KR101129909B1 - 반도체 소자의 필라형 캐패시터 및 그 형성방법 - Google Patents
반도체 소자의 필라형 캐패시터 및 그 형성방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 반도체 소자의 필라형 캐패시터는, 반도체 기판과 연결된 저장전극 콘택, 상기 저장전극 콘택의 상부에 구비되는 필라, 상기 필라의 측벽에 구비되는 하부전극, 상기 하부전극이 구비된 상기 필라의 측벽에 구비되는 유전막 및 상기 유전막의 상부에 구비되는 상부전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
16 : 금속층 22 : 필라
24 : 산화막 필라 26 : 저장전극 홀
33 : 하부전극 34 : 유전막
36 : 상부전극 40 : 하드마스크
Claims (29)
- 반도체 기판과 연결된 저장전극 콘택;
상기 저장전극 콘택의 상부에 구비되는 필라;
상기 필라의 측벽에 구비되는 하부전극;
상기 하부전극이 구비된 상기 필라의 표면 전체에 구비되는 유전막; 및
상기 유전막의 표면 전체에 구비되는 상부전극
을 포함하며, 상기 필라는 상부 직경보다 하부 직경이 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 저장전극 콘택과 동일한 높이에 구비되는 층간절연막; 및
상기 저장전극 콘택 및 상기 층간절연막의 상부에 구비되며, 상기 하부전극과 접촉하는 금속층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 3에 있어서,
상기 금속층은 TiSi를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 필라의 상부에 구비되는 저장전극 산화막 필라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 5에 있어서,
상기 저장전극 산화막 필라는 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate), PSG(Phospho Silicate Glass), BPSG(Borophospho Silicate Glass), USG(Undoped Silicate Glass), HDP(High Density Plasma) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 필라와 상기 하부전극 사이에 구비되며, TiSi를 포함하는 배리어 메탈층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 7에 있어서,
상기 배리어 메탈층은 TiSi를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 하부전극은 TiN을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 유전막은 ZrO2, HfO2, ZrSiOx, HfSiOx, ZrHfOx, ZrHfSiOx 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 필라는 P-도핑된 폴리실리콘, 붕소(B)-도핑된 폴리실리콘 및 붕소(B)-도핑된 SiGe 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부전극은,
CVD-TiN 및 PVD-TiN 이 적층된 구조 또는 ALD-TiN 및 PVD-TiN 이 적층된 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터. - 반도체 기판과 연결된 저장전극 콘택을 형성하는 단계;
상기 저장전극 콘택의 상부에 필라를 형성하는 단계;
상기 필라의 측벽에 하부전극을 형성하는 단계;
상기 하부전극이 구비된 상기 필라의 표면 전체에 유전막을 형성하는 단계; 및
상기 유전막의 표면 전체에 상부전극을 형성하는 단계
를 포함하며,상기 필라는 상부 직경보다 하부 직경이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 삭제
- 청구항 13에 있어서,
상기 저장전극 콘택을 형성하는 단계 이후,
상기 저장전극 콘택의 상부에, 상기 하부전극과 접촉하는 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 금속층은 Ti 또는 TiSi를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 필라를 형성하는 단계는,
상기 저장전극 콘택 상부에 필라 물질층을 형성하는 단계; 및
상기 필라 물질층을 필라 형상으로 식각하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 필라는 P-도핑된 폴리실리콘, 붕소(B)-도핑된 폴리실리콘 및 붕소(B)-도핑된 SiGe 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 필라를 형성하는 단계는,
상기 저장전극 콘택의 상부에 폴리실리콘층을 증착하는 단계; 및
상기 폴리실리콘층에 이온을 주입하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 필라 물질층을 식각하는 단계는,
상기 필라 물질층 중 상기 저장전극 콘택홀 상부의 캐패시터 영역(Capacitor region)을 제외한 공간 영역(Spacing region)을 식각하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 필라 물질층을 식각하는 단계는,
상기 필라 물질층 상부에 하드마스크층을 형성하는 단계;
상기 하드마스크층을 제 1 방향으로 식각하는 단계;
상기 하드마스크층을 상기 제 1 방향과 수직하는 제 2 방향으로 식각하는 단계; 및
상기 하드마스크층을 제거하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 필라를 형성하는 단계 이후,
상기 필라의 상부에 산화막 필라를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 22에 있어서,
상기 산화막 필라는, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate), PSG(Phospho Silicate Glass), BPSG(Borophospho Silicate Glass), USG(Undoped Silicate Glass), HDP(High Density Plasma) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 22에 있어서,
상기 필라를 형성하는 단계 이전,
상기 반도체 기판의 주변회로 영역에서 상기 필라를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 하부전극을 형성하는 단계 이전,
상기 필라 표면에 배리어 메탈층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 25에 있어서,
상기 배리어 메탈층을 형성하는 단계는,
상기 필라 표면에 Ti 층을 형성하는 단계; 및
상기 Ti 층을 열처리하여 TiSi 층을 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 하부전극을 형성하는 단계는,
상기 필라의 상부에 TiN 층을 형성하는 단계; 및
에치백 공정을 실시하여 상기 TiN 층의 일부를 제거하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 유전막은 ZrO2, HfO2, ZrSiOx, HfSiOx, ZrHfOx, ZrHfSiOx 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 상부전극을 형성하는 단계는,
상기 유전막의 상부에 CVD로 TiN을 증착한 후, PVD로 TiN을 증착하는 단계, 또는
상기 유전막의 상부에 ALD로 TiN을 증착한 후, PVD로 TiN을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 필라형 캐패시터 형성방법.
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