KR101630781B1 - Manufacturing Method Of Semiconductor Device Capacitor Storage Node - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법은 컨택 플러그 및 절연막을 포함하는 하부구조가 형성된 반도체 기판의 상부에 제1 금속증착율을 갖는 희생 절연막을 형성하는 단계, 상기 희생 절연막의 상부에 상기 제1 금속증착율보다 높은 제2 금속증착율을 갖는 지지층을 형성하는 단계, 상기 컨택 플러그가 노출되도록 상기 지지층 및 희생 절연막을 식각하여 하부 전극 영역을 형성하는 단계, 상기 하부 전극 영역이 채워지도록 전면에 금속막을 매립하는 단계, 상기 금속막에 대한 식각을 수행하여 노드 분리된 하부 전극을 형성하는 단계, 및 풀 딥 아웃(full dip-out)공정으로 상기 희생 절연막을 제거하여 상기 노드 분리된 하부 전극의 외벽을 노출시키는 단계를 포함한다.A method of forming a capacitor lower electrode of a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming a sacrificial insulating film having a first metal deposition rate on an upper surface of a semiconductor substrate having a lower structure including a contact plug and an insulating film, Forming a lower electrode region by etching the support layer and the sacrificial insulation layer so that the contact plug is exposed; forming a metal film on the entire surface of the lower electrode region to fill the lower electrode region; Forming a lower electrode separated by performing a process for etching the metal film, and removing the sacrificial insulating film by a full dip-out process to form an outer wall of the node-separated lower electrode, .

Description

반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법{Manufacturing Method Of Semiconductor Device Capacitor Storage Node} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of forming a capacitor lower electrode of a semiconductor device,

본 발명은 반도체 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 메모리 소자 커패시터 하부 전극의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device. And more particularly, to a method of forming a lower electrode of a semiconductor memory device capacitor.

반도체 메모리 소자의 디자인 룰이 급격히 감소함에 따라 작은 면적으로 고용량의 커패시턴스를 가지는 커패시터를 얻기 위한 다양한 기술들이 제안되었다. 이러한 고용량의 커패시터를 얻기 위해서는 유전율이 큰 유전체막의 사용, 전극 표면적의 확대 및 전극들 사이의 거리를 줄이는 것이 요구된다. 그런데, 전극들 사이의 거리인 유전체막 두께를 줄이는 것은 그 한계가 있어 고용량의 커패시터를 형성하기 위한 연구는 유전율이 큰 유전체막을 사용하거나 전극 표면적을 넓히는 방식으로 진행되고 있다. 이러한 추세에 따른 커패시터의 하부 전극 형태 변화를 보면 평면형(planar) 구조, 스택(stack)형 구조, 컨케이브(concave)구조, 실린더(cylinder) 구조로 발전되어 왔다. 최근에는 이러한 실린더 구조의 커패시터에서 디자인 룰이 감소함에 따라 발생하는 구조적인 문제점을 극복하기 위하여 필라(pillar)형 하부전극 구조를 가지는 커패시터가 제안되었다.As the design rule of a semiconductor memory device has been rapidly reduced, various techniques have been proposed for obtaining a capacitor having a large capacitance with a small area. In order to obtain such a high capacity capacitor, it is required to use a dielectric film having a large dielectric constant, to enlarge the electrode surface area, and to reduce the distance between the electrodes. However, there are limitations in reducing the dielectric film thickness, which is the distance between the electrodes, and studies for forming a capacitor with a high capacity have been conducted by using a dielectric film having a large dielectric constant or widening the electrode surface area. The change in the shape of the lower electrode of the capacitor according to the trend has been developed into a planar structure, a stack structure, a concave structure, and a cylinder structure. In recent years, a capacitor having a pillar type lower electrode structure has been proposed in order to overcome the structural problems caused by the reduction of the design rule in capacitors having such a cylinder structure.

