KR20020066090A - Method of fabricating a capacitor in a semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a capacitor of a semiconductor device is provided to remarkably increase capacitance as compared with a metal-insulator-metal(MIM) capacitor, by using the first and third electrodes as one electrode and by using the second electrode interposed between the one electrode and a dielectric layer as the other electrode. CONSTITUTION: The first interlayer dielectric(31) is formed on a substrate(30). The first metal layer pad is formed on the first interlayer dielectric. The second interlayer dielectric(33) is formed to sufficiently cover the first metal layer pad. A predetermined portion of the second interlayer dielectric is removed to form at least two first and second via holes. The first and second plugs are formed. The first electrode(35), the first dielectric layer(36) and the second electrode(370) are sequentially formed on the second interlayer dielectric. The second dielectric layer(38) is formed on the second electrode, covering the exposed surface of the second electrode and exposing a partial surface of the second electrode. The third electrode(39) is formed only on the second dielectric layer. The third interlayer dielectric(40) is formed. A predetermined portion of the third interlayer dielectric is removed to form a plurality of via holes. The third plug contacting the third electrode, the fourth plug(411) contacting the second plug and the fifth plug not overlapping the third electrode and contacting the second electrode are formed in the via holes, respectively. The first connecting electrode(420) electrically connecting the third and fourth plugs and the second connecting electrode(421) electrically connected to the fifth plugs are formed.

Description

반도체장치의 캐패시터 제조방법{Method of fabricating a capacitor in a semiconductor device}Method of fabricating a capacitor in a semiconductor device

본 발명은 제 2 전극의 하부면에 제 1 전극을 형성하고 제 2 전극의 상부 및 측면의 대부분 표면과 중첩되도록 제 3 전극을 형성하여 제 2 전극과 제 1 및 제 3 전극의 중첩부에 유전막을 개재하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법에 관한 것이다.The present invention forms a first electrode on the lower surface of the second electrode and forms a third electrode so as to overlap most surfaces of the upper and side surfaces of the second electrode, so that the dielectric film is formed in the overlapping portion of the second electrode and the first and third electrodes. The present invention relates to a method for manufacturing a MIM capacitor of a semiconductor device, which maximizes the capacitance effective area of a capacitor and contributes 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.

그러나, 종래 기술에 따른 MIM 캐패시터를 제조방법은 기판상에서 평판형 캐패시터의 일부 표면만을 유효면적으로 이용하므로 캐패시터가 차지하는 면적이 증가되어 집적도 감소에 불리하다.However, the method of manufacturing a MIM capacitor according to the prior art uses only a part of the surface of the flat plate capacitor on the substrate as the effective area, so that the area occupied by the capacitor is increased, 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, 상기절연막(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 전극의 일면만을 유효면적으로 이용하므로 유효면적 증가의 측면에서 불리하여 MIM 구조 캐패시터의 경우 요구되는 정전용량을 확보하기 곤란한 문제점이 있다.However, the capacitor having such a structure uses only one surface of the electrode as the effective area, which is disadvantageous in terms of increasing the effective area, and thus, it is difficult to secure the required capacitance in the case of the MIM structure capacitor.

따라서, 본 발명의 목적은 제 2 전극의 하부면에 제 1 전극을 형성하고 제 2 전극의 상부 및 측면의 대부분 표면과 중첩되도록 제 3 전극을 형성하여 제 2 전극과 제 1 및 제 3 전극의 중첩부에 유전막을 개재하여 캐패시터의 정전용량 유효면적을 최대화하여 소자의 집적도 증가에 기여하도록 한 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form a first electrode on the lower surface of the second electrode and to form a third electrode so as to overlap most surfaces of the upper and side surfaces of the second electrode, thereby forming the second electrode and the first and third electrodes. The present invention provides a method of manufacturing a MIM capacitor of a semiconductor device in which a dielectric film is provided in an overlapping portion to maximize the capacitance effective area of the capacitor, thereby contributing to an increase in device integration.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 캐패시터 제조방법은 기판상에 제 1 층간절연층을 형성하고 상기 제 1 절연층상에 제 1 방향으로 소정의 길이를 가지며 길게 달리는 제 1 금속층패드를 형성하는 단계와, 상기 제 1 금속층패드를 충분히 덮도록 상기 제 1 층간절연층상에 제 2 층간절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 금속층패드의 소정 부위를 노출시키는 적어도 2개 이상의 제 1 비어홀 및 제 2 비어홀을 소정간격 이격되게 형성하는 단계와, 상기 제 1 내지 제 2 비어홀을 도전체로 매립하는 제 1 플러그 및 제 2 플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 2 플러그와 이격되고 상기 제 1 플러그와 접촉하며 지그재그 형태의 제 1 전극, 제 1 유전막, 제 2 전극을 상기 제 2 층간절연층상에 차례로 형성하는 단계와, 상기 제 2 전극의 노출된 표면을 덮되 상기 제 2 전극의 일부 표면을 노출시키는 제 2 유전막을 상기 제 2 전극상에 형성하는 단계와, 상기 제 2 유전막상에만 제 3 전극을 형성하는 단계와. 상기 제 3 전극 및 상기 제 2 전극을 덮는 제 2 층간절연층을 상기 제 2 층간절연층상에 형성하는 단계와, 상기 제 3 층간절연층의 소정부위를 제거하여 다수개의 비어홀을 형성하고 상기 제 3 전극과 접촉하는 제 3 플러그와, 상기 제 2 플러그와 접촉하는 제 4 플러그와, 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극과 접촉하는 제 5 플러그를 상기 다수개의 비어홀에 각각 형성하는 단계와, 상기 제 3 플러그와 상기 제 4 플러그를 전기적으로 연결하는 제 1 연결부전극과 상기 제 5 플러그와 전기적으로 연결되는 제 2 연결부전극을 상기 제 3 층간절연층상에 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.A method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above objects is to form a first interlayer insulating layer on a substrate and to run a first metal layer pad having a predetermined length in a first direction on the first insulating layer and running long. Forming a second interlayer insulating layer on the first interlayer insulating layer to sufficiently cover the first metal layer pad, and removing a predetermined portion of the second insulating layer to remove a predetermined portion of the metal layer pad. Forming at least two or more first via holes and second via holes to be exposed at predetermined intervals; forming a first plug and a second plug to fill the first to second via holes with a conductor; A second electrode spaced apart from the second plug and in contact with the first plug, in which a zigzag first electrode, a first dielectric film, and a second electrode are sequentially formed on the second interlayer insulating layer; Forming a second dielectric film on the second electrode, the second dielectric film covering the exposed surface of the second electrode but exposing a part surface of the second electrode; and forming a third electrode only on the second dielectric film. With the steps. Forming a second interlayer insulating layer covering the third electrode and the second electrode on the second interlayer insulating layer, and removing a predetermined portion of the third interlayer insulating layer to form a plurality of via holes, and Forming a third plug in contact with an electrode, a fourth plug in contact with the second plug, and a fifth plug in contact with the second electrode not overlapping with the third electrode in the plurality of via holes, respectively; And forming a first connection part electrode electrically connecting the third plug and the fourth plug and a second connection part electrode electrically connected to the fifth plug on the third interlayer insulating layer.

