KR20020018311A - Semiconductor memory device having cell capacitors and method of fabricating the same - Google Patents

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KR20020018311A
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조영옥
강상석
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윤종용
삼성전자 주식회사
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    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
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    • HELECTRICITY
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    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation

Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a semiconductor memory device having a cell capacitor is provided to maximize a surface area of a storage electrode and to improve a refresh characteristic of a dynamic random access memory(DRAM) device, by stacking upper and lower capacitors respectively connected to two unit cells adjacent to each other on a plane occupied by the unit cells. CONSTITUTION: A pair of cell transistors sharing a common drain region are formed on a semiconductor substrate(50). A lower interlayer dielectric is formed on the entire surface of the resultant structure having the pair of cell transistors. The lower capacitor covering the region of the pair of cell transistors is formed on the lower interlayer dielectric, connected to one of the pair of cell transistors. The upper capacitor connected to the either of the pair of cell transistors is formed on the lower capacitor.

Description

셀 커패시터를 갖는 반도체 메모리소자 및 그 제조방법{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE HAVING CELL CAPACITORS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}Semiconductor memory device having a cell capacitor and a method of manufacturing the same {SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE HAVING CELL CAPACITORS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 반도체 메모리소자의 제조방법 및 그에 의해 제조된 반도체 메모리소자에 관한 것으로, 특히 셀 커패시터를 갖는 반도체 메모리소자의 제조방법 및 그에 의해 제조된 반도체 메모리소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device and a semiconductor memory device manufactured thereby, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor memory device having a cell capacitor and a semiconductor memory device manufactured thereby.

일반적으로 반도체 메모리 소자, 특히 디램(DRAM ; Dynamic Random Access Memory)은 단위 셀의 캐패시터에 데이터를 저장하는 메모리 장치이다. 그러나, 디램의 집적도가 증가함에 따라 단위 셀의 면적도 급격하게 줄어들어 캐패시터 정전 용량이 감소하게 된다. 이러한 캐패시터의 정전 용량, 즉 캐패시턴스는 데이터의 저장 능력을 의미한다. 따라서 상기 캐패시턴스가 작은 경우에는 데이터를 저장한후 다시 읽고자 할 때 잘못 읽어내는 오류가 발생하기도 한다. 이러한 데이터 오류를 방지하기 위해 일정 시간 경과 후 데이터를 재 저장하는 소위, 리프레쉬 동작을 수행하게 된다. 상기 리프레쉬 동작은 캐패시턴스에 의해 영향을 받으므로 캐패시턴스를 증가시키는 것은 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있는 주요 방법 중의 하나라고 할 수 있다.In general, a semiconductor memory device, particularly a dynamic random access memory (DRAM), is a memory device that stores data in a capacitor of a unit cell. However, as the integration density of DRAM increases, the area of the unit cell is also drastically reduced, thereby reducing the capacitor capacitance. The capacitance of this capacitor, that is, the capacitance, means the storage capacity of data. Accordingly, when the capacitance is small, an error of incorrect reading may occur when the data is to be stored and read again. In order to prevent such a data error, a so-called refresh operation is performed to restore the data after a certain time. Since the refresh operation is affected by the capacitance, increasing the capacitance may be one of the main methods for improving the refresh characteristics.

상기 캐패시턴스를 증가시키는 2 가지 중요한 요소로는 캐피시터를 구성하는 두 전극 사이의 유전체를 고유전율 물질로 대체시키는 방법과 유전체를 사이에 두고 있는 두 전극의 대향 면적을 증가시키는 방법이 있다. 특히, 후자의 대향 면적을 증가시키는 구조는 실린더 구조, 핀(Fin) 구조 또는 트렌치(Trench) 구조 등 여러 가지 방법이 적용되어 왔다. 캐패시터는, 하부 전극으로 기능하는 스토리지 전극과 상부 전극으로 기능하는 플레이트 전극이 유전체막을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 이러한 두 전극의 대향 면적을 증가시키면 캐패시턴스는 대향 면적의 증가에 비례하여 증가하게 된다. 그러나 급속한 고집적화에 따라 단위 셀의 면적이 감소하여 캐패시터의 대향 면적을 증가시킬 수 있는 새로운 구조가 요구되고 있다.Two important factors to increase the capacitance include a method of replacing the dielectric between the two electrodes constituting the capacitor with a high dielectric constant material and a method of increasing the opposing area of the two electrodes sandwiching the dielectric. In particular, various methods such as a cylinder structure, a fin structure, or a trench structure have been applied to the structure that increases the latter facing area. In the capacitor, the storage electrode serving as the lower electrode and the plate electrode serving as the upper electrode face each other with the dielectric film interposed therebetween. Increasing the opposing area of these two electrodes increases the capacitance in proportion to the increase in the opposing area. However, due to the rapid high integration, the area of the unit cell is reduced and a new structure capable of increasing the opposing area of the capacitor is required.

