacitor is used to move neighboring cells in a zigzag form.

도 2에 도시된 바와 같이, 100nm의 디자인 룰을 갖는 소장에서 캐패시터를 장방형으로 형성하면 칩의 최소 크기(Minimum Feature Size)가 200nm이므로, 셀간 분리막을 확보하는 것이 불가능하다, 하지만, 캐패시터를 원형 또는 타원형으로 형성하게 되면 칩의 최소 크기가 280nm로 40%이상 증가하므로, 셀간 분리막의 임계치수를 쉽게 확보할 수 있어 듀얼 비트 페일(Dual Bit Fail)을 최소화할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the capacitor is formed in a rectangular shape having a design rule of 100 nm, since the minimum feature size of the chip is 200 nm, it is impossible to secure an intercell separator, but the capacitor may be circular or When formed in an elliptical shape, the minimum size of the chip is increased by more than 40% to 280 nm, so that the critical dimension of the cell-to-cell separator can be easily obtained, thereby minimizing dual bit fail.

한편, 원형 구조의 캐패시터는 스토리지 스토리지 노드 콘택 플러그를 기준으로 x축 방향으로 이동시킨 것이므로, 스토리지 노드 콘택 플러그와의 접촉 면적을 확보하기 위해서는 스토리지 노드2 공정을 추가해야 하므로, 반도체 소자 공정 진행시 공정 단가 상승 및 반도체 제조 공정기간(Turn Around Time : TAT)이 증가하는 단점이 있다. On the other hand, since the capacitor of the circular structure is moved in the x-axis direction based on the storage storage node contact plug, the storage node 2 process must be added to secure the contact area with the storage node contact plug. There is a disadvantage in that unit price rise and semiconductor manufacturing process (Turn Around Time) increase.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 캐패시터의 충전 용량 증가에 의한 리프레쉬(Refresh) 특성 개선 및 공정 단순화를 얻을 수 있는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a capacitor of a semiconductor device, which is designed to solve the above problems and to improve refresh characteristics and simplify the process by increasing the charge capacity of a capacitor. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 랜딩플러그 폴리가 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 캡 산화막을 형성하는 단계; 상기 캡 산화막 상에 스토리지 노드를 한정하는 감광막 패턴을 타원형으로 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 사용하여 캡 산화막을 식각하는 단계; 상기 캡 산화막 표면에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계; 상기 스토리지 노드를 분리하기 위해 캡 산화막 상의 비정질 실리콘막을 제거하여 스토리지 노드를 형성하는 단계; 상기 비정질 실리콘막의 표면에 유전체막을 형성하는 단계; 상기 유전체막의 특성을 향상시키기 위하여 열처리 공정을 실시하는 단계; 및 상기 유전체막 상에 플레이트 노드를 형성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor substrate comprising a landing plug poly; Forming a cap oxide film on the substrate; Forming an oval photoresist pattern defining a storage node on the cap oxide layer; Etching a cap oxide film using the photoresist pattern; Forming an amorphous silicon film on the cap oxide film surface; Removing the amorphous silicon layer on the cap oxide layer to form the storage node to separate the storage node; Forming a dielectric film on the surface of the amorphous silicon film; Performing a heat treatment process to improve characteristics of the dielectric film; And forming a plate node on the dielectric film.

여기에서, 상기 감광막 패턴은 장축/단축의 비가 1.2∼1.7의 범위를 갖는다.Here, the photosensitive film pattern has a long axis / short axis ratio of 1.2 to 1.7.

상기 스토리지 노드를 형성하는 단계는 에치백 또는 CMP 공정을 사용하여 비정질 실리콘막을 제거한다.The forming of the storage node removes the amorphous silicon layer using an etch back or CMP process.

상기 스토리지 노드는 CVD 또는 ALD 방식을 사용하여 티타늄 질화막(TiN), 탄탈늄 질화막(TaN), 텅스텐 질화막(WN) 및 텅스텐(W)으로 형성한다.The storage node is formed of a titanium nitride film (TiN), a tantalum nitride film (TaN), a tungsten nitride film (WN), and tungsten (W) using CVD or ALD.

