KR19990001442A - Capacitor Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캐패시터 제조방법에 관한 것으로, 게이트전극 및 불순물영역을 포함하는 트랜지스터가 형성된 반도체기판에 게이트전극의 측면에 측벽을 형성하는 단계와, 불순물영역을 노출시키고 측벽을 포함하는 게이트전극을 덮도록 제 1절연층을 형성하는 단계와, 노출된 불순물영역 및 상기 측벽을 포함한 게이트전극의 일부와 대응되는 제 1절연층을 덮도록 다결정실리콘층을 형성하는 단계와, 다결정실리콘층에 다수 개의 트렌치를 형성하는 단계를 구비한다.The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor, the method comprising: forming a sidewall on a side of a gate electrode on a semiconductor substrate on which a transistor including a gate electrode and an impurity region is formed, exposing an impurity region and covering the gate electrode including the sidewall; Forming a first insulating layer, forming a polysilicon layer to cover a first insulating layer corresponding to a portion of the gate electrode including the exposed impurity region and the sidewalls, and forming a plurality of trenches in the polysilicon layer Forming step.
따라서, 본 발명에서는 트렌치 구조로 스토리지전극을 형성함으로써 안정적이고 또한, 축전용량을 증가시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, by forming the storage electrode in the trench structure, it is possible to increase the storage capacity stably.
Description
본 발명은 캐패시터(capacitor) 제조방법에 관한 것으로, 특히 스토리지(storage)전극의 표면적을 증가시키어 축전용량을 증가시키기에 적당한 캐패시터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor, and more particularly, to a method for manufacturing a capacitor suitable for increasing the capacitance by increasing the surface area of a storage electrode.
반도체의 고집적화에 따라 셀면적이 축소되어도 캐패시터가 일정한 축전용량을 갖도록 축전밀도를 증가시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.Many studies have been conducted to increase the storage density so that the capacitor has a constant capacitance even if the cell area is reduced due to the high integration of the semiconductor.
축전밀도를 증가시키기 위해서는 캐패시터를 적층 또는 트렌치의 3차원 구조로 형성하는 방법이 있다.In order to increase the storage density, there is a method of forming a capacitor in a three-dimensional structure of a stack or a trench.
상기 3차원 구조를 갖는 캐패시터 중 적층 구조를 갖는 것은 제조공정이 용이하고 대량 생산성에 적합한 구조로서 축전 용량을 증대시키는 동시에 알파입자에 의한 전하 정보 혼란에 대하여 면역성을 갖는다.The laminated structure among the capacitors having the three-dimensional structure is a structure that is easy to manufacture and suitable for mass productivity, while increasing the storage capacity and being immune to the disturbance of charge information caused by alpha particles.
적층 캐패시터는 스토리지전극에 따라 2중 적층구조, 핀구조 또는 크라운구조 등으로 구별된다.Multilayer capacitors are classified into a double stacked structure, a fin structure or a crown structure according to the storage electrode.
도 1A 내지 도 1D는 종래 기술에 따른 캐패시터 제조공정도로, 이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하겠다.1A to 1D are capacitor manufacturing process steps according to the prior art, which will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1A 를 참조하면, 반도체기판(100) 상에 소자의 활성영역과 필드영역을 한정하는 필드산화층(102)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a field oxide layer 102 defining an active region and a field region of a device is formed on a semiconductor substrate 100.
그리고 반도체기판(100)의 소자영역 상에 게이트산화층(104)을 개재시키어 게이트전극(106)을 형성하고 상기 게이트전극(106) 양측의 활성영역에 소오스/드레인(source/drain)영역으로 이용되는 불순물 확산영역(110)을 형성함으로써 트랜지스터(transistor)를 형성한다.The gate electrode 106 is formed by interposing a gate oxide layer 104 on the device region of the semiconductor substrate 100 and used as a source / drain region in an active region on both sides of the gate electrode 106. The transistor is formed by forming the impurity diffusion region 110.
상기에서 트랜지스터는 게이트전극(106)의 측면에 측벽(108)이 형성된다.In the transistor, sidewalls 108 are formed on side surfaces of the gate electrode 106.
