KR20000001619A - Capacitor having a lower electrode of a winding container shape and method of forming the same - Google Patents

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KR20000001619A KR1019980021961A KR19980021961A KR20000001619A KR 20000001619 A KR20000001619 A KR 20000001619A KR 1019980021961 A KR1019980021961 A KR 1019980021961A KR 19980021961 A KR19980021961 A KR 19980021961A KR 20000001619 A KR20000001619 A KR 20000001619A
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A capacitor of a semiconductor device and a method of forming the capacitor are provided to maximize a surface area of a lower electrode. CONSTITUTION: The method of forming a capacitor comprises the steps of: forming a contact plug(20) for connecting a semiconductor substrate and a lower electrode in an interlayer insulating layer(18) on the semiconductor substrate(10); depositing at least tow material layers(30, 33, 36) of different etch characteristic from each other above the semiconductor substrate(10) to pattern the deposited material layers; etching the result by use of etch solutions or gases having different etch rate to form the prominence and depression at a profile of the deposited material layers; forming a lower electrode layer(40) on the result; removing the lower electrode layer(40) formed on the top of an uppermost one of the material layers; forming a dielectric layer(50) on the result; and forming an upper electrode(60) on the entire surface of the result, whereby the prominence and depression has a 'da shape.

Description

굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 반도체 장치의 커패시터 및 그 제조방법Capacitor of semiconductor device having bent container shape lower electrode and manufacturing method thereof

본 발명은 반도체 장치의 커패시터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 그 하부전극의 표면적을 넓힌 새로운 구조의 커패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitor of a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a capacitor having a new structure having a wider surface area of a lower electrode thereof, and a method of manufacturing the same.

반도체 장치 특히, 메모리 디바이스에서 커패시터는 데이터의 저장수단으로서 사용된다. 저장된 데이터는 변형됨이 없이 유지되어야 하고, 외부 영향(예컨데, 알파(α) 입자)에 의해 발생하는 소프트 에러(soft error))에 의해 저장된 데이터가 손상되는 것을 방지할 수 있어야 한다. 한편, 반도체 장치의 고집적화에 따라 트랜지스터나 커패시터와 같은 반도체 소자들이 형성될 수 있는 영역이 점점 좁아지고 있다.In semiconductor devices, in particular memory devices, capacitors are used as means for storing data. The stored data should be kept unaltered and should be able to prevent the stored data from being corrupted by external influences (e.g. soft errors caused by alpha (α) particles). On the other hand, with the higher integration of semiconductor devices, the area in which semiconductor devices such as transistors and capacitors can be formed is getting narrower.

따라서, 좁은 영역에서 외부의 영향에도 데이터의 저장기능과 유지기능을 정상적으로 수행할 수 있을 정도의 커패시턴스를 갖도록 하는 여러 방법이 모색되고 있다. 그 방법중의 하나가 하부전극의 형태를 스택(stack)형이나 실린더(cylinder)형 또는 핀(fin)형 등과 같이 입체화하여 최대한 그 표면적을 넓히는 방법이 연구되고 있다. 그러나, 이렇게 하부전극을 입체화 하는 방법은 반도체 장치가 더욱 고집적화 함에 따라 그 제조공정이 상대적으로 어렵다는 문제가 있다.Therefore, various methods have been sought to have a capacitance such that data storage and maintenance functions can be normally performed even under external influences in a narrow area. One of the methods has been researched to expand the surface area as much as possible by making the shape of the lower electrode three-dimensional, such as a stack, cylinder, or fin. However, the method of stereoscopic lower electrode has a problem that the manufacturing process is relatively difficult as the semiconductor device is more integrated.

한편, 커패시턴스를 높이는 다른 방법으로 유전율이 큰 강유전체를 사용하는 방법이 연구되고 있는데, 이러한 강유전체로는 BST((Ba,Sr)TiO3), PZT(PbZrTiO3) 등이 있다. 이러한 유전체들은 기존의 유전막인 실리콘 산화막(SiO2)이나 실리콘 나이트라이드막(Si3N4), 또는 이들의 조합인 NO(Si3N4/SiO2)막이나 ONO(SiO2/Si3N4/SiO2)막에 비해 유전율이 수백배 이상이다. 이러한 강유전체를 커패시터의 유전막으로 사용하기 위해선, 커패시터의 전극으로 강유전체와 잘 어울릴 수 있는 내열성 금속을 사용해야 하는데, 현재 강유전체와 가장 잘 어울릴 수 있는 대표적 내열성 금속으로서는 백금(Pt), 루테늄(Ru) 등의 백금족 금속이나 그 산화물이 널리 사용되고 있다. 백금족 금속이나 그 산화물은 고온의 산소분위기에서 내산화성이 우수할 뿐만 아니라 강유전체막의 성장에도 유리하다.On the other hand, a method of using a ferroelectric having a high dielectric constant is being studied as another method of increasing capacitance. Such ferroelectrics include BST ((Ba, Sr) TiO 3 ) and PZT (PbZrTiO 3 ). These dielectrics may be silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or a combination of NO (Si 3 N 4 / SiO 2 ) or ONO (SiO 2 / Si 3 N). The dielectric constant is more than several hundred times that of the 4 / SiO 2 ) film. In order to use the ferroelectric as a dielectric film of a capacitor, a heat-resistant metal that can be well matched with the ferroelectric is used as an electrode of the capacitor. Representative heat-resistant metals that can be best matched with a ferroelectric are platinum (Pt) and ruthenium (Ru). Platinum group metals and their oxides are widely used. Platinum group metals and oxides thereof are not only excellent in oxidation resistance in a high temperature oxygen atmosphere, but also advantageous for growth of ferroelectric films.

그런데, 백금족 금속과 같은 내열성 금속은 식각이 어렵기 때문에 식각을 하지 않고 하부전극을 형성하는 방법이 연구되고 있다. 이렇게 식각을 하지 않고 백금족 금속의 하부전극을 형성하는 방법은, 일반적으로 하부전극이 형성될 부분이 노출된 절연막 패턴을 형성한 다음, 하부전극 물질인 백금족 금속을 증착하고, 하부전극이 형성될 부분 이외의 부분에 형성된 백금족 금속을 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing) 등의 방법으로 제거함으로써 하부전극을 형성한다.However, since a heat resistant metal such as a platinum group metal is difficult to etch, a method of forming a lower electrode without etching is being studied. In such a method of forming a lower electrode of the platinum group metal without etching, a method of forming an insulating layer pattern on which a portion of the lower electrode is to be formed is formed, and then a platinum group metal, which is a lower electrode material, is deposited, and a portion of the lower electrode is to be formed. The lower electrode is formed by removing the platinum group metal formed at the other portion by a method such as chemical mechanical polishing.