상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 NH4OH:H2O2:H2O=1:4:20∼1:5:50의 혼합비를 갖는 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면에 산화막을 0.3∼1.5nm의 두께로 형성한다.An oxide film is formed on the surface of the storage node by using a cleaning solution having a mixing ratio of NH 4 OH: H 2 O 2: H 2 O = 1: 4: 20 to 1: 5: 50 between forming the storage node and forming the dielectric film. It is formed to the thickness of.

상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화막을 제거한 후에 급 속 가열식 산화 장치(Rapid Thermal Oxidizers)를 이용하여 산화막을 0.8∼1.5nm의 두께로 형성한다.Between the step of forming the storage node and the step of forming the dielectric film, a natural oxide film on the surface of the storage node is removed using HF or BOE cleaning solution, and then the oxide film is 0.8 to 1.5 nm using rapid thermal oxide devices. It is formed to the thickness of.

상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화막을 제거한 후에 퍼니스 어닐링 또는 급속 열처리 공정을 사용하여 질화막을 0.5∼1.5nm의 두께로 형성한다.Between the step of forming the storage node and the step of forming the dielectric film, a natural oxide film on the surface of the storage node is removed using an HF or BOE cleaning solution, and a nitride film is formed to a thickness of 0.5 to 1.5 nm using a furnace annealing or rapid heat treatment process. do.

상기 유전체막을 형성하는 단계는 원자층 증착 방식을 사용한다.Forming the dielectric film uses an atomic layer deposition method.

상기 유전체막은 알루미늄 산화막(Al2O3), 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 적층 및 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 라미네이트(Laminate)층으로 형성한다.The dielectric film is formed of a laminate of aluminum oxide (Al 2 O 3), aluminum oxide (Al 2 O 3) / hafnium oxide (HfO 2), and a laminate layer of aluminum oxide (Al 2 O 3) / hafnium oxide (HfO 2).

상기 열처리 공정은 퍼니스 어닐링 또는 급속 열처리 공정으로 진행한다.The heat treatment process proceeds to a furnace annealing or rapid heat treatment process.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면에 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 캐패시터 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating processes of forming a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(31) 상에 소정의 하지층을 덮도록 층간절연막(32)을 형성한 후에 상기 층간절연막(32)을 식각하여 콘택홀(33)을 형성한다. 이때, 층간절연막(32)은 산화막으로 형성한다.As shown in FIG. 3A, after forming the interlayer dielectric layer 32 on the silicon substrate 31 to cover a predetermined base layer, the interlayer dielectric layer 32 is etched to form a contact hole 33. At this time, the interlayer insulating film 32 is formed of an oxide film.

그 다음, 상기 콘택홀이 매립되도록 화학기상증착방법(Chemical Vapor Deposition : CVD)에 의해 도핑된 폴리실리콘을 사용하여 랜딩플러그 폴리(34)를 형성한 후에 에치백(Etchback) 공정으로 콘택홀(33)을 분리한다.Next, the landing plug poly 34 is formed using polysilicon doped by chemical vapor deposition (CVD) so that the contact hole is filled, and then the contact hole 33 is subjected to an etchback process. ).

도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 기판 결과물 상에 캡 산화막(35)을 형성한다. 여기에서, 캡 산화막(35)은 PE-TEOS 단일층 또는 BPSG 및 PE-TEOS, PSG 및 PE-TEOS의 적층 및 BPSG, BPSG 및 PE-TEOS의 적층으로 형성한다. As shown in FIG. 3B, a cap oxide layer 35 is formed on the substrate resultant. Here, the cap oxide film 35 is formed by a single layer of PE-TEOS or a stack of BPSG and PE-TEOS, PSG and PE-TEOS and a stack of BPSG, BPSG and PE-TEOS.