도 1a를 참조하면, 제2 희생 절연막, NFC 질화막, 제1 희생 절연막, 및 에치스톱 질화막을 식각하여 커패시터의 하부 전극이 형성될 하부 전극 영역을 형성한다. 순차적으로 식각하는 공정 중에서 하단부의 에치스톱 질화막을 식각하여 에치스톱 질화막 패턴(14)을 형성하는 과정에서 NFC 질화막 패턴(18)의 측벽도 식각되어 도시된 바와 같이 네거티브 프로파일(W)을 가지게 된다. 식각을 통하여 형성된 하부 전극 영역에 금속(24)을 매립하는 과정에서, 희생 절연막 패턴(16)과 NFC 질화막 패턴(18)에서의 금속증착율이 유사하여 희생 절연막 패턴(16)과 NFC 질화막 패턴(18) 측벽에 하부전극을 형성하는 금속이 동일한 속도로 적층되므로 NFC 질화막 패턴(18) 측벽의 네거티브 프로파일(W)에 의하여 NFC 질화막의 측벽 부근에 심(seam, S)이 발생한다. 노드 분리과정을 수행하면 도 1b에 도시된 바와 같이 형성된 하부전극(24')에 심이 발생한 부분(S')이 하부 전극(24') 표면에 노출되며 이후에 유전막과 상부전극을 형성하는 과정에서 유전막과 상부전극 물질의 스텝 커버리지가 불량하여 심의 하부까지 막질이 덮이지 않는 매립 불량이 발생한다. 이러한 매립 불량에 의하여 커패시터의 특성 열화를 발생시킨다.Referring to FIG. 1A, the second sacrificial insulation layer, the NFC nitride layer, the first sacrificial insulation layer, and the etch stop nitride layer are etched to form a lower electrode region where the lower electrode of the capacitor is to be formed. In the process of forming the etch stop nitride film pattern 14 by etching the etch stop nitride film at the lower end in the sequential etching process, the side walls of the NFC nitride film pattern 18 are also etched to have a negative profile W as shown in FIG. The metal deposition rates of the sacrificial insulating film pattern 16 and the NFC nitride film pattern 18 are similar to each other in the process of embedding the metal 24 in the lower electrode region formed through the etching, The seam S is formed near the side wall of the NFC nitride film due to the negative profile W of the side wall of the NFC nitride film pattern 18. [ When the node isolation process is performed, a portion S 'where a core is formed in the lower electrode 24' formed as shown in FIG. 1B is exposed on the surface of the lower electrode 24 ', and then a process of forming a dielectric layer and an upper electrode The step coverage of the dielectric film and the upper electrode material is poor, so that the embedding failure occurs in which the film is not covered to the bottom of the core. Such poor filling causes deterioration of the characteristics of the capacitor.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 형성된 하부 전극 표면의 굴곡부분이 노출되어 발생하는 커패시터 특성 열화를 억제하는 것이 주된 목표이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and its main object is to suppress deterioration of the capacitor characteristics which occurs when the bent portion of the lower electrode surface is exposed.

본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법은 컨택 플러그 및 절연막을 포함하는 하부구조가 형성된 반도체 기판의 상부에 제1 금속증착율을 갖는 희생 절연막을 형성하는 단계, 상기 희생 절연막의 상부에 상기 제1 금속증착율보다 높은 제2 금속증착율을 갖는 지지층을 형성하는 단계, 상기 컨택 플러그가 노출되도록 상기 지지층 및 희생 절연막을 식각하여 하부 전극 영역을 형성하는 단계, 상기 하부 전극 영역이 채워지도록 전면에 금속막을 매립하는 단계, 상기 금속막에 대한 식각을 수행하여 노드 분리된 하부 전극을 형성하는 단계, 및 풀 딥 아웃(full dip-out)공정으로 상기 희생 절연막을 제거하여 상기 노드 분리된 하부 전극의 외벽을 노출시키는 단계를 포함한다.A method of forming a capacitor lower electrode of a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming a sacrificial insulating film having a first metal deposition rate on an upper surface of a semiconductor substrate having a lower structure including a contact plug and an insulating film, Forming a lower electrode region by etching the support layer and the sacrificial insulation layer so that the contact plug is exposed; forming a metal film on the entire surface of the lower electrode region to fill the lower electrode region; Forming a lower electrode separated by performing a process for etching the metal film, and removing the sacrificial insulating film by a full dip-out process to form an outer wall of the node-separated lower electrode, .