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 6b는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법을 도시한 공정단면도로서 각각 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ에 따라 바라본 단면도4A through 6B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MIM capacitor of a semiconductor device according to the present invention, taken along cut lines I-I 'and II-II of FIG. 3, respectively.

반도체소자의 집적도가 더욱 증가함에 따라 아날로그 반도체소자에서 캐패시터가 차지하는 면적비율은 상대적으로 증가한다. 이러한 캐패시터가 차지하는 면적비율을 감소시키기 위하여 고유전율을 갖는 유전체로 유전막을 형성하거나 스택(stack) 또는 트렌치(trench) 형태의 구조를 갖도록 캐패시터 면적을 감소시키는 방안이 주를 이루고 있다.As the degree of integration of semiconductor devices further increases, the area ratio of capacitors in analog semiconductor devices increases relatively. In order to reduce the area ratio occupied by such a capacitor, a method of forming a dielectric film with a dielectric having a high dielectric constant or reducing a capacitor area to have a stack or trench structure is mainly used.

그러나, 고유전율을 갖는 유전체는 누설전류특성 문제에서 불리하고 장비추가 등으로 제조원가 상승의 원인이 되며 스택 또는 트렌치 등의 형태로 캐패시터를 제조할경우 공정이 복잡하여 반도체소자 제조수율이 감소하게 된다.However, the dielectric having high dielectric constant is disadvantageous in the problem of leakage current characteristics and causes an increase in manufacturing cost due to the addition of equipment. When manufacturing a capacitor in the form of a stack or a trench, the manufacturing process is complicated and the semiconductor device manufacturing yield is reduced.

따라서, 본 발명에서는 반도체소자에서 사용되는 금속배선의 일부를 캐패시터의 일전극으로 이용하고, 그 금속배선의 표면을 절연막으로 덮고 다시 그 절연막 상에 타전극을 형성하여 MIM 구조의 캐패시터를 제조한다.Accordingly, in the present invention, a part of the metal wiring used in the semiconductor device is used as one electrode of the capacitor, the surface of the metal wiring is covered with an insulating film, and another electrode is formed on the insulating film to manufacture a capacitor having a MIM structure.

즉, 본 발명에서는 금속배선의 일부를 캐패시터의 일전극으로 이용하며 이러한 일전극의 하부면, 상부면, 측면의 대부분을 유효면적으로 이용하므로 종래의 평판형 캐패시터에 비하여 캐패시터 점유면적을 감소시켜 아날로그 등의 반도체소자의 집적도를 크게 향상시키고, 또한, 종래 기술에서 사용되는 층간절연막 및 패시베이션용으로 사용되는 절연막들을 유전막으로 사용하여 별도의 장비투자비용 없이 생산성을 향상시킬 수 있고 별도의 튜닝(tuning)없이 기존의 층간배선형성공정의 플로우를 그대로 유지할 수 있어 공정플로우 측면에서도 유리하다.That is, in the present invention, a part of the metal wiring is used as one electrode of the capacitor, and the lower surface, the upper surface, and the side surface of the one electrode are used as the effective area, so that the capacitor occupied area is reduced compared to the conventional flat capacitor, thereby reducing the analog. Increasing the integration degree of semiconductor devices, etc., and also using the insulating film used for the interlayer insulating film and passivation used in the prior art as a dielectric film can improve the productivity without additional equipment investment cost, and additional tuning (tuning) It is also advantageous in terms of process flow as it can maintain the flow of the existing interlayer wiring process without any change.

본 발명은 반도체장치 제조공정중 소자의 전기적 연결을 위한 배선의 일부를 캐패시터의 전극을 형성할 경우 캐패시터 전극이 될 배선 일부의 표면을 유전막 등의 절연체로 덮고 이러한 유전막을 다시 금속박막으로 덮어 MIM 구조의 캐패시터를 제조하는 방법에 관한 것이다.According to the present invention, when a part of the wiring for the electrical connection of a device is formed in the semiconductor device manufacturing process, the surface of the part of the wiring to be the capacitor electrode is covered with an insulator such as a dielectric film, and the dielectric film is covered with a metal thin film again to form a MIM structure. It relates to a method of manufacturing a capacitor.

