KR20010037699A - Capacitor forming method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 커패시터 형성방법에 관한 것으로, 특히 반도체 메모리 제조공정에서 커패시터의 높이를 결정하는 산화막을 높이지 않고서도 표면적을 넓힐 수 있도록 함으로써 상기 산화막 식각 시 종횡비가 커지지 않도록 함과 아울러 용량을 증가시키기에 적당하도록 한 커패시터 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a capacitor, and in particular, in the semiconductor memory manufacturing process, it is possible to increase the surface area without increasing the oxide layer that determines the height of the capacitor, thereby increasing the capacity and increasing the capacity of the oxide layer during etching. It relates to a method of forming a capacitor to be suitable.
종래 커패시터 형성방법을 도 1a 내지 도 1c의 수순단면도를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.The conventional capacitor forming method will be described with reference to the procedure cross-sectional view of FIGS. 1A to 1C as follows.
모스트랜지스터가 형성된 반도체기판(1) 상부에 차례로 제 1산화막(2), 셀플러그(3), 비트라인 도전막(4), 비트라인캡(5), 비트라인측벽(6)을 형성하여 비트라인을 구성하고, 그 상부에 제 2산화막(7)을 형성하고, 상기 셀프러그(3)에 연결되도록 스토리지 노드컨택(8)을 형성한 후 그 구조물 상부에 질화막(9)을 증착하는 컨택 및 식각방지막 형성공정과; 상기 형성한 구조물 상부전면에 제 3산화막(10)을 증착하고, 상기 스토리지 노드컨택(8)이 드러나도록 제 3산화막(10) 및 질화막(9)을 건식각 하여 홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘(11)을 증착하고, 그 상부에 스핀 온 글라스(12)를 도포하여 상기 형성한 홀을 채운 다음 에치백하는 커패시터 하부전극 형성과정과; 상기 에치백으로 드러난 폴리실리콘(11)을 식각한 후 스핀 온 글라스(12)를 제거하고, 상기 과정에서 드러난 커패시터 하부전극 간의 제 3산화막(10)을 건식각하여 제거한 후 상기 구조물 상부전면에 차례로 유전물질(13), 커패시터 상부전극(14)을 증착하는 커패시터 상부전극 형성공정으로 이루어진다.The first oxide film 2, the cell plug 3, the bit line conductive film 4, the bit line cap 5, and the bit line side wall 6 are sequentially formed on the semiconductor substrate 1 on which the MOS transistor is formed. Forming a line, forming a second oxide film 7 thereon, forming a storage node contact 8 to be connected to the self-lug 3, and depositing a nitride film 9 on the structure; Etching prevention film forming process; The third oxide film 10 is deposited on the upper surface of the formed structure, and the third oxide film 10 and the nitride film 9 are dry-etched to expose the storage node contact 8 to form holes, and then the upper part of the structure. A process of forming a capacitor lower electrode to deposit polysilicon (11) on the surface, and to apply spin-on glass (12) thereon to fill the formed holes and then to etch back; After etching the polysilicon 11 exposed by the etch back, the spin-on glass 12 is removed, and the third oxide film 10 between the capacitor lower electrodes exposed in the process is dry-etched and then sequentially removed from the upper surface of the structure. The capacitor upper electrode 14 is formed by depositing the dielectric material 13 and the capacitor upper electrode 14.
먼저, 도 1a에 도시한 바와같이 모스트랜지스터가 형성된 반도체기판(1) 상부에 제 1산화막(2)을 증착하고, 상기 형성된 모스트랜지스터 의 소스/드레인영역(S/D)이 드러나도록 건식각한 후 그 상부에 폴리실리콘을 증착하고 평탄화하여 셀플러그(3)를 형성한다.First, as illustrated in FIG. 1A, a first oxide film 2 is deposited on the semiconductor substrate 1 on which the MOS transistor is formed, and dry-etched to expose the source / drain region S / D of the formed MOS transistor. After that, polysilicon is deposited and planarized thereon to form a cell plug 3.