본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법은, 일 예에서, 상기 희생 절연막은 산화막으로 형성하고, 상기 지지층은 나이트로전-리치 실리콘 질화막으로 형성한다.In one embodiment, the sacrificial insulating film is formed of an oxide film, and the support layer is formed of a nitride-based silicon nitride film.

본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법은, 일 예에서, 상기 금속막은 티타늄나이트라이드막으로 형성한다.In the method for forming a capacitor lower electrode of a semiconductor device according to the present invention, in one example, the metal film is formed of a titanium nitride film.

본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법은, 일 예에서, 상기 티타늄나이드라이드막은 티타늄테트라클로라이드(TiCl4)기체를 소스로 한 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)방법을 이용하여 형성한다.The method of forming a lower electrode of a capacitor of a semiconductor device according to the present invention is characterized in that the titanium nitride dry film is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method using titanium tetrachloride (TiCl 4 ) do.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점인 커패시터의 특성 열화를 방지하는데 그 목적이 있는 것으로, 지지층의 금속증착율을 희생절연막의 금속증착율 보다 향상시켜 지지층 측벽에 심의 발생을 억제한다. 따라서, 본 발명에 의한다면 종래 기술의 문제점인 심에 의한 하부 전극의 굴곡부분의 노출을 막을 수 있어 커패시터의 특성열화를 억제할 수 있다는 장점이 제공된다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has an object of preventing the deterioration of the characteristics of the capacitor, which is a problem of the conventional art described above, and the metal deposition rate of the support layer is improved more than the metal deposition rate of the sacrificial insulating film. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the exposed portion of the bent portion of the lower electrode due to the shim, which is a problem of the conventional technology, so that deterioration of the characteristics of the capacitor can be suppressed.

도 1은 종래기술에 의한 커패시터의 하부 전극 형성 방법을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 의한 커패시터의 하부 전극 형성 방법을 도시한 도면이다.
1 is a cross-sectional view showing a conventional method of forming a lower electrode of a capacitor.
2 to 7 are views showing a method of forming a lower electrode of a capacitor according to the present invention.

도 2를 참조하면, 절연막(100)과 컨택 플러그(110)등의 하부구조가 형성된 반도체 기판(미도시)의 상부에 에치스톱(etch stop) 질화막(120), 제1 희생 절연막(130), 지지층(140) 및 제2 희생 절연막(150)을 형성하고 제2 희생 절연막(150)의 상부에 레지스트 패턴(162)을 형성한다. 제1 및 제2 희생 절연막(130, 150)은 하부 전극을 형성하기 위한 하부 전극 영역(도 3의 170 참조)을 제공하는 기능을 수행하며, 추후의 평탄화 공정과 풀 딥 아웃(Full Dip Out)공정을 통하여 제거된다. 일 예에서, 희생 절연막은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, BSG(Boron Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organo SilicateGlass)막으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 또는 이들이 적어도 2층 이상 적층된 적층막으로 형성한다. 다른 예에서, 희생 절연막은 SOD(Spin On Dielectric)막과 같이 스핀 코팅(Spin Coating)방식으로 도포하여 형성한다.2, an etch stop nitride layer 120, a first sacrificial insulating layer 130, and a second sacrificial layer 130 are formed on a semiconductor substrate (not shown) having a lower structure such as an insulating layer 100 and a contact plug 110, A support layer 140 and a second sacrificial insulating layer 150 are formed and a resist pattern 162 is formed on the second sacrificial insulating layer 150. [ The first and second sacrificial insulating layers 130 and 150 function to provide a lower electrode region (see 170 in FIG. 3) for forming the lower electrode. The subsequent planarization process and the full dip-out process, Lt; / RTI > In one example, the sacrificial insulating layer may be a high density plasma (HDP) oxide layer, a boron phosphorus silicate glass (BPSG) layer, a phosphorus silicate glass (PSG) layer, a boron silicate glass (BSG) layer, a tetraethyl orthosilicate A stacked layer formed of at least two layers selected from the group consisting of an un-doped silicate glass (FSG) layer, a fluorinated silicate glass (FSG) layer, a CDO (Carbon Doped Oxide) layer and an OSG (Organo Silicate Glass) . In another example, the sacrificial insulating film is formed by spin coating, such as an SOD (Spin On Dielectric) film.