본 발명에 따라 제조되는 MIM 캐패시터는 일반적인 반도체장치 제조공정의 층간절연층상에 형성되는 금속배선공정의 조정없이 기존의 공정 플로우를 채택하여 종래의 평판형 캐패시터에 비하여 적은 면적으로 대용량을 갖는 캐패시터의 구현을 가능하게 한다.The MIM capacitor manufactured according to the present invention employs a conventional process flow without adjustment of a metal wiring process formed on an interlayer insulating layer of a general semiconductor device manufacturing process to implement a capacitor having a large capacity in a smaller area than a conventional flat plate capacitor. To make it possible.

본 발명은 필터회로, VCO(voltage controlled oscillator) 등의 반도체장치에서 요구되는 캐패시터 제조방법을 제공한다.The present invention provides a capacitor manufacturing method required in a semiconductor device such as a filter circuit and a voltage controlled oscillator (VCO).

즉, 본 발명에서는 Al, TiN 등의 금속을 캐패시터의 일전극으로 이용하는데 있어서 금속배선을 캐패시터의 일전극으로 이용하고 이러한 금속배선의 상부, 하부 및 측면의 대부분 표면을 절연막으로 덮는 구조의 MIM 구조의 캐패시터를 제조하므로 종래 기술의 평판 구조에 비하여 상대적으로 적은 면적으로 소자에서 요구되는 정전용량을 확보하여 반도체장치의 집적도를 향상시킨다.That is, in the present invention, when using a metal such as Al, TiN, etc. as one electrode of the capacitor, the MIM structure has a structure in which the metal wiring is used as one electrode of the capacitor and most of the upper, lower and side surfaces of the metal wiring are covered with an insulating film. Since the capacitor is manufactured, the required capacitance of the device is secured in a relatively small area compared with the flat plate structure of the prior art, thereby improving the integration degree of the semiconductor device.

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 3 층간절연층(도시안함)이 차례로 적층되어 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a first interlayer insulating layer (not shown) to a third interlayer insulating layer (not shown) are sequentially formed on a silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate.

제 2 층간절연층에는 'ㄷ'자 형태의 제 1 유전막(도시안함) 및 제 1 전극(도시안함), 제 1 유전막(도시안함), 제 2 전극(370)이 동일한 패턴으로 형성되어 있다.The first dielectric layer (not shown), the first electrode (not shown), the first dielectric layer (not shown), and the second electrode 370 having a '-' shape are formed in the second interlayer insulating layer in the same pattern.

그리고, 제 2 전극(370)의 표면은 제 2 유전막(도시안함)을 사이에 개재한 제 3 전극(39)이 'ㄷ'자 형태의 제 2 전극(370)의 'I'부분의 도면상 좌측부분과 중첩되지 않고 'I'부분의 우측부위 및 'ㄷ'자의 나머지 부위와 중첩되도록 형성되어 있다.In addition, the surface of the second electrode 370 is a view of the 'I' portion of the second electrode 370 having a 'c' shape with the third electrode 39 interposed between the second dielectric layer (not shown). It does not overlap with the left part and is formed to overlap the right part of the 'I' part and the rest of the 'c' part.

그 다음, 제 3 층간절연층상에는 제 1 연결부전극(420)과 제 2 연결부전극(421)이 각각 이격되어 형성되어 있다.Next, the first connecting electrode 420 and the second connecting electrode 421 are formed on the third interlayer insulating layer to be spaced apart from each other.

이때, 제 1 연결부전극(420)은 제 3 층간절연층을 관통하며 제 3 전극(39)과 접촉하는 제 3 플러그(410) 및 제 4 플러그(411)를 통하여 연결되는 동시에, 제 3 층간절연층을 관통하며 제 2 금속패드층(371)과 접촉하는 제 5 플러그(412)와 전기적으로 연결된다.In this case, the first connection electrode 420 is connected through the third plug 410 and the fourth plug 411 through the third interlayer insulating layer and in contact with the third electrode 39. The fifth plug 412 is electrically connected to the second metal pad layer 371 through the layer.

또한, 제 1 전극(35)의 하부 표면은 제 2 층간절연층에 형성된 제 1 내지 제 2 플러그(340,341)를 통하여 제 1 금속패드층(32)과 전기적으로 연결된다.In addition, a lower surface of the first electrode 35 is electrically connected to the first metal pad layer 32 through first to second plugs 340 and 341 formed on the second interlayer insulating layer.

한편, 제 3 층간절연층에는 제 3 전극(39과 중첩하지 않는 제 2 전극(370)의 상부 표면과 전기적으로 접촉하는 제 6 플러그(413)가 형성되어, 상기 제 2 연결부전극(421)과 제 2 전극(370)을 전기적으로 연결한다.Meanwhile, a sixth plug 413 is formed on the third interlayer insulating layer to electrically contact the upper surface of the second electrode 370 that does not overlap with the third electrode 39. The second electrode 370 is electrically connected.

상기에서 제 3 플러그(410)와 제 4 플러그(411)는 제 3 전극(39)과 제 1 연결부전극(420)을 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들(410,411) 중 어느 하나를 생략하여도 캐패시터 소자의 동작에는 영향이 없다.Since the third plug 410 and the fourth plug 411 are for electrically connecting the third electrode 39 and the first connection electrode 420, one of the two plugs 410 and 411 may be omitted. Also, the operation of the capacitor element is not affected.