그러나, 이렇게 식각을 하지 않고 하부전극을 형성하는 방법에 의하면, 표면적을 최대로 넓힐 수 있는 핀형과 같은 복잡한 구조의 하부전극을 형성할 수 없고 단순한 스택형의 하부전극을 형성하는 것이 일반적이었다. 그러나, 반도체 장치가 더욱 고집적화 함에 따라 커패시터가 형성될 면적이 좁아지면 원하는 커패시턴스를 얻기 위해서는 하부전극의 높이를 높여야 하는데, 이렇게 하면 메모리셀 영역과 주변회로 영역의 단차가 높아지고 그에 따라 후속공정의 난이도가 증가한다. 따라서 강유전체 커패시터의 하부전극도 높이를 높이지 않고서 최대한 그 표면적을 넓힐 것이 요구되고 있다.However, according to the method of forming the lower electrode without etching, it was not possible to form a lower electrode of a complicated structure such as a pin shape that can maximize the surface area, and to form a simple stacked lower electrode. However, as semiconductor devices become more integrated, as the area where capacitors are formed becomes smaller, the height of the lower electrode needs to be increased to obtain the desired capacitance, which increases the level difference between the memory cell region and the peripheral circuit region, thereby increasing the difficulty of subsequent processes. Increases. Therefore, the lower electrode of the ferroelectric capacitor is also required to increase its surface area as much as possible without increasing the height.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하부전극의 표면적을 최대한 넓힌 새로운 구조의 하부전극을 갖는 반도체 장치의 커패시터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a capacitor of a semiconductor device having a lower electrode having a new structure in which the surface area of the lower electrode is maximized.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 새로운 구조의 하부전극을 갖는 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device having the lower electrode of the new structure.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 제1실시예에 따른 커패시터의 제조방법을 도시한 단면도이다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 커패시터의 단면을 도시한 것이다.2 shows a cross section of a capacitor according to a second embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3실시예에 따른 커패시터의 단면을 도시한 것이다.3A and 3B show a cross section of a capacitor according to a third embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제4실시예에 따른 커패시터의 단면을 도시한 것이다.4A and 4B show a cross section of a capacitor according to a fourth embodiment of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 커패시터는, 하부전극, 유전막 및 상부전극을 포함하는 반도체 장치의 커패시터에 있어서, 하부전극의 프로파일이 그 양측벽에 적어도 하나의 'ㄷ'자형 요철부를 갖고, 속이 빈 통모양의 형상(이하, 이를 굴곡형 컨테이너(folded container) 형상이라 한다)인 것을 특징으로 한다.The capacitor of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above technical problem, in the capacitor of the semiconductor device comprising a lower electrode, a dielectric film and the upper electrode, the profile of the lower electrode is at least one 'c' shaped on both side walls thereof. It has an uneven part, It is characterized by the hollow cylindrical shape (Hereinafter, this is called a folded container shape.).

상기 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극의 내측면 및 내부 바닥면에는 유전막이 증착된다. 또 하부전극의 외측면은 절연막에 접하게 하거나, 외측면의 전부 또는 소정 높이 이상의 부분을 노출시켜 유전막을 증착함으로써 하부전극의 표면적을 더욱 넓힐 수도 있다.A dielectric film is deposited on the inner surface and the inner bottom surface of the curved container-shaped lower electrode. In addition, the outer surface of the lower electrode may be in contact with the insulating film, or the entire surface of the outer surface or a portion of a predetermined height or more may be exposed to deposit a dielectric film to further increase the surface area of the lower electrode.

여기서, 상기 유전막은 Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, PbZrTiO3, SrBi2Ta2O9, (Pb,La)(Zr,Ti)O3또는 Bi4Ti3O12등의 강유전체 재료로 형성할 수 있고, 상기 상하부전극은 백금족 금속, 백금족 금속의 산화물 또는 금속 질화물로 형성할 수 있다.Here, the dielectric layer may be formed of Ta 2 O 5 , SrTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , PbZrTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or Bi 4 Ti 3 O 12 The upper and lower electrodes may be formed of a platinum group metal, an oxide of a platinum group metal, or a metal nitride.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 커패시터 제조방법은, 먼저 층간절연막에 반도체 기판과 하부전극을 연결하기 위한 컨택 플러그를 형성한 다음, 그 위에 식각특성이 서로 다른 물질층들을 적어도 2층이상 적층하고, 상기 컨택 플러그를 노출하도록 적층된 물질층들을 패터닝한다. 이어서, 물질층들의 식각속도가 차이가 나는 식각액 또는 식각가스로 물질층들을 식각하여 적층된 물질층들의 프로파일에 요철부를 형성한다. 지금까지의 결과물 표면에 하부전극막을 형성하고, 상기 물질층들중 최상부층 윗면에 형성된 하부전극막을 제거함으로써 상호 인접한 하부전극들을 분리한다. 이어서, 이 결과물 표면에 유전막을 형성하고 그 위에 상부전극을 형성하면 상기 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터가 완성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device, including forming a contact plug for connecting a semiconductor substrate and a lower electrode to an interlayer insulating layer, and then forming material layers having different etching characteristics thereon. Laminate at least two layers and pattern the stacked material layers to expose the contact plug. Subsequently, the material layers are etched with an etching solution or an etching gas having different etching rates of the material layers, thereby forming irregularities in the profile of the stacked material layers. The lower electrode film is formed on the surface of the resultant material so far, and adjacent lower electrodes are separated by removing the lower electrode film formed on the uppermost layer of the material layers. Subsequently, a dielectric film is formed on the resultant surface and an upper electrode is formed thereon, thereby completing a capacitor having the lower electrode of the curved container shape.

여기서, 상기 하부전극막을 형성하는 과정은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)으로 수행하는 것이 바람직하고, 상기 물질층들중 최상부층 윗면에 형성된 하부전극막의 제거는 화학기계적 연마에 의하여 수행하는 것이 바람직하다.Here, the process of forming the lower electrode film is preferably performed by chemical vapor deposition, and the removal of the lower electrode film formed on the uppermost layer of the material layers is preferably performed by chemical mechanical polishing. .

