KR100940112B1 - Method for forming the analogue capacitor of stack structure - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법은, 반도체기판 상에, 제1 폴리실리콘막, 제1 절연체, 제2 폴리실리콘막, 제2 절연체 및 제3 폴리실리콘막이 차례로 적층된 커패시터 패턴을 형성하되, 제2 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도가 제1 폴리실리콘막 및 제3 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도보다 높게 형성하는 단계와, 제2 폴리실리콘막의 측면에 절연막을 형성하는 단계와, 제2 폴리실리콘막의 측면에 형성된 절연막을 포함하는 커패시터 패턴을 감싸도록 제4 폴리실리콘막을 형성함으로써, 제1 및 제3 폴리실리콘막이 제4 폴리실리콘막에 의해 전기적으로 연결되도록 하는 단계와, 제4 폴리실리콘막 상에 컨택홀 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 및 감광막 패턴을 마스크로 제4 폴리실리콘막, 제3 폴리실리콘막 및 제2 절연체를 식각하여 제2 폴리실리콘막을 노출하는 컨택홀을 형성하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device of the present invention, a capacitor pattern in which a first polysilicon film, a first insulator, a second polysilicon film, a second insulator and a third polysilicon film are sequentially stacked is formed on a semiconductor substrate. Forming an impurity doping concentration of the second polysilicon film higher than the impurity doping concentration of the first polysilicon film and the third polysilicon film, forming an insulating film on the side of the second polysilicon film, and forming a second polysilicon film. Forming a fourth polysilicon film to surround the capacitor pattern including the insulating film formed on the side surface, so that the first and third polysilicon films are electrically connected by the fourth polysilicon film, and on the fourth polysilicon film. Forming a photoresist pattern defining a contact hole region, and using the photoresist pattern as a mask, a fourth polysilicon film, a third polysilicon film, and a second insulator Etching to form a contact hole exposing the second polysilicon layer.

커패시터, 적층구조, 하부전극, 정전용량Capacitor, Stacked Structure, Bottom Electrode, Capacitive

Description

반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법{Method for forming the analogue capacitor of stack structure} Method for manufacturing analog capacitor of semiconductor device {Method for forming the analog capacitor of stack structure}             

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 복합 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views sequentially illustrating an analog capacitor manufacturing method of a composite semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.
2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -- -Explanation of symbols for the main parts of the drawing-

105 : 실리콘기판 110 : 제 1 폴리실리콘막105: silicon substrate 110: first polysilicon film

120 : 제 1 절연체막 130 : 제 2 폴리실리콘막120: first insulator film 130: second polysilicon film

140 : 제 2 절연체막 150 : 제 3 폴리실리콘막140: second insulator film 150: third polysilicon film

155 : 커패시터 패턴 160 : 산화막155 capacitor pattern 160 oxide film

170 : 제 4 폴리실리콘막 180 : 감광막 패턴170: fourth polysilicon film 180: photosensitive film pattern

190 : 콘택홀190: contact hole

본 발명은 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메모리 셀의 게이트전극 및 아날로그 커패시터를 동시에 형성하는 공정에 있어서, 상기 아날로그 커패시터를 PIP(Poly Insulator Poly)형 즉, 적층구조에 의해 하부전극, 절연막 및 상부전극 형성 시에, 동일 면적 내에서 하부전극의 표면적을 증가시켜, 정전용량을 향상시키도록 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device, and more particularly, in the process of simultaneously forming a gate electrode and an analog capacitor of a memory cell, the analog capacitor is a PIP (Poly Insulator Poly) type, that is, a stacked structure The present invention relates to a method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device in which the lower electrode, the insulating film, and the upper electrode are formed, thereby increasing the surface area of the lower electrode within the same area, thereby improving the capacitance.