또한, 제 2 금속층패드(371)는 제 5 플러그(412)와 제 2 플러그(341)를 전기적으로 연결하기 위한 것이므로 두 개의 플러그들(412,341)간의 중첩마진 및 전기적 연결이 확보되면 생략할 수 도 있다.In addition, since the second metal layer pad 371 is for electrically connecting the fifth plug 412 and the second plug 341, the overlapping margin and electrical connection between the two plugs 412 and 341 may be omitted. have.

도 4a 내지 도 6b는 본 발명에 따른 반도체장치의 MIM 캐패시터 제조방법을 도시한 공정순서에 따른 단면도로서 도 4a 및 도 4b와 도 6a 및 도 6b는 각각 도 3의 절단선 Ⅰ-Ⅰ' 및 Ⅱ-Ⅱ에 따라 바라본 단면도이고, 도 5는 상기 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 것이다.4A through 6B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MIM capacitor of a semiconductor device according to the present invention. FIGS. 4A and 4B and FIGS. 6A and 6B are cut lines I-I 'and II of FIG. 3, respectively. Fig. 5 is a cross sectional view taken along the line II, and Fig. 5 is taken along the line II-II '.

도 4a와 도 4b를 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 제 1 금속패드층(32)을 형성한다. 이때, 제 1 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. 즉, 제 1 금속패드층(32)은 적어도 후속공정에서 형성될 제 2 금속패드층, 제 1 전극 및 제 3 전극과 소정 부분이 중첩될 수 있는 형태로 형성한다.4A and 4B, after forming a first interlayer insulating layer 31 for insulation on a silicon substrate 30, which is a semiconductor substrate, using an insulator such as an oxide film, a first metal layer is deposited thereon, and then a photo. The first metal pad layer 32 is formed of the remaining first metal layer 32 by patterning by lithography. At this time, the layout of the first metal pad layer 32 is formed to have a form capable of electrically connecting the first electrode and the third electrode of the capacitor to be formed in a subsequent process, and in the embodiment of the present invention, the cutting line I of FIG. It has a rectangular shape around -I '. That is, the first metal pad layer 32 is formed in such a manner that a predetermined portion may overlap with the second metal pad layer, the first electrode, and the third electrode to be formed at least in a subsequent process.

그리고, 제 1 금속패드층(32)을 덮도록 제 2 층간절연층(33)을 제 1 층간절연층(31)상에 형성한다. 이때, 제 2 층간절연층(33)의 표면의 평탄화를 위하여 CMP(chemical mechanical polishing)로 평탄화공정을 실시할 수 있다.A second interlayer insulating layer 33 is formed on the first interlayer insulating layer 31 so as to cover the first metal pad layer 32. At this time, the planarization process may be performed by chemical mechanical polishing (CMP) to planarize the surface of the second interlayer insulating layer 33.

그 다음, 제 2 층간절연층(33)에 건식식각 등의 비등방성식각을 이용하는 포토리쏘그래피(photolithography)를 실시하여 제 1 금속패드층(32)의 소정 부위를 노출시키는 제 1 비어홀과 제 2 비어홀을 형성한다. 이때, 제 1 비어홀과 제 2 비어홀은 다음과 같은 방법으로 형성한다. 먼저, 제 2 층간절연층(33)상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상을 실시하여 도 3의 레이아웃의 절단선 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 소정 간격 이격되고 상기 제 1 금속패드층(32)과 중첩되는 제 2 층간절연층의 표면을 각각 노출시키는 두 개의 개구부를 갖는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한 다음, 노출된 제 2 층간절연층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 제 1 금속패드층(32)의 표면을 노출시키는 제 1 비어홀과 제 2 비어홀을 형성한다.Next, the first via hole and the second to expose a predetermined portion of the first metal pad layer 32 by performing photolithography using anisotropic etching such as dry etching on the second interlayer insulating layer 33. Form a via hole. At this time, the first via hole and the second via hole are formed as follows. First, after the photoresist is applied on the second interlayer insulating layer 33, exposure and development are performed, and the first metal pad layer 32 is spaced a predetermined distance along the cutting line I-I 'of the layout of FIG. ) And a photoresist pattern (not shown) having two openings each exposing the surface of the second interlayer insulating layer that overlaps the layer). Then, the exposed second interlayer insulating layer is removed by anisotropic etching such as dry etching. A first via hole and a second via hole exposing the surfaces of the first metal pad layer 32 are formed.

따라서, 제 1 비어홀은 후속공정에서 형성되는 제 1 전극과 제 1 금속패드층(32)을 전기적으로 연결하는 제 1 플러그(340) 형성부위가 되고, 제 2 비어홀은 제 1 금속패드층(32)과 제 3 전극을 전기적으로 연결하는 제 2 플러그(341) 형성부위가된다.Accordingly, the first via hole becomes a first plug 340 forming portion electrically connecting the first electrode and the first metal pad layer 32 formed in a subsequent process, and the second via hole is the first metal pad layer 32. ) And a second plug 341 forming portion electrically connecting the third electrode.

