KR19980037961A - 반도체 소자의 커패시터 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 커패시터 제조 방법을 개시한다.
이는 반도체 기판 상에 하부 전극을 형성하는 제 1 단계; 상기 하부 전극 상에 실리콘막을 형성하는 제 2 단계; 상기 실리콘막 상에 유전막을 형성하는 제 3 단계; 상기 유전막이 형성된 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기에서 온도를 다르게하여 2회이상 열처리하는 제 4 단계; 및 상기 열처리된 유전막 상에 상부 전극을 형성하는 제 5 단계로 이루어진다.
즉, 하부 전극 상에 형성한 실리콘막이 유전막 증착후 실시하는 열처리 공정에서 실리콘 산화막으로 전환되는데, 그 결과 상기 하부 전극 또는 그 하부층이 산화되지 않고 커패시터의 누설 전류 특성이 개선되는 잇점이 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 커패시터의 제조 방법에 관한 것이다.
커패시터를 제조함에 있어서 금속-절연물-금속(Metal-Insulator-Metal)구조에서는 유전막의 특성을 개선하기 위해 유전막 증착 후 산소분위기에서 열처리를 하는데, 이때 하부 전극 또는 그 하부층이 산화되는 문제점이 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 하부 전극의 산화를 방지하기 위한 반도체 소자의 커패시터 제조 방법을 제공하는데 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 반도체 기판 상에 하부 전극을 형성하는 제 1 단계; 상기 하부 전극 상에 실리콘막을 형성하는 제 2 단계; 상기 실리콘막 상에 유전막을 형성하는 제 3 단계; 상기 유전막이 형성된 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기에서 온도를 다르게하여 2회이상 열처리하는 제 4 단계; 및 상기 열처리된 유전막 상에 상부 전극을 형성하는 제 5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법을 제공한다.
상기 제 4 단계는 상기 유전막이 형성된 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기 및 200∼500℃ 온도에서 열처리하는 단계; 및 상기 실리콘막이 완전히 산화될때까지 상기 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기 및 500∼1200℃ 온도에서 열처리하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 실리콘막은 100Å 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 유전막은 탄탈륨(Ta)산화막, 티타늄(Ti)산화막, 이트륨(Y)산화막, 바나듐(V)산화막, 니오브(Nb)산화막 중에서 어느 하나 또는 바륨 스트론튬 티탄트(BST), 스트론튬 티탄트(ST), 리드 지르코늄 티탄트(PZT) 중 어느 하나를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 하부 전극 및 상부 전극은 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 루비듐(Ru), 티타늄(Ti), 니오브(Nb) 및 바나듐(V)의 금속 중에서 어느 하나, 상기 금속들중 어느 하나의 질화물 및 상기 금속들중 어느 하나의 실리사이드 중 하나 이상을 사용하여 단일막 및 다중막 중 어느 하나로 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 제조 방법은, 하부 전극 상에 형성한 실리콘막이 유전막 증착후 실시하는 열처리 공정에서 실리콘 산화막으로 전환되는데, 그 결과 상기 하부 전극 또는 그 하부층이 산화되지 않고 커패시터의 누설 전류 특성이 개선되는 잇점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도면 참조 번호 11은 반도체 기판을, 13은 하부 전극을, 15는 실리콘막을, 17은 유전막을, 19는 실리콘 산화막을, 21은 상부 전극을 각각 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 층간 절연층(도시하지 않음)이 형성된 반도체 기판(11) 상에 하부 전극(13)을 형성한다
상기 하부 전극(13)은 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 루비듐(Ru), 티타늄(Ti), 니오브(Nb) 및 바나듐(V)의 금속 중에서 어느 하나, 상기 금속들중 어느 하나의 질화물 및 상기 금속들중 어느 하나의 실리사이드 중 하나 이상을 사용하여 단일막 및 다중막 중 어느 하나로 형성한다.
도 1b를 참조하면, 상기 하부 전극(13)상에 실리콘막(15)을 형성한다.
상기 실리콘막(15)은 100Å 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 30Å 이하의 두께로 형성한다.
도 1c를 참조하면, 상기 실리콘막(15)상에 유전막(17)을 형성한다.
