KR20020065219A - Structure and layout of a capacitor in semiconductor devices and fabricating method thereof - Google Patents

Structure and layout of a capacitor in semiconductor devices and fabricating method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20020065219A
KR20020065219A KR1020010005643A KR20010005643A KR20020065219A KR 20020065219 A KR20020065219 A KR 20020065219A KR 1020010005643 A KR1020010005643 A KR 1020010005643A KR 20010005643 A KR20010005643 A KR 20010005643A KR 20020065219 A KR20020065219 A KR 20020065219A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
insulating layer
layer
trench
plug
Prior art date
Application number
KR1020010005643A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100499395B1 (en
Inventor
김광진
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR10-2001-0005643A priority Critical patent/KR100499395B1/en
Publication of KR20020065219A publication Critical patent/KR20020065219A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100499395B1 publication Critical patent/KR100499395B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/82Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40Capacitors
    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/75Electrodes comprising two or more layers, e.g. comprising a barrier layer and a metal layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE: A structure and a layout of a capacitor of a semiconductor device and a method for fabricating the same are provided to maximize an effective area of capacitance by improving the structure and the layout of the capacitor. CONSTITUTION: The first to the fifth interlayer dielectrics are laminated on a silicon substrate(30). The first trench is formed on the fourth interlayer dielectric. The first electrode(391) and the first dielectric layer(401) are formed on a surface of an inside of the trench. The first trench is buried by the second electrode(420). The third electrode(44) is formed on the fourth interlayer dielectric. The first and second connection electrodes(480,481) are formed on the fifth interlayer dielectric. The first connection electrode(480) is connected with the third electrode(44) through the fifth plug(470) and the sixth plug(471). The first connection electrode(480) is connected with the third plug contacted with a metallic pad layer(32) through the seventh plug(472) and the fourth plug(421). A lower surface of the first electrode(391) is connected electrically with the metallic pad layer(32) through the first and second plugs. The eighth plug(473) is formed on the fifth interlayer dielectric. The second connection electrode(481) is connected electrically with the second electrode(420). The third electrode(44) is electrically connected with the first connection electrode(480) by the fifth plug(470) and the sixth plug(471).

Description

반도체장치의 캐패시터 구조, 레이아웃 및 그 제조방법{Structure and layout of a capacitor in semiconductor devices and fabricating method thereof}Structure and layout of a capacitor in semiconductor devices and fabricating method

본 발명은 다마신구조의 금속배선을 제 1 전극으로 형성할 경우 제 2 전극을 제 1 전극의 일측면을 제외한 전 표면에 유전막을 개재한 상태로 중첩되도록 형성하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한반도체장치의 캐패시터 구조, 레이아웃 및 그 제조방법에 관한 것이다.According to the present invention, when the metal wiring having the damascene structure is formed as the first electrode, the second electrode is formed to overlap the entire surface except for one side of the first electrode with the dielectric film interposed therebetween, thereby maximizing the capacitance effective area of the capacitor. The present invention relates to a capacitor structure, a layout, and a manufacturing method of a semiconductor device so as to contribute to an increase in device integration.

최근 MDL(merged DRAM and logic) 소자의 대부분을 차지하는 각종 그래픽, 멀티 미디어 소자의 아날로그 회로에서 사용하는 MIM(metal-insulator-metal) 구조의 캐패시터는 작은 직렬저항으로 높은 캐패시턴스를 제공하며, 낮은 써말버짓(thermal budget)으로 공정의 집적도를 높일 수 있어 널리 사용된다.The MIM (metal-insulator-metal) capacitors used in the analog circuits of various graphics and multimedia devices, which occupy most of the merged DRAM and logic (MDL) devices, provide high capacitance with small series resistance and low thermal budget. Thermal budgets are widely used because of the high integration of the process.

MIM 캐패시터는 기존의 PIP(polysilicon-insulator-polysilicon) 캐패시터와 비교하여 낮은 VCC와 고정밀도의 미스매칭(high precision mismatching) 특성을 갖는다. 즉, MIM 캐패시터는 아날로그 캐패시터로 높은 Q 팩터(quality factor)를 가지며 전극으로서의 디플리션(depletion)이 거의 없고 텅스텐 등의 저항이 낮은 금속으로 형성된다.MIM capacitors have low VCC and high precision mismatching characteristics compared to conventional polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) capacitors. That is, the MIM capacitor is an analog capacitor and is formed of a metal having a high Q factor, almost no depletion as an electrode, and low resistance such as tungsten.

종래 기술의 아날로그용 캐패시터는 PIP 평판구조를 주로 사용하였지만, 이는 폴리실리콘 전극 자체의 고저항으로 인하여 높은 정밀도가 요구되므로 RF IC용 캐패시터의 전극재료로 사용되기에는 한계가 있다.The analog capacitor of the prior art mainly uses a PIP flat plate structure, but since the high precision is required due to the high resistance of the polysilicon electrode itself, there is a limit to being used as an electrode material of a capacitor for an RF IC.

따라서, 전극 자체의 공핍(depletion)이 없고 저항값이 낮은 금속전극을 이용한 MIM 구조의 평판 캐패시터가 개발되었다.Therefore, a flat capacitor having a MIM structure using a metal electrode without depletion of the electrode itself and having a low resistance value has been developed.

또한, 반도체장치 내지는 소자의 집적도가 크게 증가함에 따라 소자의 회로를 구성하는 배선은 알루미늄을 식각하여 형성하는 기술에서 구리 등을 이용하는 다마신(damascene)공정이 주로 이용된다.In addition, as the degree of integration of semiconductor devices or devices increases greatly, a damascene process using copper or the like is mainly used in a technology for forming aluminum by etching aluminum.

그러나, 다마신공정으로 형성되는 금속배선의 일부를 캐패시터의 전극으로 이용하여 MIM 캐패시터를 제조하는 경우를 포함하여 기판상에서 평판형 캐패시터가 차지하는 면적이 증가되어 집적도 감소에 불리하다.However, the area occupied by the flat plate capacitor on the substrate is increased, including the case where the MIM capacitor is manufactured using a part of the metal wiring formed by the damascene process as the electrode of the capacitor, which is disadvantageous in reducing integration.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체장치의 PIP(polysilicon-insulator-polysilicon) 캐패시터 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) capacitor of a semiconductor device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 실리콘기판(10)상에 절연막(11)이 형성되어 있고, 상기 절연막(11)상에 도핑된 폴리실리콘으로 이루어진 하부전극(12)이 소정의 형태로 패터닝되어 있다. 이때, 절연막(11)은 필드산화막일 수 있다.Referring to FIG. 1, an insulating film 11 is formed on a silicon substrate 10, and a lower electrode 12 made of polysilicon doped on the insulating film 11 is patterned in a predetermined shape. In this case, the insulating film 11 may be a field oxide film.

그리고, 하부전극(12)의 표면에는 ONO(oxide-nitride-oxide)막 또는 IPO(inter-polysilicon layer)막으로 이루어진 유전막(13)이 형성되어 있다. 유전막(13)이 고유전상수값을 가지므로 작은 면적에서도 필요한 정전용량을 확보할 수 있는 장점이 있다.On the surface of the lower electrode 12, a dielectric film 13 made of an oxide-nitride-oxide (ONO) film or an inter-polysilicon layer (IPO) film is formed. Since the dielectric film 13 has a high dielectric constant value, it is possible to secure necessary capacitance even in a small area.

그 다음, 유전막(13)의 상부 표면과 일측 측면을 덮으며 절연막(11) 상부 표면까지 연장된 형태의 상부전극(14)이 도핑된 폴리실리콘으로 이루어져 PIP구조의 캐패시터를 완성한다.Next, a capacitor having a PIP structure is completed by polysilicon doped with the upper electrode 14 covering the upper surface and one side surface of the dielectric film 13 and extending to the upper surface of the insulating film 11.

그러나, 이와 같은 구조의 캐패시터는 정전용량 확보에는 유리하나 고주파동작이 요구되는 장치에서 폴리실리콘의 저항 때문에 사용이 용이하지 않고, 전극의 일면만을 유효면적으로 이용하므로 유효면적 증가의 측면에서도 불리하다.However, the capacitor having such a structure is advantageous in securing capacitance, but is not easy to use due to the resistance of polysilicon in a device requiring high frequency operation, and is disadvantageous in terms of increasing the effective area since only one surface of the electrode is used as the effective area.

도 2는 종래 기술에 따른 반도체장치의 MIM(metal-insulator-metal) 캐패시터 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a metal-insulator-metal capacitor (MIM) of a semiconductor device according to the prior art.

도 2를 참조하면, 실리콘기판(20)상에 절연막(21)이 형성되어 있고, 상기 절연막(21)상에 텅스텐 등의 금속으로 이루어진 하부전극(22)이 소정의 형태로 패터닝되어 있다. 이때, 절연막(21)은 필드산화막일 수 있다.Referring to FIG. 2, an insulating film 21 is formed on the silicon substrate 20, and a lower electrode 22 made of a metal such as tungsten is patterned on the insulating film 21 in a predetermined shape. In this case, the insulating film 21 may be a field oxide film.