최근에는 메모리 셀 어레이부와 로직회로부를 원칩(one chip)화한 복합 반도체장치의 등장으로 아날로그 소자의 경우 집적회로의 용도가 다양해짐에 따라 고속, 대용량의 커패시터가 요구되고 있는데, 상기 커패시터의 대용량을 위해서는 커패시터의 전극인 하부전극과 상부전극 사이의 절연막의 두께를 감소시키거나, 고유전율을 갖는 절연체를 유전체막으로 사용하는 한편, 커패시터 하부전극의 표면적을 확대시킴으로써 증가시킬 수 있다. Recently, due to the emergence of a composite semiconductor device in which a memory cell array unit and a logic circuit unit are one-chip, analog devices require high-speed and high-capacity capacitors due to various uses of integrated circuits. In order to reduce the thickness of the insulating film between the lower electrode and the upper electrode, which are the electrodes of the capacitor, or to increase the surface area of the capacitor lower electrode by using an insulator having a high dielectric constant as the dielectric film.

반도체 집적회로에서 통상적으로 사용되는 커패시터의 구조는 모스(MOS) 구조, PN 접합 구조, 폴리실리콘-절연체-폴리실리콘(PIP) 구조, 금속-절연체-금속 (MIM) 구조 등이 사용된다.Capacitors commonly used in semiconductor integrated circuits include MOS structures, PN junction structures, polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) structures, metal-insulator-metal (MIM) structures, and the like.

한편, 종래에는 PIP 구조의 아날로그 커패시터를 형성함에 있어서, 게이트산화막과 도프트 폴리실리콘을 적층한 다음, 게이트 마스크를 사용한 사진 및 식각 공정으로 메모리 셀 어레이부의 기판 활성영역에 게이트전극을 형성하면서 로직회로부의 필드산화막에 아날로그 커패시터의 하부전극을 동시에 형성하고, 절연막과 상부 전극을 형성하기 위한 폴리실리콘을 순차적으로 적층하여 커패시터를 형성하게 된다. 그러나, 상기 게이트전극과 동시에 형성되는 커패시터의 하부전극이 게이트전극과 같이 평면으로 형성됨으로써, 동일한 면적 내에서 커패시터의 정전용량을 증가시키는데 한계가 있으며, 이에 따라, 대용량을 요구하는 커패시터를 제조하기 어려운 문제점이 있었다. Meanwhile, in forming an analog capacitor having a PIP structure, a logic circuit part is formed by stacking a gate oxide layer and a doped polysilicon and then forming a gate electrode in an active area of a substrate of a memory cell array by a photomask and an etching process using a gate mask. The lower electrode of the analog capacitor is simultaneously formed on the field oxide film of the film, and the polysilicon for forming the insulating film and the upper electrode is sequentially stacked to form the capacitor. However, since the lower electrode of the capacitor formed at the same time as the gate electrode is formed in the same plane as the gate electrode, there is a limit to increasing the capacitance of the capacitor within the same area, and thus, it is difficult to manufacture a capacitor requiring a large capacity. There was a problem.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 상기와 같은 종래 기술에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에서 나타나는 문제점을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail the problems appearing in the analog capacitor manufacturing method of the semiconductor device according to the prior art as described above.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views sequentially illustrating an analog capacitor manufacturing method of a semiconductor device according to the prior art.

상기 종래 기술에 의한 아날로그 커패시터 제조방법에 따르면, 우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체기판으로서 실리콘기판(10) 상부에 소자간 활성영역과 분리영역을 구분하기 위한 소자분리영역으로서 필드산화막(12)을 형성하게 된다.According to the analog capacitor manufacturing method according to the related art, first, as shown in FIG. 1A, a field oxide film (A) as a device isolation region for distinguishing an active region and an isolation region between devices is formed on a silicon substrate 10 as a semiconductor substrate. 12).