이상과 같이, 본 발명은 하부전극을 식각과정 없이 굴곡형 컨테이너 형상으로 함으로써, 식각이 어려운 백금족 금속이나 그 산화물로 이루어진 하부전극을 갖는 강유전체 커패시터에도 적용할 수 있어 커패시턴스를 더욱 높일 수 있다.As described above, the present invention can be applied to a ferroelectric capacitor having a lower electrode made of a platinum group metal or an oxide thereof, which is difficult to etch, by making the lower electrode into a curved container shape without an etching process, thereby further increasing capacitance.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1f는 본 발명의 제1실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터를 도시한 단면도다. 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 커패시터는 트랜지스터가 형성된 반도체 기판(10)상에, 하부전극용 컨택 플러그(20), 'ㄷ'자형 요철부를 갖는 물질층들(30,34,36)에 의해 인접한 다른 하부전극과 분리되고 'ㄷ'자형 통모양의 형상을 한 하부전극(42), 하부전극(42) 표면에 역시 'ㄷ'자형 요철부를 갖도록 증착된 유전막(50) 및 유전막(50) 상에 증착된 상부전극(60)을 포함하여 구성된다.Figure 1f is a cross-sectional view showing a capacitor having a lower electrode of the curved container shape according to the first embodiment of the present invention. As shown, the capacitor according to the first embodiment of the present invention is formed on the semiconductor substrate 10 on which the transistors are formed, the contact plugs 20 for lower electrodes, and the material layers 30 and 34 having a 'c'-shaped unevenness. 36) the lower electrode 42 separated from other adjacent lower electrodes and having a 'c' shaped cylindrical shape, and the dielectric film 50 and the dielectric film deposited to have the 'c' shaped unevenness on the lower electrode 42 surface, respectively. And an upper electrode 60 deposited on 50.

여기서, 유전막(50)은 Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, PbZrTiO3, SrBi2Ta2O9, (Pb,La)(Zr,Ti)O3또는 Bi4Ti3O12등의 고유전물질로 형성함으로써 강유전체 커패시터로 할 수 있다.Here, the dielectric film 50 may include Ta 2 O 5 , SrTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , PbZrTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or Bi 4 Ti 3 The ferroelectric capacitor can be formed by forming a high dielectric material such as O 12 .

또한, 하부전극(42) 또는 상부전극(60)의 재료는 BST나 PZT 등의 고유전물질과 잘 어울리는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 백금족 금속이나 RuO2, IrO2등과 같은 백금족 금속의 산화물, 또는 Ta2O5의 유전막에 잘 어울리는 TiN 등의 금속 질화물이 사용될 수 있다.In addition, the material of the lower electrode 42 or the upper electrode 60 may be a platinum group metal such as platinum (Pt), ruthenium (Ru), or iridium (Ir) or RuO 2 , IrO, which is well matched with a high dielectric material such as BST or PZT. A metal nitride such as an oxide of a platinum group metal such as 2 or the like or TiN which is well suited to a dielectric film of Ta 2 O 5 may be used.

그리고, 도1f에는 하나의 'ㄷ'자형 요철부를 갖고 있는 하부전극(42)이 도시되어 있으나, 이 'ㄷ'자형 요철부는 둘 이상이 될 수 있다. 즉, 물질층들(30,34,36)을 도1f와 같이 3층으로 적층하지 않고, 제3층(36) 위에 제1층 및 제2층(30 및 34)과 같은 구조의 층을 반복하여 적층함으로써 요철부는 여러 개 형성할 수 있다.In addition, although the lower electrode 42 having one 'c' shaped uneven portion is shown in FIG. 1f, the 'c' shaped uneven portion may be two or more. That is, instead of stacking the material layers 30, 34, and 36 in three layers as shown in FIG. 1F, the layers having the same structure as the first and second layers 30 and 34 are repeated on the third layer 36. Multiple uneven parts can be formed by laminating | stacking.

도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터를 도시한 단면도다. 제2실시예의 하부전극(44)은 제1실시예의 하부전극(42)과 같이 'ㄷ'자형 요철부를 갖는 통모양의 형상을 갖지만, 도2에 도시된 바와 같이, 통의 안쪽 뿐만이 아니라 바깥쪽까지 하부전극의 유효표면으로 사용하여 제1실시예의 하부전극보다 전극면적을 더욱 넓힌 점에서 다르다.2 is a cross-sectional view showing a capacitor having a lower electrode of a curved container shape according to a second embodiment of the present invention. The lower electrode 44 of the second embodiment has a cylindrical shape having a 'c'-shaped uneven portion, like the lower electrode 42 of the first embodiment, but as shown in FIG. The difference is that the electrode area is wider than that of the lower electrode of the first embodiment by using it as an effective surface of the lower electrode.

제2실시예에서도 제1실시예와 마찬가지로 유전막(52)을 고유전물질로 형성할 수 있고, 상하부전극을 백금족 금속이나 그 산화물, 금속 질화물로 형성할 수 있다. 또한, 하부전극(44)이 2 이상의 'ㄷ'자형 요철부를 갖도록 할 수 있다.In the second embodiment, like the first embodiment, the dielectric film 52 can be formed of a high dielectric material, and the upper and lower electrodes can be formed of a platinum group metal, an oxide thereof, or a metal nitride. In addition, the lower electrode 44 may have two or more 'c' shaped uneven parts.

아울러, 도2에는 물질층들중 제1층(30)을 남겨 도1f에서의 제2층 및 제3층(34 및 36)에 접하는 부분의 하부전극에 유전막을 형성하였지만, 제3층(36)만 제거하여 제3층(36)에 접하는 부분에만 유전막을 형성할 수도 있고, 반대로 제1층(30)까지 제거하여 하부전극(44)의 외측면 전체에 유전막을 형성함으로써 전극면적을 한층 더 넓힐 수도 있다.In addition, in FIG. 2, the dielectric layer is formed on the lower electrode of the portion of the material layers that contact the second and third layers 34 and 36 in FIG. 1F, leaving the first layer 30. ) May be removed to form a dielectric film only at a portion in contact with the third layer 36, or conversely, by removing the first layer 30 to form a dielectric film on the entire outer surface of the lower electrode 44, the electrode area is further increased. It can also be widened.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터를 도시한 단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 각각 도 1f 및 도 2에 도시된 본 발명의 제1 및 제2실시예의 커패시터의 하부전극용 컨택 플러그(20)와 하부전극(42,44) 사이에 장벽층(22)을 추가로 형성한 구조의 대표적인 것을 도시한 것이다. 이 장벽층(22)은 일반적으로 다결정 실리콘, 고융점 금속 또는 금속 실리사이드로 이루어진 컨택 플러그(20)와 하부전극(42,44)이 그 형성공정중에 상호 확산하거나 반응하는 것을 방지하는 역할을 한다. 장벽층(22)의 재료로는 Ti, TiN, TiSix, TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi 또는 WN 등이 사용될 수 있다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a capacitor having a lower electrode having a curved container shape according to a third embodiment of the present invention. 3A and 3B show a barrier layer 22 between the bottom electrode contact plugs 20 and the bottom electrodes 42 and 44 of the capacitors of the first and second embodiments of the present invention shown in FIGS. 1F and 2, respectively. It shows a representative of the structure further formed. The barrier layer 22 generally serves to prevent the contact plug 20 made of polycrystalline silicon, high melting point metal or metal silicide and the lower electrodes 42 and 44 from diffusing or reacting with each other during the formation process. As the material of the barrier layer 22, Ti, TiN, TiSi x , TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi or WN may be used.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제4실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터를 도시한 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 각각 도 1f 및 도 2에 도시된 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 커패시터의 하부전극 분리를 위한 물질층(30)과 커패시터의 하부구조를 이루는 층간절연막(18)사이에, 상기 물질층(30)과 층간절연막(18)의 부착특성을 향상시키기 위하여 접착층(24)을 추가로 형성한 것이다. 이 접착층(24)을 형성하는 재료로는 TiO2, Al2O3등의 금속 산화물이 사용될 수 있다.4A and 4B are cross-sectional views illustrating a capacitor having a lower electrode having a curved container shape according to a fourth embodiment of the present invention. 4A and 4B illustrate a material layer 30 for separating the lower electrode of the capacitor and the interlayer insulating layer 18 forming the under structure of the capacitor, according to the first and second embodiments of the present invention shown in FIGS. 1F and 2, respectively. In order to improve adhesion properties between the material layer 30 and the interlayer insulating film 18, the adhesive layer 24 is further formed. As the material for forming the adhesive layer 24, metal oxides such as TiO 2 and Al 2 O 3 may be used.

다음으로, 본 발명의 각 실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a capacitor having a lower electrode of a curved container shape according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 1a와 같이 커패시터의 하부구조를 완성한다. 커패시터의 하부구조는 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10) 상에 소자분리막(12)을 형성하고, 게이트전극(14), 비트라인(16) 등으로 이루어진 트랜지스터를 형성한 다음, 층간절연막(18)을 형성함으로써 완성된다. 그리고, 층간절연막(18)에 하부전극과 반도체 기판(10)을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 뚫고 거기에 도전성 물질을 채우고 컨택 부위 이외의 부위에 남아 있는 도전성 물질을 제거함으로써 하부전극용 컨택 플러그(20)를 형성한다. 이 도전성 물질로는 다결정 실리콘, 백금족 금속과 같은 고융점 금속이나 금속 실리사이드 등이 사용될 수 있다.First, as shown in Figure 1a to complete the substructure of the capacitor. As shown in the figure below, the device isolation film 12 is formed on the semiconductor substrate 10, the transistor including the gate electrode 14, the bit line 16, and the like is formed, and then the interlayer insulating film 18 is formed. Is completed. Then, the contact plug for the lower electrode is formed by drilling a contact hole for electrically connecting the lower electrode and the semiconductor substrate 10 to the interlayer insulating film 18, filling the conductive material therein, and removing the conductive material remaining in the portion other than the contact portion. 20 is formed. As the conductive material, a high melting point metal such as polycrystalline silicon, a platinum group metal, a metal silicide, or the like can be used.

이어서, 식각특성이 달라 선택적인 식각이 가능한 물질층들을 적어도 2층 이상 적층한다. 도 1b에는 제1층(30), 제2층(33) 및 제3층(36)의 세 층을 적층한 구조를 도시하였지만, 그 위에 다시 제4층, 제5층 등을 적층함으로써 이후에 하부전극의 형상에 있어서 'ㄷ'자형 요철부를 2 이상 만들 수도 있다.Subsequently, at least two or more layers of material having different etching characteristics and capable of selectively etching may be stacked. Although FIG. 1B shows a structure in which three layers of the first layer 30, the second layer 33, and the third layer 36 are stacked, the fourth layer, the fifth layer, and the like are laminated thereon again. In the shape of the lower electrode, two or more 'c' shaped irregularities may be made.

여기서, 제1층(30) 내지 제3층(36)의 물질은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 알루미늄 산화막중 서로 다른 물질을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 서로 다른 두 가지의 물질을 선택하여 번갈아 가며 적층할 수도 있다. 물론, 식각공정에서 선택적인 식각이 가능한 방법을 사용한다면 동일물질로도 같은 효과를 얻을 수 있다. 적층하는 두께는 원하는 커패시턴스에 따라 다르겠지만 1000 내지 3000Å 정도가 적당하다.In this case, the materials of the first layer 30 to the third layer 36 may be selected by using different materials from the silicon oxide film, silicon nitride film or aluminum oxide film. In addition, two different materials may be selected and stacked alternately. Of course, the same effect can be obtained with the same material if a method capable of selective etching in the etching process is used. Although the thickness to laminate | stack depends on a desired capacitance, about 1000-3000 micrometers is suitable.

이렇게 제1층 내지 제3층을 적층한 다음, 사진식각공정을 수행하여 하부전극이 형성될 부분이 노출되도록 적층된 물질층들을 식각하면 도 1b와 같이 된다.After stacking the first to third layers as described above, the stacked material layers are etched to expose a portion where the lower electrode is to be formed by performing a photolithography process, as shown in FIG. 1B.

이어서, 상기 적층된 물질들의 식각특성의 차이를 이용하여 어느 한 물질층을 선택적으로 식각한다. 예를 들어, 제1층(30) 및 제3층(36)이 실리콘 질화막이고 제2층(33)이 실리콘 산화막이라면, BOE(Buffered Oxide Echant)를 식각용액으로 제2층(33)인 실리콘 산화막만을 선택적으로 식각하여 도 1c와 같이 만든다. 또한, 도1c는 제2층(34)을 선택적으로 식각한 상태를 도시한 것이지만, 인산(H3PO4)을 이용하여 실리콘 질화막만을 선택적으로 식각하면 도 1c와 반대로 제1층(30) 및 제3층(36)이 식각될 것이다. 이때, 선택적 식각에 의해 제거되는 깊이는 하부전극의 크기나 인접한 다른 하부전극간의 거리에 따라 달라지겠지만, 식각되지 않는 물질층의 길이의 10 내지 50% 정도의 깊이가 되는 것이 적당하다.Subsequently, any one material layer is selectively etched using the difference in etching characteristics of the stacked materials. For example, when the first layer 30 and the third layer 36 are silicon nitride films and the second layer 33 is a silicon oxide film, the second layer 33 is etched using BOE (Buffered Oxide Echant) as an etching solution. Only the oxide film is selectively etched to make it as shown in FIG. 1C. In addition, FIG. 1C illustrates a state in which the second layer 34 is selectively etched. However, if only the silicon nitride film is selectively etched using phosphoric acid (H 3 PO 4 ), the first layer 30 and The third layer 36 will be etched. In this case, the depth removed by selective etching may vary depending on the size of the lower electrode or the distance between other adjacent lower electrodes, but it is appropriate that the depth is about 10 to 50% of the length of the material layer that is not etched.

다음으로, 도 1d와 같이 지금까지의 결과물 전표면에 하부전극막(40)을 형성하면 원하는 'ㄷ'자형 요철부를 갖는 굴곡형 컨테이너 형상이 얻어진다. 하부전극막(40)의 재료로는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 백금족 금속이나 RuO2, IrO2등과 같은 백금족 금속의 산화물 또는 금속 질화물이 사용될 수 있다. 이때, 하부전극막(40)은 제1층 내지 제3층(30,34,36)의 'ㄷ'자형 요철부에도 형성되어야 하므로, 단차 피복성(step coverage)이 좋은 화학기상증착법을 사용하여 증착하는 것이 바람직하다. 하부전극막의 재료로서 백금(Pt)을 사용한 경우를 예로 들면, Pt-HFA(hexa fluoro acetyle acetonate)를 사용하여 아르곤(Ar)과 산소(O2) 분위기, 1 내지 10 Torr의 챔버압력, 200 내지 500℃의 기판온도에서 화학기상증착법을 이용하여 증착할 수 있다.Next, as shown in FIG. 1D, when the lower electrode film 40 is formed on the entire surface of the resulting product, a curved container shape having a desired 'c'-shaped uneven portion is obtained. The material of the lower electrode layer 40 may be a platinum group metal such as platinum (Pt), ruthenium (Ru), iridium (Ir), or an oxide or metal nitride of a platinum group metal such as RuO 2 or IrO 2 . At this time, since the lower electrode film 40 should also be formed on the 'c'-shaped concave-convex portions of the first to third layers 30, 34, and 36, a chemical vapor deposition method having good step coverage is used. It is preferable to deposit. For example, when platinum (Pt) is used as a material of the lower electrode film, argon (Ar) and oxygen (O 2 ) atmospheres using a hexafluoro acetyle acetonate (Pt-HFA), a chamber pressure of 1 to 10 Torr, and 200 to It can be deposited using chemical vapor deposition at a substrate temperature of 500 ℃.

이어서, 도 1e와 같이 제3층(36) 윗면에 증착된 하부전극막(40)을 제거함으로써 인접한 하부전극(42)들을 분리한다. 이 과정은 화학기계적 연마 또는 에치백으로 수행하여 제3층(36)의 윗면에 증착된 하부전극막(40)을 모두 제거하고 제3층(36)의 10% 정도가 과도식각되게 하는 것이 바람직하다.Subsequently, adjacent lower electrodes 42 are separated by removing the lower electrode layer 40 deposited on the upper surface of the third layer 36 as illustrated in FIG. 1E. This process is preferably performed by chemical mechanical polishing or etch back to remove all the lower electrode film 40 deposited on the upper surface of the third layer 36 and to overetch the 10% of the third layer 36. Do.

또한, 제3층(36)의 윗면에 증착된 하부전극막(40)을 곧바로 제거하지 않고, 도1d의 구조물 전면에 충진물질을 채운 다음 이 충진물질과 하부전극막을 함께 제거하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 충진물질을 사용하지 않고 곧바로 하부전극막을 제거하는 경우보다 균일하게 제거되고 제거되는 하부전극막의 찌꺼기가 잔류하지 않게 된다. 충진물질로는 SOG(Spin On Glass), BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass) 또는 USG(Undoped Silicate Glass) 등 피복성이 좋은 물질이 적당하다.Further, instead of immediately removing the lower electrode film 40 deposited on the upper surface of the third layer 36, the filling material may be filled on the entire structure of FIG. 1D, and then the filling material and the lower electrode film may be removed together. In this case, the residue of the lower electrode layer which is uniformly removed and is removed does not remain more than when the lower electrode layer is immediately removed without using the filling material. Suitable materials for filling include SOG (Spin On Glass), BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) or USG (Undoped Silicate Glass).

이렇게 분리된 하부전극(42) 표면 및 노출된 제3층(36) 윗면에 유전막(50)을 증착하고, 다시 그 위에 상부전극(60)을 증착하면 도1f와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터가 완성된다.When the dielectric film 50 is deposited on the surface of the lower electrode 42 and the exposed third layer 36, and the upper electrode 60 is deposited thereon, the first embodiment of the present invention as shown in FIG. 1F. A capacitor having a curved container-shaped lower electrode is completed.

여기서, 유전막(50)의 재료로 Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, PbZrTiO3, SrBi2Ta2O9, (Pb,La)(Zr,Ti)O3또는 Bi4Ti3O12등의 고유전물질을 사용할 수 있고, 하부전극(42)과 마찬가지로 'ㄷ'자형 요철부를 갖도록 형성하기 위해서는 단차 피복성이 좋은 화학기상증착법을 사용하여 증착하는 것이 바람직하다. 유전체로서 BST를 사용하는 경우를 예로 들면, Ba(TMHD(tetra methyl heptane dionhe))2, Sr(TMHD)2, Ti(TMHD)2를 기본으로 하는 유기소스와 O2와 N2O를 산화가스로 사용하고, 기판온도 400 내지 600℃, 챔버압력 1 내지 10 Torr의 조건에서 화학기상증착법으로 100 내지 500Å 두께의 BST를 증착한다.Here, as a material of the dielectric film 50, Ta 2 O 5 , SrTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , PbZrTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or Bi 4 A high dielectric material such as Ti 3 O 12 may be used, and like the lower electrode 42, in order to form a 'c'-shaped uneven portion, it is preferable to deposit using a chemical vapor deposition method having good step coverage. For example, when BST is used as a dielectric, an organic source based on Ba (tetra methyl heptane dionhe) 2 , Sr (TMHD) 2 , Ti (TMHD) 2 , and O 2 and N 2 O are oxidized gases. It is used as, and the BST of 100 to 500Åm thickness is deposited by chemical vapor deposition under the conditions of substrate temperature 400 to 600 ℃, chamber pressure 1 to 10 Torr.