상기 형성한 구조물 상부전면에 차례로 비트라인 도전막(4), 비트라인캡(5)을 증착한 후 비트라인이 형성될 영역에 맞도록 건식각하고, 상기 형성한 비트라인 도전막(4), 비트라인캡(5)구조물의 측면에 절연막을 이용하여 비트라인측벽(6)을 형성하여 비트라인을 구성한다.The bit line conductive film 4 and the bit line cap 5 are sequentially deposited on the upper surface of the formed structure, and then dry-etched to fit the region where the bit line is to be formed, and the formed bit line conductive film 4, The bit line is formed by forming the bit line side wall 6 using an insulating film on the side of the bit line cap 5 structure.
상기 형성한 구조물 상부에 제 2산화막(7)을 형성하고, 상기 셀프러그(3)에 연결되도록 상기 증착된 제 2산화막(7)을 건식각하여 스토리지 노드컨택홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘을 증착하고 평탄화하여 스토리지 노드컨택(8)을 형성한 다음 그 상부 및 제 2산화막(7) 상부에 질화막(9)을 증착하여 식각방지막으로 사용한다. 이때, 상기 구조물은 커패시터를 제외한 메모리셀이 된다.A second oxide film 7 is formed on the formed structure, and the deposited second oxide film 7 is dry-etched to be connected to the self-lug 3 to form a storage node contact hole, and then, on the structure. Polysilicon is deposited and planarized to form a storage node contact 8, and then a nitride film 9 is deposited on the upper portion and the second oxide layer 7 and used as an etch stop layer. In this case, the structure becomes a memory cell except for a capacitor.
그 다음, 도 1b에 도시한 바와같이 상기 형성한 구조물 상부전면에 제 3산화막(10)을 증착하고, 상기 스토리지 노드컨택(8)이 드러나도록 제 3산화막(10) 및 질화막(9)을 건식각 하여 홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘(11)을 증착하고, 그 상부에 스핀 온 글라스(12)를 도포하여 상기 형성한 홀을 채운 다음 폴리실리콘(11)이 드러날 때 까지 에치백하여 커패시터 하부전극을 형성하는데, 상기 에치백 과정에서 스핀 온 글라스(12)는 오버식각되어 상기 형성한 홀의 상부 일부는 채워지지 않는다.Next, as shown in FIG. 1B, a third oxide film 10 is deposited on the upper surface of the formed structure, and the third oxide film 10 and the nitride film 9 are mounted so that the storage node contact 8 is exposed. After etching to form a hole, polysilicon 11 is deposited on top of the structure, spin-on glass 12 is applied on the top of the structure to fill the formed hole, and then etch back until the polysilicon 11 is exposed. In order to form a capacitor lower electrode, the spin-on glass 12 is over-etched during the etch back process so that the upper portion of the formed hole is not filled.
그 다음, 도 1c에 도시한 바와같이 상기 에치백으로 드러난 폴리실리콘(11)을 식각하면 스핀 온 글라스(12)가 있는 곳 까지 상기 구조물의 상부에 위치한 폴리실리콘(11)이 제거되고, 그 다음 스핀 온 글라스(12)를 건식각하여 제거하고, 상기 폴리실리콘(11)을 제거하는 과정에서 드러난 커패시터 하부전극 간의 제 3산화막(10)을 건식각하여 제거한 후 상기 구조물 상부전면에 차례로 유전물질(13), 커패시터 상부전극(14)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 1C, the polysilicon 11 exposed by the etch back is etched to remove the polysilicon 11 located on the upper portion of the structure until the spin on glass 12 is located. After dry etching the spin-on glass 12, and removing the third oxide film 10 between the capacitor lower electrodes exposed in the process of removing the polysilicon 11, the dielectric material ( 13), the capacitor upper electrode 14 is deposited.