포토레지스트패턴을 산소 애슁(O2ahing)등의 방법으로 제거한 다음, 제 1 비어홀과 제 2 비어홀을 충분히 매립하도록 제 2 층간절연층(33)상에 텅스텐 등의 금속으로 도전층을 형성한 후 CMP 등의 방법으로 제 2 층간절연층(32)의 표면을 노출시켜 제 1 비어홀과 제 2 비어홀에만 잔류한 제 1 플러그(340)와 제 2 플러그(341)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 second interlayer insulating layer 33 to sufficiently fill the first and second via holes. The first plug 340 and the second plug 341 remaining only in the first via hole and the second via hole are formed by exposing the surface of the second interlayer insulating layer 32 by CMP or the like.

그리고, 노출된 제 1 플러그(340)와 제 2 플러그(341)의 표면과 접촉하도록 제 2 층간절연층(33)상에 제 1 전극(35)으로 이용될 제 1 금속층(35)을 증착하여 형성한다. 이때, 제 1 금속층은 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition)으로 Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta 등을 약 100-3000Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있다.The first metal layer 35 to be used as the first electrode 35 is deposited on the second interlayer insulating layer 33 so as to contact the surfaces of the exposed first plug 340 and the second plug 341. Form. In this case, the first metal layer may be formed by depositing Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta, or the like with a thickness of about 100-3000 kPa by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).

그 다음, 제 1 금속층상에 제 1 유전막(36)으로 이용될 제 1 절연막(36)을 소정 두께로 형성한다. 이때, 제 1 절연막은 PVD 또는 CVD 방식으로 SiOx, SiOxN1-x, SiN, Ta2O5등의 절연체를 약 100-2000Å의 두께로 증착하여 형성한다.Next, a first insulating film 36 to be used as the first dielectric film 36 is formed on the first metal layer to a predetermined thickness. In this case, the first insulating film is formed by depositing an insulator such as SiO x , SiO x N 1-x , SiN, Ta 2 O 5 , or the like by a PVD or CVD method to a thickness of about 100-2000 μs.

그리고, 제 1 절연막(36)상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 제 1 절연막의 소정 부위를 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이때, 포토레지스트패턴은 캐패시터의 제 1 전극 형성부위를 정의하도록 제 1 플러그(340) 및 제 2 플러그(341)와 일부 중첩되는 'ㄷ'자, 'ㄹ'자 또는 'S'자 등의 지그재그(jig jag) 형태를 갖도록 레이아웃을 결정한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 'ㄷ'자 또는 'S'자 등의 형태로 제 1 전극 형성부위를 정의하였으나 그 외에도 다양한 개곡선 형태로 캐패시터 하부전극의 표면적을 극대화할 수 있도록 형성될 수 있음은 물론이다.After the photoresist is applied onto the first insulating film 36, exposure and development are performed to form a photoresist pattern (not shown) that exposes a predetermined portion of the first insulating film. At this time, the photoresist pattern is zigzag, such as 'c' character, 'r' character or 's' character partially overlapping the first plug 340 and the second plug 341 so as to define the first electrode forming portion of the capacitor. Determine the layout to have a (jig jag) shape. 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, it may be formed to maximize the surface area of the lower electrode of the capacitor in various curved shapes. Of course.

그 다음, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 제 1 절연막과 제 1 금속층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 차례로 제거하여 제 2 층간절연층의 소정 부위를 노출시킨 후 포토레지스트패턴을 제거한다.Next, the first insulating film and the first metal layer of the portion not protected by the photoresist pattern are sequentially removed by anisotropic etching such as dry etching to expose a predetermined portion of the second interlayer insulating layer, and then the photoresist pattern is removed.

따라서, 제 2 층간절연층(33)상에는, 예를 들면, 'ㄷ'자 형태의 제 1 전극(35) 및 그(35)와 동일한 레이아웃 패턴을 갖는 제 1 유전막(36)이 형성되며, 제 1 전극은 제 1 플러그(340)를 통하여 제 1 금속층패드(32)와 전기적으로 연결되고, 또한, 제 2 플러그(341)의 상부 표면이 다시 노출된다.Therefore, on the second interlayer insulating layer 33, for example, a first electrode 35 having a 'c' shape and a first dielectric film 36 having the same layout pattern as the 35 are formed. The first electrode is electrically connected to the first metal layer pad 32 through the first plug 340, and the upper surface of the second plug 341 is exposed again.

그리고, 제 2 유전막(36) 및 제 2 플러그(341) 표면을 덮도록 제 2 전극(370) 및 제 2 금속층패드(371) 형성용 제 2 금속층(370,371)을 제 2 층간절연층(33)상에 소정 두께로 형성한다. 이때, 제 2 금속층은 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition)으로 Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta 등을 약 100-3000Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있으며, 이러한 제 2 금속층은 타 금속배선을 형성하기 위한 배선층 형성공정을 이용하여 형성할 수 있다.The second interlayer insulating layer 33 includes second metal layers 370 and 371 for forming the second electrode 370 and the second metal layer pad 371 so as to cover the surfaces of the second dielectric layer 36 and the second plug 341. It is formed in a predetermined thickness on the phase. In this case, the second metal layer may be formed by depositing Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta, or the like with a thickness of about 100-3000Å by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD). The second metal layer may be formed using a wiring layer forming process for forming another metal wiring.

그 다음, 제 2 금속층상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 이전공정에서 형성된 제 1 전극(35) 및 제 유전막(36)과 동일한 패턴을 갖고, 또한, 제 2 플러그(341)와 충분한 여유를 가지며 중첩되는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 제 2 플러그(341)와 중첩되는 영역을 덮는 포토레지스트패턴 부위를 레이아웃상 사각형 형태로 형성하였으나 제 1 플러그(341)와의 전기적연결을 위한 접촉부 형성을 위한 충분한 중첩마진을 갖는 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.Next, after the photoresist is applied on the second metal layer, exposure and development are performed to have the same pattern as the first electrode 35 and the dielectric film 36 formed in the previous step, and the second plug 341 is also provided. A sufficient photoresist pattern (not shown) is formed. At this time, in the embodiment of the present invention, the photoresist pattern portion covering the region overlapping with the second plug 341 is formed in a rectangular shape on the layout, but sufficient overlap margin for forming a contact portion for electrical connection with the first plug 341 is provided. Of course, it can be formed in various forms having a.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 제 2 금속층을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 제 1 유전막(360상에 제 2 전극(370)을 형성하는 동시에 제 2 플러그(341)와 전기적으로 접촉하는 제 2 금속층패드(371)를 형성한다.The second metal layer, which is not protected by the photoresist pattern, is removed by anisotropic etching, such as dry etching, to form the second electrode 370 on the first dielectric layer 360 and to be in electrical contact with the second plug 341. The second metal layer pad 371 is formed.

상기 공정에서 제 2 금속층패드(371)의 역할은 제 2 플러그(341)와 후속공정에서 형성될 제 5 플러그(412)와의 전기적 연결을 위한 것이므로, 제 5 플러그와 제 2 플러그(371)의 전기적연결을 확보할 수 있는 경우 그(371) 형성을 생략할 수 있다. 따라서, 제 2 전극(370) 형성을 위한 포토리쏘그래피공정에서 제 2 금속층을 제 2 유전막(36)상에만 잔류시키고 나머지 영역에서는 모두 제거되도록 진행할 수 있다.Since the role of the second metal layer pad 371 in the above process is for electrical connection between the second plug 341 and the fifth plug 412 to be formed in a subsequent process, the fifth plug and the second plug 371 may be electrically connected. If the connection can be secured, the formation of the 371 can be omitted. Therefore, in the photolithography process for forming the second electrode 370, the second metal layer may be left only on the second dielectric layer 36 and removed in the remaining regions.

그 다음, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거하여 제 2 전극(370)과 제 2 금속층패드(371)의 상부 표면을 노출시킨다.Next, the photoresist pattern is removed by a method such as oxygen ashing to expose the top surfaces of the second electrode 370 and the second metal layer pad 371.

도 5는 상기 도 4a 및 도 4b의 공정 단계 이후 진행되는 후속 공정 단계로, 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.FIG. 5 is a sectional view taken along the cutting line II-II 'of FIG. 3 as a subsequent process step which is performed after the process steps of FIGS. 4A and 4B.

도 5를 참조하면, 제 2 전극(370) 표면을 포함하는 제 2 층간절연층(33) 상에 제 2 유전막(38)으로 이용될 제 2 절연막을 형성한다. 이때, 제 2 절연막은 PVD 또는 CVD 방식으로 SiOx, SiOxN1-x, SiN, Ta2O5등의 절연체를 약 100-2000Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, a second insulating layer to be used as the second dielectric layer 38 is formed on the second interlayer insulating layer 33 including the surface of the second electrode 370. In this case, the second insulating layer may be formed by depositing an insulator such as SiOx, SiO x N 1-x , SiN, Ta 2 O 5 , or the like by using a PVD or CVD method.

그리고, 제 2 절연막 상에 캐패시터의 일전극으로 제 3 전극을 형성하기 위한 박막을 제 3 금속층을 형성한다. 이때, 제 3 금속층은 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition)으로 Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta 등을 약 100-3000Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있다.Then, a third metal layer is formed on the second insulating film to form a thin film for forming the third electrode as one electrode of the capacitor. In this case, the third metal layer may be formed by depositing Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta, or the like with a thickness of about 100-3000 kPa by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).

그 다음, 제 3 금속층 상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 제 2 전극(370)의 레이아웃상 대부분의 영역을 소정의 여유공간을 가지며 충분히 중첩되되 제 1 플러그(340)와 중첩되지 않는 반대편의 상기 제 2 전극(370) 상부 표면과 중첩되지 않는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다.Next, after the photoresist is applied on the third metal layer, exposure and development are performed, and most of the regions on the layout of the second electrode 370 have a predetermined free space and overlap the first plug 340 sufficiently. A photoresist pattern (not shown) that does not overlap the upper surface of the second electrode 370 that is not opposite to each other is formed.

따라서, 포토레지스트패턴이 덮고있는 제 3 금속층의 표면은 제 2 전극(370)의 상부와 대부분 중첩되되 제 1 플러그(340)가 형성되지 않은 반대편의 제 2(370) 전극 상부와는 중첩되지 않는 제 2 전극(370)의 상부 영역 대부분과 중첩되는 부위이다. 이때, 제 2 전극과 중첩되지 않는 부위는 후속공정에서 제 2 전극과 전기적으로 접촉할 제 6 플러그(413)와 접촉하게 되는 영역이다.Accordingly, the surface of the third metal layer covered by the photoresist pattern overlaps most of the upper portion of the second electrode 370, but does not overlap the upper portion of the second 370 electrode opposite to the side where the first plug 340 is not formed. The portion overlaps with most of the upper region of the second electrode 370. In this case, the portion that does not overlap with the second electrode is an area that comes into contact with the sixth plug 413 that is to be in electrical contact with the second electrode in a subsequent process.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 제 3 금속층과 제 2 절연막을 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 잔류한 제 3 금속층으로 이루어진 제 3 전극(39)과 잔류한 제 2 절연막으로 이루어진 제 2 유전막(38)을 형성한다.And a second electrode 39 formed of the third metal layer remaining by removing the third metal layer and the second insulating film which are not protected by the photoresist pattern by an anisotropic etching such as dry etching, and the second insulating film remaining. The dielectric film 38 is formed.