상술한 구조의 전표면에 CVD(Chemical Vapor Deposition: 이하 CVD라 칭함) 방법으로 산화실리콘 및 질화실리콘을 순차적으로 증착하여 제 1절연층(112) 및 식각 정자층(114)을 형성한다.Silicon oxide and silicon nitride are sequentially deposited on the entire surface of the above structure by CVD (Chemical Vapor Deposition) to form the first insulating layer 112 and the etch sperm layer 114.
이어서, 식각정지층(114)에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 불순물영역(110)을 덮도록 패터닝하여 제 1마스크패턴(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied to the etch stop layer 114, the photoresist is exposed and developed to be patterned to cover the impurity region 110 to form a first mask pattern (not shown).
다음에, 제 1마스크패턴을 마스크로 하여 식각정지층(114) 및 제 1절연층(112)을 식각하여 불순물영역(108)을 노출시키는 접촉구(115)를 형성한다.Next, the etching stop layer 114 and the first insulating layer 112 are etched using the first mask pattern as a mask to form contact holes 115 exposing the impurity regions 108.
이어서, 제 1마스크패턴을 제거한다.Subsequently, the first mask pattern is removed.
도 1B 를 참조하면, 접촉구(115)를 채우도록 식각정지층(114) 상에 충분한 두께로 제 1다결정실리콘층(116) 및 제 2절연층(118)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1B, the first polysilicon layer 116 and the second insulating layer 118 are sequentially formed on the etch stop layer 114 to fill the contact hole 115.
이 때, 제 2절연층(118)으로는 산화실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 형성한다.In this case, silicon oxide is deposited by the CVD method as the second insulating layer 118.
이어서, 제 2절연층(118)에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 측벽(108)을 포함한 게이트전극(106) 및 불순물영역(110)과 대응되는 부위의 제 2절연층(118)을 덮도록 패터닝하여 제 2마스크패턴(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is coated on the second insulating layer 118, the photoresist is exposed and developed to expose the gate electrode 106 including the sidewalls 108 and the second insulating layer 118 at a portion corresponding to the impurity region 110. The second mask pattern (not shown) is formed by patterning the semiconductor layer to cover the gap.
다음에, 제 2마스크패턴을 마스크로 제 2절연층(118)을 식각하여 불순물영역(110)과 대응되는 부위의 제 1다결정실리콘층(116)이 노출되도록 한다.Next, the second insulating layer 118 is etched using the second mask pattern as a mask so that the first polysilicon layer 116 of the portion corresponding to the impurity region 110 is exposed.
이어서, 제 2마스크패턴을 제거한다.Next, the second mask pattern is removed.
그리고, 표면에 노출된 제 1다결정실리콘층(116) 및 잔류된 제 2절연층(118)을 덮도록 제 2다결정실리콘층(120)을 형성한다.Then, the second polysilicon layer 120 is formed to cover the first polysilicon layer 116 and the remaining second insulating layer 118 exposed on the surface.
이 때, 제 2다결정실리콘층(120)은 제 1다결정실리콘층(116)의 노출된 부분과 접촉되어 전기적으로 연결된다.At this time, the second polysilicon layer 120 is in contact with the exposed portion of the first polysilicon layer 116 is electrically connected.
이어서, 제 2다결정실리콘층(120)에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 불순물영역(110) 및 측벽(108)을 포함한 게이트전극(106)의 일부를 덮도록 패터닝하여 제 3 마스크패턴(122)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied to the second polysilicon layer 120, the photoresist is exposed and developed to be patterned to cover a part of the gate electrode 106 including the impurity region 110 and the sidewall 108 to form a third mask pattern. And form 122.
도 1C를 참조하면, 제 3마스크패턴(122)을 마스크로 하여 제 2다결정실리콘층(128) 및 제 2절연층(118) 및 제 1다결정실리콘층(116)을 건식각하여 핀(fin)형상의 스토리지전극(130)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, the second polycrystalline silicon layer 128, the second insulating layer 118, and the first polycrystalline silicon layer 116 are dry-etched using the third mask pattern 122 as a mask. A storage electrode 130 is formed.
이 때, 제 3마스크패턴(122)을 마스크로 하여 제 2다결정실리콘층(120) 및 제 2절연층(118) 및 제 1다결정실리콘층(116)을 건식각으로 제거한 후, 잔류된 제 2절연층(118)은 습식각액인 HF 용액처리하에 제거한다.In this case, the second polycrystalline silicon layer 120, the second insulating layer 118, and the first polycrystalline silicon layer 116 are removed by dry etching using the third mask pattern 122 as a mask, and then the remaining second The insulating layer 118 is removed under HF solution treatment as a wet etching solution.