그러나, 상기한 바와같은 종래 커패시터 형성방법은 스토리지 노드컨택, 커패시터 하부전극 및 비트라인캡으로 둘러싸인 부분을 낭비하며, 커패시터의 용량을 높이기위하여 제 3산화막의 증착 높이를 높게하여 커패시터 하부전극의 높이를 높이는 방법을 이용하므로 이를 식각할 경우 종횡비가 증가하며 이에따라 후속공정이 어려워지는 문제점이 있었다.However, the conventional capacitor formation method as described above wastes the portion surrounded by the storage node contact, the capacitor lower electrode, and the bit line cap, and increases the height of the third oxide film to increase the capacitance of the capacitor to increase the height of the capacitor lower electrode. Since the height is used, the aspect ratio increases when the etching is performed, thereby making the subsequent process difficult.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 스토리지 노드컨택, 커패시터 하부전극 및 비트라인캡으로 둘러싸인 부분을 이용함으로써 제 3산화막을 높이지 않고도 커패시터의 용량을 증가시킬 수 있도록하여 이를 식각하여 커패시터 하부전극을 형성하는 경우 종횡비를 조절할 수 있게 함으로써 용이한 공정으로 커패시터의 용량을 증가시킬 수 있는 커패시터 형성방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to use a portion surrounded by a storage node contact, a capacitor lower electrode, and a bit line cap to increase the capacity of a capacitor without increasing the third oxide layer. In the case of forming the lower electrode of the capacitor by etching the same, the aspect ratio can be adjusted to provide a capacitor formation method which can increase the capacity of the capacitor in an easy process.
도 1은 종래 커패시터 형성방법을 보인 수순단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional capacitor forming method.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 보인 수순단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 : 반도체기판 20 : 제 1산화막10 semiconductor substrate 20 first oxide film
30 : 셀플러그 40 : 비트라인 도전막30: cell plug 40: bit line conductive film
50 : 비트라인캡 60 : 비트라인측벽50: bit line cap 60: bit line side wall
70 : 제 2산화막 80 : 제 1질화막70 second oxide film 80 first nitride film
90 : 제 3산화막 100 : 스토리지 노드컨택90: third oxide film 100: storage node contact
110 : 제 2질화막 120 : 제 4산화막110: second nitride film 120: fourth oxide film
130 : 폴리실리콘 140 : 스핀 온 글라스130: polysilicon 140: spin on glass
150 : 유전물질 160 : 커패시터 상부전극150: dielectric material 160: capacitor upper electrode
상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 커패시터 형성방법은 모스트랜지스터가 형성된 반도체기판 상부에 차례로 제 1산화막, 셀플러그, 비트라인 도전막, 비트라인캡, 비트라인측벽을 형성하여 비트라인을 구성하고, 그 상부에 차례로 제 2산화막, 제 1질화막, 제 3산화막을 형성하고, 상기 셀프러그에 연결되도록 스토리지 노드컨택을 형성한 후 그 구조물 상부에 제 2질화막을 증착하는 컨택 및 식각방지막 형성공정과; 상기 형성한 구조물 상부전면에 제 4산화막을 증착하고, 상기 스토리지 노드컨택이 드러나도록 제 4산화막 및 제 2질화막을 건식각 하여 홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘을 증착하고, 그 상부에 스핀 온 글라스를 도포하여 상기 형성한 홀을 채운 다음 에치백하는 커패시터 하부전극 형성 과정과; 상기 에치백으로 드러난 폴리실리콘을 식각한 후 스핀 온 글라스를 제거하고, 상기 과정에서 드러난 커패시터 하부전극 간의 제 4산화막 및 그 하부에 위치한 제 2질화막을 건식각하여 제거하고, 상기 과정을 통해 드러난 제 3산화막을 습식각하여 커패시터 하부전극의 표면적을 확장한 후 상기 구조물 상부전면에 차례로 유전물질, 커패시터 상부전극을 증착하는 커패시터 확장 및 상부전극 형성공정으로 이루어진 것을 특징으로한다.A capacitor forming method for achieving the object of the present invention as described above is to form a bit line by sequentially forming a first oxide film, a cell plug, a bit line conductive film, a bit line cap, and a bit line side wall on a semiconductor substrate on which a MOS transistor is formed. And forming a second oxide film, a first nitride film, and a third oxide film on top of each other, forming a storage node contact so as to be connected