도 3을 참조하면, 형성된 레지스트 패턴을 식각마스크로하여 컨택 플러그(110)가 노출되도록 제2 희생 절연막(150), 지지층(140), 제1 희생 절연막(130), 및 에치스톱 질화막(120)을 순차적으로 식각하여 하부 전극 영역(170)을 형성하고, 레지스트 패턴(162)을 제거한다. 일 예에서, 레지스트 패턴(162)의 제거는 통상의 애싱(ashing) 공정을 수행하여 이루어진다. 지지층(도 2의 140 참조)이 식각되어 형성된 지지층 패턴은(142)은 추후의 풀 딥 아웃 공정 수행시 발생하는 리닝(leaning) 현상에 따른 하부 전극의 브릿지(bridge) 형성을 막기 위하여 추후에 형성될 하부 전극을 지지하는 기능을 수행한다. 하부 전극 영역(170)의 형성을 위하여 에치 스톱 질화막(120)을 식각하는 과정에서 지지층 패턴(142)의 측벽(S)도 역시 식각되어 지지층 패턴의 측벽이 네거티브 프로파일을 가지게 된다. 이러한 지지층 패턴(142) 측벽의 네거티브 프로파일에 따른 심의 발생을 방지하기 위하여 지지층은 희생절연막에 비하여 금속증착율이 높은 물질로 형성한다. 일 예에서, 지지층(도 3의 140 참조)은 LPCVD(Low Pressure CVD)로 증착된 질화막인 LP-나이트라이드막에 비하여 나이트로전(N)이 풍부한 나이트로전-리치 나이트라이드막(N rich nitride layer)으로 형성한다. LPCVD로 중착된 질화막인 LP-나이트라이드막은 실리콘(Si)과 나이트로전(N)이 3:4이 비율로 구성된다는 것은 이미 잘 알려져 있다. 따라서 나이트로전-리치 나이트라이드막은 실리콘과 나이트로전의 비율이 3:4에서 나이트로전이 상대적으로 더 늘어난 막을 의미한다.Referring to FIG. 3, a second sacrificial insulating layer 150, a supporting layer 140, a first sacrificial insulating layer 130, and an etch stop nitride layer 120 are formed to expose the contact plug 110 using the resist pattern formed as an etching mask. Are sequentially etched to form the lower electrode region 170, and the resist pattern 162 is removed. In one example, the removal of the resist pattern 162 is performed by performing an ordinary ashing process. The support layer pattern 142 formed by etching the support layer (see 140 in FIG. 2) is formed later in order to prevent bridge formation of the lower electrode due to the leaning phenomenon that occurs during the subsequent full dip- And a lower electrode to be formed. The sidewall S of the supporting layer pattern 142 is also etched in the process of etching the etch stop nitride layer 120 to form the lower electrode region 170 so that the side wall of the supporting layer pattern has a negative profile. The support layer is formed of a material having a higher metal deposition rate than that of the sacrificial insulating layer in order to prevent the generation of shims due to the negative profile of the side wall of the support layer pattern 142. In one example, the support layer (see 140 in FIG. 3) is a Nitride-rich nitride film rich in Nitrogen (N) compared to an LP-Nitride film that is a nitride film deposited by LPCVD nitride layer. It is well known that the LP-nitride film, which is a nitride film deposited by LPCVD, is composed of silicon (Si) and nitride film (N) in a ratio of 3: 4. Thus, the Nitrogen pre-Ritride film means a film where the ratio of silicon to nitrite is 3: 4 to Nitrogen relative to that of Nitrogen.