이하, 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 메모리소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, a semiconductor memory device according to the related art will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 반도체기판(1) 상의 활성영역을 한정하는 소자분리막(3)들과 활성영역에 한 쌍의 소오스 영역들(5) 및 드레인 영역(7)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 산화막(9)과 폴리실리콘막 패턴(11), 금속실리사이드막 패턴(13) 및 캐핑절연막 패턴(15)으로 구성된 게이트 패턴들(17)이 있다. 상기 게이트 패턴들(17)은 실리콘질화막(19)과 같은 보호막으로 덮여있고 상기 실리콘질화막(19) 상에는 제1 층간절연막(21) 및 제2 층간절연막(23)이 있다. 상기 활성영역의 소오스 영역들(5)은 스토리지 패드 폴리들(25)을 통해 스토리지 전극들(27)과 연결된다. 상기 스토리지 전극들(27)과 플레이트 전극(29) 사이에는 유전체막(31)이 있다. 상기 하나의 소오스 영역(5) 상에 하나의 스토리지 전극(27)이 형성되어, 결국 상기 스토리지 전극(27)의 면적을 극대화시키는 데 한계가 있다.Referring to FIG. 1, device isolation layers 3 defining an active region on the semiconductor substrate 1, and a pair of source regions 5 and a drain region 7 are formed in the active region. In addition, there are gate patterns 17 including the gate oxide layer 9, the polysilicon layer pattern 11, the metal silicide layer pattern 13, and the capping insulating layer pattern 15. The gate patterns 17 may be covered with a protective layer, such as a silicon nitride layer 19, and a first interlayer insulating layer 21 and a second interlayer insulating layer 23 may be disposed on the silicon nitride layer 19. The source regions 5 of the active region are connected to the storage electrodes 27 through the storage pad polys 25. A dielectric layer 31 is disposed between the storage electrodes 27 and the plate electrode 29. Since one storage electrode 27 is formed on the one source region 5, there is a limit in maximizing the area of the storage electrode 27.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀 커패시터를 갖는 반도체 메모리 소자의 제조에 있어서, 제한된 셀 면적 내에 셀 캐패시터의 두 전극의 대향 면적을 증가시켜 대용량의 정전용량을 가지는 반도체 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device having a large capacitance by increasing the opposing areas of two electrodes of a cell capacitor within a limited cell area in manufacturing a semiconductor memory device having a cell capacitor. To provide.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 셀 커패시터의 정전용량을 극대화시킬 수 있는 반도체 메모리소자를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of maximizing the capacitance of a cell capacitor.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 메모리소자의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a problem of a semiconductor memory device according to the prior art.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 반도체 메모리소자의 제조방법 및 그에 의해 제조된 반도체소자를 설명하기 위한 단면도들이다.2 to 4 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention and a semiconductor device manufactured thereby.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체기판에 공통 드레인 영역을 공유하는 한 쌍의 셀 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터가 형성된 결과물 전면에 하부 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 하부 층간절연막 상에 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 어느 하나의 셀 트랜지스터와 접속되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터 영역을 덮는 하부 커패시터를 형성하는 단계와, 상기 하부 커패시터 상에 중첩되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 상부 커패시터를 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of forming a pair of cell transistors sharing a common drain region on the semiconductor substrate, and forming a lower interlayer insulating film on the entire surface of the resultant formed the pair of cell transistors; Forming a lower capacitor on the lower interlayer insulating layer, the lower capacitor being connected to any one of the pair of cell transistors and covering the pair of cell transistor regions; Forming an upper capacitor connected with the other one of the cell transistors.