이어서, 상기 캡 산화막(35) 상에 스토리지 노드를 한정하는 감광막 패턴(36)을 타원형으로 형성한다. 여기에서, 감광막 패턴(36)은 장축 및 단축의 비가 1.2∼1.7의 범위를 갖도록 한다.Subsequently, the photoresist pattern 36 defining the storage node is formed on the cap oxide layer 35 in an elliptical shape. Here, the photosensitive film pattern 36 is such that the ratio of the major axis and minor axis is in the range of 1.2 to 1.7.

도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(36)을 사용하여 캡 산화막(35)을 식각한 후에 스토리지 노드를 형성하기 위해 CVD 방법을 사용하여 캡 산화막 표면에 비정질 실리콘막(37)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, after the cap oxide layer 35 is etched using the photoresist pattern 36, an amorphous silicon layer 37 is formed on the surface of the cap oxide layer using a CVD method to form a storage node. .

그 다음, 상기 스토리지 노드를 분리하기 위해 에치백 또는 CMP 공정을 사용하여 캡 산화막(35) 상의 비정질 실리콘막(37)을 제거하여 스토리지 노드를 형성한다. 여기에서, 스토리지 노드를 CVD 또는 ALD 방식을 사용하여 티타늄 질화막(TiN), 탄탈늄 질화막(TaN), 텅스텐 질화막(WN) 및 텅스텐(W)으로 형성할 수 있다.Then, the amorphous silicon layer 37 on the cap oxide layer 35 is removed using an etch back or CMP process to form the storage node to separate the storage node. Here, the storage node may be formed of a titanium nitride film (TiN), a tantalum nitride film (TaN), a tungsten nitride film (WN), and tungsten (W) using a CVD or ALD method.

이어서, 유전체막을 형성하기 전에 NH4OH:H2O2:H2O=1:4:20∼1:5:50의 혼합비를 갖는 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면에 산화막(38)을 0.3∼1.5nm의 두께로 형성한다.Subsequently, before forming the dielectric film, an oxide film 38 is formed on the storage node surface to a thickness of 0.3 to 1.5 nm using a cleaning solution having a mixing ratio of NH 4 OH: H 2 O 2: H 2 O = 1: 4: 20 to 1: 5: 50. .

또한, 유전체막을 형성하기 전에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화막을 제거한 후에 급속 가열식 산화 장치(Rapid Thermal Oxidizers : RTO)를 이용하여 산화막을 0.8∼1.5nm의 두께로 형성할 수 있다.In addition, before the dielectric layer is formed, the oxide layer may be formed to a thickness of 0.8 to 1.5 nm using a rapid thermal oxidizer (RTO) after removing the native oxide layer on the surface of the storage node using HF or BOE cleaning liquid. .

그리고, 유전체막을 형성하기 전에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화막을 제거한 후에 퍼니스 어닐링(Furnace Annealing) 또는 급속 열처리 공정(Rapid Thermal Process : RTP)을 사용하여 질화막을 0.5∼1.5nm의 두께로 형성할 수 있다.Before the dielectric layer is formed, the nitride layer is removed using a HF or BOE cleaning solution, and then a furnace annealing or rapid thermal process (RTP) is used to remove the native oxide layer on the surface of the storage node. It can be formed in thickness.

도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 비정질 실리콘막(37)의 표면에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition) 방식에 따라 유전체막(39)을 형성한다. 여기에서, 유전체막(39)은 알루미늄 산화막(Al2O3), 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 적층 및 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 라미네이트(Laminate)층으로 형성한다.As shown in FIG. 3D, the dielectric film 39 is formed on the surface of the amorphous silicon film 37 by an atomic layer deposition method. Here, the dielectric film 39 is formed of a laminate of aluminum oxide film (Al2O3), aluminum oxide film (Al2O3) / hafnium oxide film (HfO2), and a laminate layer of aluminum oxide film (Al2O3) / hafnium oxide film (HfO2).