이어서, 상기 실리콘기판(10) 상부에 게이트산화막과 도프트 폴리실리콘을 적층한 후에 게이트 마스크를 사용한 사진 및 식각 공정으로 메모리 셀 어레이부(200)의 실리콘기판(10) 활성영역에 게이트전극(14a)을 형성하면서 동시에 로직회로부(100)의 필드산화막(12) 상부에 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)을 형성하게 된다. 이때, 상기 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)은 게이트전극(14a) 과 같이 평면으로 형성되기 때문에 커패시터의 정전용량을 향상시키기 위해서는 하부전극(14b)의 면적을 증가시켜야 되나, 하부전극(14b)의 면적이 증가되면 칩 사이즈가 커지게 되어 반도체소자의 고집적화가 어려워지는 문제점이 발생되게 된다.Subsequently, after the gate oxide layer and the doped polysilicon are stacked on the silicon substrate 10, the gate electrode 14a is formed in the active region of the silicon substrate 10 of the memory cell array unit 200 by a photolithography and etching process using a gate mask. ) And at the same time the lower electrode 14b of the analog capacitor is formed on the field oxide film 12 of the logic circuit unit 100. At this time, since the lower electrode 14b of the analog capacitor is formed in the same plane as the gate electrode 14a, the area of the lower electrode 14b should be increased to improve the capacitance of the capacitor. If the area is increased, the chip size is increased, resulting in difficulty in high integration of the semiconductor device.

그리고, 상기 게이트전극(14a) 및 하부전극(14b)의 측벽에 절연물질로 이루어진 스페이서(16)를 형성하고, 메모리 셀 어레이의 활성영역 내에 게이트전극(14a)을 사이에 두고 도전형 불순물이 이온 주입된 소오스/드레인 영역(18)을 형성하게 된다.In addition, a spacer 16 made of an insulating material is formed on sidewalls of the gate electrode 14a and the lower electrode 14b, and conductive impurities are ionized through the gate electrode 14a in the active region of the memory cell array. The implanted source / drain regions 18 are formed.

도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 아날로그 커패시터의 유전체로 사용될 절연체(20)를 증착하게 된다. 한편, 상기 절연체(20)는 물질에 따라, 커패시터 정전용량을 증가시키는 역할을 하기도 하며, 이후 형성될 층간절연막으로 BPSG의 보론 도펀트가 하부의 메모리 셀에 침투되는 것을 방지하는 역할을 하기도 한다.As shown in FIG. 1B, the insulator 20 is deposited on the resultant to be used as the dielectric of the analog capacitor. Meanwhile, the insulator 20 may increase the capacitor capacitance depending on the material, and may also prevent the boron dopant of the BPSG from penetrating into the lower memory cell as the interlayer insulating layer to be formed.

다음으로, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 절연체(20) 상부에 도프트 폴리실리콘(22)을 증착한 다음, 사진 및 식각 공정을 진행하여 적층된 도프트 폴리실리콘(22) 패터닝하여 아날로그 커패시터의 상부전극(22')을 형성하게 된다. Next, as illustrated in FIGS. 1C and 1D, the doped polysilicon 22 is deposited on the insulator 20, and then the stacked doped polysilicon 22 is patterned by performing a photo and etching process. As a result, the upper electrode 22 'of the analog capacitor is formed.