바람직하게는, 상기 하부 커패시터는 상기 하부 층간절연막을 패터닝하여 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 어느 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역을 노출시키는 하나의 콘택홀을 형성하고, 상기 하부 층간절연막 상에 상기 하나의 콘택홀을 통하여 상기 하나의 셀 트랜지스터와 접속되되 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터 영역을 덮는 제1 스토리지 노드를 형성하고, 상기 제1 스토리지 노드가 형성된 결과물 전면에 유전체막 및 제1 플레이트 전극을 차례로 적층시키어 형성한다.Preferably, the lower capacitor forms one contact hole for patterning the lower interlayer insulating layer to expose a source region of any one of the pair of cell transistors, and on the lower interlayer insulating layer. Forming a first storage node connected to the one cell transistor through a contact hole and covering the pair of cell transistor regions, and sequentially stacking a dielectric film and a first plate electrode on the entire surface of the product on which the first storage node is formed; Form.

이에 더하여, 상기 상부 커패시터는 상기 하부 커패시터가 형성된 결과물 전면에 상부 층간절연막을 형성하고, 상기 상부 층간절연막, 상기 하부 커패시터 및 상기 하부 층간절연막을 연속적으로 패터닝하여 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역을 노출시키는 다른 하나의 콘택홀을 형성하고, 상기 다른 하나의 콘택홀 측벽에 절연 스페이서를 형성하고, 상기 상부 층간절연막 상에 상기 절연 스페이서에 의해 둘러싸여진 상기 다른 하나의 콘택홀을 통하여 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속되되 상기 제1 스토리지 노드와 중첩된 제2 스토리지 노드를 형성하고, 상기 제2 스토리지 노드가 형성된 결과물 전면에 유전체막 및 제2 플레이트 전극을 차례로 적층시키어 형성한다.In addition, the upper capacitor may form an upper interlayer insulating film on the entire surface of the resultant in which the lower capacitor is formed, and continuously pattern the upper interlayer insulating film, the lower capacitor, and the lower interlayer insulating film to form another one of the pair of cell transistors. Forming another contact hole exposing the source region of the cell transistor of the cell transistor, forming an insulating spacer on the sidewall of the other contact hole, and surrounding the other contact surrounded by the insulating spacer on the upper interlayer insulating layer A second storage node connected to the other cell transistor through the hole and overlapping the first storage node is formed, and a dielectric film and a second plate electrode are sequentially stacked on the entire surface of the resultant product on which the second storage node is formed. do.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체기판 상에 형성되되 하나의 공통 드레인 영역을 공유하는 한 쌍의 셀 트랜지스터와, 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터가 형성된 영역을 덮고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 어느 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 하부 커패시터와, 상기 하부 커패시터 상에 상기 하부 커패시터와 중첩되도록 형성되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 상부 커패시터를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a pair of cell transistors formed on a semiconductor substrate and sharing one common drain region, and covering the region in which the pair of cell transistors are formed, and the pair of cell transistors. And a lower capacitor connected to any one of the cell transistors, and an upper capacitor formed on the lower capacitor to overlap the lower capacitor and connected to the other one of the pair of cell transistors.

바람직하게는, 상기 하부 커패시터는 상기 어느 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속된 제1 스토리지 노드와, 상기 제1 스토리지 노드 상에 차례로 형성된 유전체막 및 제1 플레이트 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 스토리지 노드는 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들을 덮는 하부 층간절연막의 소정영역을 관통하는 하나의 콘택홀을 통하여 상기 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속된다.Preferably, the lower capacitor includes a first storage node electrically connected to a source region of the one cell transistor, a dielectric film and a first plate electrode sequentially formed on the first storage node. The first storage node is electrically connected to the source region of the one cell transistor through a contact hole penetrating a predetermined region of the lower interlayer insulating layer covering the pair of cell transistors.