이어서, 상기 유전체막(39)의 특성을 향상시키기 위하여 열처리 공정을 실시한다. 이때, 열처리 공정은 퍼니스 어닐링(Furnace Annealing) 또는 급속 열처리 공정(Rapid Thermal Process: RTP)을 실시한다.Subsequently, a heat treatment process is performed to improve the characteristics of the dielectric film 39. At this time, the heat treatment process is performed by Furnace Annealing (Furnace Annealing) or Rapid Thermal Process (RTP).

도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 유전체막(39) 상에 CVD 방식에 의해 도핑된 폴리실리콘막(40)을 형성하여 플레이트 노드를 형성한다.As shown in FIG. 3E, the polysilicon film 40 doped by the CVD method is formed on the dielectric film 39 to form a plate node.

도 4는 본 발명의 캐패시터 구조에 따른 충전 용량을 나타낸 도면으로서, 타원형 캐패시터 구조를 사용하여 캐패시터를 형성함으로써 장방형 또는 원형 구조의 캐패시터의 충전 용량과 비교하여 보았을 경우, 스토리지 노드2 공정의 추가없이 캐패시터의 충전용량을 ∼15% 정도 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 리프레쉬 특성 개선 및 공정 단순화에 의한 수율을 향상시킬 수 있다.4 is a view showing the charge capacity according to the capacitor structure of the present invention, when the capacitor is formed using an elliptic capacitor structure compared with the charge capacity of the rectangular or circular capacitor, the capacitor without the addition of the storage node 2 process The charging capacity of can be increased by about 15%. For this reason, the yield by improvement of a refresh characteristic and a process simplification can be improved.

상기와 같이, 본 발명은 장방형 또는 원형 구조를 사용하는 종래 캐패시터 형성방법과 달리, 타원형 구조를 사용하여 캐패시터를 형성함으로써 스토리지 노드2 공정의 추가없이 인접한 셀간의 임계치수와 스토리지 노드 콘택 플러그와 스토리지 노드 콘택의 면적을 확보함과 동시에 캐패시터의 충전 용량을 증대시킬 수 있다.As described above, the present invention, unlike the conventional method of forming a capacitor using a rectangular or circular structure, by forming a capacitor using an elliptical structure, the critical dimension and storage node contact plug and storage node between adjacent cells without the addition of the storage node 2 process It is possible to increase the charging capacity of the capacitor while securing the contact area.

이상, 본 발명을 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto, and a person of ordinary skill in the art may make many modifications and variations without departing from the spirit of the present invention. I will understand.

이상에서와 같이, 본 발명은 타원형 구조를 사용하여 캐패시터를 형성함으로써 스토리지 노드2 공정의 추가없이 인접한 셀간의 임계치수와 스토리지 노드 콘택 플러그와 스토리지 노드 콘택의 면적을 확보함과 동시에 캐패시터의 충전 용량 증가에 의한 리프레쉬 특성 개선 및 공정 단순화를 얻을 수 있다.As described above, the present invention increases the charge capacity of the capacitor while forming the capacitor using an elliptical structure to secure the critical dimension between adjacent cells and the area of the storage node contact plug and the storage node contact without the addition of the storage node 2 process. Refresh characteristics and process simplification can be obtained.

Claims (10)