도 4를 참조하면, 형성된 하부 전극 영역(170)을 매립하도록 전면에 금속층(180)을 형성한다. 일 예에서, 금속층(180)은 티타늄테트라클로라이드(TiCl4)와 암모니아(NH3)를 함께 공급한 후에 이를 퍼지시키고 퍼지 후에는 불순물을 제거하기 위한 암모니아 후처리를 수행하는 과정을 포함하는 CVD(Chemical Vapor Deposition)를 수행하여 형성된 티타늄나이트라이드(TiN)막으로 형성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 나이트라이드막에서 질소함량이 높아질수록 나이트라이드막 상에 형성되는 티타늄나이트라이드 그레인 사이즈가 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 지지층으로 나이트로전-리치 나이트라이드(N rich nitride)막을 사용하면 지지층의 금속증착율이 희생 절연막의 금속증착율보다 높아 지지층 패턴(142) 측벽에는 제1 희생 절연막 패턴(132)에 형성되는 티타늄나이트라이드 그레인보다 큰 사이즈를 가지는 티타늄나이트라이드 그레인이 형성되므로 다른 영역에 비하여 티타늄나이트라이드층이 빨리 형성된다. 즉, 지지층 패턴의 금속증착율이 희생 절연막에서의 금속증착율 보다 높아 지지층 패턴 측벽 주위에 금속층이 빨리 형성된다. 따라서, 본 발명과 같이 지지층으로 나이트로전-리치 나이트라이드막을 사용하면, 종래기술의 문제이었던 심(seam)의 형성을 막을 수 있다.Referring to FIG. 4, a metal layer 180 is formed on the front surface to fill the formed lower electrode region 170. In one example, the metal layer 180 is a titanium tetrachloride (TiCl 4) and ammonia (NH 3) to then feed along and purge this purge after the CVD including the step of performing processing after ammonia to remove impurities ( Chemical Vapor Deposition) to form a titanium nitride (TiN) film. As shown in FIG. 5, the higher the nitrogen content in the nitride film, the larger the grain size of titanium nitride formed on the nitride film. Therefore, when a N rich nitride film is used as the supporting layer, the metal deposition rate of the supporting layer is higher than the metal deposition rate of the sacrificial insulating film, so that titanium (Ti) formed on the first sacrificing insulating film pattern 132 Titanium nitride grains having a size larger than that of nitride grains are formed, so that a titanium nitride layer is formed faster than other regions. That is, the metal deposition rate of the support layer pattern is higher than the metal deposition rate of the sacrificial insulation layer, so that the metal layer is formed around the sidewall of the support layer pattern. Therefore, the use of a nitride-rich nitride film as the supporting layer as in the present invention can prevent the formation of seams which was a problem of the prior art.

도 6을 참조하면, 형성된 금속층(도 5의 180 참조)에 대하여 지지층 패턴(142)이 노출될 때까지 평탄화를 수행하여 노드 분리된 각각의 하부 전극(182)을 형성한다. 본 과정에 의하여 지지층 패턴(142) 상부의 제2 희생 절연막 패턴(도 4의 152 참조)이 제거된다. 일 예에서, 본 단계의 평탄화는 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 수행하여 이루어진다. 평탄화 단계를 수행하여 형성된 하부 전극(182)의 상부 표면을 보면, 종래 지지층 패턴 측벽의 주위에 노출되었던 상부 표면 굴곡(도 1b의 S' 참조)이 없는 것을 알 수 있다. 또한, 지지층 패턴(142)과 제2 희생 절연막 패턴(132)에서 금속증착율(deposition rate)이 서로 달라서 금속층 매립 후 형성된 하부 전극의 내부 형태가 종래와는 상이한 것을 알 수 있다. 그러나, 이러한 내부 구조의 변화는 하부 전극의 전기적인 특성에 어떠한 영향도 미치지 아니한다.Referring to FIG. 6, flattening is performed on the formed metal layer (see 180 in FIG. 5) until the support layer pattern 142 is exposed to form each of the lower electrodes 182 separated by a node. By this process, the second sacrificial insulating film pattern (refer to 152 in FIG. 4) above the supporting layer pattern 142 is removed. In one example, the planarization of this step is performed by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process. Looking at the top surface of the lower electrode 182 formed by performing the planarization step, it can be seen that there is no upper surface curvature (see S 'in FIG. 1B) that was exposed around the conventional support layer pattern side wall. In addition, since the metal deposition rate is different between the support layer pattern 142 and the second sacrificial insulation layer pattern 132, the inner shape of the lower electrode formed after the metal layer is embedded is different from the conventional one. However, this change in the internal structure has no influence on the electrical characteristics of the lower electrode.