또한, 상기 상부 커패시터는 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속되되 상기 하부 커패시터와 중첩된 제2 스토리지 노드와 상기 제2 스토리지 노드 상에 차례로 형성된 유전체막 및 제2 플레이트 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제2 스토리지 노드는 상기 하부 커패시터 및 상기 제2 스토리지 노드 사이에 개재된 상부 층간절연막의 소정영역 및 상기 하부 커패시터의 소정영역을 관통하는 다른 하나의 콘택홀을 통하여 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속된다. 이에 더하여, 상기 다른 하나의 콘택홀의 측벽에 절연 스페이서를 더 포함한다.In addition, the upper capacitor includes a second storage node electrically connected to a source region of the other cell transistor, and a dielectric layer and a second plate electrode sequentially formed on the second storage node and overlapping the lower capacitor. . Here, the second storage node is connected to the other cell transistor through a predetermined region of the upper interlayer insulating layer interposed between the lower capacitor and the second storage node and another contact hole penetrating through the predetermined region of the lower capacitor. It is electrically connected to the source region of. In addition, the insulating spacer further includes sidewalls of the other contact hole.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2를 참조하면, 반도체기판(50)의 소정영역에 활성영역을 한정하는 소자분리막(52)을 형성한다. 상기 소자분리막(52)은 LOCOS 또는 트렌치 소자분리 방법에의하여 형성할 수 있고, 바람직하게는 트렌치 소자분리 방법에 의하여 형성한다. 상기 소자분리막(52)이 형성된 결과물 전면에 게이트 산화막(54), 도전막, 캐핑절연막을 차례로 형성한다. 상기 게이트 산화막(54)은 열산화막으로 형성하고, 상기 도전막은 폴리실리콘막 및 금속 실리사이드막의 복합막인 폴리사이드막으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 캐핑절연막은 실리콘질화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 캐핑절연막 및 폴리사이드막을 연속적으로 패터닝하여 폴리실리콘 패턴(56a), 금속 실리사이드 패턴(56b) 및 캐핑절연막 패턴(56c)으로 구성된 게이트 패턴(56)을 형성한다.Referring to FIG. 2, an isolation layer 52 defining an active region is formed in a predetermined region of the semiconductor substrate 50. The device isolation film 52 may be formed by a LOCOS or a trench device isolation method, and preferably by a trench device isolation method. A gate oxide film 54, a conductive film, and a capping insulating film are sequentially formed on the entire surface of the resultant device on which the device isolation film 52 is formed. The gate oxide film 54 is preferably formed of a thermal oxide film, and the conductive film is preferably formed of a polyside film which is a composite film of a polysilicon film and a metal silicide film. In addition, the capping insulating film is preferably formed of a silicon nitride film. The capping insulation layer and the polyside layer are successively patterned to form a gate pattern 56 including a polysilicon pattern 56a, a metal silicide pattern 56b, and a capping insulation layer pattern 56c.

상기 게이트 패턴(56) 및 소자분리막(52)을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 활성영역 상에 불순물을 주입하여 저농도 불순물 영역들을 형성한다. 이에 따라, 각 활성영역에 3개의 저농도 불순물 영역들(58,60)이 형성된다. 여기서, 상기 활성영역의 중심부에 형성된 저농도 불순물 영역은 공통 드레인 영역(58)에 해당하고, 상기 공통 드레인 영역의 양 옆에 형성된 저농도 불순물 영역들은 소오스 영역들(60)에 해당한다. 이에 따라, 각 활성영역에 상기 공통 드레인 영역(58)을 공유하는 한 쌍의 셀 트랜지스터가 형성된다.The impurity is implanted on the active region using the gate pattern 56 and the device isolation layer 52 as an ion implantation mask to form low concentration impurity regions. Accordingly, three low concentration impurity regions 58 and 60 are formed in each active region. Here, the low concentration impurity regions formed at the center of the active region correspond to the common drain region 58, and the low concentration impurity regions formed on both sides of the common drain region correspond to the source regions 60. As a result, a pair of cell transistors sharing the common drain region 58 is formed in each active region.