이어서, 제 3마스크패턴(122)을 제거한다.Next, the third mask pattern 122 is removed.
도 1D 를 참조하면, 스토리지전극(130)의 표면에 유전층(124)를 형성한다. 유전층(124)은 산화실리콘 또는 질화실리콘/산화실리콘으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1D, the dielectric layer 124 is formed on the surface of the storage electrode 130. The dielectric layer 124 may be formed of silicon oxide or silicon nitride / silicon oxide.
그러나, 종래의 캐패시터 제조방법에서는 캐패시터 용량을 증가시키기 위해서는 측벽의 높이를 높게 형성하기 위해서는 제 1, 제 2다결정실리콘층을 충분히 두껍게 형성해야 하는 데, 측벽의 높이가 높아짐에 따라 스토리지전극이 균형이 맞지 않아 불안정하며, 공정자체가 복잡한 문제점이 발생된다.However, in the conventional capacitor manufacturing method, in order to increase the capacitor capacity, the first and second polysilicon layers must be formed thick enough to increase the sidewall height. As the height of the sidewall increases, the storage electrodes are balanced. It is unstable because it does not fit, and the process itself is complicated.
따라서, 본 발명의 목적은 스토리지전극을 안정적으로 형성하고 또한, 캐패시터의 축전용량을 증가시키는 캐패시터 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a capacitor manufacturing method for stably forming a storage electrode and increasing the capacitance of the capacitor.
본 발명의 다른 목적으로는 공정절차를 간편한 캐패시터 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a capacitor with a simple process.
상기의 목적들을 달성하고자, 본 발명은 게이트전극 및 불순물영역을 포함하는 트랜지스터가 형성된 반도체기판에 게이트전극의 측면에 측벽을 형성하는 단계와, 불순물영역을 노출시키고 측벽을 포함한 게이트전극을 덮도록 제 1절연층을 형성하는 단계와, 노출된 불순물영역 및 상기 측벽을 포함한 게이트전극의 일부와 대응되는 제 1절연층을 덮도록 다결절실리콘층을 형성하는 단계와, 다결정실리콘층에 다수 개의 트렌치를 형성하는 단계를 구비한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a method of forming a sidewall on a side surface of a gate electrode on a semiconductor substrate on which a transistor including a gate electrode and an impurity region is formed, and exposing the impurity region and covering the gate electrode including the sidewall. Forming a polysilicon layer to cover the first insulating layer corresponding to a portion of the gate electrode including the exposed impurity region and the sidewall; and forming a plurality of trenches in the polysilicon layer. Forming step.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1A 내지 도 1D는 종래기술에 따른 캐패시터 제조공정도이고,1A to 1D are capacitor manufacturing process diagrams according to the prior art,
도 2A 내지 도 2D 는 본 발명의 캐패시터 제조공정도이다.2A to 2D are capacitor manufacturing process diagrams of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100, 200. 반도체기판102, 202. 필드산화층100, 200. Semiconductor substrate 102, 202. Field oxide layer
104, 204. 게이트산화층106, 206. 게이트전극104, 204. Gate oxide layer 106, 206. Gate electrode
108, 1208. 측벽110, 210. 불순물영역108, 1208. Sidewalls 110, 210. Impurity regions
112, 118, 212. 절연층114. 식각정지층112, 118, 212. Insulation layer 114. Etch stop layer
122, 216. 마스크패턴130, 230. 스토리지전극122, 216. Mask patterns 130, 230. Storage electrodes
116, 120, 124, 214, 214-1. 다결정실리콘층116, 120, 124, 214, 214-1. Polycrystalline Silicon Layer
도 2A 내지 도 2D는 본 발명의 기술에 따른 캐패시터 제조공정도이다.2A through 2D are capacitor manufacturing process diagrams in accordance with the teachings of the present invention.
도 2A를 참조하면, 반도체기판(200) 상에 소자의 활성영역과 필드영역을 한정한 필드산화층(202)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, a field oxide layer 202 defining an active region and a field region of a device is formed on a semiconductor substrate 200.