그 다음, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거한다.Then, the photoresist pattern is removed by a method such as oxygen ashing.

따라서, 도시된 바와 같이, 제 2 유전막(38) 및 제 3 전극(39)이 덮고 있는 제 2 전극(370)의 표면은 상기한 제 6 플러그가 형성될 부위를 제외한 제 2 전극(370)의 대부분의 상부 표면 및 측면이 된다.Accordingly, as shown in the drawing, the surface of the second electrode 370 covered by the second dielectric layer 38 and the third electrode 39 may be formed on the surface of the second electrode 370 except for the portion where the sixth plug is to be formed. Most of the top surface and side.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 노출된 제 2 전극(370)과 제 3 전극(39) 및 제 2 금속층패드(371)의 표면을 충분히 덮도록 제 3 층간절연층(40)을 산화막 등의 절연물질을 증착하여 제 2 층간절연층(33)상에 형성한다.6A and 6B, the third interlayer insulating layer 40 may be formed of an oxide film or the like to sufficiently cover the exposed surfaces of the second electrode 370, the third electrode 39, and the second metal layer pad 371. An insulating material is deposited to form on the second interlayer insulating layer 33.

그리고, 제 3 층간절연층(40)상에 포토레지스트를도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 제 3 전극(39)의 상부 표면 일부와 중첩되고, 제 2 금속층패드(371)의 상부 표면과 일부 중첩되며, 제 2 유전막(38)이 덮고 있지 않는 제 2 전극(370)의 일부 표면과 중첩되는 제 3 층간절연층(40) 표면을 노출시키는 다수개의 개구부를 갖는 포토레지스트패턴을 형성한다.After the photoresist is applied on the third interlayer insulating layer 40, the photoresist is exposed and developed to overlap a portion of the upper surface of the third electrode 39, and a portion of the upper surface of the second metal layer pad 371. A photoresist pattern having a plurality of openings is formed to overlap and expose a surface of the third interlayer insulating layer 40 overlapping with a part of the surface of the second electrode 370 not covered by the second dielectric layer 38.

그 다음, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 제 3 층간절연층(40)의 소정 부위를 건식식각 등의 비등방성식각으로 제거하여 상기한 제 3 전극(39)의 상부 표면 일부와, 제 2 금속층패드(371)의 상부 표면과, 제 2 유전막(38)이 덮고 있지 않는 제 2 전극(370)의 일부 표면을 각각 노출시키는 제 3 비어홀 및 제 4 비어홀과, 제 5 비어홀 그리고 제 6 비어홀을 각각 형성한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 제 3 전극(39)의 상부 표면을 노출시키도록 제 3 비어홀과 제 4 비어홀을 각각 형성하였지만 이러한 비어홀 중 어느 하나만을 형성하고 나머지는 생략할 수 있다.Then, a predetermined portion of the third interlayer insulating layer 40 which is not protected by the photoresist pattern is removed by anisotropic etching, such as dry etching, so that a part of the upper surface of the third electrode 39 and the second metal layer pad are removed. A third via hole and a fourth via hole exposing an upper surface of the 371, a part of the second electrode 370 not covered by the second dielectric layer 38, and a fifth via hole and a sixth via hole, respectively. do. At this time, in the exemplary embodiment of the present invention, the third via hole and the fourth via hole are formed to expose the upper surface of the third electrode 39, but only one of the via holes may be formed and the rest may be omitted.

그리고, 포토레지스트패턴을 산소 애슁 등의 방법으로 제거하여 제 3 층간절연층(40)의 상부 표면을 노출시킨다.Then, the photoresist pattern is removed by a method such as oxygen ashing to expose the upper surface of the third interlayer insulating layer 40.

그 다음, 제 3 비어홀 내지 제 6 비어홀을 도전체로 충전시키기 위하여 제 3 층간절연층상에 도전층을 금속 등으로 형성한다. 이때, 도전층은 텅스텐으로 형성할 수 있다.Then, a conductive layer is formed of metal or the like on the third interlayer insulating layer to fill the third to sixth via holes with a conductor. In this case, the conductive layer may be formed of tungsten.

그리고, 도전층에 CMP 등의 평탄화공정을 제 3 층간절연층(40) 표면을 노출시키도록 실시하여 제 3 비어홀 내지 제 6 비어홀에만 도전층을 잔류시켜 제 3 플러그(410), 제 4 플러그(411), 제 5 플러그(412) 및 제 6 플러그(413)를 형성한다.In addition, a planarization process such as CMP is performed on the conductive layer to expose the surface of the third interlayer insulating layer 40 so that the conductive layer remains only in the third through sixth via holes, so that the third plug 410 and the fourth plug ( 411, the fifth plug 412, and the sixth plug 413.

그 다음, 상기한 제 3 플러그 내지 제 6 플러그 표면을 덮는 도전층을 금속 등으로 형성한 다음 포토리쏘그래피로 패터닝하여 상기한 제 3 내지 제 5 플러그(410, 411, 412)들을 상호 전기적으로 연결하는 제 1 연결부전극(420)과 상기 제 6 플러그(413)와 접촉한느 제 2 연결부전극(421)을 형성한다.Next, a conductive layer covering the third to sixth plug surfaces is formed of metal, and then patterned by photolithography to electrically connect the third to fifth plugs 410, 411, and 412 to each other. The first connection electrode 420 and the second connection electrode 421 contacting the sixth plug 413 are formed.