to the self-lug, and forming a contact and an etch stop layer to deposit a second nitride film on the structure. Process; After depositing a fourth oxide film on the upper surface of the formed structure, dry etching the fourth oxide film and the second nitride film to expose the storage node contact to form a hole, and then depositing polysilicon on top of the structure, Forming a capacitor lower electrode by applying spin-on glass to fill the formed holes and then to etch back; After etching the polysilicon exposed by the etch back, the spin-on glass is removed, and the fourth oxide film between the capacitor lower electrodes exposed in the process and the second nitride film disposed under the dry etching are removed, and the agent exposed through the process is removed. After the oxide film is wet-etched to extend the surface area of the lower electrode of the capacitor, a capacitor expansion and an upper electrode forming process of depositing a dielectric material and a capacitor upper electrode in sequence on the upper surface of the structure.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 커패시터 형성방법을 첨부한 도 2a내지 도 2c의 수순단면도를 일 실시예로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the cross-sectional view of the procedure of Figure 2a to 2c attached to the capacitor forming method according to the present invention as an embodiment in detail as follows.
먼저, 도 2a에 도시한 바와같이 모스트랜지스터가 형성된 반도체기판(10) 상부에 제 1산화막(20)을 증착하고, 상기 형성된 모스트랜지스터 의 소스/드레인영역(S/D1)이 드러나도록 건식각한 후 그 상부에 폴리실리콘을 을 증착하고 평탄화하여 셀플러그(30)를 형성한다.First, as illustrated in FIG. 2A, the first oxide layer 20 is deposited on the semiconductor substrate 10 on which the MOS transistor is formed, and then dry-etched to expose the source / drain region S / D1 of the formed MOS transistor. Thereafter, polysilicon is deposited and planarized thereon to form a cell plug 30.
상기 형성한 구조물 상부전면에 차례로 비트라인 도전막(40), 비트라인캡(50)을 증착한 후 비트라인이 형성될 영역에 맞도록 건식각하고, 상기 형성한 비트라인 도전막(40), 비트라인캡(50)구조물의 측면에 절연막을 이용하여 비트라인측벽(60)을 형성하여 비트라인을 구성한다.The bit line conductive film 40 and the bit line cap 50 are sequentially deposited on the upper surface of the formed structure, and then dry-etched to fit the region where the bit line is to be formed, and the formed bit line conductive film 40, The bit line is formed by forming the bit line side wall 60 using an insulating film on the side of the bit line cap 50 structure.
상기 형성한 구조물 상부에 차례로 제 2산화막(70), 제 1질화막(80), 제 3산화막(90)을 형성하고, 상기 셀프러그(30)에 연결되도록 상기 증착된 절연막(90,80,70)을 건식각하여 스토리지 노드컨택홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘을 증착하고 평탄화하여 스토리지 노드컨택(100)을 형성한 다음 그 상부 및 제 3산화막(90) 상부에 제 2질화막(110)을 증착하여 식각방지막으로 사용한다. 이때, 상기 구조물은 커패시터를 제외한 메모리셀이 된다.A second oxide film 70, a first nitride film 80, and a third oxide film 90 are sequentially formed on the formed structure, and the deposited insulating films 90, 80, and 70 are connected to the self-lug 30. ) To form a storage node contact hole by dry etching, and then depositing and planarizing polysilicon on the structure to form a storage node contact 100, and then forming a second nitride layer 110 on the upper portion and the third oxide layer 90. ) Is used as an etching prevention film. In this case, the structure becomes a memory cell except for a capacitor.