상기 드레인/소오스 영역(58,60)이 형성된 결과물 전면에 실리콘질화막(62) 및 제1 층간절연막(64)을 형성한다. 상기 제1 층간절연막은 BPSG막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 BPSG막(64)을 리플로우 시키어 상기 게이트 패턴들 사이사이의 공간을 완전히 채우고 BPSG막(64)의 표면을 완만하게 평탄화시킨다. 상기 BPSG막(64) 상에 감광막을 도포하고, 사진공정을 통해 상기 한 쌍의 소오스영역들(60)중 어느 하나의 소오스 영역(60)만을 노출시키기 위한 감광막 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 BPSG막(64) 및 실리콘질화막(62)을 연속적으로 이방성 건식식각하여 상기 하나의 소오스 영역(60)만을 노출시키는 콘택홀을 형성함과 동시에 상기 콘택홀 내의 게이트 패턴 측벽에 실리콘질화막 스페이서를 형성한다. 계속해서 상기 결과물 전면에 도전성 물질막, 예컨대 폴리실리콘을 형성하고 상기 게이트 패턴들(56)을 덮고 있는 실리콘질화막(62)을 식각저지막으로 사용하여 화학기계적 연마법으로 상기 도전성 물질막 및 BPSG막(64)을 상기 실리콘질화막(62)이 노출될 때까지 연마한다. 이로 인해 상기 하나의 소오스 영역(60)과 연결된 폴리실리콘 콘택 패드(66)가 형성된다. 상기 폴리실리콘 콘택패드(66)를 형성하는 공정은 생략할 수도 있다. 이어서, 상기 결과물 전면에 BPSG막(64)을 재형성하고 평탄화한 후 제2 층간절연막(68)을 형성한다. 상기 제1 및 제2 층간절연막(64, 68)은 하부 층간절연막을 구성한다.The silicon nitride layer 62 and the first interlayer dielectric layer 64 are formed on the entire surface of the resultant in which the drain / source regions 58 and 60 are formed. Preferably, the first interlayer insulating film is formed of a BPSG film. The BPSG film 64 is reflowed to completely fill the space between the gate patterns and to smoothly planarize the surface of the BPSG film 64. A photoresist film is coated on the BPSG film 64, and a photoresist pattern is formed to expose only one source region 60 of the pair of source regions 60 through a photographic process. Subsequently, the BPSG film 64 and the silicon nitride film 62 are continuously anisotropically dry-etched to form contact holes exposing only one source region 60, and at the same time, silicon nitride film spacers on the sidewalls of the gate patterns in the contact holes. To form. Subsequently, the conductive material film and the BPSG film are formed by chemical mechanical polishing using a silicon nitride film 62 covering the gate patterns 56 by forming a conductive material film such as polysilicon on the entire surface of the resultant. (64) is polished until the silicon nitride film 62 is exposed. As a result, a polysilicon contact pad 66 connected to the one source region 60 is formed. The process of forming the polysilicon contact pad 66 may be omitted. Subsequently, the BPSG film 64 is reformed and planarized on the entire surface of the resultant to form a second interlayer insulating film 68. The first and second interlayer insulating films 64 and 68 form a lower interlayer insulating film.

도 3을 참조하면, 상기 제2 층간절연막(68) 상에 상기 콘택 패드(66)가 형성되지 아니한 다른 하나의 소오스 영역(60)을 노출시키기 위한 감광막 패턴을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 제2 층간절연막(68), 제1 층간절연막(64) 및 실리콘질화막(62)을 차례로 이방성 건식식각하여 상기 다른 하나의 소오스 영역(60)을 노출시키는 다른 하나의 콘택홀을 형성한다. 상기 결과물 전면에 도전성 물질막, 예컨대 불순물이 도핑된 폴리실리콘막을 소정 두께로 형성한다. 상기 폴리실리콘막을 패터닝하여 상기 하나의 소오스 영역(60)을 덮는 제1 스토리지 전극(70)을 형성한다. 상기 결과물 전면에 유전체막(74) 및 제1 플레이트전극(76)을 차례로 형성하여 하부 캐패시터를 형성한다. 여기서, 상기 제1 스토리지 전극(70)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 폴리실리콘 콘택 패드(66)의 상부 영역까지 연장되도록 형성한다. 결과적으로, 상기 하부 커패시터는 서로 이웃하는 2개의 단위 셀 영역, 즉 한 쌍의 셀 트랜지스터 영역을 덮으므로 종래의 스토리지 전극보다 더 넓은 표면적을 갖는다.Referring to FIG. 3, a photoresist pattern is formed on the second interlayer insulating layer 68 to expose another source region 60 in which the contact pad 66 is not formed. The second interlayer insulating film 68, the first interlayer insulating film 64, and the silicon nitride film 62 are sequentially anisotropically dry-etched using the photoresist pattern as an etching mask to expose the other source region 60. One contact hole is formed. A conductive material film, eg, a polysilicon film doped with impurities, is formed on the entire surface of the resultant material to a predetermined thickness. The polysilicon layer is patterned to form a first storage electrode 70 covering the one source region 60. The lower capacitor is formed by sequentially forming the dielectric film 74 and the first plate electrode 76 on the entire surface of the resultant product. The first storage electrode 70 is formed to extend to an upper region of the polysilicon contact pad 66 as shown in FIG. 3. As a result, the lower capacitor covers two unit cell regions adjacent to each other, that is, a pair of cell transistor regions, and thus has a larger surface area than a conventional storage electrode.