따라서, 제 1 전극(35)과 제 3 전극(39)은 제 1 플러그(340), 제 1 금속층패드(32), 제 2 플러그(341), 제 2 금속층패드(371), 제 5 플러그(412), 제 1 연결부전극(420), 제 3 내지 제 4 플러그(410,411)를 통하여 상호 전기적으로 연결되어 캐패시터의 일전극으로 이용되는 한편, 제 2 전극(370)의 하부, 상부 및 측면 표면의 대부분은 제 1 유전막(36)과 제 2 유전막(38)으로 덮혀 캐패시터의 타전극으로 이용된다.Accordingly, the first electrode 35 and the third electrode 39 may include the first plug 340, the first metal layer pad 32, the second plug 341, the second metal layer pad 371, and the fifth plug ( 412, the first connection electrode 420, and the third to fourth plugs 410 and 411 are electrically connected to each other to be used as one electrode of the capacitor, while the lower, upper and side surfaces of the second electrode 370 are formed. Most of them are covered by the first dielectric film 36 and the second dielectric film 38 and used as other electrodes of the capacitor.

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 (6)

기판상에 제 1 층간절연층을 형성하고 상기 제 1 절연층상에 제 1 방향으로 소정의 길이를 가지며 길게 달리는 제 1 금속층패드를 형성하는 단계와,Forming a first interlayer insulating layer on the substrate, and forming a first metal layer pad having a predetermined length and running in a first direction on the first insulating layer; 상기 제 1 금속층패드를 충분히 덮도록 상기 제 1 층간절연층상에 제 2 층간절연층을 형성하는 단계와,Forming a second interlayer dielectric layer on the first interlayer dielectric layer so as to cover the first 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 소정간격 이격되게 형성하는 단계와,Removing at least one portion of the second insulating layer to form at least two or more first via holes and second via holes exposing predetermined portions of the metal layer pads at predetermined intervals; 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 2 플러그와 이격되고 상기 제 1 플러그와 접촉하며 지그재그 형태의 제 1 전극, 제 1 유전막, 제 2 전극을 상기 제 2 층간절연층상에 차례로 형성하는 단계와,Sequentially forming a first electrode, a first dielectric layer, and a second electrode in a zigzag shape spaced apart from the second plug and in contact with the first plug, on the second interlayer insulating layer; 상기 제 2 전극의 노출된 표면을 덮되 상기 제 2 전극의 일부 표면을 노출시키는 제 2 유전막을 상기 제 2 전극상에 형성하는 단계와,Forming a second dielectric layer on the second electrode covering the exposed surface of the second electrode but exposing a portion of the surface of the second electrode; 상기 제 2 유전막상에만 제 3 전극을 형성하는 단계와.Forming a third electrode only on the second dielectric layer; 상기 제 3 전극 및 상기 제 2 전극을 덮는 제 2 층간절연층을 상기 제 2 층간절연층상에 형성하는 단계와,Forming a second interlayer insulating layer covering the third electrode and the second electrode on the second interlayer insulating layer; 상기 제 3 층간절연층의 소정부위를 제거하여 다수개의 비어홀을 형성하고 상기 제3 전극과 접촉하는 제 3 플러그와, 상기 제 2 플러그와 접촉하는 제 4 플러그와, 상기 제 3 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극과 접촉하는 제 5 플러그를 상기 다수개의 비어홀에 각각 형성하는 단계와,A third plug which forms a plurality of via holes and contacts the third electrode by removing a predetermined portion of the third interlayer insulating layer, a fourth plug that contacts the second plug, and does not overlap the third electrode Forming a fifth plug in contact with the second electrode in the plurality of via holes, respectively; 상기 제 3 플러그와 상기 제 4 플러그를 전기적으로 연결하는 제 1 연결부전극과 상기 제 5 플러그와 전기적으로 연결되는 제 2 연결부전극을 상기 제 3 층간절연층상에 형성하는 단계로 이루어진 반도체장치의 캐패시터 제조방법.Forming a first connection electrode electrically connecting the third plug and the fourth plug and a second connection electrode electrically connected to the fifth plug on the third interlayer insulating layer. Way. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 전극과 상기 제 3 전극은 Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta 중 어느 하나를 선택하여 약 100-3000Å의 두께로 증착하여 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.Wherein the first electrode and the third electrode are formed by depositing any one of Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, and Ta to a thickness of about 100-3000 Å. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 2 전극은 Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta 중 어느 하나를 선택하여 100-3000Å의 두께로 증착하여 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.The second electrode is a capacitor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that formed by depositing any one of Al, W, TiN, Cu, Ti, TiW, Ta to a thickness of 100-3000Å. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 2 전극은 타 금속배선을 형성하기 위한 배선층의 일부를 이용하여 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.And the second electrode is formed using a part of a wiring layer for forming another metal wiring. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 유전막과 상기 제 1 전극은 평면상 'ㄷ'자 형태로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.The first dielectric film and the first electrode is a capacitor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that formed in the planar '' 'shape. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 1 유전막과 상기 제 1 전극은 평면상 'S자 형태로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 캐패시터 제조방법.And the first dielectric layer and the first electrode are formed in a planar 'S' shape.
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KR100872979B1 (en) * 2007-07-19 2008-12-08 주식회사 동부하이텍 Capacitor and method of fabricating the same
US7884409B2 (en) 2006-06-08 2011-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
KR101100755B1 (en) * 2004-12-30 2011-12-30 매그나칩 반도체 유한회사 Capacitor of analog circuit and method for manufacturing the same

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