그리고 반도체기판(200)의 소자영역 상에 게이트산화층(204)을 개재시키어 게이트전극(206)을 형성하고, 게이트전극(206) 양측의 활성영역에 소오스/드레인영역으로 이용되는 불순물 확산영역(210)을 형성함으로써 트랜지스터를 형성한다.The gate electrode 206 is formed by interposing the gate oxide layer 204 on the device region of the semiconductor substrate 200, and the impurity diffusion region 210 used as a source / drain region in the active region on both sides of the gate electrode 206. ) To form a transistor.
상기에서 트랜지스터는 게이트전극(106)의 측면에 측벽(28)을 형성한다.The transistor forms sidewalls 28 on the side of the gate electrode 106.
상술한 구조의 전표면에 CVD 방법으로 산화실리콘을 증착하여 제 1절연층(212)을 형성한다.Silicon oxide is deposited on the entire surface of the structure described above by CVD to form a first insulating layer 212.
이어서, 제 1절연층(212) 상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 제 1절연층(212)의 불순물영역(210)과 대응하는 제 1절연층(212)을 덮는 제 1마스크패턴(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied on the first insulating layer 212, the first mask is exposed and developed to cover the impurity region 210 of the first insulating layer 212 and the first insulating layer 212 corresponding to the first insulating layer 212. A pattern (not shown in the figure) is formed.
다음에, 제 1마스크패턴을 마스크로 하여 제 1절연층(212)을 식각하여 불순물영역(210)을 노출시키는 접촉구(213)을 형성한다.Next, the first insulating layer 212 is etched using the first mask pattern as a mask to form a contact hole 213 exposing the impurity region 210.
이어서, 제 1마스크패턴을 제거한다.Subsequently, the first mask pattern is removed.
도 2B 를 참조하면, 노출된 불순물영역(210) 및 잔류된 제 1절연층(212)을 덮도록 충분한 두께로 다결정실리콘층(214)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, the polysilicon layer 214 is formed to a sufficient thickness to cover the exposed impurity region 210 and the remaining first insulating layer 212.
이어서, 다결정실리콘층(214)에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 불순물영역(210) 및 측벽(208)을 포함한 게이트전극(206)의 일부와 대응되는 다결정실리콘층(214)을 덮도록 제 2마스크패턴(216)을 형성한다.Next, after the photoresist is applied to the polysilicon layer 214, it is exposed and developed to cover the polysilicon layer 214 corresponding to a part of the gate electrode 206 including the impurity region 210 and the sidewall 208. The second mask pattern 216 is formed to be formed.
도 2C 를 참조하면, 제 2마스크패턴(216)을 마스크로 하여 다결정실리콘층(214)을 식각한 후, 제 2마스크패턴(216)을 제거한다.Referring to FIG. 2C, after etching the polysilicon layer 214 using the second mask pattern 216 as a mask, the second mask pattern 216 is removed.
도 2D를 참조하면, 잔류된 다결정실리콘층(214)에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상하여 잔류된 다결정실리콘층(214)에 일정간격으로 제 3마스크패턴(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, after the photoresist is applied to the remaining polysilicon layer 214, a third mask pattern (not shown) is applied to the remaining polysilicon layer 214 at a predetermined interval by exposure and development. Form.
이어서, 제 3마스크패턴을 마스크로 하여 잔류된 다결정실리콘층(214)을 소정깊이로 식각하여 트렌치(trench)가 형성된 스토리지전극(230)을 형성한다.Subsequently, the remaining polysilicon layer 214 is etched to a predetermined depth using the third mask pattern as a mask to form a storage electrode 230 having trenches.
다음에, 제 3마스크패턴을 제거한다.Next, the third mask pattern is removed.
이어서, 스토리지전극(214-1)을 덮도록 유전층(216)을 형성한다.Subsequently, the dielectric layer 216 is formed to cover the storage electrode 214-1.
상술한 바와 같이, 본 발명의 캐패시터 제조방법에서는 트렌치 구조로 스토리지 전극을 형성함으로써 안정적으로 또한, 축전용량을 증가시킬 수 있다.As described above, in the capacitor manufacturing method of the present invention, by forming the storage electrode in the trench structure, the storage capacity can be increased stably.
그리고 공정자체가 단순한 잇점이 있다.And the process itself has a simple advantage.
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---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |