KR20000027640A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method of manufacturing a semiconductor device is provided to easily secure electrostatic capacity by preventing the increase of defects by hemispherical silicon grain. CONSTITUTION: A method of manufacturing a semiconductor device comprises the steps of: forming a gate oxidation layer(12), a gate electrode(13), a mask oxidation layer pattern(14), source/drain regions(15) and a spacer(21) on a semiconductor substrate(10); forming a contact plug for a charge store electrode in contact with a portion for a charge store electrode contact in the source/drain regions; sequentially forming a first insulation layer(18) and an etching barrier layer(19) on the entire surface of the structure; forming a first contact hole by sequentially etching the etching barrier layer(19) and the first insulation layer(18) of the portion for a charge store electrode contact hole on the contact plug; forming an insulation spacer(21) on the side wall of the contact hole; forming a second insulation layer(22) on the entire surface; forming a second contact hole(23) for exposing the contact plug by eliminating the portion for a charge store electrode region on the contact plug in the second insulation layer; forming a conductive layer(24) for the charge store electrode on the entire surface of the structure; forming a planarized layer(25) on the entire surface of the structure; separating the charge store electrode, a conductive layer pattern, by sequentially eliminating the planarized layer and the conductive layer on the second insulation layer; eliminating the remaining planarized layer; and forming a dielectric layer and a plate electrode(27) on the resultant structure.

Description

반도체소자의 제조방법Manufacturing method of semiconductor device

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 캐패시터의 전하저장전극 형성시 화학-기계적 연마(chemical mechanical polishing; 이하 CMP라 칭함)와 평탄화막을 적절히 이용하여 실린더형 캐패시터를 형성하되, 절연막으로 전하저장전극이 형성될 부분을 확보한 상태에서 전하저장전극 콘택을 재오픈시켜 전하저장전극이 상기에서 확보된 영역에만 형성되도록 하여 인접 전극간의 브릿지 불량을 방지하고, 공정여유도를 증가시켜 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and in particular, when forming a charge storage electrode of a capacitor, a cylindrical capacitor is formed by appropriately using a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) and a planarization film. By reopening the charge storage electrode contact in the state where the storage electrode is to be formed, the charge storage electrode is formed only in the region secured above to prevent bridge failure between adjacent electrodes, and increase the process margin by increasing the process margin. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can improve the reliability of device operation.

최근 반도체 소자의 고집적화 추세에 따라 셀 크기가 감소되어 충분한 정전용량을 갖는 캐패시터를 형성하기가 어려워지고 있으며, 특히, 하나의 모스 트랜지스터와 캐패시터로 구성되는 디램 소자는 칩에서 많은 면적을 차지하는 캐패시터의 정전용량을 크게 하면서, 면적을 줄이는 것이 디램 소자의 고집적화에 중요한 요인이 된다.Recently, due to the trend toward higher integration of semiconductor devices, it is difficult to form capacitors with sufficient capacitance due to a decrease in cell size. In particular, DRAM devices composed of one MOS transistor and capacitors have a large area in the chip. Reducing the area while increasing the capacity is an important factor for high integration of the DRAM device.

이때 상기 캐패시터는 주로 다결정 실리콘을 도전체로 하여 산화막, 질화막 또는 그 적층막인 오.엔.오(oxide-nitride-oxide)막을 유전체로 사용하고 있다.At this time, the capacitor mainly uses an oxide film, a nitride film, or an O-oxide film (oxide-nitride-oxide) film as a dielectric, using polycrystalline silicon as a conductor.

따라서 캐패시터의 정전용량(C)은 C=(ε0×εr×A)/T (여기서 ε0은 진공 유전율(permitivity of vacuum), εr은 유전막의 유전상수(dielectric constant), A는 캐패시터의 표면적, T는 유전막의 두께)로 표시되는 캐패시터의 정전용량(C)을 증가시키기 위하여 유전상수가 높은 물질을 유전체로 사용하거나, 유전막을 얇게 형성하거나 또는 캐패시터의 표면적을 증가시키는 등의 방법이 있다.Therefore, the capacitance C of the capacitor is C = (ε 0 × ε r × A) / T, where ε 0 is the permittivity of vacuum, ε r is the dielectric constant of the dielectric film, and A is the capacitor. In order to increase the capacitance (C) of the capacitor represented by the surface area of the film, T is the thickness of the dielectric film, a material having a high dielectric constant is used as the dielectric, a thin dielectric film is formed, or the surface area of the capacitor is increased. have.

그러나 이러한 방법들은 모두 각각의 문제점을 가지고 있다.However, all these methods have their own problems.

즉, 높은 유전상수를 갖는 유전물질,예를 들어 Ta2O5, TiO2또는 SrTiO3등이 연구되고 있으나, 이러한 물질들의 접합 파괴전압등과 같은 신뢰도 및 박막특성등이 확실하게 확인되어 있지 않아 실제 소자에 적용하기가 어렵고, 유전막 두께를 감소시키는 것은 소자 동작시 유전막이 파괴되어 캐패시터의 신뢰도에 심각한 영향을 준다.That is, dielectric materials having high dielectric constants , such as Ta 2 O 5 , TiO 2 or SrTiO 3 , have been studied, but reliability and thin film characteristics such as junction breakdown voltage of these materials have not been confirmed. Difficult to apply to a real device, and reducing the thickness of the dielectric film seriously affects the reliability of the capacitor by breaking the dielectric film during device operation.

더욱이 캐패시터의 전하저장전극의 표면적을 증가시키기 위하여 다결정 실리콘층을 다층으로 형성한 후, 이들을 관통하여 서로 연결시키는 핀(Fin) 구조로 형성하거나, 콘택의 상부에 실린더 형상의 전하저장전극을 형성하는 등의 방법을 사용하기도 한다.Furthermore, in order to increase the surface area of the charge storage electrode of the capacitor, a polycrystalline silicon layer is formed in multiple layers, and then formed into a fin structure through which they are connected to each other, or a cylindrical charge storage electrode is formed on the contact. Other methods may be used.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 전하저장전극 제조방법은 캐패시터의 높이를 증가시키면 단차에 의해 후속 공정이 어려워지고, 디램의 고집적화에 따라 소자의 면적이 감소되어 정전용량 확보가 어려워지고 있다.However, in the method of manufacturing a charge storage electrode of a semiconductor device according to the prior art as described above, if the height of the capacitor is increased, it becomes difficult to follow-up processes due to the step, and the area of the device is reduced due to the high integration of the DRAM, making it difficult to secure the capacitance. .

또한 셀 효율을 증가시키기 위하여 비트라인당 셀수를 기존에 비해 2배 이상으로 설계를 가져가고 있어 셀 캐패시터의 정전용량은 더욱 증가되어야 하는데, 캐패시터의 사용 가능한 표면적은 감소되고 있어, 현재 사용되는 핀형이나 실린더형 캐패시터에서는 캐패시터의 높이를 증가시키고, 전하저장전극 사이의 간격을 감소시키며, 반구형실리콘(hemi spherical silicon grain; 이하 HSG라 칭함)을 사용하는 등의 방법으로 유효표면적을 증가시키고 있다.Also, in order to increase cell efficiency, the number of cells per bitline has been designed more than twice as much as before, so the capacitance of the cell capacitor should be further increased, and the usable surface area of the capacitor is decreasing. In the cylindrical capacitor, the effective surface area is increased by increasing the height of the capacitor, decreasing the gap between the charge storage electrodes, and using a hemi-spherical silicon grain (hereinafter referred to as HSG).

상기와 같은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 캐패시터는 전하저장전극 사이의 간격 감소로 인하여 이 부분에서의 디자인 룰이 여유가 없어져 인접한 전하저장전극 사이의 브릿지 불량 발생이 증가되고 있으며, 이러한 현상은 HSG를 사용하는 경우 더욱 증가되는 것으로 보고되고 있어 수율이 더욱 떨어지는 문제점이 있다.In the capacitor of the semiconductor device according to the prior art as described above, due to the reduction in the distance between the charge storage electrodes, the design rules in this part cannot be afforded, resulting in an increase in the failure of bridges between adjacent charge storage electrodes. It is reported that the use is further increased when used, there is a problem that the yield is further reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 일차로 기판과 콘택되는 전하저장전극 콘택용 플러그를 형성하고, 두꺼운 산화막으로 전하저장전극이 형성될 부분을 오픈 시켜 플러그를 노출시킨 상태에서 전하저장전극용 도전층을 전면에 형성하여 플러그와 연결시키고, CMP 또는 에치백 공정으로 상기 정의된 영역 내에만 도전층 패턴이 형성되도록 하여 인접한 전하저장전극간의 브릿지 불량을 방지하고, HSG에 따른 불량 증가도 방지되어 정전용량 확보가 용이하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to first form a plug for the charge storage electrode contact contacting the substrate, and to expose the plug by opening the portion where the charge storage electrode is to be formed with a thick oxide film In this state, the conductive layer for the charge storage electrode is formed on the front surface and connected to the plug, and the conductive layer pattern is formed only in the region defined by the CMP or etch back process to prevent the bridge failure between the adjacent charge storage electrodes. The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device, which can prevent an increase in defects, thereby easily securing capacitance, and improving process yield and reliability of device operation.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체소자의 제조 공정도.1A to 1F illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자의 제조 공정도.2A and 2B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성된 반도체소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed in accordance with another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 반도체 기판 11 : 소자분리 산화막10 semiconductor substrate 11 device isolation oxide film

12 : 게이트산화막 13 : 게이트전극12 gate oxide film 13 gate electrode

14 : 마스크산화막 15 : 소오스/드레인영역14 mask oxide film 15 source / drain region

16,21 : 스페이서 17 : 콘택 플러그16,21: spacer 17: contact plug

18 : 제1절연막 19,30 : 식각장벽층18: first insulating film 19,30: etching barrier layer

20 : 제1콘택홀 22 : 제2절연막20: first contact hole 22: second insulating film

23 : 제2콘택홀 24 : 도전층23: second contact hole 24: conductive layer

25 : 평탄화막 26 : 유전체막25 planarization film 26 dielectric film

27 : 플레이트전극27: plate electrode

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조방법의 특징은,Features of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object,

반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극, 마스크산화막 패턴, 소오스/드레인영역 및 스페이서를 형성하는 공정과,Forming a gate oxide film, a gate electrode, a mask oxide film pattern, a source / drain region, and a spacer on the semiconductor substrate;

상기 소오스/드레인영역 중 전하저장전극 콘택으로 예정되어있는 부분과 접촉되는 전하저장전극용 콘택플러그를 형성하는 공정과,Forming a contact plug for a charge storage electrode in contact with a portion of the source / drain region that is intended as a charge storage electrode contact;

상기 구조의 전표면에 제1절연막과 식각장벽층을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a first insulating film and an etch barrier layer on the entire surface of the structure;

상기 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 콘택홀로 예정되어있는 부분의 식각장벽층과 제1절연막을 순차적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a first contact hole by sequentially removing the etch barrier layer and the first insulating layer, which are intended as the charge storage electrode contact holes on the contact plug, sequentially;

상기 콘택홀의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 공정과,Forming an insulating spacer on sidewalls of the contact hole;

상기 구조의 전표면에 제2절연막을 형성하는 공정과,Forming a second insulating film on the entire surface of the structure;

상기 제2절연막에서 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 제거하여 상기 콘택 플러그를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a second contact hole exposing the contact plug by removing a portion of the second insulating layer, which is defined as the charge storage electrode region on the contact plug;

상기 구조의 전표면에 전하저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a charge storage electrode on the entire surface of the structure;

상기 구조의 전표면에 평탄화막을 형성하는 공정과,Forming a planarization film on the entire surface of the structure;

상기 제2절연막상의 평탄화막과 도전층을 순차적으로 제거하여 전하저장전극인 도전층 패턴들을 분리시키는 공정과,Sequentially removing the planarization layer and the conductive layer on the second insulating layer to separate the conductive layer patterns serving as charge storage electrodes;

상기 남아 있는 평탄화막을 제거하는 공정과,Removing the remaining planarization film;

상기 구조상에 유전체막과 플레이트전극을 형성하는 공정을 구비함에 있다.A process of forming a dielectric film and a plate electrode on the structure is provided.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자의 미세패턴 제조방법에 대하여 상세히 설명을 하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a fine pattern of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자의 제조 공정도이다.1A to 1F are diagrams illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 반도체기판(10)상에 소자분리 산화막(11)을 형성하고, 게이트산화막(12)과 게이트전극(13), 마스크산화막(14) 패턴, 소오스/드레인영역(15) 및 스페이서(16)를 순서에 따라 형성하고, 상기 소오스/드레인영역(15) 중 전하저장전극 콘택으로 예정되어있는 부분과 접촉되는 전하저장전극용 콘택플러그(17)를 도핑된 다결정실리콘층, 루테늄 산화막 또는 텅스텐 등으로 형성하되, PoCl3도핑이나 이온주입으로 도핑하여 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 제1절연막(18)을 테오스(Tetra Ortho Silicate; 이하 TEOS라 칭함) 산화막, 유,에스,지(undoped silicate glass; 이하 USG라 칭함), 피.에스.지(Phosphor Silicate Glass; 이하 PSG라 칭함), 비.피.에스.지(Boro Phosphor Silicate Glass; 이하 BPSG라 칭함) 또는 중온 산화막 등으로 형성하여 평탄화시키고, 그 상부에 식각장벽층(19)을 산화질화막이나 질화막 등의 재질로 50∼1000Å 정도의 두께로 형성한다. (도 1a 참조).First, an isolation oxide layer 11 is formed on the semiconductor substrate 10, and the gate oxide layer 12, the gate electrode 13, the mask oxide layer 14 pattern, the source / drain regions 15, and the spacers 16 are formed. Are formed in order and the doped polysilicon layer, ruthenium oxide film, tungsten, or the like is connected to the charge storage electrode contact plug 17 which is in contact with the portion of the source / drain region 15 which is intended as the charge storage electrode contact. After forming by doping with PoCl 3 doping or ion implantation, the first insulating layer 18 is formed on the entire surface of the structure by using a Tetra Ortho Silicate (hereinafter referred to as TEOS) oxide, oil, S, or undoped. formed of silicate glass (hereinafter referred to as USG), Phosphor Silicate Glass (hereinafter referred to as PSG), Boro Phosphor Silicate Glass (hereinafter referred to as BPSG), or mesophilic oxide film Planarization, and the etch barrier layer 19 on the oxynitride layer A material such as a nitride film is formed to a thickness on the order of 50~1000Å. (See FIG. 1A).

그다음 상기 콘택 플러그(17) 상부의 전하저장전극 콘택홀로 예정되어있는 부분상의 식각장벽층(19)과 제1절연막(18)을 순차적으로 제거하여 제1콘택홀(20)을 형성시키되, 남아 있는 식각장벽층(19)의 두께가 50Å 이상 되도록 하고, 상기 제1콘택홀(20)의 측벽에 질화막으로된 절연 스페이서(21)를 형성하여 다른 배선과 절연시킨 후, 상기 구조의 전표면에 TEOS 산화막, USG막, PSG막, BPSG막 및 중온 산화막등으로 제2절연막(22)을 형성한다. 이때 상기 제2절연막(22)의 높이가 후에 형성되는 전하저장전극의 높이를 결정하게 된다. (도 1b 참조).Thereafter, the etch barrier layer 19 and the first insulating layer 18 on the portion scheduled as the charge storage electrode contact hole on the contact plug 17 are sequentially removed to form the first contact hole 20. After the etching barrier layer 19 has a thickness of 50 kPa or more, an insulating spacer 21 made of a nitride film is formed on the sidewall of the first contact hole 20 and insulated from other wirings, and then TEOS is formed on the entire surface of the structure. The second insulating film 22 is formed of an oxide film, a USG film, a PSG film, a BPSG film, a medium temperature oxide film, or the like. At this time, the height of the second insulating layer 22 determines the height of the charge storage electrode formed later. (See FIG. 1B).

그후, 상기 제2절연막(22)에서 콘택 플러그(17) 상부의 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 전하저장전극 마스크를 사용하여 제거하여 상기 콘택 플러그(17)를 노출시키는 제2콘택홀(23)을 형성한다. 이때 상기 식각장벽층(19)은 상기 제2절연막(22)과는 높은 식각선택비를 가는 조건으로 식각한다. (도 1c 참조).Thereafter, the second contact hole exposing the contact plug 17 is removed by removing a portion of the second insulating layer 22, which is intended as the charge storage electrode region on the contact plug 17, using the charge storage electrode mask. 23). In this case, the etch barrier layer 19 is etched with the second insulating layer 22 under high etching selectivity. (See FIG. 1C).

그다음 상기 공정후에 콘택 기저부에 남아 있을 수 있는 자연산화막이나 불순물을 습식식각 방법으로 제거하고, 상기 구조의 전표면에 전하저장전극용 도전층(24)을 불순물 도핑된 다결정실리콘층이나, W 또는 루테늄 산화막등의 도전물질로 형성하고, 상기 구조의 전표면에 산화막 재질이나 감광막 재질로된 평탄화막(25)을 형성한다. (도 1d 참조).After the process, a natural oxide film or an impurity remaining in the contact base may be removed by a wet etching method, and a polysilicon layer, W or ruthenium doped with an impurity doped conductive layer 24 for the charge storage electrode on the entire surface of the structure. It is formed of a conductive material such as an oxide film, and a planarization film 25 made of an oxide film material or a photosensitive film material is formed on the entire surface of the structure. (See FIG. 1D).

그후, 상기 제2절연막(22)상의 평탄화막(25)과 도전층(24)을 제거하여 전하저장전극 사이를 분리시키기 위하여, 상기 평탄화막(25)을 CMP나 에치백 방법으로 제거하여 도전층(24) 패턴들을 분리 시킨 후, (도 1e 참조), 상기 제2절연막(22) 패턴의 남아 있는 부분을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 산화막, 질화막, 질화막/산화막, 산화막/질화막/산화막, TaO5또는 PZT등으로된 유전체막(26)을 형성하고, 그 상부에 도핑된 다결정실리콘층이나 W, Ti, TiN 또는 TiW로된 플레이트전극(27)을 형성하여 캐패시터를 형성한다. 상기에서 도전층(24) 패턴의 표면을 HSG 방법으로 표면적으로 증가시킬 수도 있으며, 제2절연막(22) 패턴 제거 공정시 상기 식각장벽층(19)과 스페이서(21)에 의해 제1절연막(18)이 보호되어 손상되지 않는다. (도 1f 참조).After that, the planarization layer 25 is removed by CMP or etch back to remove the planarization layer 25 and the conductive layer 24 on the second insulating layer 22 and separate the charge storage electrode. (24) After the patterns are separated (see FIG. 1E), the remaining portions of the second insulating film 22 pattern are removed, and an oxide film, a nitride film, a nitride film / oxide film, an oxide film / nitride film / oxide film is formed on the entire surface of the structure. And a dielectric film 26 made of TaO 5 or PZT, or the like, and a doped polysilicon layer or plate electrode 27 made of W, Ti, TiN or TiW is formed to form a capacitor. The surface of the conductive layer 24 pattern may be increased by HSG, and the first insulating layer 18 may be formed by the etching barrier layer 19 and the spacer 21 during the second insulating layer 22 pattern removing process. ) Is protected and not damaged. (See FIG. 1F).

상기의 방법으로 전하저장전극을 서로 확실하게 분리 할 수 있다.By the above method, the charge storage electrodes can be reliably separated from each other.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자의 제조 공정도로서, 도 1a의 공정 후에 제1콘택홀(20)을 형성하고, 절연 스페이서(21) 대신에 전면에 별도의 식각장벽층(30)을 형성하고, (도 2a 참조), 제2절연막(22) 형성, 제2콘택홀(23) 형성의 공정을 진행하여 콘택 플러그(17)를 노출시키고, (도 2b 참조), 후속 공정을 진행하여 캐패시터를 형성한다.2A and 2B are diagrams illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to another exemplary embodiment of the present invention, in which a first contact hole 20 is formed after the process of FIG. 1A, and a separate etching barrier is formed on the front surface instead of the insulating spacer 21. A layer 30 is formed (see FIG. 2A), a second insulating film 22 is formed, and a second contact hole 23 is formed to expose the contact plug 17 (see FIG. 2B), Subsequent processes proceed to form the capacitor.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 반도체소자의 단면도로서, 도 1a의 공정 후에 상기 식각장벽층(19) 상에 산화막등으로된 제3절연막(도시되지 않음)을 형성하고, 절연 스페이서(21) 형성, 제2절연막(22) 형성, 제2콘택홀(23) 형성, 도전층(24) 및 평탄화막(25) 형성 도전층(24) 분리, 잔류 평탄화막(25) 제거 그리고 제3절연막을 제거하여 도전층(24) 패턴의 하부에 언더컷을 형성하여 노출되는 도전층(24) 패턴의 표면적으로 최대화시킨 후, 상기 노출된 도전층(24) 패턴 전면에 유전체막(26)과 플레이트전극(27)을 형성한다.3 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed in accordance with another embodiment of the present invention. A third insulating film (not shown) made of an oxide film or the like is formed on the etching barrier layer 19 after the process of FIG. 1A, and an insulating spacer (21) forming, forming second insulating film 22, forming second contact hole 23, forming conductive layer 24 and planarizing film 25, separating conductive layer 24, removing residual planarizing film 25, and The insulating layer is removed to form an undercut under the conductive layer 24 pattern to maximize the surface area of the exposed conductive layer 24 pattern, and then the dielectric layer 26 and the entire surface of the exposed conductive layer 24 pattern are formed. The plate electrode 27 is formed.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은 소오스/드레인영역과 연결되는 콘택 플러그를 형성하고, 전하저장전극의 높이를 결정하는 절연막을 도포한 후에 상기 절연막에서 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 제거하여 상기 콘택 플러그를 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 전면에 도전층을 도포한 상태에서 절연막 패턴 상부의 도전층을 제거하여 도전층 패턴들을 독립시키고, 후속 공정을 진행하여 캐패시터를 형성하였으므로, 전하저장전극의 브릿지가 방지되며, 전하저장전극의 유효 표면적을 증가시키기 위한 HSG 공정을 진행하여도 전하저장전극의 브릿지 불량이 증가하지 않아 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after forming a contact plug connected to a source / drain region and applying an insulating film for determining the height of the charge storage electrode, the insulating film is transferred from the insulating film to the charge storage electrode region. Remove the predetermined part to form a contact hole exposing the contact plug, and remove the conductive layer on the insulating film pattern in the state that the conductive layer is applied on the entire surface, to separate the conductive layer patterns, and to proceed with the subsequent process Since the bridge of the charge storage electrode is prevented, and the bridge failure of the charge storage electrode does not increase even if the HSG process is performed to increase the effective surface area of the charge storage electrode, the process yield and the reliability of device operation can be improved. There is an advantage to that.

Claims (16)

반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극, 마스크산화막 패턴, 소오스/드레인영역 및 스페이서를 형성하는 공정과,Forming a gate oxide film, a gate electrode, a mask oxide film pattern, a source / drain region, and a spacer on the semiconductor substrate; 상기 소오스/드레인영역 중 전하저장전극 콘택으로 예정되어있는 부분과 접촉되는 전하저장전극용 콘택플러그를 형성하는 공정과,Forming a contact plug for a charge storage electrode in contact with a portion of the source / drain region that is intended as a charge storage electrode contact; 상기 구조의 전표면에 제1절연막과 식각장벽층을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a first insulating film and an etch barrier layer on the entire surface of the structure; 상기 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 콘택홀로 예정되어있는 부분의 식각장벽층과 제1절연막을 순차적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a first contact hole by sequentially removing the etch barrier layer and the first insulating layer, which are intended as the charge storage electrode contact holes on the contact plug, sequentially; 상기 콘택홀의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 공정과,Forming an insulating spacer on sidewalls of the contact hole; 상기 구조의 전표면에 제2절연막을 형성하는 공정과,Forming a second insulating film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막에서 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 제거하여 상기 콘택 플러그를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a second contact hole exposing the contact plug by removing a portion of the second insulating layer, which is defined as the charge storage electrode region on the contact plug; 상기 구조의 전표면에 전하저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a charge storage electrode on the entire surface of the structure; 상기 구조의 전표면에 평탄화막을 형성하는 공정과,Forming a planarization film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막상의 평탄화막과 도전층을 순차적으로 제거하여 전하저장전극인 도전층 패턴들을 분리시키는 공정과,Sequentially removing the planarization layer and the conductive layer on the second insulating layer to separate the conductive layer patterns serving as charge storage electrodes; 상기 남아 있는 평탄화막을 제거하는 공정과,Removing the remaining planarization film; 상기 구조상에 유전체막과 플레이트전극을 형성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 제조방법.And forming a dielectric film and a plate electrode on the structure. 제 1 항에 있어서, 상기 전하저장전극용 콘택플러그를 도핑된 다결정실리콘층, 루테늄 산화막 및 텅스텐으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the contact plug for the charge storage electrode is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of a doped polycrystalline silicon layer, a ruthenium oxide film, and tungsten. 제 1 항에 있어서, 상기 제1절연막을 TEOS 산화막, USG막, PSG막, BPSG막 및 중온 산화막으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of a TEOS oxide film, a USG film, a PSG film, a BPSG film, and a medium temperature oxide film. 제 1 항에 있어서, 상기 식각장벽층을 산화질화막 또는 질화막 재질로 50∼1000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the etching barrier layer is formed of an oxynitride layer or a nitride layer to have a thickness of 50 to 1000 μm. 제 1 항에 있어서, 상기 제1콘택홀 형성후 남아 있는 식각장벽층의 두께가 50Å 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thickness of the etch barrier layer remaining after the formation of the first contact hole is 50 kV or more. 제 1 항에 있어서, 상기 제1콘택홀의 측벽에 형성된 절연 스페이서를 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the insulating spacer formed on the sidewall of the first contact hole is formed of a nitride film. 제 1 항에 있어서, 상기 제2절연막을 TEOS 산화막, USG막, PSG막, BPSG막 및 중온 산화막으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating film is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of a TEOS oxide film, a USG film, a PSG film, a BPSG film, and a medium temperature oxide film. 제 1 항에 있어서, 상기 제2콘택홀 형성 후에 콘택 기저부에 남아 있을 수 있는 자연산화막이나 불순물을 습식식각 방법으로 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, further comprising removing a natural oxide film or impurities that may remain in the contact base part by the wet etching method after the second contact hole is formed. 제 1 항에 있어서, 상기 도전층을 불순물 도핑된 다결정실리콘층, W 및 루테늄 산화막으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the conductive layer is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of an impurity doped polysilicon layer, W, and a ruthenium oxide film. 제 1 항에 있어서, 상기 평탄화막을 산화막이나 감광막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the planarization film is formed of an oxide film or a photosensitive film. 제 1 항에 있어서, 상기 평탄화막 제거 및 도전층 패턴닝을 CMP나 에치백 방법으로 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said planarization film removal and conductive layer patterning are performed by a CMP or etch back method. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체막을 산화막, 질화막, 질화막/산화막, 산화막/질화막/산화막, TaO5및 PZT로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the dielectric film is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of oxide film, nitride film, nitride film / oxide film, oxide film / nitride film / oxide film, TaO 5 and PZT. 제 1 항에 있어서, 상기 플레이트전극을 도핑된 다결정실리콘층, W, Ti, TiN 및 TiW로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the plate electrode is formed of one material arbitrarily selected from the group consisting of a doped polycrystalline silicon layer, W, Ti, TiN, and TiW. 제 1 항에 있어서, 상기 도전층 패턴의 표면적을 HSG 방법으로 증가시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of increasing the surface area of the conductive layer pattern by an HSG method. 반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극, 마스크산화막 패턴, 소오스/드레인영역 및 스페이서를 형성하는 공정과,Forming a gate oxide film, a gate electrode, a mask oxide film pattern, a source / drain region, and a spacer on the semiconductor substrate; 상기 소오스/드레인영역 중 전하저장전극 콘택으로 예정되어있는 부분과 접촉되는 전하저장전극용 콘택플러그를 형성하는 공정과,Forming a contact plug for a charge storage electrode in contact with a portion of the source / drain region that is intended as a charge storage electrode contact; 상기 구조의 전표면에 제1절연막과 제1식각장벽층을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a first insulating film and a first etch barrier layer on the entire surface of the structure; 상기 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 콘택홀로 예정되어있는 부분의 제1식각장벽층과 제1절연막을 순차적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a first contact hole by sequentially removing the first etch barrier layer and the first insulating layer, which are intended as the charge storage electrode contact holes on the contact plug; 상기 구조의 전표면에 제2식각장벽층과 제2절연막을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a second etching barrier layer and a second insulating film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막에서 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 제거하여 상기 콘택 플러그를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하되, 제2식각장벽층이 제1콘택홀의 스페이서가 되는 공정과,Forming a second contact hole exposing the contact plug by removing a portion of the second insulating layer, which is defined as the charge storage electrode region on the contact plug, wherein the second etching barrier layer becomes a spacer of the first contact hole; , 상기 구조의 전표면에 전하저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a charge storage electrode on the entire surface of the structure; 상기 구조의 전표면에 평탄화막을 형성하는 공정과,Forming a planarization film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막상의 평탄화막과 도전층을 순차적으로 제거하여 전하저장전극인 도전층 패턴들을 분리시키는 공정과,Sequentially removing the planarization layer and the conductive layer on the second insulating layer to separate the conductive layer patterns serving as charge storage electrodes; 사익 남아 있는 평탄화막을 제거하는 공정과,Removing the remaining flattening film; 상기 구조상에 유전체막과 플레이트전극을 형성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 제조방법.And forming a dielectric film and a plate electrode on the structure. 반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극, 마스크산화막 패턴, 소오스/드레인영역 및 스페이서를 형성하는 공정과,Forming a gate oxide film, a gate electrode, a mask oxide film pattern, a source / drain region, and a spacer on the semiconductor substrate; 상기 소오스/드레인영역 중 전하저장전극 콘택으로 예정되어있는 부분과 접촉되는 전하저장전극용 콘택플러그를 형성하는 공정과,Forming a contact plug for a charge storage electrode in contact with a portion of the source / drain region that is intended as a charge storage electrode contact; 상기 구조의 전표면에 제1절연막과 식각장벽층 및 산화막을 순차적으로 형성하는 공정과,Sequentially forming a first insulating film, an etching barrier layer and an oxide film on the entire surface of the structure; 상기 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 콘택홀로 예정되어있는 부분의 산화막, 식각장벽층 및 제1절연막을 순차적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a first contact hole by sequentially removing an oxide film, an etch barrier layer, and a first insulating layer, which are intended as a charge storage electrode contact hole on the contact plug; 상기 구조의 전표면에 제2절연막을 형성하는 공정과,Forming a second insulating film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막에서 콘택 플러그 상부의 전하저장전극 영역으로 예정되어있는 부분을 제거하여 상기 콘택 플러그를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하는 공정과,Forming a second contact hole exposing the contact plug by removing a portion of the second insulating layer, which is defined as the charge storage electrode region on the contact plug; 상기 구조의 전표면에 전하저장전극용 도전층을 형성하는 공정과,Forming a conductive layer for a charge storage electrode on the entire surface of the structure; 상기 구조의 전표면에 평탄화막을 형성하는 공정과,Forming a planarization film on the entire surface of the structure; 상기 제2절연막상의 평탄화막과 도전층을 순차적으로 제거하여 전하저장전극인 도전층 패턴들을 분리시키는 공정과,Sequentially removing the planarization layer and the conductive layer on the second insulating layer to separate the conductive layer patterns serving as charge storage electrodes; 상기 남아 있는 평탄화막을 제거하는 공정과,Removing the remaining planarization film; 상기 산화막을 식각장벽층과의 식각선택비를 갖는 에칭 방법을 이용하여 제거하여 도전층 패턴의 하부에 언더컷을 형성하는 공정과,Removing the oxide film using an etching method having an etching selectivity with an etch barrier layer to form an undercut under the conductive layer pattern; 상기 구조상에 유전체막과 플레이트전극을 형성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 제조방법.And forming a dielectric film and a plate electrode on the structure.
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