도 7을 참조하면, 풀 딥 아웃(Full Dip-Out) 공정을 수행하여 제1 희생 절연막 패턴(도 6의 132 참조)을 제거한다. 풀 딥 아웃 공정에 의하여 제1 희생 절연막이 존재하던 부분은 빈 공간이 되어 하부 전극(182)의 외벽이 노출된다. 일 예에서, 풀 딥 아웃 공정은 하이드로플루오릭 산(HF)을 사용하여 수행한다. 다른 예에서, 풀 딥 아웃 공정은 BOE(Buffered Oxide Etchant)을 사용하여 수행한다. 노출된 하부 전극(182)의 표면에 유전막(190)을 형성한 후, 상부전극(200)을 형성한다. 제1 희생 절연막 패턴이 제거된 공간에 상부전극(200)이 형성되므로 하부전극(182)과 상부전극(200)이 마주하는 면적이 증가되어 커패시턴스를 증가시킨다. 유전막(190)은 원자층증착법을 이용하여 증착할 수 있으며, 일 예에서, 유전막(190)으로 알루미늄옥사이드(Al2O3), 지르코늄옥사이드(ZrO2), 하프늄옥사이드(HfO2), 탄탈륨옥사이드(Ta2O5), 티타늄옥사이드(TiO2) 또는 이들 중 어느 하나를 포함하는 이중막, 삼중막, 혼합막을 사용한다. 다른 예에서, 유전막(190)은 BTO 또는 BST와 같은 고유전율 유전막으로 형성한다. 상부전극(200)은 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 텅스텐(W), 텅스텐나이트라이드(WN), 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 이리듐(Ir), 이리듐옥사이드(IrO2) 및 플래티넘(Pt)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 형성한다. 다른 예에서, CVD-TiN과 PVD-TiN의 이중층을 사용한다.Referring to FIG. 7, a full dip-out process is performed to remove the first sacrificial insulating film pattern (see 132 in FIG. 6). The portion where the first sacrificial insulating film exists due to the full dip-out process becomes an empty space and the outer wall of the lower electrode 182 is exposed. In one example, the full dip-out process is performed using hydrofluoric acid (HF). In another example, the pool dip-out process is performed using BOE (Buffered Oxide Etchant). The dielectric layer 190 is formed on the surface of the exposed lower electrode 182, and then the upper electrode 200 is formed. Since the upper electrode 200 is formed in the space where the first sacrificial insulating layer pattern is removed, the area where the lower electrode 182 and the upper electrode 200 face each other is increased to increase the capacitance. The dielectric layer 190 may be deposited using atomic layer deposition, and in one example, a dielectric layer 190 may be formed of an oxide selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), or a double film, a triple film, or a mixed film containing any one of them. In another example, the dielectric layer 190 is formed of a high-k dielectric layer such as BTO or BST. The upper electrode 200 is ruthenium (Ru), ruthenium oxide (RuO 2), tungsten (W), tungsten nitride (WN), titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), iridium (Ir), iridium Oxide (IrO 2 ), and platinum (Pt). In another example, a bilayer of CVD-TiN and PVD-TiN is used.