즉, 상기 종래 기술에 의한 복합 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 따르면, 메모리 셀 어레이부(200)의 실리콘기판(10) 활성영역에 게이트전극(14a)을 형성하면서, 동시에 로직회로부(100)의 필드산화막(12)에 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)을 동시에 평면으로 형성한 다음, 그 위에 절연체(20)와 상부전극 형성물질인 도프트 폴리실리콘(22)를 순차적으로 적층하여 아날로그 커패시터를 형성함으로써, 대용량의 커패시터를 요구할 경우에는 커패시터의 정전용량을 향상시키기 위하여 하부전극의 면적을 증가시켜야 되나, 평면으로 이루어진 하부전극의 면적이 증가되면 칩 사이즈가 커지게 되는 문제점이 있었으며, 이에 따라, 반도체소자의 고집적화가 어려워지는 문제점이 발생되게 된다.
That is, according to the analog capacitor manufacturing method of the composite semiconductor device according to the prior art, while forming the gate electrode 14a in the active region of the silicon substrate 10 of the memory cell array unit 200, the logic circuit unit 100 of the The lower electrode 14b of the analog capacitor is simultaneously formed on the field oxide film 12 in a plane, and then the insulator 20 and the doped polysilicon 22, which is the upper electrode forming material, are sequentially stacked thereon to form an analog capacitor. Therefore, when a large capacity capacitor is required, the area of the lower electrode should be increased to improve the capacitance of the capacitor. However, when the area of the planar lower electrode is increased, the chip size becomes large. The problem is that high integration of the device becomes difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 적층 구조에 의해 하부전극, 절연막 및 상부전극이 형성되는 PIP 구조의 커패시터 형성방법에 있어서, 동일 면적 내에서 하부전극의 표면적을 증가시켜 정전용량을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, in the capacitor forming method of the PIP structure in which the lower electrode, the insulating film and the upper electrode are formed by the stacked structure, the surface area of the lower electrode is increased within the same area to improve the capacitance. Accordingly, an object of the present invention is to provide an analog capacitor manufacturing method of a semiconductor device that enables high integration of the semiconductor device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체기판 상에, 제1 폴리실리콘막, 제1 절연체, 제2 폴리실리콘막, 제2 절연체 및 제3 폴리실리콘막이 차례로 적층된 커패시터 패턴을 형성하되, 제2 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도가 제1 폴리실리콘막 및 제3 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도보다 높게 형성하는 단계와, 제2 폴리실리콘막의 측면에 절연막을 형성하는 단계와, 제2 폴리실리콘막의 측면에 형성된 절연막을 포함하는 커패시터 패턴을 감싸도록 제4 폴리실리콘막을 형성함으로써, 제1 및 제3 폴리실리콘막이 제4 폴리실리콘막에 의해 전기적으로 연결되도록 하는 단계와, 제4 폴리실리콘막 상에 컨택홀 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 및 감광막 패턴을 마스크로 제4 폴리실리콘막, 제3 폴리실리콘막 및 제2 절연체를 식각하여 제2 폴리실리콘막을 노출하는 컨택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention forms a capacitor pattern in which a first polysilicon film, a first insulator, a second polysilicon film, a second insulator and a third polysilicon film are sequentially stacked on a semiconductor substrate. 2 the impurity doping concentration of the polysilicon film is higher than the impurity doping concentration of the first polysilicon film and the third polysilicon film; forming an insulating film on the side of the second polysilicon film; and on the side of the second polysilicon film. Forming a fourth polysilicon layer to surround the capacitor pattern including the formed insulating layer, so that the first and third polysilicon layers are electrically connected by the fourth polysilicon layer, and contact holes on the fourth polysilicon layer Forming a photoresist pattern defining a region, and etching the fourth polysilicon film, the third polysilicon film, and the second insulator by using the photoresist pattern as a mask; It provides a method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device comprising the step of forming a contact hole exposing the silicon layer.

본 발명에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 있어서, 상기 제 1 폴리실리콘막과 제 2 폴리실리콘막은 동일한 두께로 형성하며, 제 3 폴리실리콘막은 제 1 폴리실리콘막 또는 제 2 폴리실리콘막 두께의 3/5 정도의 두께로 형성하고, 추후 제 4 폴리실리콘막을 제 1 폴리실리콘막 또는 제 2 폴리실리콘막 두께의 2/5 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 추후 공정에 의해 하부전극과 상부전극으로 이루어진 커패시터 형성 시에 각각의 하부전극과 상부전극의 두께가 동일하게 형성되게 된다.In the method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device according to the present invention, the first polysilicon film and the second polysilicon film are formed to have the same thickness, and the third polysilicon film has a thickness of the first polysilicon film or the second polysilicon film. It is preferable to form the thickness of about 3/5, and to form a 4th polysilicon film later about 2/5 of the thickness of a 1st polysilicon film or a 2nd polysilicon film. Accordingly, the thickness of each of the lower electrode and the upper electrode is formed to be the same when the capacitor including the lower electrode and the upper electrode is formed by a later process.