도 4를 참조하면, 상기 제1 플레이트 전극(76) 상에 제3 층간절연막(78), 즉 상부 층간절연막을 형성한다. 상기 제3 층간절연막(78), 제1 플레이트 전극(76), 유전체막(74), 제1 스토리지 전극(70), 제2 층간절연막(68) 및 제1 층간절연막(64)을 차례로 패터닝하여 상기 콘택패드(66)를 노출시키는 다른 하나의 콘택홀을 형성한다. 이어서, 상기 다른 하나의 콘택홀의 측벽에 절연 스페이서(78a)를 형성한다. 상기 제3 층간절연막(78)은 상기 절연 스페이서(78a)에 대하여 식각선택비를 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제3 층간절연막(78) 및 절연 스페이서(78a)는 하부 캐패시터와 후속공정에서 형성되는 상부 캐패시터를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다. 상기 결과물 전면에 도핑된 폴리실리콘을 형성하고 패터닝하여 상기 콘택패드(66)과 전기적으로 접속된 제2 스토리지 전극(80)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 스토리지 전극(80)은 제1 스토리지 전극(70)과 중첩되도록 형성한다. 상기 제2 스토리지 전극(80)이 형성된 결과물 상에 유전체막(82) 및 제2 플레이트 전극(84)을 형성하여 상부 캐패시터를 형성한다.Referring to FIG. 4, a third interlayer dielectric layer 78, that is, an upper interlayer dielectric layer, is formed on the first plate electrode 76. The third interlayer insulating film 78, the first plate electrode 76, the dielectric film 74, the first storage electrode 70, the second interlayer insulating film 68, and the first interlayer insulating film 64 are sequentially patterned. Another contact hole exposing the contact pad 66 is formed. Subsequently, an insulating spacer 78a is formed on the sidewall of the other contact hole. The third interlayer insulating film 78 may be formed of a material film having an etch selectivity with respect to the insulating spacer 78a. The third interlayer insulating film 78 and the insulating spacer 78a electrically insulate the lower capacitor and the upper capacitor formed in a subsequent process. Doped polysilicon is formed on the entire surface of the resultant and patterned to form a second storage electrode 80 electrically connected to the contact pad 66. In this case, the second storage electrode 80 is formed to overlap the first storage electrode 70. An upper capacitor is formed by forming the dielectric layer 82 and the second plate electrode 84 on the resultant product on which the second storage electrode 80 is formed.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 서로 이웃하는 두개의 단위 셀이 차지하는 평면 상에 두개의 단위 셀과 각각 접속된 하부 커패시터와 상부 캐패시터를 적층시키어 형성한다. 이에 따라, 각 커패시터의 스토리지 전극의 표면적을 극대화시킬 수 있으므로, 디램 소자의 리프레쉬 특성을 개선시킬 수 있음은 물론 소프트 에러율을 현저히 감소시킬 수 있다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, the lower capacitor and the upper capacitor connected to the two unit cells are formed by stacking on the plane occupied by two neighboring unit cells. Accordingly, since the surface area of the storage electrode of each capacitor can be maximized, the refresh characteristics of the DRAM device can be improved and the soft error rate can be significantly reduced.

Claims (9)