100: 절연막 110: 컨택 플러그
120: 에치스톱 질화막 130: 제1 희생 절연막
140: 지지층 150: 제2 희생 절연막
162: 레지스트 패턴 170: 하부전극 영역
180: 금속층 182: 하부전극
190: 유전막 200: 상부전극
S: 심(seam)
100: insulating film 110: contact plug
120: etch stop nitride film 130: first sacrificial insulating film
140: support layer 150: second sacrificial insulating film
162: resist pattern 170: lower electrode region
180: metal layer 182: lower electrode
190: Dielectric layer 200: Upper electrode
S: seam

Claims (5)

컨택 플러그 및 절연막을 포함하는 하부구조가 형성된 반도체 기판의 상부에 하부전극용 금속막에 대한 제1 증착율을 갖는 희생 절연막을 형성하는 단계와,
상기 희생 절연막의 상부에 상기 하부전극용 금속막에 대한 제1 증착율보다 높은 제2 증착율을 갖는 지지층을 형성하는 단계와,
상기 컨택 플러그가 노출되도록 상기 지지층 및 희생 절연막을 식각하여 하부 전극 영역을 형성하는 단계와,
상기 하부 전극 영역이 채워지도록 전면에 상기 하부전극용 금속막을 매립하는 단계와,
상기 하부전극용 금속막에 대한 평탄화 공정을 수행하여 노드 분리된 하부 전극을 형성하는 단계, 및
풀 딥 아웃(full dip-out)공정으로 상기 희생 절연막을 제거하여 상기 노드 분리된 하부 전극의 외벽을 노출시키는 단계를 포함하는 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성 방법.
Forming a sacrificial insulating film having a first deposition rate on the metal film for the lower electrode on the semiconductor substrate on which the lower structure including the contact plug and the insulating film is formed;
Forming a supporting layer having a second deposition rate higher than a first deposition rate on the sacrificial insulating film for the lower electrode metal film;
Forming a lower electrode region by etching the support layer and the sacrificial insulation layer to expose the contact plug;
Filling the lower electrode metal film on the entire surface so that the lower electrode region is filled;
Performing a planarization process on the lower electrode metal film to form a node-separated lower electrode, and
And removing the sacrificial insulating layer by a full dip-out process to expose an outer wall of the node-separated lower electrode.
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 2 has been abandoned due to the setting registration fee. 제1항에 있어서,
상기 희생 절연막을 형성하는 단계는 산화막을 형성하는 공정을 수행하여 이루어지며, 상기 지지층을 형성하는 단계는 나이트로전-리치 실리콘 나이트라이드막(N rich Silicon nitride layer)을 형성하는 공정을 수행하여 이루어지는 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성방법.
The method according to claim 1,
The forming of the sacrificial insulating layer may be performed by forming an oxide layer, and the forming of the supporting layer may include forming a N rich silicon nitride layer, A method of forming a capacitor lower electrode of a semiconductor device.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 has been abandoned due to the setting registration fee. 제1항에 있어서,
상기 하부전극용 금속막은 티타늄나이트라이드(TiN)막으로 형성하는 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal film for the lower electrode is formed of a titanium nitride (TiN) film.
청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 has been abandoned due to the setting registration fee. 제3항에 있어서,
상기 티타늄나이드라이드막은 티타늄테트라클로라이드(TiCl4)기체를 소스로 한 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)방법을 이용하여 형성하는 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성방법.
The method of claim 3,
Wherein the titanium nitride dry film is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method using titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas as a source.
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 has been abandoned due to the setting registration fee. 제1항에 있어서,
상기 하부전극용 금속막에 대한 평탄화 공정을 수행하여 노드 분리된 하부 전극을 형성하는 단계는 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing)공정을 수행하여 이루어지는 반도체 소자의 커패시터 하부 전극 형성방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of planarizing the lower electrode metal film to form a node-separated lower electrode is performed by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process.
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