상부전극(60)은 하부전극(42)과 마찬가지로 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 등의 백금족 금속이나 RuO2, IrO2등과 같은 백금족 금속의 산화물 또는 금속 질화물을 사용하여 화학기상증착법으로 형성할 수 있고, 증착 두께는 100 내지 3000Å 정도로 한다. 상부전극을 형성한 이후에 고유전막과 상하부 전극 사이의 계면특성을 개선하기 위하여 산소가 1 내지 10% 정도 포함된 질소 분위기에서 500 내지 800℃의 온도로 30분 정도 열처리하는 공정을 추가할 수 있다.Like the lower electrode 42, the upper electrode 60 may be formed by using a platinum group metal such as platinum (Pt), ruthenium (Ru), or iridium (Ir), or an oxide or metal nitride of a platinum group metal such as RuO 2 or IrO 2 . It can be formed by a vapor deposition method, and the deposition thickness is about 100 to 3000 Pa. After the upper electrode is formed, a heat treatment may be added for 30 minutes at a temperature of 500 to 800 ° C. in a nitrogen atmosphere containing 1 to 10% of oxygen to improve the interfacial properties between the high dielectric film and the upper and lower electrodes. .

다음은, 도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a capacitor having a lower electrode having a curved container shape according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described.

먼저, 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 커패시터의 제조방법중 도1a 내지 도1e에 도시된 과정 즉, 하부구조, 컨택 플러그(20), 하부전극 분리를 위한 물질층들(30,34,36) 및 하부전극막(40)을 차례로 형성하고, 제3층(36) 윗면에 형성된 하부전극막을 제거하여 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극(42 또는 44)을 형성하는 과정을 동일하게 수행한다.First, in the method of manufacturing the capacitor according to the first embodiment of the present invention described above, that is, the process illustrated in FIGS. 1A to 1E, that is, the lower structure, the contact plug 20, and the material layers 30 and 34 for separating the lower electrode. , And the lower electrode film 40 are sequentially formed, and the lower electrode film formed on the upper surface of the third layer 36 is removed to form the lower electrode 42 or 44 having a curved container shape in the same manner. .

이어서, 곧바로 유전막을 형성하지 않고, 물질층들(30,34,36)의 일부 또는 전부를 제3층(36)부터 제거한다. 예를 들어, 제3층(36)이 실리콘 질화막이고 그 밑의 제2층(34)이 실리콘 산화막이라면, 먼저 인산(H2PO4)을 이용하여 제3층(36)을 제거하고, 이어서 BOE(Buffered Oxide Echant)를 식각용액으로 하여 제2층(34)인 실리콘 산화막을 식각하여 하부전극(44)의 외측면을 노출시킨다. 이렇게 노출된 하부전극(44) 표면과 남은 제1층(30) 상에 유전막(52) 및 상부전극(62)을 제1실시예에 따른 커패시터의 제조시와 마찬가지로 증착하면 도2와 같은 제2실시예의 커패시터가 완성된다.Subsequently, some or all of the material layers 30, 34, and 36 are removed from the third layer 36 without immediately forming a dielectric film. For example, if the third layer 36 is a silicon nitride film and the second layer 34 below is a silicon oxide film, the third layer 36 is first removed using phosphoric acid (H 2 PO 4 ), and then The silicon oxide film serving as the second layer 34 is etched using BOE (Buffered Oxide Echant) as an etching solution to expose the outer surface of the lower electrode 44. When the dielectric film 52 and the upper electrode 62 are deposited on the exposed lower electrode 44 surface and the remaining first layer 30 in the same manner as in the manufacturing of the capacitor according to the first embodiment, the second electrode as shown in FIG. The capacitor of the embodiment is completed.

도 2에는 세 개의 물질층(30,34,36)중 하나의 물질층(30)만을 남긴 경우를 도시하였지만, 제3층(36)만을 제거할 수도 있고 반대로 제1층(30)까지 모두 제거하여 그만큼 더 넓은 전극면적을 얻을 수도 있다. 물론, 처음부터 물질층을 세 층으로 한정하지 않고 더 많이 적층할 수도 있다.Although FIG. 2 illustrates a case in which only one material layer 30 of the three material layers 30, 34, and 36 is left, only the third layer 36 may be removed, and conversely, the first layer 30 may be removed. It is also possible to obtain a larger electrode area. Of course, the material layer may be laminated more without limiting to three layers from the beginning.

다음은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a capacitor having a lower electrode having a curved container shape according to a third embodiment of the present invention shown in FIGS. 3A and 3B will be described.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같은 커패시터의 하부구조를 형성한다. 이어서, 형성된 하부전극용 컨택 플러그(20)를 소정 깊이만큼 식각하여 형성된 공간과 층간절연막(18) 전면에, 컨택 플러그(20)와 이후에 형성될 하부전극과의 상호 확산 및 반응을 방지하기 위한 장벽층 물질을 적층한다. 그리고 컨택 플러그(20) 위에만 장벽층 물질이 남도록 전면을 화학기계적 연마 또는 에치백하여 장벽층 물질을 제거한다. 이후 전술한 제1실시예 및 제2실시예에 따른 커패시터 제조과정을 각각 수행하면 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 장벽층(22)이 삽입된 제3실시예에 따른 커패시터가 완성된다.First, a substructure of the capacitor as shown in FIG. 1A is formed. Subsequently, the space formed by etching the formed lower electrode contact plug 20 to a predetermined depth and the front surface of the interlayer insulating film 18, for preventing mutual diffusion and reaction between the contact plug 20 and the lower electrode to be formed later. The barrier layer material is laminated. The barrier layer material is removed by chemical mechanical polishing or etch back so that the barrier layer material remains only on the contact plug 20. Subsequently, when the capacitor manufacturing process according to the first and second embodiments described above is performed, the capacitor according to the third embodiment in which the barrier layer 22 is inserted as shown in FIGS. 3A and 3B is completed.

여기서, 장벽층 물질로는 Ti, TiN, TiSix, TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi 또는 WN 등을 사용할 수 있다.Here, the barrier layer material may be Ti, TiN, TiSi x , TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi or WN.