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또한, 상기 본 발명에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 있어서, 상기 제 1 폴리실리콘막과 제 3 폴리실리콘막은 동일한 도핑 농도를 갖는 폴리실리콘막을 증착하여 형성하고, 제 2 폴리실리콘막은 제 1, 제 3 폴리실리콘막 보다 더 높은 도핑 농도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 습식 산화 공정 시에 성장되는 절연체인 산화막이 제 1 폴리실리콘막과 제 3 폴리실리콘막의 측벽에 동일한 두께로 형성되며, 제 2 폴리실리콘막 측벽에는 제 1, 제 3 폴리실리콘막의 측벽보다 더 두꺼운 산화막이 형성되게 되어, 후속 식각 공정에 의해 제 1 폴리실리콘막과 제 3 폴리실리콘막이 절연되게 된다.In the method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device according to the present invention, the first polysilicon film and the third polysilicon film are formed by depositing a polysilicon film having the same doping concentration, and the second polysilicon film is formed of the first, second, and third polysilicon films. It is preferable to form so as to have a higher doping concentration than the third polysilicon film. Accordingly, an oxide film, which is an insulator grown during the wet oxidation process, is formed on the sidewalls of the first polysilicon film and the third polysilicon film, and the sidewalls of the first and third polysilicon films are formed on the sidewalls of the second polysilicon film. A thicker oxide film is formed so that the first polysilicon film and the third polysilicon film are insulated by a subsequent etching process.

또한, 상기 본 발명에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법에 있어서, 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 절연막을 형성하는 단계는, 상기 커패시터 패턴이 형성된 반도체기판에 대해 산화를 실시하여 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 산화막을 형성하되, 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 상기 제1 및 제3 폴리실리콘막의 측면보다 두꺼운 산화막이 형성되도록 하는 단계, 및 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에만 잔류하도록 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 형성된 산화막을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 형성된 산화막을 식각하는 단계는, 습식 식각공정으로 이루어질 수 있다.In the method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device according to the present invention, the step of forming an insulating film on the side of the second polysilicon film may be performed by oxidizing the semiconductor substrate on which the capacitor pattern is formed. Forming an oxide film on a side surface of the polysilicon film, and forming an oxide film thicker than side surfaces of the first and third polysilicon films on the side surface of the second polysilicon film, and remaining only on the side surface of the second polysilicon film; Etching the oxide film formed on the side surface of the first to third polysilicon film. The etching of the oxide film formed on the side surfaces of the first to third polysilicon films may be performed by a wet etching process.

이하, 첨부한 도면을 참고로, 본 발명에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법의 일 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리 범위가 이에 한하여 정해지는 것은 아니며, 하나의 예시로 제시된 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail an embodiment of an analog capacitor manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention. However, the scope of the present invention is not limited thereto, but is presented as an example.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an analog capacitor of a semiconductor device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 실리콘기판(105) 상에 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 1 절연체막(120)와 제 2 폴리실리콘막(130)과 제 2절연체막(140) 및 제 3 폴리실리콘막(150)을 순차적으로 적층한 후 패터닝하여 커패시터 패턴(155)을 형성하되, 상기 제 1 절연체막(120)과 제 2 절연체막(140)은 열산화막과 질화막 또는 고유전율을 가진 막 및 이들의 조합에 의해 형성된 막 중 적어도 어느 하나의 막을 선택하여 형성하게 된다. 이때, 상기 제 1, 제 2, 제 3 폴리실리콘막(110, 130, 150)은 다결정 실리콘으로 형성되며, 상기 제 2 폴리실리콘막(130)은 제 1, 제 3 폴리실리콘막(110, 150) 보다 P 이온을 더 주입하여 형성하거나, 제 2 폴리실리콘막(130) 증착 시, PH3 가스의 농도를 높여주게 되어 제 1, 제 3 폴리실리콘막(110, 150)보다 높은 도핑 농도를 갖도록 형성하게 된다. 이에 따라, 후속 습식 산화 공정 시, 도핑 농도에 따라 산화막이 성장하는 속도가 다르게 되어 제 2 폴리실리콘막(130) 측벽에 더 많은 산화막이 성장하게 됨으로써, 습식 산화 공정에 연이어서 진행되는 습식 식각 공정에 의해 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 3 폴리실리콘막(150)을 절연할 수 있게 된다.Referring to FIG. 2A, a first polysilicon film 110, a first insulator film 120, a second polysilicon film 130, a second insulator film 140, and a third poly on the silicon substrate 105 may be used. The silicon film 150 is sequentially stacked and then patterned to form a capacitor pattern 155. The first insulator film 120 and the second insulator film 140 may be formed of a thermal oxide film, a nitride film, or a high dielectric constant. At least one of the films formed by the combination thereof is selected and formed. In this case, the first, second and third polysilicon films 110, 130 and 150 are formed of polycrystalline silicon, and the second polysilicon film 130 is formed of the first and third polysilicon films 110 and 150. Formed by implanting more P ions or increasing the concentration of PH 3 gas when the second polysilicon layer 130 is deposited, so as to have a higher doping concentration than the first and third polysilicon layers 110 and 150. To form. Accordingly, in the subsequent wet oxidation process, the growth rate of the oxide film is changed according to the doping concentration, so that more oxide films are grown on the sidewalls of the second polysilicon film 130, so that the wet etching process proceeds following the wet oxidation process. As a result, the first polysilicon film 110 and the third polysilicon film 150 can be insulated from each other.