랜딩플러그 폴리가 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계;Providing a semiconductor substrate having a landing plug poly formed thereon; 상기 기판 상에 캡 산화막을 형성하는 단계;Forming a cap oxide film on the substrate; 상기 캡 산화막 상에 스토리지 노드를 한정하는 감광막 패턴을 타원형으로 형성하는 단계;Forming an oval photoresist pattern defining a storage node on the cap oxide layer; 상기 감광막 패턴을 사용하여 캡 산화막을 식각하는 단계;Etching a cap oxide film using the photoresist pattern; 상기 캡 산화막 표면에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon film on the cap oxide film surface; 상기 스토리지 노드를 분리하기 위해 캡 산화막 상의 비정질 실리콘막을 제거하여 스토리지 노드를 형성하는 단계;Removing the amorphous silicon layer on the cap oxide layer to form the storage node to separate the storage node; 상기 비정질 실리콘막의 표면에 유전체막을 형성하는 단계;Forming a dielectric film on the surface of the amorphous silicon film; 상기 유전체막의 특성을 향상시키기 위하여 열처리 공정을 실시하는 단계; 및Performing a heat treatment process to improve characteristics of the dielectric film; And 상기 유전체막 상에 플레이트 노드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.Forming a plate node on the dielectric film. 제 1 항에 있어서, 상기 감광막 패턴은 장축/단축의 비가 1.2∼1.7의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of forming a capacitor of a semiconductor device according to claim 1, wherein the photoresist pattern has a long / short ratio of 1.2 to 1.7. 제 1 항에 있어서, 상기 스토리지 노드를 형성하는 단계는 에치백 또는 CMP 공정을 사용하여 비정질 실리콘막을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of claim 1, wherein the forming of the storage node comprises removing an amorphous silicon layer using an etch back or CMP process. 제 1 항에 있어서, 상기 스토리지 노드는 CVD 또는 ALD 방식을 사용하여 티타늄 질화막(TiN), 탄탈늄 질화막(TaN), 텅스텐 질화막(WN) 및 텅스텐(W)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The semiconductor device of claim 1, wherein the storage node is formed of a titanium nitride layer (TiN), a tantalum nitride layer (TaN), a tungsten nitride layer (WN), and tungsten (W) using CVD or ALD. Capacitor Formation Method. 제 1 항에 있어서, 상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 NH4OH:H2O2:H2O=1:4:20∼1:5:50의 혼합비를 갖는 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면에 산화막을 0.3∼1.5nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The storage node surface of claim 1, wherein a cleaning solution having a mixing ratio of NH 4 OH: H 2 O 2: H 2 O = 1: 4: 20 to 1: 5: 50 is formed between forming the storage node and forming the dielectric layer. A method for forming a capacitor of a semiconductor device, characterized in that an oxide film is formed to a thickness of 0.3 to 1.5 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화막을 제거한 후에 급속 가열식 산화 장치(Rapid Thermal Oxidizers)를 이용하여 산화막을 0.8∼1.5nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of claim 1, wherein the oxide layer is formed using rapid thermal oxidizers after removing the natural oxide layer on the surface of the storage node using HF or BOE cleaning liquid between forming the storage node and forming the dielectric layer. To form a thickness of 0.8 to 1.5 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 스토리지 노드를 형성하는 단계와 유전체막을 형성하는 단계 사이에 HF 또는 BOE 세정액을 이용하여 스토리지 노드 표면의 자연 산화 막을 제거한 후에 퍼니스 어닐링 또는 급속 열처리 공정을 사용하여 질화막을 0.5∼1.5nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.2. The method of claim 1, wherein the nitride layer is formed by using an annealing or rapid heat treatment process after removing the natural oxide layer on the surface of the storage node using HF or BOE cleaning liquid between forming the storage node and forming the dielectric film. A capacitor forming method of a semiconductor device, characterized in that formed to a thickness of 1.5nm. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체막을 형성하는 단계는 원자층 증착 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of claim 1, wherein the forming of the dielectric layer uses an atomic layer deposition method. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체막은 알루미늄 산화막(Al2O3), 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 적층 및 알루미늄 산화막(Al2O3)/하프늄 산화막(HfO2)의 라미네이트(Laminate)층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of claim 1, wherein the dielectric layer is formed of a laminate of aluminum oxide (Al2O3), aluminum oxide (Al2O3) / hafnium oxide (HfO2), and a laminate layer of aluminum oxide (Al2O3) / hafnium oxide (HfO2). A method of forming a capacitor of a semiconductor device. 제 1 항에 있어서, 상기 열처리 공정은 퍼니스 어닐링 또는 급속 열처리 공정인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 캐패시터 형성방법.The method of claim 1, wherein the heat treatment process is a furnace annealing or rapid heat treatment process.
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