다음으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 본 발명의 제4실시예에 따른 굴곡형 컨테이너 형상의 하부전극을 갖는 커패시터를 제조하는 방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a capacitor having a lower electrode having a curved container shape according to a fourth embodiment of the present invention shown in FIGS. 4A and 4B will be described.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같은 커패시터의 하부구조를 형성하고 하부전극 분리를 위한 물질층(30)을 적층하기 전에 커패시터의 하부구조를 이루는 층간절연막(18) 상에 상기 물질층(30)과 층간절연막(18)의 부착특성을 향상시키기 위하여 접착층(24)을 형성한다. 이 접착층(24)을 형성하는 재료로는 TiO2, Al2O3등의 금속 산화물이 사용될 수 있다. 이후 전술한 제1실시예 및 제2실시예에 따른 커패시터 제조과정을 각각 수행하면 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 접착층(24)이 삽입된 제4실시예에 따른 커패시터가 완성된다.First, before forming the lower structure of the capacitor as shown in FIG. 1A and stacking the material layer 30 for separating the lower electrode, the material layer 30 and the interlayer insulating film 18 forming the lower structure of the capacitor are formed. An adhesive layer 24 is formed to improve the adhesion characteristics of the interlayer insulating film 18. As the material for forming the adhesive layer 24, metal oxides such as TiO 2 and Al 2 O 3 may be used. Subsequently, when the capacitor manufacturing process according to the first and second embodiments described above is performed, the capacitor according to the fourth embodiment in which the adhesive layer 24 is inserted as shown in FIGS. 4A and 4B is completed.

또한, 제3실시예 및 제4실시예에 따른 커패시터를 제조하는 방법을 모두 수행하면 장벽층(22)과 접착층(24)을 모두 갖는 커패시터를 얻을 수도 있다.In addition, if both the method of manufacturing the capacitors according to the third and fourth embodiments are performed, a capacitor having both the barrier layer 22 and the adhesive layer 24 may be obtained.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 커패시터에 의하면, 'ㄷ'자형의 요철부를 갖는 속이 빈 통모양의 하부전극을 가짐으로써 동일한 면적에서 증가된 유효전극면적을 얻을 수 있어 충분한 커패시턴스를 확보할 수 있고 메모리 소자의 고집적화를 이룰 수 있다.As described above, according to the capacitor according to the present invention, by having a hollow cylindrical lower electrode having a 'c'-shaped concave-convex portion, an increased effective electrode area can be obtained in the same area, thereby ensuring sufficient capacitance. High integration of the memory device can be achieved.

또한 본 발명에 따른 커패시터 제조방법은, 전극의 식각과정을 수반하지 않으므로 식각이 어려운 백금전극을 사용하는 강유전체 커패시터에도 적용가능하다.In addition, the capacitor manufacturing method according to the present invention is applicable to a ferroelectric capacitor using a platinum electrode which is difficult to etch since it does not involve an etching process of the electrode.

Claims (21)