또한, 상기 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 2 폴리실리콘막(130)은 동일한 두께로 형성하며, 제 3 폴리실리콘막(150)은 제 1 폴리실리콘막(110) 또는 제 2 폴리실리콘막(130) 두께의 3/5 정도의 두께로 형성하게 된다. 이에 따라, 2/5 정도의 두께 마진을 확보하여 후속 공정에 의해 절연되는 제 1폴리실리콘막(110)과 제 3 폴리실리콘막(150)을 다시 연결하기 위한 제 4 폴리실리콘막(미도시함)을 증착할 수 있도록 한다. In addition, the first polysilicon film 110 and the second polysilicon film 130 are formed to have the same thickness, and the third polysilicon film 150 is the first polysilicon film 110 or the second polysilicon film. 130 is formed to a thickness of about 3/5 of the thickness. Accordingly, a fourth polysilicon film (not shown) for reconnecting the first polysilicon film 110 and the third polysilicon film 150 insulated by a subsequent process by securing a thickness margin of about 2/5. ) To be deposited.

상기 커패시터 패턴(155)을 형성하는 공정을 진행하고 나서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 커패시터 패턴(155)이 형성된 결과물 전체에 습식 산화 공정을 진행하여 커패시터 패턴(155) 외벽에 절연막인 산화막(160)을 성장시키게 되며, 이때, 도핑 농도가 높은 제 2 폴리실리콘막(130)의 측벽에는 제 1, 제 3 폴리실리콘막(110, 150)의 측벽 보다 더 두껍게 산화막(160)이 형성된다. After the process of forming the capacitor pattern 155, as shown in FIG. 2B, a wet oxidation process is performed on the entire product on which the capacitor pattern 155 is formed to form an oxide film as an insulating film on the outer wall of the capacitor pattern 155. At this time, the oxide layer 160 is formed thicker than the sidewalls of the first and third polysilicon layers 110 and 150 on the sidewalls of the second polysilicon layer 130 having a high doping concentration. .

이어서, 상기 습식 산화공정에 의해 커패시터 패턴(155) 외벽에 형성된 산화막(160)을 도 2c에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 3 폴리실리콘막(110, 150)의 측벽이 드러나도록 50:1 이상의 묽은 HF 용액을 사용하여 습식식각한다. 이에 따라, 상기 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 3폴리실리콘막(150)이 제 2폴리실리콘막(130) 측벽에 잔류된 산화막(160)에 의해 절연되게 된다. 즉, 상기 제 2 폴리실리콘막(130)은 제 1, 제 2 절연체막(120, 140) 및 산화막(160)에 의해 제 1, 제 3 폴리실콘막(110, 150)과 차단되어 커패시터의 상부전극 역할을 하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the oxide layer 160 formed on the outer wall of the capacitor pattern 155 is exposed to the sidewalls of the first and third polysilicon layers 110 and 150 by the wet oxidation process. Wet-etch using the above diluted HF solution. Accordingly, the first polysilicon film 110 and the third polysilicon film 150 are insulated by the oxide film 160 remaining on the sidewalls of the second polysilicon film 130. That is, the second polysilicon film 130 is blocked from the first and third polysilicon films 110 and 150 by the first and second insulator films 120 and 140 and the oxide film 160 to form an upper portion of the capacitor. It serves as an electrode.

상기 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 3 폴리실리콘막(150)이 절연된 결과물 상에 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 폴리실리콘막(150)을 3/5만큼의 두께만 증착하고 남겨둔 두께인 2/5만큼의 제 4 폴리실리콘막(170)을 증착하는 바, 이에 따라, 상기 절연된 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 3 폴리실리콘막(150)을 제 4 폴리실리콘막(170)에 의해 연결하여 제 1 폴리실리콘막(110)과 제 3 폴리실리콘막(150) 및 제 4 폴리실리콘막(170)으로 이루어진 아날로그 커패시터의 하부전극을 형성하게 된다. 그로 인하여, 종래 기술에 의해 형성된 평면 형태의 커패시터 하부전극과 동일한 면적 내에서 형성된 본원 발명의 적층구조의 커패시터 하부전극은 상부전극을 둘러싸듯 형성됨으로써, 상기 커패시터의 하부전극 표면적이 증가되며, 이에 따라 정전용량 또한 향상시킬 수 있게 된다.As illustrated in FIG. 2D, only the thickness of the third polysilicon layer 150 is 3/5 on the resultant product in which the first polysilicon layer 110 and the third polysilicon layer 150 are insulated. The second polysilicon film 170 having a thickness of 2/5, which is left, is deposited. Accordingly, the insulated first polysilicon film 110 and the third polysilicon film 150 are made of fourth polysilicon. The lower electrode of the analog capacitor including the first polysilicon film 110, the third polysilicon film 150, and the fourth polysilicon film 170 is formed by the film 170. Therefore, the capacitor lower electrode of the laminated structure of the present invention formed in the same area as the planar capacitor lower electrode formed by the prior art is formed to surround the upper electrode, thereby increasing the surface area of the lower electrode of the capacitor. The capacitance can also be improved.

이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제 4 폴리실리콘막(170)이 증착된 결과물 전체에 감광막을 도포한 다음, 노광 및 현상공정을 진행하여 상기 제 4 폴리실리콘막(170)의 중앙부에 콘택홀 영역을 정의하는 감광막 패턴(180)을 형성하게 된다. Subsequently, as shown in FIG. 2E, the photoresist is applied to the entire product on which the fourth polysilicon film 170 is deposited, and then an exposure and development process is performed to contact the central portion of the fourth polysilicon film 170. The photoresist pattern 180 defining the hole area is formed.

상기 감광막 패턴(180) 형성공정을 진행하고 나서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(180)을 식각 마스크로 식각공정을 진행하여 제 4, 제 3 폴리실리콘막(170, 150) 및 제 2 절연체막(140)을 순차적으로 건식 식각하여 콘택홀(190)을 형성하게 된다. After the process of forming the photoresist pattern 180, as shown in FIG. 2F, the process of etching the photoresist pattern 180 using an etching mask is performed to form the fourth and third polysilicon layers 170 and 150. The second insulator film 140 is sequentially dry-etched to form the contact hole 190.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법을 이용하게 되면, 상기 커패시터의 하부전극을 형성하는 제 1, 제 3 폴리실리콘막이 상부전극을 형성하는 제 2 폴리실리콘막을 둘러싸도록 아날로그 커패시터를 형성함으로써, 동일 면적 내에서 하부전극의 표면적을 증가시켜 정전용량을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 반도체소자의 고집적화를 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, as described above, when the analog capacitor manufacturing method of the semiconductor device according to the present invention is used, the first and third polysilicon films forming the lower electrode of the capacitor surround the second polysilicon film forming the upper electrode. By forming an analog capacitor so as to increase the surface area of the lower electrode in the same area, it is possible to improve the capacitance, thereby enabling high integration of the semiconductor device.