반도체기판에 공통 드레인 영역을 공유하는 한 쌍의 셀 트랜지스터를 형성하는 단계;Forming a pair of cell transistors sharing a common drain region on the semiconductor substrate; 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터가 형성된 결과물 전면에 하부 층간절연막을 형성하는 단계;Forming a lower interlayer insulating film on an entire surface of the resultant product in which the pair of cell transistors are formed; 상기 하부 층간절연막 상에 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 어느 하나의 셀 트랜지스터와 접속되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터 영역을 덮는 하부 커패시터를 형성하는 단계; 및Forming a lower capacitor connected to any one of the pair of cell transistors on the lower interlayer insulating layer and covering the pair of cell transistor regions; And 상기 하부 커패시터 상에 중첩되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 상부 커패시터를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 소자의 제조방법.Forming an upper capacitor superimposed on the lower capacitor and connected to the other one of the pair of cell transistors. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부 커패시터를 형성하는 단계는Forming the lower capacitor 상기 하부 층간절연막을 패터닝하여 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터중 어느 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역을 노출시키는 하나의 콘택홀을 형성하는 단계;Patterning the lower interlayer insulating film to form one contact hole exposing a source region of one of the cell transistors; 상기 하부 층간절연막 상에 상기 하나의 콘택홀을 통하여 상기 하나의 셀 트랜지스터와 접속되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터 영역을 덮는 제1 스토리지 노드를 형성하는 단계; 및Forming a first storage node on the lower interlayer insulating layer and connected to the one cell transistor through the one contact hole and covering the pair of cell transistor regions; And 상기 제1 스토리지 노드가 형성된 결과물 전면에 유전체막 및 제1 플레이트 전극을 차례로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 제조방법.And sequentially forming a dielectric film and a first plate electrode on the entire surface of the resultant product on which the first storage node is formed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 커패시터를 형성하는 단계는Forming the upper capacitor 상기 하부 커패시터가 형성된 결과물 전면에 상부 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an upper interlayer insulating film on an entire surface of the resultant product in which the lower capacitor is formed; 상기 상부 층간절연막, 상기 하부 커패시터 및 상기 하부 층간절연막을 연속적으로 패터닝하여 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역을 노출시키는 다른 하나의 콘택홀을 형성하는 단계;Successively patterning the upper interlayer insulating layer, the lower capacitor, and the lower interlayer insulating layer to form another contact hole exposing a source region of another one of the pair of cell transistors; 상기 다른 하나의 콘택홀 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계;Forming insulating spacers on the sidewalls of the other contact hole; 상기 상부 층간절연막 상에 상기 절연 스페이서에 의해 둘러싸여진 상기 다른 하나의 콘택홀을 통하여 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속되고 상기 제1 스토리지 노드와 중첩된 제2 스토리지 노드를 형성하는 단계; 및Forming a second storage node connected to the other cell transistor and overlapping the first storage node through the other contact hole surrounded by the insulating spacer on the upper interlayer insulating layer; And 상기 제2 스토리지 노드가 형성된 결과물 전면에 유전체막 및 제2 플레이트 전극을 차례로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 제조방법.And sequentially forming a dielectric film and a second plate electrode on the entire surface of the resultant product on which the second storage node is formed. 반도체기판 상에 형성되고, 하나의 공통 드레인 영역을 공유하는 한 쌍의 셀트랜지스터;A pair of cell transistors formed on the semiconductor substrate and sharing one common drain region; 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터가 형성된 영역을 덮고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 어느 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 하부 커패시터; 및A lower capacitor covering an area where the pair of cell transistors are formed and connected to any one of the pair of cell transistors; And 상기 하부 커패시터 상에 상기 하부 커패시터와 중첩되도록 형성되고 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들중 다른 하나의 셀 트랜지스터와 접속된 상부 커패시터를 포함하는 반도체 메모리소자.And an upper capacitor formed on the lower capacitor so as to overlap the lower capacitor and connected to the other one of the pair of cell transistors. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 하부 커패시터는The lower capacitor 상기 어느 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속된 제1 스토리지 노드; 및A first storage node electrically connected to a source region of the one cell transistor; And 상기 제1 스토리지 노드 상에 차례로 형성된 유전체막 및 제1 플레이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자.And a first film electrode and a dielectric film sequentially formed on the first storage node. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 스토리지 노드는 상기 한 쌍의 셀 트랜지스터들을 덮는 하부 층간절연막의 소정영역을 관통하는 하나의 콘택홀을 통하여 상기 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자.And the first storage node is electrically connected to a source region of the one cell transistor through a contact hole penetrating a predetermined region of the lower interlayer insulating layer covering the pair of cell transistors. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 상부 커패시터는The upper capacitor 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속되고, 상기 하부 커패시터와 중첩된 제2 스토리지 노드; 및A second storage node electrically connected to the source region of the other cell transistor and overlapping the lower capacitor; And 상기 제2 스토리지 노드 상에 차례로 형성된 유전체막 및 제2 플레이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자.And a second plate electrode and a dielectric film sequentially formed on the second storage node. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 스토리지 노드는 상기 하부 커패시터 및 상기 제2 스토리지 노드 사이에 개재된 상부 층간절연막의 소정영역 및 상기 하부 커패시터의 소정영역을 관통하는 다른 하나의 콘택홀을 통하여 상기 다른 하나의 셀 트랜지스터의 소오스 영역과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자.The second storage node may have a source of the other cell transistor through a predetermined region of the upper interlayer insulating layer interposed between the lower capacitor and the second storage node and another contact hole penetrating through the predetermined region of the lower capacitor. And a semiconductor memory device electrically connected to the region. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 다른 하나의 콘택홀의 측벽에 형성된 절연 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자.And an insulating spacer formed on sidewalls of the other contact hole.
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