하부전극, 상기 하부전극과 반도체 기판을 연결하는 컨택 플러그, 상기 하부전극 표면에 증착된 유전막 및 상기 유전막 상에 증착된 상부전극을 포함하는 반도체 장치의 커패시터에 있어서,A capacitor of a semiconductor device comprising a lower electrode, a contact plug connecting the lower electrode and a semiconductor substrate, a dielectric film deposited on a surface of the lower electrode, and an upper electrode deposited on the dielectric film. 상기 하부전극의 프로파일은 양측벽에 적어도 하나의 'ㄷ'자형 요철부를 갖고, 속이 빈 통모양인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The lower electrode profile has at least one 'c' shaped concave-convex portion on both side walls, and a hollow cylindrical capacitor. 제1항에 있어서, 상기 하부전극의 양측벽의 외측면은 절연막과 접하고, 상기 양측벽의 내측면 및 상기 하부전극의 내부 바닥면에는 상기 유전막이 증착된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The capacitor of claim 1, wherein an outer surface of both sidewalls of the lower electrode is in contact with an insulating layer, and the dielectric layer is deposited on the inner surface of both sidewalls and the inner bottom surface of the lower electrode. 제1항에 있어서, 상기 하부전극의 양측벽의 외측면의 전부 또는 소정 높이 이상의 부분, 상기 양측벽의 내측면 및 상기 하부전극의 내부 바닥면에 상기 유전막이 증착된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The semiconductor device of claim 1, wherein the dielectric film is deposited on all of the outer surfaces of both sidewalls of the lower electrode or a portion of a predetermined height or more, an inner surface of both sidewalls, and an inner bottom surface of the lower electrode. Capacitors. 제1항에 있어서, 상기 하부전극과 컨택 플러그 간의 상호 확산 및 반응을 방지하기 위해 상기 하부전극과 컨택 플러그 사이에 장벽층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The capacitor of claim 1, further comprising a barrier layer between the lower electrode and the contact plug to prevent mutual diffusion and reaction between the lower electrode and the contact plug. 제4항에 있어서, 상기 장벽층은 Ti, TiN, TiSix, TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi 및 WN으로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The capacitor of claim 4, wherein the barrier layer is formed of one selected from the group consisting of Ti, TiN, TiSi x , TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi, and WN. 제1항에 있어서, 상기 유전막은 Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, PbZrTiO3, SrBi2Ta2O9, (Pb,La)(Zr,Ti)O3및 Bi4Ti3O12로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The dielectric layer of claim 1, wherein the dielectric layer is formed of Ta 2 O 5 , SrTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , PbZrTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3, and Bi 4. Capacitor of a semiconductor device, characterized in that formed of any one selected from the group consisting of Ti 3 O 12 . 제1항에 있어서, 상기 하부전극 또는 상부전극은 백금족 금속, 백금족 금속의 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군중 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터.The capacitor of claim 1, wherein the lower electrode or the upper electrode is formed of at least one selected from the group consisting of a platinum group metal, an oxide of a platinum group metal, and a metal nitride. (a) 반도체 기판상 층간절연막에 상기 반도체 기판과 하부전극을 연결하기 위한 컨택 플러그를 형성하는 단계;(a) forming a contact plug on the interlayer insulating film on the semiconductor substrate for connecting the semiconductor substrate and the lower electrode; (b) 상기 결과물 상에 식각특성이 서로 다른 물질층들을 적어도 2층이상 적층하고, 상기 하부전극이 형성될 부분을 노출하도록 상기 적층된 물질층들을 패터닝하는 단계;(b) stacking at least two or more layers of material having different etching characteristics on the resultant, and patterning the stacked material layers to expose a portion where the lower electrode is to be formed; (c) 상기 결과물을 상기 물질층들의 식각속도가 차이가 나는 식각액 또는 식각가스로 식각하여 상기 적층된 물질층들의 프로파일에 요철부를 형성하는 단계;(c) etching the resultant into an etchant or an etching gas having a different etching rate of the material layers to form an uneven portion in the profile of the stacked material layers; (d) 상기 결과물 표면에 하부전극막을 형성하는 단계;(d) forming a lower electrode film on the resultant surface; (e) 상기 물질층들중 최상부층 윗면에 형성된 상기 하부전극막을 제거하는 단계;(e) removing the lower electrode layer formed on the uppermost layer of the material layers; (f) 상기 결과물 표면에 유전막을 형성하는 단계; 및(f) forming a dielectric film on the resultant surface; And (g) 상기 결과물 전면에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.(g) forming an upper electrode on the entire surface of the resultant. 제8항에 있어서, 상기 (e)단계와 (f)단계의 사이에, 상기 물질층들의 일부 또는 전부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method of claim 8, further comprising removing some or all of the material layers between steps (e) and (f). 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 물질층들은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 및 알루미늄 산화막으로 이루어진 군중 선택된 서로 다른 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method of claim 8 or 9, wherein the material layers are formed of any one selected from the group consisting of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and an aluminum oxide film. 제10항에 있어서, 상기 물질층들은 서로 다른 제1물질과 제2물질을 교대로 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.The method of claim 10, wherein the material layers are formed by alternately stacking different first and second materials. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 물질층들의 두께는 각각 300Å 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method of claim 8 or 9, wherein the thicknesses of the material layers are 300 Å or more, respectively. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (d)단계는 화학기상증착법에 의해 상기 하부전극막을 형성하고, 상기 (e)단계는 화학기계적 연마에 의해 상기 물질층들중 최상부층 윗면에 형성된 상기 하부전극막을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.The method of claim 8 or 9, wherein the step (d) is to form the lower electrode film by chemical vapor deposition, and the step (e) is formed on the top of the uppermost layer of the material layer by chemical mechanical polishing A method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device, characterized in that the lower electrode film is removed. 제13항에 있어서, 상기 (d)단계와 (e)단계의 사이에, 상기 (d)단계의 결과물 전면에 충진물질을 채우는 단계를 더 포함하고, 상기 (e)단계는 상기 충진물질 및 상기 물질층들중 최상부층 윗면에 형성된 상기 하부전극막을 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.15. The method of claim 13, further comprising the step of filling the filling material on the entire surface of the resultant of step (d) between step (d) and (e), wherein step (e) And removing the lower electrode layer formed on the uppermost layer of the material layers. 제14항에 있어서, 상기 충진물질은 실리콘 산화막, SOG, BPSG 및 USG로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the filling material is formed of one selected from a group consisting of a silicon oxide film, SOG, BPSG, and USG. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 유전막은 Ta2O5, SrTiO3, (Ba,Sr)TiO3, PbZrTiO3, SrBi2Ta2O9, (Pb,La)(Zr,Ti)O3및 Bi4Ti3O12로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.The method of claim 8 or 9, wherein the dielectric film is Ta 2 O 5 , SrTiO 3 , (Ba, Sr) TiO 3 , PbZrTiO 3 , SrBi 2 Ta 2 O 9 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 and Bi 4 Ti 3 O 12 A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device, characterized in that formed of one selected from the crowd. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 하부전극 또는 상부전극은 백금족 금속, 백금족 금속의 산화물 및 금속 질화물로 이루어진 군중 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method of claim 8 or 9, wherein the lower electrode or the upper electrode is formed of at least one selected from the group consisting of a platinum group metal, an oxide of a platinum group metal, and a metal nitride. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (a)단계와 (b)단계의 사이에, 상기 하부전극과 상기 컨택 플러그 간의 상호 확산 및 반응을 방지하기 위한 장벽층을 상기 하부전극과 상기 컨택 플러그 사이에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method of claim 8 or 9, Between the step (a) and (b), a barrier layer for preventing the mutual diffusion and reaction between the lower electrode and the contact plug, the lower electrode and the contact plug Capacitor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that it further comprises forming between. 제18항에 있어서, 상기 장벽층은 Ti, TiN, TiSix, TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi 및 WN으로 이루어진 군중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.19. The method of claim 18, wherein the barrier layer is formed of any one selected from the group consisting of Ti, TiN, TiSi x , TiSiN, TaSiN, TaAlN, Ir, Ru, W, WSi, and WN. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 (a)단계와 (b)단계의 사이에, 상기 층간절연막과 상기 물질층들중 최하부층의 부착특성을 향상시키기 위한 접착층을 상기 층간절연막 상에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.10. The method according to claim 8 or 9, wherein an adhesive layer is formed on the interlayer insulating film between the steps (a) and (b) to improve adhesion between the interlayer insulating film and the lowermost layer of the material layers. Capacitor manufacturing method of a semiconductor device characterized in that it further comprises. 제20항에 있어서, 상기 접착층은 금속산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.21. The method of claim 20, wherein the adhesive layer is made of a metal oxide.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040008587A (en) * 2002-07-19 2004-01-31 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing capacitor for semiconductor device
KR100418584B1 (en) * 2001-06-30 2004-02-14 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabrication of capacitor of ferroelectric random access memory
KR100890716B1 (en) * 2000-10-05 2009-03-27 프리스케일 세미컨덕터, 인크. Method of manufacturing a semiconductor component and semiconductor component thereof
KR101016005B1 (en) * 2007-05-30 2011-02-23 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Semiconductor device and method of manufacturing the same
CN113707655A (en) * 2021-08-25 2021-11-26 长鑫存储技术有限公司 Support lamination, capacitor and preparation method of capacitor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07249690A (en) * 1994-03-14 1995-09-26 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
KR970030817A (en) * 1995-11-03 1997-06-26 김주용 Capacitor Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR970077665A (en) * 1996-05-28 1997-12-12 김광호 Capacitor manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07249690A (en) * 1994-03-14 1995-09-26 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
KR970030817A (en) * 1995-11-03 1997-06-26 김주용 Capacitor Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR970077665A (en) * 1996-05-28 1997-12-12 김광호 Capacitor manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100890716B1 (en) * 2000-10-05 2009-03-27 프리스케일 세미컨덕터, 인크. Method of manufacturing a semiconductor component and semiconductor component thereof
KR100418584B1 (en) * 2001-06-30 2004-02-14 주식회사 하이닉스반도체 Method for fabrication of capacitor of ferroelectric random access memory
KR20040008587A (en) * 2002-07-19 2004-01-31 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing capacitor for semiconductor device
KR101016005B1 (en) * 2007-05-30 2011-02-23 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Semiconductor device and method of manufacturing the same
CN113707655A (en) * 2021-08-25 2021-11-26 长鑫存储技术有限公司 Support lamination, capacitor and preparation method of capacitor

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