Claims (8)

반도체기판 상에, 제1 폴리실리콘막, 제1 절연체, 제2 폴리실리콘막, 제2 절연체 및 제3 폴리실리콘막이 차례로 적층된 커패시터 패턴을 형성하되, 상기 제2 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도가 상기 제1 폴리실리콘막 및 제3 폴리실리콘막의 불순물 도핑농도보다 높게 형성하는 단계;On the semiconductor substrate, a capacitor pattern in which a first polysilicon film, a first insulator, a second polysilicon film, a second insulator, and a third polysilicon film are sequentially stacked is formed, wherein the impurity doping concentration of the second polysilicon film is increased. Forming an impurity doping concentration of the first polysilicon film and the third polysilicon film; 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on a side of the second polysilicon film; 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 형성된 절연막을 포함하는 커패시터 패턴을 감싸도록 제4 폴리실리콘막을 형성함으로써, 상기 제1 및 제3 폴리실리콘막이 상기 제4 폴리실리콘막에 의해 전기적으로 연결되도록 하는 단계;Forming a fourth polysilicon film to surround the capacitor pattern including an insulating film formed on a side surface of the second polysilicon film so that the first and third polysilicon films are electrically connected by the fourth polysilicon film; 제4 폴리실리콘막 상에 컨택홀 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a photoresist pattern defining a contact hole region on the fourth polysilicon film; And 상기 감광막 패턴을 마스크로 제4 폴리실리콘막, 제3 폴리실리콘막 및 제2 절연체를 식각하여 제2 폴리실리콘막을 노출하는 컨택홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.Forming a contact hole exposing the second polysilicon layer by etching the fourth polysilicon layer, the third polysilicon layer, and the second insulator by using the photoresist pattern as a mask; Way. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 폴리실리콘막과 제 2 폴리실리콘막은 동일한 두께로 형성하며, 제 3 폴리실리콘막은 제 1 폴리실리콘막 또는 제 2 폴리실리콘막 두께의 3/5의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.The method of claim 1, wherein the first polysilicon film and the second polysilicon film are formed to have the same thickness, and the third polysilicon film is formed to a thickness of 3/5 of the thickness of the first polysilicon film or the second polysilicon film. An analog capacitor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 폴리실리콘막과 제 3 폴리실리콘막은 동일한 도핑 농도를 갖는 폴리실리콘막을 증착하여 형성하게 됨을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.The method of claim 1, wherein the first polysilicon film and the third polysilicon film are formed by depositing a polysilicon film having the same doping concentration. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 절연체와 제 2 절연체는 열산화막, 질화막, 고유전율막 및 이들의 조합에 의해 형성된 막 중 적어도 어느 하나의 막을 선택하여 형성하게 됨을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.The analog capacitor of claim 1, wherein the first insulator and the second insulator are formed by selecting at least one of a film formed by a thermal oxide film, a nitride film, a high dielectric constant film, and a combination thereof. Manufacturing method. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제 4 폴리실리콘막은 제 1 폴리실리콘막 또는 제 2 폴리실리콘막 두께의 2/5 정도의 두께로 형성하게 됨을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.The method of claim 1, wherein the fourth polysilicon film is formed to a thickness of about 2/5 of the thickness of the first polysilicon film or the second polysilicon film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 절연막을 형성하는 단계는,Forming an insulating film on the side of the second polysilicon film, 상기 커패시터 패턴이 형성된 반도체기판에 대해 산화를 실시하여 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 산화막을 형성하되, 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에 상기 제1 및 제3 폴리실리콘막의 측면보다 두꺼운 산화막이 형성되도록 하는 단계, 및Oxidation is performed on the semiconductor substrate on which the capacitor pattern is formed to form an oxide film on the side surfaces of the first to third polysilicon films, and an oxide film thicker than the side surfaces of the first and third polysilicon films on the side surfaces of the second polysilicon film. To be formed, and 상기 제2 폴리실리콘막의 측면에만 잔류하도록 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 형성된 산화막을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.Etching the oxide films formed on the side surfaces of the first to third polysilicon films so as to remain only on the side surfaces of the second polysilicon film. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 내지 제3 폴리실리콘막의 측면에 형성된 산화막을 식각하는 단계는,Etching the oxide film formed on the side of the first to third polysilicon film, 습식 식각공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 아날로그 커패시터 제조방법.An analog capacitor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that the wet etching process.
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