그리고, 하부전극(22)의 표면에는 MIM구조의 특성상 ONO(oxide-nitride-oxide)막 또는 IPO(inter-polysilicon layer)막보다 두꺼운 두께를 갖는 유전막(23)이 형성되어 있다. 그러나, 유전막(23)이 두꺼워 필요한 정전용량을 확보하기 곤란하다.On the surface of the lower electrode 22, a dielectric film 23 having a thickness thicker than that of an oxide-nitride-oxide (ONO) film or an inter-polysilicon layer (IPO) film is formed on the surface of the MIM structure. However, the dielectric film 23 is thick, making it difficult to secure necessary capacitance.

그 다음, 유전막(23)의 상부 표면과 일측 측면을 덮으며 절연막(21) 상부 표면까지 연장된 형태의 상부전극(24)이 텅스텐 등의 금속재료로 이루어져 MIM구조의 캐패시터를 완성한다.Next, the upper electrode 24 covering the upper surface and one side surface of the dielectric film 23 and extending to the upper surface of the insulating film 21 is made of a metal material such as tungsten to complete the capacitor of the MIM structure.

그러나, 이와 같은 구조의 캐패시터는 고주파동작이 요구되는 장치에서 유리하나 정전용량 확보에는 두꺼운 유전막 때문에 불리하고, 또한, 전극의 일면만을 유효면적으로 이용하므로 유효면적 증가의 측면에서도 불리하다.However, a capacitor having such a structure is advantageous in a device requiring high frequency operation, but is disadvantageous due to a thick dielectric film for securing capacitance, and also disadvantages in terms of increasing an effective area since only one surface of the electrode is used as an effective area.

상술한 바와 같이, 종래 기술에서는 PIP구조 캐패시터의 경우 고주파동작에 불리하고 MIM 구조 캐패시터의 경우 요구되는 정전용량을 확보하기 곤란한 문제점이 있다.As described above, in the prior art, PIP structure capacitors are disadvantageous in high frequency operation, and MIM structure capacitors have difficulty in securing required capacitance.

따라서, 본 발명의 목적은 다마신구조의 금속배선을 제 1 전극으로 형성할 경우 제 2 전극을 제 1 전극의 일측면을 제외한 전 표면에 유전막을 개재한 상태로 중첩되도록 형성하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한 반도체장치의 캐패시터 레이아웃을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a second electrode with a damascene structure as a first electrode to form a second electrode overlapping the entire surface except the one side of the first electrode with a dielectric film interposed therebetween The present invention provides a capacitor layout of a semiconductor device that maximizes the effective area and contributes to an increase in device integration.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다마신구조의 금속배선을 제 1 전극으로 형성할 경우 제 2 전극을 제 1 전극의 일측면을 제외한 전 표면에 유전막을 개재한 상태로 중첩되도록 형성하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한 반도체장치의 캐패시터 구조를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to form a metal wire of the damascene structure as the first electrode to form a second electrode so as to overlap the entire surface except the one side of the first electrode with a dielectric film interposed therebetween The present invention provides a capacitor structure of a semiconductor device that maximizes the capacity effective area and contributes to an increase in device integration.

본 발명의 또 다른 목적은 다마신구조의 금속배선을 제 1 전극으로 형성할 경우 제 2 전극을 제 1 전극의 일측면을 제외한 전 표면에 유전막을 개재한 상태로 중첩되도록 형성하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한 반도체장치의 캐패시터 제조방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to form a metal wiring having a damascene structure as a first electrode so that the second electrode is formed so as to overlap the entire surface except for one side of the first electrode with a dielectric film interposed therebetween. The present invention provides a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device that maximizes the effective area and contributes to an increase in device integration.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 레이아웃은 기판상에 형성된 제 1 절연층의 소정부위가 제거되어 형성된 'ㄷ'자 형태의 트렌치와, 상기 트렌치의 내부 표면에 차례로 형성된 제 1 전극 및 제 1 유전막과, 상기 트렌치를 매립하며 상기 제 1 유전막상에 형성된 제 2 전극과, 상기 제 2 전극의 좌측 상부 표면을 제외한 상기 트렌치와 중첩되도록 상기 제 2 전극과 오프셋되어 상기 제 2 전극상에 제 2 유전막을 개재하며 형성된 제 3 전극과, 상기 제 2 전극과 소정거리 이격되어 상기 제 1 절연층상에 형성된 제 1 도전층패드와, 상기 제 1 도전층패드, 제 2 전극 및 제 3 전극을 포함하는 상기 제 1 절연층상에 형성된 제 2 절연층과, 상기 제 1 도전층패드와 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하도록 상기 제 2 절연층상에 형성된 막대형 제 1 연결부전극과, 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 2 절연층상에 형성된 된 제 2 연결부전극과, 상기 제 1 도전층패드와 상기 제 1 전극을 전기적으로 연결하도록 상기 제 1 도전층패드 및 상기 제 1 전극 하부의 상기 제 1 절연층 소정부위에 길게 형성된 제 2 도전층패드를 포함하여 이루어진다.A capacitor layout of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a trench having a '-' shape formed by removing a predetermined portion of the first insulating layer formed on the substrate, and the first formed on the inner surface of the trench An electrode and a first dielectric layer, a second electrode buried in the trench, and a second electrode formed on the first dielectric layer, the second electrode being offset from the second electrode so as to overlap the trench except the upper left surface of the second electrode. A third electrode formed on the first insulating layer and spaced apart from the second electrode by a predetermined distance; a first conductive layer pad formed on the first insulating layer; and a first conductive layer pad, a second electrode, and a third electrode formed on the first insulating layer. A second insulating layer formed on the first insulating layer including an electrode, and formed on the second insulating layer to electrically connect the first conductive layer pad and the third electrode; A large first connection electrode, a second connection electrode formed on the second insulating layer to be electrically connected to the second electrode which does not overlap the third electrode, the first conductive layer pad and the first electrode; And a second conductive layer pad formed to be electrically connected to the first conductive layer pad and a predetermined portion of the first insulating layer under the first electrode.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 구조는 기판상에 차례로 형성된 제 1 내지 제 4 층간절연층과, 상기 제 3 층간절연층의 소정 부위에 평면상 하나의 개곡선 형태로 형성된 트렌치와, 상기 트렌치 내부 표면에만 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 도전층상에 형성된 제 1 유전막과, 상기 제 1 유전막상에 형성되어 상기 트렌치를 완전히 매립하는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 유전막 및 상기 제 2 전극의 표면을 덮되 상기 제 2 전극의 일부 상부 표면에는 형성되지 않는 2 유전막과, 상기 제 2 유전막을 덮는 제 3 전극과, 상기 제 2 층간절연층을 통하여 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 1 층간절연층상에 형성된 금속패드층과, 상기 제 4 층간절연층을 관통하며 상기 제 3 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 연결부전극과, 상기 제 4 내지 제 2 층간절연층을 관통하며 상기 제 1 연결부전극과 상기 금속패드층을 전기적으로 연결하는 플러그와, 상기 제 4 층간절연층을 관통하며 상기 제 2 유전막이 형성되지 않은 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 4 층간절연층상에 형성된 제 2 연결부전극을 포함하여 이루어진다.The capacitor structure of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above objects is formed in the form of a single curved line on a predetermined portion of the first to fourth interlayer insulating layer and the third interlayer insulating layer formed on the substrate in order A trench, a first electrode formed only on the inner surface of the trench, a first dielectric film formed on the first conductive layer, a second electrode formed on the first dielectric film to completely fill the trench, and the first electrode; A second dielectric layer covering surfaces of the first dielectric layer and the second electrode but not formed on a part of the upper surface of the second electrode, a third electrode covering the second dielectric layer, and the second interlayer dielectric layer; A metal pad layer formed on the first interlayer insulating layer so as to be electrically connected to the first electrode, and penetrated through the fourth interlayer insulating layer and electrically connected to the third electrode. A first connecting electrode, a plug penetrating the fourth to second interlayer insulating layers and electrically connecting the first connecting electrode and the metal pad layer, and a second dielectric layer are formed through the fourth interlayer insulating layer. And a second connection electrode formed on the fourth interlayer insulating layer to be electrically connected to the second electrode which is not formed.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 제조방법은 기판상에 제 1 절연층을 형성하고 상기 제 1 절연층상에 제 1 방향으로 길게 달리는 금속층패드를 형성하는 단계와, 상기 금속층패드를 충분히 덮도록 상기 제 1 절연층상에 제 2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 금속층패드의 소정 부위를 노출시키는 적어도 2개 이상의 제 1 비어홀 및 제 2 비어홀을 형성하는 단계와, 상기 제 1 내지 제 2 비어홀을 도전체로 매립하는제 1 플러그 및 제 2 플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 1 내지 제 2 플러그를 덮는 제 3 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 플러그를 노출시키는 개곡선 형태의 트렌치를 형성하는 동시에 상기 제 2 플러그의 표면을 노출시키는 제 3 비어홀을 형성하는 단계와, 상기 트렌치를 완전히 매립하지 않도록 상기 트렌치 내부 표면에만 제 1 전극과 제 1 유전막을 차례로 형성하는 단계와, 상기 트렌치를 완전히 매립하고 상기 제 3 비어홀을 충전하도록 상기 제 1 유전막상과 상기 제 3 비어홀에 제 2 금속층을 동시에 형성하여 제 2 전극과 제 3 플러그를 각각 형성하는 단계와, 상기 제 2 전극의 상부 표면 대부분과 중첩하되 상기 제 2 전극의 소정부위와는 일부 중첩되지 않도록 상기 트렌치 상부에 제 2 유전막과 제 3 전극을 차례로 형성하는 단계와, 상기 제 3 전극을 포함하는 상기 제 3 절연층상에 제 4 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 4 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 3 전극 표면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 제 4 비어홀과 상기 제 3 플러그를 노출시키는 제 5 비어홀과 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극의 소정 부위를 노출시키는 제 6 비어홀을 형성하는 단계와, 상기 제 4 내지 제 5 비어홀을 매립하며 상기 제 3 전극과 상기 제 3 플러그를 전기적으로 연결하는 제 1 연결부전극을 상기 제 4 절연층상에 형성하고 상기 제 6 비어홀을 매립하도록 상기 제 4 절연층상에 제 2 연결부전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device, the method including: forming a first insulating layer on a substrate and forming a metal layer pad running in a first direction on the first insulating layer; Forming a second insulating layer on the first insulating layer to sufficiently cover the at least one second insulating layer; and removing at least one portion of the second insulating layer to expose a predetermined portion of the metal layer pad to expose at least two first via holes and the second. Forming a via hole, forming a first plug and a second plug to fill the first to second via holes with a conductor, and forming a third insulating layer covering the first to second plugs; Removing a predetermined portion of the third insulating layer to form a trench-shaped trench that exposes the first plug, and simultaneously expose the surface of the second plug. Forming a third via hole, sequentially forming a first electrode and a first dielectric layer only on the inner surface of the trench so as not to completely fill the trench; and filling the trench to completely fill the trench and fill the third via hole. Simultaneously forming a second metal layer on the first dielectric layer and the third via hole to form a second electrode and a third plug, respectively, overlapping most of the upper surface of the second electrode, and forming a predetermined portion of the second electrode. Sequentially forming a second dielectric layer and a third electrode on the trench so as not to partially overlap, forming a fourth insulating layer on the third insulating layer including the third electrode, and forming the fourth insulating layer. At least one fourth via hole exposing a third electrode surface by removing a predetermined portion of the layer and a fifth via hole exposing the third plug Forming a sixth via hole exposing a predetermined portion of the second electrode which does not overlap with the third electrode, filling the fourth to fifth via holes and electrically connecting the third electrode and the third plug; And forming a first connection electrode on the fourth insulating layer and forming a second connection electrode on the fourth insulating layer to fill the sixth via hole.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체장치의 PIP(polysilicon-insulator-polysilicon) 캐패시터 단면도1 is a cross-sectional view of a polysilicon-insulator-polysilicon (PIP) capacitor of a semiconductor device according to the prior art

도 2는 종래 기술에 따른 반도체장치의 MIM(metal-insulator-metal) 캐패시터 단면도2 is a cross-sectional view of a metal-insulator-metal capacitor of a semiconductor device according to the related art.

도 3은 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 레이아웃3 is a layout of a MIM capacitor of a semiconductor device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법을 도시한 공정단면도4A through 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MIM capacitor in a semiconductor device according to the present invention.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 구조도로 각각 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ에 따라 바라본 단면도5A to 5B are cross-sectional views taken along cut lines I-I 'and II-II of FIG. 3, respectively, of a MIM capacitor structure of a semiconductor device according to the present invention.

본 발명은 다마신공정을 이용하여 필터, VCO(voltage controlled oscillator) 등의반도체장치에 필요한 캐패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitor required for a semiconductor device such as a filter, a voltage controlled oscillator (VCO) using a damascene process.

본 발명은 금속배선을 다마신공정을 이용하여 형성할 경우 다마신공정으로 형성된 금속배선의 일부를 캐패시터의 제 1 전극으로 이용하고 제 1 전극의 상부, 하부 및 대부분의 측면부 표면에 절연막을 형성한 다음 절연체 표면상에 금속박막을 증착하여 제 2 전극으로 이용하므로 종래의 평판구조 MIM 캐패시터에 비교하여 캐패시터가 평면상 차지하는 면적을 최소화하고 정전용량은 최대화한다.In the present invention, when the metal wiring is formed by using the damascene process, a part of the metal wiring formed by the damascene process is used as the first electrode of the capacitor, and an insulating film is formed on the upper, lower and most side surfaces of the first electrode. Since the metal thin film is deposited on the surface and used as the second electrode, the area occupied by the capacitor is minimized and the capacitance is maximized as compared with the conventional flat panel MIM capacitor.

따라서, 본 발명에 따른 MIM 캐패시터는 제 1 전극으로 사용하는 금속배선의 상하부면을 포함한 측면의 대부분을 유효면적에 이용하므로 동일한 정전용량을 최소화한 면적에서 확보하므로 반도체장치의 집적도를 크게 향상시킨다.Accordingly, since the MIM capacitor according to the present invention uses most of the side surfaces including the upper and lower surfaces of the metal wirings used as the first electrodes for the effective area, the integration of the semiconductor device is greatly improved because the MIM capacitor is secured in the area where the same capacitance is minimized.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 레이아웃을 나타낸다.3 shows a MIM capacitor layout of a semiconductor device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 반도체 기판인 실리콘 기판(30)상에 제 1 층간절연층(도시안함) 내지 제 5 층간절연층(도시안함)이 차례로 적층되어 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a first interlayer insulating layer (not shown) to a fifth interlayer insulating layer (not shown) are sequentially formed on a silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate.

제 4 층간절연층에는 'ㄷ'자 형태의 제 1 트렌치가 형성되어 트렌치의 내부 표면에는 제 1 전극(391), 제 1 유전막(401)이 소정 두께로 형성되고, 나머지 제 1 트렌치 부위를 제 2 전극(420)이 매립하고 있다.A first trench having a 'c' shape is formed in the fourth interlayer insulating layer, and a first electrode 391 and a first dielectric layer 401 are formed on the inner surface of the trench to have a predetermined thickness, and the remaining first trench portions are formed. 2 electrodes 420 are embedded.

그리고, 제 4 층간절연층상에는 제 2 유전막(도시안함)을 사이에 개재한 제 3 전극(44)이 'ㄷ'자 형태의 제 2 전극(420)의 'I'부분의 좌측부분과 중첩되지 않고 'I'부분의 우측부위 및 'ㄷ'자의 나머지 부위와 중첩되도록 형성되어 있다.In addition, on the fourth interlayer insulating layer, the third electrode 44 interposed between the second dielectric layer (not shown) does not overlap with the left portion of the 'I' portion of the second electrode 420 having a 'C' shape. Without overlapping the right portion of the 'I' portion and the remaining portion of the 'c'.

그 다음, 제 5 층간절연층상에는 제 1 연결부전극(480)과 제 2 연결부전극(481)이각각 이격되어 형성되어 있다.Next, on the fifth interlayer insulating layer, the first connecting electrode 480 and the second connecting electrode 481 are formed to be spaced apart from each other.

이때, 제 1 연결부전극(480)은 제 5 층간절연층을 관통하며 제 3 전극(44)과 접촉하는 제 5 플러그(470) 및 제 6 플러그(471)를 통하여 연결되는 동시에, 제 7 플러그(472) 및 제 4 플러그(421)를 통하여 제 3 층간절연층을 관통하며 금속패드층(32)과 접촉하는 제 3 플러그(352)와 전기적으로 연결된다.In this case, the first connection electrode 480 is connected through the fifth plug 470 and the sixth plug 471 through the fifth interlayer insulating layer and in contact with the third electrode 44. 472 and a fourth plug 421 are electrically connected to the third plug 352 penetrating the third interlayer insulating layer and in contact with the metal pad layer 32.

또한, 제 1 전극(391)의 하부 표면은 제 3 층간절연층에 형성된 제 1 내지 제 2 플러그(350,351)를 통하여 금속패드층(32)과 전기적으로 연결된다.In addition, the lower surface of the first electrode 391 is electrically connected to the metal pad layer 32 through first to second plugs 350 and 351 formed on the third interlayer insulating layer.

한편, 제 5 층간절연층에는 제 3 전극(44)과 중첩하지 않는 제 2 전극(420)의 상부 표면과 전기적으로 접촉하는 제 8 플러그(473)가 형성되어, 상기 제 2 연결부전극(481)과 제 2 전극(420)을 전기적으로 연결한다.Meanwhile, an eighth plug 473 in electrical contact with the upper surface of the second electrode 420 that does not overlap the third electrode 44 is formed in the fifth interlayer insulating layer, so that the second connection electrode 481 is formed. And the second electrode 420 are electrically connected.

상기에서 제 5 플러그(470)와 제 6 플러그(471)는 제 3 전극(44)과 제 1 연결부전극(480)을 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들(470,471) 중 어느 하나를 생략하여도 캐패시터 소자의 동작에는 영향이 없다.Since the fifth plug 470 and the sixth plug 471 are for electrically connecting the third electrode 44 and the first connection electrode 480, one of the two plugs 470 and 471 may be omitted. Also, the operation of the capacitor element is not affected.

또한, 레이아웃상 도시되지는 않았지만, 제 1 플러그와 제 2 플러그도 제 1 전극(391)을 금속패드층(32)과 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들 중 어느 하나를 생략하여도 무방하다.Although not shown in the layout, any one of the two plugs may be omitted since the first plug and the second plug are also for electrically connecting the first electrode 391 with the metal pad layer 32. .

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법을 도시한 공정단면도로 도 4a 내지 도 4d는 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 공정도이고 도 4e는 도 4d의 공정단계를 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 바라본 공정도이다.4A to 4E are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MIM capacitor of a semiconductor device according to the present invention. FIGS. 4A to 4D are process diagrams along the cutting line I-I 'of FIG. 3, and FIG. 4E is a process step of FIG. 4D. 3 is a process view taken along the cut line II-II 'of FIG. 3.

도 4a를 참조하면, 반도체 기판인 실리콘 기판(30)상에 절연을 위한 제 1 층간절연층(31)을 산화막 등의 절연체로 형성한 다음, 그 위에 제 1 금속층을 증착한 후 포토리쏘그래피로 패터닝하여 잔류한 제 1 금속층(32)으로 이루어진 금속패드층(32)을 형성한다. 이때, 금속패드층(32)의 레이아웃은 후속공정에서 형성될 캐패시터의 제 1 전극과 제 3 전극을 전기적으로 연결할 수 있는 형태를 갖도록 형성되며 본 발명의 실시예에서는 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'를 중심으로 직사각형 형태를 갖는다.Referring to FIG. 4A, a first interlayer insulating layer 31 for insulation is formed on an silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate, using an insulator such as an oxide film, and then a first metal layer is deposited thereon, followed by photolithography. The metal pad layer 32 including the remaining first metal layer 32 is formed by patterning. At this time, the layout of the metal pad layer 32 is formed to have a form that can be electrically connected to the first electrode and the third electrode of the capacitor to be formed in a subsequent process, in the embodiment of the present invention cut line I-I of FIG. Has a rectangular shape around the center.

그리고, 금속패드층(32)을 덮도록 제 2 층간절연층(33)을 제 1 층간절연층(31)상에 형성한 후, 제 2 층간절연층(33)에 CMP(chemical mechanical polishing) 등으로 평탄화공정을 실시하여 금속패드층(32)의 표면을 노출시킨 후, 다시 노출된 금속패드층(32) 및 제 2 층간절연층(33)상에 산화막 등으로 제 3 층간절연층(34)을 증착하여 형성한다. 이때, 제 2 층간절연층(33)과 제 3 층간절연층(34)은 동시에 증착한 후 CMP로 평탄화공정을 실시할 수 있다.Then, the second interlayer insulating layer 33 is formed on the first interlayer insulating layer 31 so as to cover the metal pad layer 32, and then the CMP (chemical mechanical polishing) or the like is formed on the second interlayer insulating layer 33. The planarization process is performed to expose the surface of the metal pad layer 32, and then the third interlayer insulating layer 34 is deposited on the exposed metal pad layer 32 and the second interlayer insulating layer 33 by an oxide film or the like. It is formed by depositing. In this case, the second interlayer insulating layer 33 and the third interlayer insulating layer 34 may be deposited at the same time, and then may be planarized by CMP.

그 다음, 제 3 층간절연층(34)에 건식식각 등의 비등방성식각을 실시하여 금속패드층(32)의 소정 부위를 노출시키는 제 1 내지 제 3 비어홀을 형성한다. 이때, 제 1 내지 제 3 비어홀은 다음과 같은 방법으로 형성한다. 먼저, 제 3 층간절연층(34)상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 실시하여 도 3의 레이아웃의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 소정 간격 이격되고 상기 금속패드층(34)과 중첩되는 제 3 층간절연층의 표면을 각각 노출시키는 개구부를 갖는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한 다음, 노출된 제 3 층간절연층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 금속패드층(32)의 표면을 노출시키는 제 1 내지 제 3 비어홀을 형성한다.Next, anisotropic etching such as dry etching is performed on the third interlayer insulating layer 34 to form first to third via holes exposing predetermined portions of the metal pad layer 32. In this case, the first to third via holes are formed by the following method. First, after the photoresist is applied on the third interlayer insulating layer 34, exposure and development are performed to be spaced apart at predetermined intervals along the cutting line I-I ′ of the layout of FIG. 3 and the metal pad layer 34. After forming a photoresist pattern (not shown) having openings each exposing the surfaces of the overlapping third interlayer insulating layers, the exposed third interlayer insulating layer is removed by anisotropic etching such as dry etching to form a metal pad layer ( The first through third via holes exposing the surface of 32) are formed.

따라서, 제 1 비어홀과 제 2 비어홀은 후속공정에서 형성되는 제 1 전극과 금속패드층(32)을 전기적으로 연결하는 제 1 플러그(350)와 제 2 플러그(351) 형성부위가 되고, 제 3 비어홀은 금속패드층(32)과 제 3 전극을 전기적으로 연결하는 제 3 플러그(352) 형성부위가 된다.Therefore, the first via hole and the second via hole become the first plug 350 and the second plug 351 forming portion electrically connecting the first electrode and the metal pad layer 32 formed in a subsequent process, and the third via hole The via hole is a forming portion of the third plug 352 that electrically connects the metal pad layer 32 and the third electrode.

본 발명의 실시예에서는 제 1 전극과 금속패드층(32)을 전기적으로 연결하기 위하여 제 1, 제 2 비어홀과 이를 충전하는 제 1, 제 2 플러그를 형성하였으나 이러한 두 개의 플러그중 어느 하나를 생략하여도 본 발명에 따라 제조되는 캐패시터의 동작에는 큰 영향이 없다. 따라서, 제 1 또는 제 2 비어홀 중 어느 하나의 형성을 생략할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the first and second via holes and the first and second plugs filling the first and second via holes are formed to electrically connect the first electrode and the metal pad layer 32, but any one of the two plugs is omitted. Even if there is no significant effect on the operation of the capacitor produced according to the present invention. Therefore, the formation of any one of the first and second via holes can be omitted.

포토레지스트패턴을 산소 애슁(O2ahing)등의 방법으로 제거한 다음, 제 1 내지 제 3 비어홀을 충분히 매립하도록 제 3 층간절연층(34)상에 텅스텐 등의 금속으로 도전층을 형성한 후 CMP 등의 방법으로 제 3 층간절연층(34)의 표면을 노출시켜 제 1 내지 제 3 비어홀에만 잔류한 제 1 플러그(350), 제 2 플러그(351) 및 제 3 플러그(352)를 각각 형성한다.After removing the photoresist pattern by a method such as oxygen ashing (O 2 ahing), and then forming a conductive layer of a metal such as tungsten on the third interlayer insulating layer 34 to sufficiently fill the first to third via holes, CMP The first plug 350, the second plug 351, and the third plug 352 remaining only in the first to third via holes are formed by exposing the surface of the third interlayer insulating layer 34 by a method such as the above. .

그리고, 제 1 내지 제 3 플러그(350,351,352)의 표면을 포함하는 제 3 층간절연층(34)상에 질화막 등으로 제 1 하드마스크층(36)을 형성한다.The first hard mask layer 36 is formed of a nitride film or the like on the third interlayer insulating layer 34 including the surfaces of the first to third plugs 350, 351, and 352.

그 다음, 제 1 하드마스크층(36)상에 금속배선간의 절연을 위한 금속배선절연물질(IMD, intermetal dielectric)로 제 4 층간절연층(37)을 소정 두께로 형성한 다음, 제 4 층간절연층(37)상에 질화막 등으로 제 2 하드마스크층(38)을 형성한다. 상기에서 제 1 하드마스크층(26)과 제 2 하드마스크층(38)은 제 4 층간절연층(37) 및 제 3 층간절연층(34)과 식각선택비가 큰 절연물질로 형성할 수 있다.Next, a fourth interlayer insulating layer 37 is formed on the first hard mask layer 36 with an intermetal dielectric (IMD) for insulation between metal lines to a predetermined thickness, and then the fourth interlayer insulating layer is formed. On the layer 37, a second hard mask layer 38 is formed of a nitride film or the like. The first hard mask layer 26 and the second hard mask layer 38 may be formed of an insulating material having a high etching selectivity with the fourth interlayer insulating layer 37 and the third interlayer insulating layer 34.

그리고, 제 2 하드마스크층(38)상에 다시 포토레지스트를 도포한 후 노강 및 현상을 실시하여 제 2 하드마스크층의 소정 부위를 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴에 의하여 노출되는 제 2 하드마스크층(38)의 표면은 먼저 캐패시터의 제 1 전극 형성부위를 정의하도록 제 1 플러그(350) 및 제 2 플러그(351)와 중첩되는 'ㄷ'자 또는 'S'자 형태를 갖도록 노출되는 동시에 제 3 플러그(352)와 중첩되는 제 4 비어홀 형성부위를 노출시키는 부위가 된다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 'ㄷ'자 또는 'S'자 형태로 제 1 전극 형성부위를 정의하였으나 그 외에도 사각형 등의 캐패시터 하부전극의 표면적을 극대화할 수 있는 다양한 형태로 제조될 수 있음은 물론이다.Then, the photoresist is applied on the second hard mask layer 38 again, and then the steel sheet and the developer are formed to form a photoresist pattern (not shown) that exposes a predetermined portion of the second hard mask layer. In this case, the surface of the second hard mask layer 38 exposed by the photoresist pattern is first overlapped with the first plug 350 and the second plug 351 to define the first electrode forming portion of the capacitor. It is exposed to have a ruler or 'S' shape and at the same time to expose the fourth via hole forming portion overlapping the third plug 352. In this case, in the embodiment of the present invention, the first electrode forming portion is defined in the form of 'c' or 's', but in addition, the first electrode forming portion may be manufactured in various forms to maximize the surface area of the capacitor lower electrode such as a square. Of course.

그 다음, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 2 하드마스크층 표면을 제거하여 제 4 층간절연층의 소정 부위를 노출시킨 후 포토레지스트패턴을 제거한다.Next, the surface of the second hard mask layer of the portion not protected by the photoresist pattern is removed to expose a predetermined portion of the fourth interlayer insulating layer, and then the photoresist pattern is removed.

그리고, 잔류한 제 2 하드마스크층(38)으로 보호되지 않는 제 4 층간절연층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 제 1 전극이 형성될 부위를 정의하는 제 1 트렌치와 제 4 비어홀을 형성한다.The first trench and the fourth via hole defining a portion where the first electrode is to be formed by removing the fourth interlayer insulating layer which is not protected by the remaining second hard mask layer 38 by anisotropic etching such as dry etching. Form.

그 다음, 제 1 트렌치와 제 4 비어홀에 의하여 노출된 제 1 하드마스크층을 제거하여 제 1 내지 제 3 플러그(350,351,352)의 표면을 노출시킨다.Next, the first hard mask layer exposed by the first trench and the fourth via hole is removed to expose the surfaces of the first to third plugs 350, 351, and 352.

그리고, 제 1 트렌치와 제 4 비어홀의 내부 표면을 얇게 덮되 완전히 맬비하지 않는 두께로 텅스텐 등의 금속으로 제 1 금속층(39)을 형성한다. 상기에서, 제 1 금속층(39)은 텅스텐 등의 금속을 스퍼터링으로 증착하여 형성할 수 있으며, 제 1 금속층(39)은 이후 패터닝되어 캐패시터의 제 1 전극을 형성하게 된다.Then, the first metal layer 39 is formed of a metal such as tungsten to a thickness that covers the inner surface of the first trench and the fourth via hole thinly and does not completely melt. In the above, the first metal layer 39 may be formed by depositing a metal such as tungsten by sputtering, and the first metal layer 39 is then patterned to form a first electrode of the capacitor.

그 다음, 제 1 금속층(39)을 덮도록 제 1 전극의 제 1 유전막으로 사용될 제 1 절연막(40)을 증착하여 형성한다.Next, a first insulating film 40 to be used as the first dielectric film of the first electrode is formed by covering the first metal layer 39.

도 4b를 참조하면, 유전막으로 사용될 제 1 절연막(40)상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 레이아웃상 제 1 트렌치와 중첩되는 부위만을 덮는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴은 제 1 트렌치를 완전히 덮을 수 있도록 포토레지스트패턴의 폭에 마진을 줄수 있다.Referring to FIG. 4B, a photoresist is applied on the first insulating film 40 to be used as the dielectric film, followed by exposure and development to form a photoresist pattern (not shown) covering only portions overlapping the first trenches in the layout. . In this case, the photoresist pattern may give a margin to the width of the photoresist pattern so as to completely cover the first trench.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 1 절연막과 제 1 금속층을 차례로 제거하여 제 2 하드마스크층(38)의 표면을 노출시킨다. 이때, 제 4 비어홀(V)에 잔류한 제 1 절연막, 제 1 금속층이 잔류하지 않도록 과도식각을 실시하여 제 3 플러그(352)의 상부 표면을 완전히 노출시킨다.The surface of the second hard mask layer 38 is exposed by sequentially removing the first insulating film and the first metal layer at portions not protected by the photoresist pattern. At this time, the upper surface of the third plug 352 is completely exposed by performing excessive etching so that the first insulating film and the first metal layer remaining in the fourth via hole V do not remain.

도 4c를 참조하면, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거한 후, 제 1 절연막이 잔류한 제 1 트렌치와 비어홀을 완전히 매립하도록 금속 등의 도전층으로 제 2 금속층(420,421)을 제 2 하드마스크층(38)상에 형성한다. 이때, 제 2 금속층(420,421)은 다마신(damascene)공정으로 구리로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4C, after removing the photoresist pattern by a method such as oxygen ashing, the second metal layers 420 and 421 are made of a second hard layer using a conductive layer such as metal so as to completely fill the first trench and the via hole in which the first insulating film remains. It is formed on the mask layer 38. In this case, the second metal layers 420 and 421 may be formed of copper by a damascene process.

그리고, 제 2 금속층에 CMP 등의 평탄화공정을 실시하여 제 1 트렌치에 잔류한 제 2 금속층으로 이루어진 제 2 전극(420)을 형성한다. 이때, 제 2 전극(420)과 또 다른 제 2 전극(420)은 레이아웃상 실제로 서로 연결된 하나의 전극이 되며, 제 4 비어홀에 잔류한 제 2 금속층으로 이루어진 제 4 플러그(421)는 금속패드층(32)과 제3 플러그(352)를 통하여 전기적으로 연결된다.Then, a planarization process such as CMP is performed on the second metal layer to form a second electrode 420 made of the second metal layer remaining in the first trench. In this case, the second electrode 420 and another second electrode 420 become one electrode actually connected to each other on the layout, and the fourth plug 421 made of the second metal layer remaining in the fourth via hole is a metal pad layer. Electrically connected via the 32 and the third plug 352.

따라서, 제 1 트렌치 내부에는 잔류한 제 1 금속층(391)으로 이루어진 제 1 전극(391)과 잔류한 제 2 금속층(420)으로 이루어진 제 2 전극(420)이 그 사이에 잔류한 제 1 절연막(401)인 제 1 유전막(401)을 개재한 상태로 위치하게 된다.Accordingly, in the first trench, the first insulating layer 311 having the first electrode 391 made of the remaining first metal layer 391 and the second electrode 420 made of the remaining second metal layer 420 remaining therebetween The first dielectric layer 401, which is 401, is positioned to be interposed therebetween.

또한, CMP 등의 평탄화공정 결과, 제 2 하드마스크층(38)의 표면과 제 1 전극(391), 제 1 유전막(401), 제 2 전극(420) 및 제 4 플러그(421)의 상부 표면은 동일 평면상에 위치하게 된다.In addition, as a result of the planarization process such as CMP, the surface of the second hard mask layer 38 and the upper surface of the first electrode 391, the first dielectric layer 401, the second electrode 420, and the fourth plug 421. Is located on the same plane.

그리고, 기판의 평탄화된 상기 평면상에 제 2 유전막으로 이용될 제 2 절연막을 증착하여 형성한 다음, 제 2 절연막 상에 제 3 전극 형성용 제 3 금속층을 형성한다. 이때, 제 3 금속층은 텅스텐 등의 금속을 스퍼터링 등의 방법으로 증착하여 형성할 수 있다.A second insulating film to be used as the second dielectric film is deposited on the planarized plane of the substrate, and then a third metal layer for forming third electrodes is formed on the second insulating film. In this case, the third metal layer may be formed by depositing a metal such as tungsten by a method such as sputtering.

그 다음, 제 3 금속층상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 실시하여 상기한 'ㄷ'자 형태로 제 1 트렌치를 형성한 경우 제 1 트렌치의 'I' 부위와 우측방향으로 일부 오프셋되어 제 1 트렌치의 좌측부위 일부와 중첩되지 않고 나머지 부위와는 중첩되는 포토레지스트패턴(45)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied on the third metal layer, exposure and development are performed to form the first trench in the 'c' shape, the first trench is partially offset to the right side of the 'I' portion of the first trench. As a result, a photoresist pattern 45 is formed that does not overlap a portion of the left portion of the first trench but overlaps the remaining portion.

그리고, 포토레지스트패턴(45)으로 보호되지 않는 제 3 금속층과 제 2 절연막을 제거하여 제 2 하드마스크층(38) 표면 및 제 4 플러그(421)의 상부 표면을 노출시킨다.The third metal layer and the second insulating layer which are not protected by the photoresist pattern 45 are removed to expose the surface of the second hard mask layer 38 and the upper surface of the fourth plug 421.

따라서, 잔류한 제 3 금속층(44)은 제 3 전극(44)이 되고, 제 3 전극(44)과 제 2 전극(420) 사이에는 잔류한 제 2 절연막(43)으로 이루어진 제 2 유전막(43)이 위치한다.Accordingly, the remaining third metal layer 44 becomes the third electrode 44, and the second dielectric layer 43 made of the second insulating layer 43 remaining between the third electrode 44 and the second electrode 420. ) Is located.

따라서, 후속공정에서 제 3 전극(44)과 제 1 전극(391)은 각각 제 2 유전막(43)과 제 1 유전막(401)을 사이에 두고 제 2 전극(420)과 대응하는 형태가 되어 캐패시터를 형성하게 된다.Therefore, in the subsequent process, the third electrode 44 and the first electrode 391 are formed to correspond to the second electrode 420 with the second dielectric film 43 and the first dielectric film 401 interposed therebetween. Will form.

도 4d와 도 4e를 참조하면, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거한 다음, 제 3 전극(44) 및 제 4 플러그(421) 표면을 포함하는 제 2 하드마스크층(38)상에 산화막 등의 절연체로 제 5 층간절연층(46)을 형성한다.4D and 4E, the photoresist pattern is removed by an oxygen ashing method, and then an oxide film is formed on the second hard mask layer 38 including the surface of the third electrode 44 and the fourth plug 421. The fifth interlayer insulating layer 46 is formed of an insulator such as an insulator.

그리고, 제 5 층간절연층(46)상에 포토레지스트를 도포한 후, 제 3 전극(44) 상부 표면과 일부 중첩하는 제 5, 제 6 비어홀 형성부위와 제 4 플러그(421)와 중첩하는 제 7 비어홀 형성부위 및 제 3 전극(44)과 중첩되지 않는 제 2 전극(420)의 상부 표면과 중첩하는 제 8 비어홀 형성부위에 해당하는 제 5 층간절연층(46)의 소정 부위를 노출시키는 다수개의 개구부를 갖는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다.After the photoresist is applied on the fifth interlayer insulating layer 46, the fifth and sixth via hole forming portions overlapping the upper surface of the third electrode 44 and the fourth plug 421 overlap each other. A plurality of exposed portions of the fifth interlayer insulating layer 46 corresponding to the eighth via hole forming portion overlapping with the seventh via hole forming portion and the upper surface of the second electrode 420 not overlapping with the third electrode 44. A photoresist pattern (not shown) having two openings is formed.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 5 층간절연층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 제 3 전극(44)의 표면을 노출시키는 제 5, 제 6 비어홀과 제 4 플러그(421)의 표면을 노출시키는 제 7 비어홀 및 제 2 전극(420)의 표면을 노출시키는 제 8 비어홀을 형성한 후, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거한다. 이때, 제 3 전극(44)의 표면을 노출시키는 제 5 비어홀과 제 6 비어홀 중 어느 하나를 생략하여 형성하지 아니할 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트패턴 형성단계에서 제 5 비어홀 또는 제 6 비어홀 형성부위를 노출시키지 않도록 하여 후속공정을 진행하면 제 5 비어홀과 제 6 비어홀 중 어느 하나를 형성하지 않을 수 있다. 이는 도면상에서 제 3 전극(44)이 서로 분리되어 있는 것처럼 도시되어 있으나 실제로 레이아웃상 서로 연결된 하나의 전극이기 때문이다.In addition, the fifth and sixth via holes and the fourth plugs 421 exposing the surface of the third electrode 44 by removing the fifth interlayer insulating layer, which is not protected by the photoresist pattern, by anisotropic etching such as dry etching. After forming the seventh via hole exposing the surface of the ()) and the eighth via hole exposing the surface of the second electrode 420, the photoresist pattern is removed by a method such as oxygen ashing. In this case, any one of the fifth via hole and the sixth via hole exposing the surface of the third electrode 44 may be omitted. That is, when the subsequent process is performed without exposing the fifth via hole or the sixth via hole forming portion in the photoresist pattern forming step, one of the fifth via hole and the sixth via hole may not be formed. This is because the third electrodes 44 are shown as if they are separated from each other in the drawing, but are actually one electrode connected to each other in layout.

그 다음, 제 5 내지 제 7 비어홀 및 제 8 비어홀을 완전히 매립하도록 텅스텐 등의 도전층을 제 5 층간절연층(46)상에 스퍼터링 등의 방법으로 형성한 다음, CMP 등의 평탄화공정을 실시하여 제 5 층간절연층(46)의 표면을 노출시키는 동시에 도전층을 제 5 내지 제 8 비어홀 내부에만 잔류시켜 잔류한 도전층으로 이루어진 제 5 플러그(470), 제 6 플러그(471), 제 7 플러그(472) 및 제 8 플러그(473)를 형성한다.Then, a conductive layer such as tungsten is formed on the fifth interlayer insulating layer 46 by sputtering or the like so as to completely fill the fifth to seventh via holes and the eighth via holes, and then planarization process such as CMP is performed. The fifth plug 470, the sixth plug 471, and the seventh plug made of the conductive layer remaining by exposing the surface of the fifth interlayer insulating layer 46 and remaining the conductive layer only inside the fifth to eighth via holes. 472 and an eighth plug 473 are formed.

그리고, 제 5 내지 제 8 플러그(470,471,472,473) 표면을 포함하는 제 5 층간절연층(46)상에 알루미늄 또는 텅스텐 등의 도전층을 증착한 후 포토리쏘그래피로 패터닝하여 제 5 내지 제 7 플러그(470,471,472)를 상호 전기적으로 연결하는 막대형태의 제 1 연결부전극(480)과 제 8 플러그(473)와 연결된 제 2 연결부전극(481)을 형성한다.Then, a conductive layer such as aluminum or tungsten is deposited on the fifth interlayer insulating layer 46 including the surfaces of the fifth to eighth plugs 470, 471, 472 and 473, and then patterned by photolithography to form the fifth to seventh plugs 470, 471, 472. ) To form a rod-shaped first connector electrode 480 and a second connector electrode 481 connected to the eighth plug 473.

따라서, 제 1 전극(391)과 제 3 전극(44)은 금속패드층(32) 및 제 1 연결부전극(480)을 통하여 상호 전기적으로 연결되고, 제 1 유전막(401)과 제 2 유전막(43)을 사이에 개재한 상태로 제 2 전극(420)과 대응하도록 형성되어 도전체/유전체/도전체로 이루어진 캐패시터 구성을 갖게 된다.Accordingly, the first electrode 391 and the third electrode 44 are electrically connected to each other through the metal pad layer 32 and the first connection electrode 480, and the first dielectric layer 401 and the second dielectric layer 43 ) Is formed so as to correspond to the second electrode 420 with the interposition between the two electrodes 420 and has a capacitor structure consisting of a conductor / dielectric / conductor.

즉, 제 1 전극(391) 및 제 3 전극(44)으로 이루어진 상부전극과 제 2 전극(420)으로 이루어진 하부전극 또는 그 반대구조로 이루어진 캐패시터를 완성하게 된다.That is, a capacitor having an upper electrode composed of the first electrode 391 and the third electrode 44 and a lower electrode composed of the second electrode 420 or the reverse structure thereof is completed.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 구조도로 각각 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ에 따라 바라본 단면도이다.5A to 5B are cross-sectional views taken along cut lines I-I 'and II-II of FIG. 3, respectively, of the MIM capacitor structure of the semiconductor device according to the present invention.

도 5a와 도 5b를 참조하면, 반도체 기판인 실리콘 기판(30)상에 제 1 층간절연층 내지 제 5 층간절연층(31, 33, 34, 37, 46)이 차례로 적층되어 형성되어 있고, 제 3 층간절연층(34)과 제 4 층간절연층(36) 사이에는 제 1 하드마스크층(36)이 개재되어 있으며, 제 4 층간절연층(37)과 제 5 층간절연층(46) 사이에는 제 2 하드마스크층(38)이 개재되어 있다.5A and 5B, first to fifth interlayer insulating layers 31, 33, 34, 37, and 46 are sequentially stacked on a silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate. A first hard mask layer 36 is interposed between the third interlayer insulating layer 34 and the fourth interlayer insulating layer 36, and between the fourth interlayer insulating layer 37 and the fifth interlayer insulating layer 46. The second hard mask layer 38 is interposed.

그리고, 제 1 하드마스크층(36)과 제 4 층간절연층(37) 및 제 2 하드마스크층(38)에는 레이아웃상 'ㄷ'자 형태의 제 1 트렌치가 형성되어, 제 1 트렌치의 내부 표면에는 제 1 전극(391), 제 1 유전막(401)이 소정 두께로 차례로 형성되고, 나머지 제 1 트렌치 부위를 제 2 전극(420)이 매립하고 있다. 이때, 제 2 전극(420)은 타 배선 형성을 위한 구리를 사용하는 다마신공정으로 형성될 수 있다.The first hard mask layer 36, the fourth interlayer insulating layer 37, and the second hard mask layer 38 are formed with a first trench having a 'c' shape in layout, thereby forming an inner surface of the first trench. The first electrode 391 and the first dielectric film 401 are sequentially formed in a predetermined thickness, and the second electrode 420 is filled with the remaining first trench portions. In this case, the second electrode 420 may be formed by a damascene process using copper for forming another wiring.

그리고, 제 2 마스크층(38)상에는 제 2 유전막(43)을 사이에 개재한 제 3 전극(44)이 레이아웃상 'ㄷ'자 형태의 제 2 전극(420)의 'I'부분의 좌측부분과 중첩되지 않고 'I'부분의 우측부위 및 'ㄷ'자의 나머지 부위와 중첩되도록 형성되어 있다.On the second mask layer 38, the third electrode 44 with the second dielectric layer 43 interposed therebetween is disposed on the left side of the 'I' portion of the second electrode 420 having a 'c' shape. It is formed so as not to overlap with the right portion of the 'I' portion and the remaining portion of the 'c'.

그 다음, 제 5 층간절연층(46)상에는 제 1 연결부전극(480)과 제 2 연결부전극(481)이 각각 이격되어 형성되어 있다.Next, the first connection electrode 480 and the second connection electrode 481 are formed on the fifth interlayer insulating layer 46 so as to be spaced apart from each other.

이때, 제 1 연결부전극(480)은 제 5 층간절연층(46)을 관통하며 제 3 전극(44)과 접촉하는 제 5 플러그(470) 및 제 6 플러그(471)를 통하여 연결되는 동시에, 제 7 플러그(472) 및 제 4 플러그(421)를 통하여 제 3 층간절연층(34)을 관통하며 금속패드층(32)과 접촉하는 제 3 플러그(352)와 전기적으로 연결된다.In this case, the first connection electrode 480 is connected through the fifth plug 470 and the sixth plug 471 through the fifth interlayer insulating layer 46 and in contact with the third electrode 44. The seventh plug 472 and the fourth plug 421 are electrically connected to the third plug 352 penetrating through the third interlayer insulating layer 34 and in contact with the metal pad layer 32.

또한, 제 1 전극(391)의 하부 표면은 제 3 층간절연층(34)에 형성된 제 1 내지 제2 플러그(350,351)를 통하여 금속패드층(32)과 전기적으로 연결된다. 이때, 제 3 층간절연층(34)에는 제 4 플러그(421)와 금속패드층(32)을 전기적으로 연결하는 제 3 플러그(352)가 형성되어 있다.In addition, the lower surface of the first electrode 391 is electrically connected to the metal pad layer 32 through the first to second plugs 350 and 351 formed on the third interlayer insulating layer 34. In this case, a third plug 352 is formed on the third interlayer insulating layer 34 to electrically connect the fourth plug 421 and the metal pad layer 32.

한편, 제 5 층간절연층(46)에는 제 3 전극(44)과 중첩하지 않는 제 2 전극(420)의 상부 표면과 전기적으로 접촉하는 제 8 플러그(473)가 형성되어, 상기 제 2 연결부전극(481)과 제 2 전극(420)을 전기적으로 연결한다.Meanwhile, an eighth plug 473 is formed on the fifth interlayer insulating layer 46 to be in electrical contact with the upper surface of the second electrode 420 that does not overlap with the third electrode 44. The 481 and the second electrode 420 are electrically connected to each other.

상기에서 제 5 플러그(470)와 제 6 플러그(471)는 제 3 전극(44)과 제 1 연결부전극(480)을 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들(470,471) 중 어느 하나를 생략하여도 캐패시터 소자의 동작에는 영향이 없다.Since the fifth plug 470 and the sixth plug 471 are for electrically connecting the third electrode 44 and the first connection electrode 480, one of the two plugs 470 and 471 may be omitted. Also, the operation of the capacitor element is not affected.

또한, 레이아웃상 도시되지는 않았지만, 제 1 플러그(350)와 제 2 플러그(351)도 제 1 전극(391)을 금속패드층(32)과 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들 중 어느 하나를 생략하여도 무방하다.In addition, although not shown in the layout, the first plug 350 and the second plug 351 are also used to electrically connect the first electrode 391 with the metal pad layer 32. May be omitted.

따라서, 본 발명은 기판상에 제 1 전극과 제 3 전극을 하나의 전극으로 이용하고 이들과 유전막을 상이에 개재한 제 2 전극을 타 전극으로 사용하여 제 2 전극의 하부면, 측면 및 상부면의 일부를 제외한 대부분을 캐패시터의 유효면적으로 이용하므로 평판구조의 MIM 캐패시터에 비교하여 정전용량 증가면에서 월등히 우수한 캐패시터를 제공하는 장점이 있다.Accordingly, the present invention uses the first electrode and the third electrode as one electrode on the substrate, and the lower electrode, the side surface, and the upper surface of the second electrode using the second electrode with the dielectric film interposed therebetween as the other electrode. Since most of them use the effective area of the capacitor except for a part of, there is an advantage of providing a capacitor which is superior in capacitance increase compared to the MIM capacitor of the flat plate structure.

Claims (15)

기판상에 차례로 형성된 제 1 내지 제 4 층간절연층과,First to fourth interlayer insulating layers sequentially formed on the substrate, 상기 제 3 층간절연층의 소정 부위에 평면상 하나의 개곡선 형태로 형성된 트렌치와,A trench formed in a planar shape on a predetermined portion of the third interlayer insulating layer; 상기 트렌치 내부 표면에만 형성된 제 1 전극과,A first electrode formed only on the trench inner surface; 상기 제 1 도전층상에 형성된 제 1 유전막과,A first dielectric layer formed on the first conductive layer, 상기 제 1 유전막상에 형성되어 상기 트렌치를 완전히 매립하는 제 2 전극과,A second electrode formed on the first dielectric layer and completely filling the trench; 상기 제 1 전극과 상기 제 1 유전막 및 상기 제 2 전극의 표면을 덮되 상기 제 2 전극의 일부 상부 표면에는 형성되지 않는 제 2 유전막과,A second dielectric layer covering surfaces of the first electrode, the first dielectric layer, and the second electrode, the second dielectric layer not being formed on a part of the upper surface of the second electrode; 상기 제 2 유전막을 덮는 제 3 전극과,A third electrode covering the second dielectric layer; 상기 제 2 층간절연층을 통하여 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 1 층간절연층상에 형성된 금속패드층과,A metal pad layer formed on the first interlayer insulating layer to be electrically connected to the first electrode through the second interlayer insulating layer; 상기 제 4 층간절연층을 관통하며 상기 제 3 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 연결부전극과,A first connector electrode penetrating the fourth interlayer insulating layer and electrically connected to the third electrode; 상기 제 4 내지 제 2 층간절연층을 관통하며 상기 제 1 연결부전극과 상기 금속패드층을 전기적으로 연결하는 플러그와,A plug penetrating the fourth to second interlayer insulating layers and electrically connecting the first connection electrode and the metal pad layer; 상기 제 4 층간절연층을 관통하며 상기 제 2 유전막이 형성되지 않은 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 4 층간절연층상에 형성된 제 2 연결부전극을 포함하여 이루어진 반도체장치의 캐패시터 구조,A capacitor structure of the semiconductor device comprising a second connection electrode formed on the fourth interlayer insulating layer to penetrate the fourth interlayer insulating layer and to be electrically connected to the second electrode on which the second dielectric layer is not formed; 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극은 캐패시터의 일전극을 이루고 상기 제 2 전극은 상기 캐패시터의 타전극을 이루어 상기 제 1 내지 제 2 유전막을 개재한 캐패시터소자를 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 구조.Wherein the first electrode and the third electrode form one electrode of the capacitor, and the second electrode forms the other electrode of the capacitor to form a capacitor element interposed between the first and second dielectric layers. rescue. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개곡선은 'ㄷ'자 형태인 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 구조.The open curve is a capacitor structure of the semiconductor device characterized in that the '' 'shape. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 3 층간절연층의 하부면과 상부면에는 제 1 하드마스크층과 제 2 하드마스크층이 각각 개재된 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 구조.And a first hard mask layer and a second hard mask layer respectively disposed on lower and upper surfaces of the third interlayer insulating layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 플러그의 일부와 상기 제 2 전극은 동일한 물질로 이루어져 상기 제 3 층간절연층에 형성된 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 구조.And a portion of the plug and the second electrode are formed of the same material and formed on the third interlayer insulating layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개곡선은 'S'자 형태인 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 구조.The open curve is a capacitor structure of the semiconductor device characterized in that the 'S' shape. 기판상에 형성된 제 1 절연층의 소정부위가 제거되어 형성된 'ㄷ'자 형태의 트렌치와,A trench having a 'c' shape formed by removing a predetermined portion of the first insulating layer formed on the substrate, 상기 트렌치의 내부 표면에 차례로 형성된 제 1 전극 및 제 1 유전막과,A first electrode and a first dielectric layer sequentially formed on an inner surface of the trench; 상기 트렌치를 매립하며 상기 제 1 유전막상에 형성된 제 2 전극과,A second electrode buried in the trench and formed on the first dielectric layer; 상기 제 2 전극의 좌측 상부 표면을 제외한 상기 트렌치와 중첩되도록 상기 제 2 전극과 오프셋되어 상기 제 2 전극상에 제 2 유전막을 개재하며 형성된 제 3 전극과,A third electrode which is offset from the second electrode so as to overlap the trench except for the upper left surface of the second electrode and is formed on the second electrode with a second dielectric layer interposed therebetween; 상기 제 2 전극과 소정거리 이격되어 상기 제 1 절연층상에 형성된 제 1 도전층패드와,A first conductive layer pad spaced apart from the second electrode by a predetermined distance and formed on the first insulating layer; 상기 제 1 도전층패드, 제 2 전극 및 제 3 전극을 포함하는 상기 제 1 절연층상에 형성된 제 2 절연층과,A second insulating layer formed on the first insulating layer including the first conductive layer pad, the second electrode, and the third electrode; 상기 제 1 도전층패드와 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하도록 상기 제 2 절연층상에 형성된 막대형 제 1 연결부전극과,A rod-shaped first connector electrode formed on the second insulating layer to electrically connect the first conductive layer pad and the third electrode; 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 2 절연층상에 형성된 된 제 2 연결부전극과,A second connection electrode formed on the second insulating layer to be electrically connected to the second electrode not overlapping with the third electrode; 상기 제 1 도전층패드와 상기 제 1 전극을 전기적으로 연결하도록 상기 제 1 도전층패드 및 상기 제 1 전극 하부의 상기 제 1 절연층 소정부위에 길게 형성된 제 2 도전층패드를 포함하여 이루어진 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.The semiconductor device includes a first conductive layer pad and a second conductive layer pad long formed at a predetermined portion of the first insulating layer under the first electrode to electrically connect the first conductive layer pad and the first electrode. Capacitor layout. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 제 2 도전층패드 및 상기 제 1 연결부전극은 제 1 콘택을 통하여 연결되고, 상기 제 3 전극과 상기 제 1 연결부전극은 제 2 콘택을 통하여 연결되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 도전층패드는 상기 제 2 콘택과 중첩되는 제 3 콘택을 통하여 연결되고, 상기 제 2 연결부전극은 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극의 소정부위와 중첩되는 부위에 형성된 제 4 콘택을 통하여 연결된 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.The second conductive layer pad and the first connecting electrode are connected through a first contact, the third electrode and the first connecting electrode are connected through a second contact, and the first electrode and the second conductive layer are connected to each other. The pad is connected through a third contact overlapping the second contact, and the second connection electrode is formed at a portion overlapping a predetermined portion of the second electrode that does not overlap with the second electrode and the third electrode. A capacitor layout of a semiconductor device characterized by being connected via four contacts. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 제 3 전극은 상기 제 2 전극과 일부 중첩된 상기 'ㄷ'자 형태의 평면구조를 갖도록 형성된 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.The third electrode is a capacitor layout of the semiconductor device, characterized in that formed to have a planar structure of the '' 'shape partially overlapping the second electrode. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 트렌치는 상기 'ㄷ'자 대신 'S'자 형태인 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 레이아웃.The trench is a capacitor layout of the semiconductor device, characterized in that the 'S' shape instead of the '' '. 기판상에 제 1 절연층을 형성하고 상기 제 1 절연층상에 제 1 방향으로 길게 달리는 금속층패드를 형성하는 단계와,Forming a first insulating layer on the substrate and forming a metal layer pad running in a first direction on the first insulating layer; 상기 금속층패드를 충분히 덮도록 상기 제 1 절연층상에 제 2 절연층을 형성하는 단계와,Forming a second insulating layer on the first insulating layer so as to cover the metal layer pad sufficiently; 상기 제 2 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 금속층패드의 소정 부위를 노출시키는 적어도 2개 이상의 제 1 비어홀 및 제 2 비어홀을 형성하는 단계와,Removing at least one portion of the second insulating layer to form at least two first via holes and second via holes exposing a predetermined portion of the metal layer pad; 상기 제 1 내지 제 2 비어홀을 도전체로 매립하는 제 1 플러그 및 제 2 플러그를 형성하는 단계와,Forming a first plug and a second plug to fill the first to second via holes with a conductor; 상기 제 1 내지 제 2 플러그를 덮는 제 3 절연층을 형성하는 단계와,Forming a third insulating layer covering the first to second plugs, 상기 제 3 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 1 플러그를 노출시키는 개곡선 형태의 트렌치를 형성하는 동시에 상기 제 2 플러그의 표면을 노출시키는 제 3 비어홀을 형성하는 단계와,Removing a predetermined portion of the third insulating layer to form a trench in the form of a curved line exposing the first plug and forming a third via hole exposing the surface of the second plug; 상기 트렌치를 완전히 매립하지 않도록 상기 트렌치 내부 표면에만 제 1 전극과 제 1 유전막을 차례로 형성하는 단계와,Sequentially forming a first electrode and a first dielectric layer only on the inner surface of the trench so as not to completely fill the trench; 상기 트렌치를 완전히 매립하고 상기 제 3 비어홀을 충전하도록 상기 제 1 유전막상과 상기 제 3 비어홀에 제 2 금속층을 동시에 형성하여 제 2 전극과 제 3 플러그를 각각 형성하는 단계와,Simultaneously forming a second metal layer on the first dielectric layer and the third via hole to completely fill the trench and fill the third via hole, respectively, forming a second electrode and a third plug; 상기 제 2 전극의 상부 표면 대부분과 중첩하되 상기 제 2 전극의 소정부위와는 일부 중첩되지 않도록 상기 트렌치 상부에 제 2 유전막과 제 3 전극을 차례로 형성하는 단계와,Sequentially forming a second dielectric layer and a third electrode on the trench so as to overlap most of the upper surface of the second electrode but not partially overlap with a predetermined portion of the second electrode; 상기 제 3 전극을 포함하는 상기 제 3 절연층상에 제 4 절연층을 형성하는 단계와,Forming a fourth insulating layer on the third insulating layer including the third electrode; 상기 제 4 절연층의 소정 부위를 제거하여 상기 제 3 전극 표면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 제 4 비어홀과 상기 제 3 플러그를 노출시키는 제 5 비어홀과 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극의 소정 부위를 노출시키는 제 6 비어홀을 형성하는 단계와,At least one fourth via hole exposing a surface of the third electrode by removing a predetermined portion of the fourth insulating layer and a fifth via hole exposing the third plug and the second electrode not overlapping with the third electrode. Forming a sixth via hole exposing the predetermined region; 상기 제 4 내지 제 5 비어홀을 매립하며 상기 제 3 전극과 상기 제 3 플러그를 전기적으로 연결하는 제 1 연결부전극을 상기 제 4 절연층상에 형성하고 상기 제 6 비어홀을 매립하도록 상기 제 4 절연층상에 제 2 연결부전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체장치의 캐패시터 제조방법.A first connection electrode is formed on the fourth insulating layer to fill the fourth to fifth via holes and electrically connects the third electrode and the third plug to the fourth insulating layer to fill the sixth via hole. A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device comprising the step of forming a second connection electrode. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 제 1 비어홀 및 제 2 비어홀을 형성하는 단계 이후,After forming the first via hole and the second via hole, 상기 제 3 절연층의 하부면과 상부면에 제 1 하드마스크층과 제 2 하드마스크층을 각각 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.And forming a first hard mask layer and a second hard mask layer on the lower and upper surfaces of the third insulating layer, respectively. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 플러그는 다마신 공정으로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.And said second electrode and said third plug are formed by a damascene process. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 개곡선 형태의 트렌치는 평면상 'ㄷ'자 형태로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.The trench of claim 1, wherein the trench is formed in a planar 'c' shape. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 개곡선 형태의 트렌치는 평면상 'S자 형태로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.The trench of claim 1, wherein the trench has a planar 'S' shape.
KR10-2001-0005643A 2001-02-06 2001-02-06 Structure of capacitor in semiconductor device and fabricating method thereof KR100499395B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0005643A KR100499395B1 (en) 2001-02-06 2001-02-06 Structure of capacitor in semiconductor device and fabricating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0005643A KR100499395B1 (en) 2001-02-06 2001-02-06 Structure of capacitor in semiconductor device and fabricating method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020065219A true KR20020065219A (en) 2002-08-13
KR100499395B1 KR100499395B1 (en) 2005-07-07

Family

ID=27693443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0005643A KR100499395B1 (en) 2001-02-06 2001-02-06 Structure of capacitor in semiconductor device and fabricating method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100499395B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786427A (en) * 1993-09-10 1995-03-31 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacture
JPH07193141A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Toshiba Corp Semiconductor storage
JP2000174227A (en) * 1998-12-02 2000-06-23 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
US6072210A (en) * 1998-12-24 2000-06-06 Lucent Technologies Inc. Integrate DRAM cell having a DRAM capacitor and a transistor
JP2001068647A (en) * 1999-08-30 2001-03-16 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
KR100499395B1 (en) 2005-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5568494B2 (en) Integrated circuit capacitor structure
US7402889B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100675303B1 (en) Semiconductor device having self-aligned contact and method of forming the same
JP2000196038A5 (en)
US6448134B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
US20060138561A1 (en) Semiconductor device having raised cell landing pad and method of fabricating the same
KR20000023287A (en) Non-volatile semiconductor memory and fabricating method therefor
US6656814B2 (en) Methods of fabricating integrated circuit devices including distributed and isolated dummy conductive regions
KR100273987B1 (en) Dynamic random access memory device and manufacturing method thereof
US7825497B2 (en) Method of manufacture of contact plug and interconnection layer of semiconductor device
KR100881488B1 (en) Semiconductor device having mim capacitor and method of manufacturing the same
JP2001168285A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP4118202B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4573784B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN101312198B (en) Semiconductor device
KR100499395B1 (en) Structure of capacitor in semiconductor device and fabricating method thereof
KR100642464B1 (en) Metal-Insulator-Metal capacitor having high capacitance and method of fabricating the same
KR20020066090A (en) Method of fabricating a capacitor in a semiconductor device
KR100366620B1 (en) Semiconductor memory device having a self-aligned contact and fabricating method thereof
JP2001339048A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US20240008260A1 (en) Semiconductor devices having contact plugs
JP3398056B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100571401B1 (en) Method for fabricating capacitor of semiconductor device
KR100591171B1 (en) Metal insulator metal capacitor and manufacturing method thereof
JP3153802B2 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
N231 Notification of change of applicant
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20030528

Effective date: 20050428

Free format text: TRIAL NUMBER: 2003101002074; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20030528

Effective date: 20050428

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130524

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140519

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150518

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160518

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180517

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190516

Year of fee payment: 15