상기 유전막(17)은 탄탈륨(Ta)산화막, 티타늄(Ti)산화막, 이트륨(Y)산화막, 바나듐(V)산화막, 니오브(Nb)산화막과 같은 금속 산화물 중에서 어느 하나 또는 바륨 스트론튬 티탄트(BST), 스트론튬 티탄트(ST), 리드 지르코늄 티탄트(PZT)과 같은 강유전 물질 중에서 어느 하나를 사용하여 형성한다.
도 1d를 참조하면, 상기 유전막(17)이 형성된 반도체 기판(11)을 산소분위기 및 200∼500℃ 저온에서 열처리한 후, 상기 실리콘막(15)이 완전히 산화될 때까지 상기 반도체 기판(11)을 산소분위기 및 500∼1200℃ 고온에서 열처리한다.
그 결과 상기 실리콘막(15)은 그 구성 물질이 SiO2인 실리콘 산화막(19)으로 전환된다.
도 1e를 참조하면, 상기 유전막(17) 상에 상부 전극(21)을 형성한다.
상기 상부 전극(17)은 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 루비듐(Ru), 티타늄(Ti), 니오브(Nb) 및 바나듐(V)의 금속 중에서 어느 하나, 상기 금속들중 어느 하나의 질화물 및 상기 금속들중 어느 하나의 실리사이드 중 하나 이상을 사용하여 단일막 및 다중막 중 어느 하나로 형성한다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
이상, 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 소자의 커패시터 제조 방법은, 하부 전극 상에 형성한 실리콘막이 유전막 증착후 실시하는 열처리 공정에서 실리콘 산화막으로 전환되는데, 그 결과 상기 하부 전극 또는 그 하부층이 산화되지 않고 커패시터의 누설 전류 특성이 개선되는 잇점이 있다.
Claims (6)
- 반도체 기판 상에 하부 전극을 형성하는 제 1 단계; 상기 하부 전극 상에 실리콘막을 형성하는 제 2 단계; 상기 실리콘막 상에 유전막을 형성하는 제 3 단계; 상기 유전막이 형성된 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기에서 온도를 다르게하여 2회이상 열처리하는 제 4 단계; 및 상기 열처리된 유전막 상에 상부 전극을 형성하는 제 5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는 상기 유전막이 형성된 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기 및 200∼500℃ 온도에서 열처리하는 단계; 및 상기 실리콘막이 완전히 산화될때까지 상기 반도체 기판을 산소가 포함된 가스 분위기 및 500∼1200℃ 온도에서 열처리하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘막은 100Å 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유전막은 탄탈륨(Ta)산화막, 티타늄(Ti)산화막, 이트륨(Y)산화막, 바나듐(V)산화막, 니오브(Nb)산화막 중에서 어느 하나를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유전막은 바륨 스트론튬 티탄트(BST), 스트론튬 티탄트(ST), 리드 지르코늄 티탄트(PZT) 중 어느 하나를 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하부 전극 및 상부 전극은 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 루비듐(Ru), 티타늄(Ti), 니오브(Nb) 및 바나듐(V)의 금속 중에서 어느 하나, 상기 금속들중 어느 하나의 질화물 및 상기 금속들중 어느 하나의 실리사이드 중 하나 이상을 사용하여 단일막 및 다중막 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 커패시터 제조 방법.
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| KR1019960056785A KR19980037961A (ko) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 반도체 소자의 커패시터 제조방법 |
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| KR1019960056785A KR19980037961A (ko) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 반도체 소자의 커패시터 제조방법 |
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| KR (1) | KR19980037961A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349693B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2002-08-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | 강유전체 캐패시터의 형성 방법 |
| KR100401525B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2003-10-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 캐패시터 및 그 제조방법 |
| KR100576355B1 (ko) * | 1999-08-18 | 2006-05-03 | 삼성전자주식회사 | 2단계 급속 열처리를 이용한 강유전체 메모리 소자의 제조방법 |
| KR100772702B1 (ko) * | 2000-08-31 | 2007-11-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 하부전극의 산화를 방지할 수 있는 강유전체 메모리 소자제조 방법 |
| KR101505928B1 (ko) * | 2008-12-10 | 2015-03-25 | 한라비스테온공조 주식회사 | 차량 공조장치용 도어덕트 온도조절장치 |
-
1996
- 1996-11-22 KR KR1019960056785A patent/KR19980037961A/ko not_active Application Discontinuation
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