그 다음, 도 2b에 도시한 바와같이 상기 형성한 구조물 상부전면에 제 4산화막(120)을 증착하고, 상기 스토리지 노드컨택(100)이 드러나도록 제 4산화막(120) 및 제 2질화막(110)을 건식각 하여 홀을 형성한 후 그 구조물 상부에 폴리실리콘(130)을 증착하고, 그 상부에 스핀 온 글라스(140)를 도포하여 상기 형성한 홀을 채운 다음 폴리실리콘(130)이 드러날 때 까지 에치백하여 커패시터 하부전극을 형성하는데, 상기 에치백 과정에서 스핀 온 글라스(140)는 오버식각되어 상기 형성한 홀의 상부 일부는 채워지지 않는다.Next, as shown in FIG. 2B, a fourth oxide layer 120 is deposited on the upper surface of the formed structure, and the fourth oxide layer 120 and the second nitride layer 110 are exposed to expose the storage node contact 100. Dry etching to form a hole, and then deposit polysilicon 130 on the structure, and apply the spin-on glass 140 on the top of the structure to fill the formed hole until the polysilicon 130 is exposed The back electrode is etched to form a capacitor lower electrode. During the etch back process, the spin-on glass 140 is over-etched so that the upper portion of the formed hole is not filled.
그 다음, 도 2c에 도시한 바와같이 상기 에치백으로 드러난 폴리실리콘(130)을 식각하면 스핀 온 글라스(140)가 있는 곳 까지 상기 구조물의 상부에 위치한 폴리실리콘(130)이 제거되고, 그 다음 스핀 온 글라스(140)를 건식각하여 제거하고, 상기 폴리실리콘(130)을 제거하는 과정에서 드러난 커패시터 하부전극 간의 제 4산화막(120) 및 그 하부에 위치한 제 2질화막(110)을 건식각하여 제거하고, 상기 과정을 통해 드러난 제 3산화막(90)을 습식각하여 커패시터 하부전극의 표면적을 확장한 후 상기 구조물 상부전면에 차례로 유전물질(150), 커패시터 상부전극(160)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 2C, the polysilicon 130 exposed by the etch back is etched to remove the polysilicon 130 located on the upper portion of the structure until the spin on glass 140 is located. Dry etching the spin-on glass 140, and dry etching the fourth oxide film 120 between the capacitor lower electrode and the second nitride film 110 disposed thereunder, which are exposed in the process of removing the polysilicon 130. After removal, the third oxide film 90 exposed through the process is wet-etched to expand the surface area of the capacitor lower electrode, and then deposit dielectric material 150 and capacitor upper electrode 160 on the upper surface of the structure.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 커패시터 형성방법은 종래 사용하지 않던 스토리지 노드컨택, 커패시터 하부전극 및 비트라인캡으로 둘러싸인 부분을 하부전극으로 사용함으로써 제 3산화막과 제 4산화막의 높이를 조합하여 커패시터의 용량을 조절할 수 있어 커패시터 용량을 크게 만들 경우에도 식각 종횡비는 증가하지 않도록 하여 제품생산을 용이하게함과 아울러 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the capacitor forming method according to the present invention uses a portion of the storage node contact, the capacitor lower electrode, and the bit line cap, which are not conventionally used, as the lower electrode to combine the heights of the third oxide film and the fourth oxide film. The capacity can be adjusted so that even when the capacitor capacity is increased, the etching aspect ratio does not increase, thereby facilitating the production of the product and improving the quality.
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KR1019990045357A KR20010037699A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Capacitor forming method |
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KR1019990045357A KR20010037699A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Capacitor forming method |
Publications (1)
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KR1019990045357A KR20010037699A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Capacitor forming method |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100450679B1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-10-01 | 삼성전자주식회사 | Manufacturing method for storage node of semiconductor memory device using two step etching process |
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1999
- 1999-10-19 KR KR1019990045357A patent/KR20010037699A/en not_active Application Discontinuation
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