KR20030055797A - a method for manufacturing capacitor of semiconductor device - Google Patents

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KR20030055797A KR1020010085878A KR20010085878A KR20030055797A KR 20030055797 A KR20030055797 A KR 20030055797A KR 1020010085878 A KR1020010085878 A KR 1020010085878A KR 20010085878 A KR20010085878 A KR 20010085878A KR 20030055797 A KR20030055797 A KR 20030055797A
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이달진
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device is provided to be capable of improving capacitance by increasing the surface area of MIM capacitor. CONSTITUTION: After forming an insulating layer(103) on a logic circuit region, the first metal patterns(102) are formed in the insulating layer. The first interlayer dielectric(107) having the first trench and the first via hole is formed on the resultant structure. The first plug(109b) is filled into the first via hole and the first spacer(105a) is formed at both sidewalls of the first trench. The second metal pattern(110b) is formed to connect the first plug and a lower electrode(110a) is simultaneously formed in the first trench. A dielectric film(111) is formed on the lower electrode. The second interlayer dielectric(112) having the second trench and the second via hole is formed on the resultant structure. The second plug(114) is filled into the second via hole, and the second spacer is formed at both sidewalls of the second trench. An upper wiring(115b) is formed to connect the second plug(114) and an upper electrode(115a) is simultaneously formed in the second trench.

Description

반도체 장치의 커패시터 제조방법{a method for manufacturing capacitor of semiconductor device}A method for manufacturing capacitor of semiconductor device

본 발명은 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 관한 것으로, 특히 MIM(Metal-Insulator-Metal)형 구조를 갖는 커패시터의 표면적을 증가시켜 정전용량을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device capable of improving capacitance by increasing the surface area of a capacitor having a metal-insulator-metal (MIM) type structure.

최근 들어 메모리(Memory)와 로직(Logic)이 단일 칩에 형성되는 복합반도체(MML : Merged Memory Logic)가 많은 관심을 보이면서 점차적으로 많이 사용하는 추세에 있다. 그리고 이 MML 반도체 장치는 로직과 메모리를 한 칩에서 단일 공정으로 제조하는 것이 가능하므로 특별한 설계 변경 없이도 기존의 칩들에 비하여 고속으로 동작하고 저전력으로 사용하는 것이 가능하다.Recently, a mixed semiconductor (MML: Merged Memory Logic), in which memory and logic are formed on a single chip, is showing increasing interest and is increasingly used. In addition, the MML semiconductor device can manufacture logic and memory in a single process on a single chip, enabling high-speed operation and low power consumption compared to existing chips without special design changes.

그러나 메모리 제품의 제조공정과 로직제품의 제조공정이 한 칩에서 동시에 제조되므로 단일 칩의 크기가 커지며, 이에 따라 제조공정을 진행하기에 많은 어려움이 있다.However, since the manufacturing process of the memory product and the manufacturing process of the logic product are simultaneously manufactured on one chip, the size of a single chip increases, and thus, there are many difficulties in proceeding with the manufacturing process.

또한, 메모리에서 트랜지스터는 높은 전류 구동력을 요하는 것보다 오히려 누설전류를 방지하는 것에 비중을 두고 있으나 로직제품은 높은 전류구동능력을 요구하는 등 양자의 특성을 모두 갖추어서 한 칩으로 제조하여야 한다.In addition, in memory, transistors focus on preventing leakage current rather than requiring high current driving force, but logic products must be manufactured in one chip with both characteristics such as high current driving capability.

한편, 일반적으로 커패시터가 PIP(Poly Insulator Poly) 구조일 경우에는 상부전극 및 하부전극을 도전성 폴리 실리콘으로 사용하기 때문에 상부전극/하부전극과 유전체 박막 계면에서 산화반응이 일어나 자연 산화막이 형성되어 전체 커패시터의 크기가 줄어들게 되는 단점이 있다.On the other hand, in general, when the capacitor has a poly insulator poly (PIP) structure, since the upper electrode and the lower electrode are used as conductive polysilicon, an oxidation reaction occurs at the interface between the upper electrode / lower electrode and the dielectric thin film to form a natural oxide film, thereby forming the entire capacitor. There is a disadvantage that the size of is reduced.

이를 해결하기 위해 커패시터의 구조를 MIS(Metal Insulator Silicon) 내지 MIM(Metal Insulator Metal)로 변경하게 되었는데, 그 중에서 MIM형 커패시터는 비저항이 작고 내부에 공핍에 의한 기생커패시턴스가 없기 때문에 고성능 반도체 장치에 주로 이용되고 있다.To solve this problem, the structure of the capacitor was changed from MIS (Metal Insulator Silicon) to MIM (Metal Insulator Metal). Among them, the MIM type capacitor is mainly used in high-performance semiconductor devices because of its low resistivity and no parasitic capacitance caused by depletion. It is used.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a capacitor manufacturing method of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor of a conventional semiconductor device.

도 1a에 도시한 바와 같이 도면에는 도시하지 않았지만 메모리 셀 영역과 로직회로 영역을 갖는 반도체 기판상의 메모리 셀 영역에 워드라인, 비트라인을 형성하고 상기 로직회로 영역에 게이트 전극을 형성한다.Although not shown in FIG. 1A, word lines and bit lines are formed in a memory cell region on a semiconductor substrate having a memory cell region and a logic circuit region, and gate electrodes are formed in the logic circuit region.

이어, 상기 결과물 상부에 제 1 평탄화용 절연막(11)을 형성하고, 상기 로직회로 영역의 제 1 평탄화용 절연막(11)상에 제 1 금속층(12), 유전체막(13) 그리고 제 2 금속층(14)을 차례로 형성한다.Subsequently, a first planarization insulating film 11 is formed on the resultant, and a first metal layer 12, a dielectric film 13, and a second metal layer are formed on the first planarizing insulating film 11 in the logic circuit region. 14) are formed in sequence.

그리고 상기 제 2 금속층(14)상에 제 1 포토레지스트(15)를 증착한 후, 노광 및 현상공정을 이용하여 상기 제 1 포토레지스트(15)를 패터닝하고, 상기 패터닝된 제 1 포토레지스트(15)를 마스크로 이용하여 상기 제 2 금속층(14)과 유전체막(13)을 선택적으로 식각하여 커패시터의 상부전극(14a)을 형성한다.After depositing the first photoresist 15 on the second metal layer 14, the first photoresist 15 is patterned by using an exposure and development process and the patterned first photoresist 15. The second metal layer 14 and the dielectric film 13 are selectively etched using a mask as a mask to form the upper electrode 14a of the capacitor.

도 1b에 도시한 바와 같이 상기 패터닝된 제 1 포토레지스트(15)를 제거한 후, 전면에 제 2 포토레지스트(16)를 증착한다. 그리고 노광 및 현상공정을 이용하여 상기 제 2 포토레지스트(16)를 패터닝한다.After removing the patterned first photoresist 15 as shown in FIG. 1B, a second photoresist 16 is deposited on the entire surface. The second photoresist 16 is patterned by using an exposure and development process.

이어, 상기 패터닝된 제 2 포토레지스트(16)를 마스크로 이용하여 상기 제 1 금속층(12)을 선택적으로 식각하여 커패시터의 하부전극(12a)과 하부 금속배선(12b)을 형성한다.Subsequently, the first metal layer 12 is selectively etched using the patterned second photoresist 16 as a mask to form a lower electrode 12a and a lower metal wiring 12b of the capacitor.

도 1c에 도시한 바와 같이 상기 제 2 포토레지스트(16)를 제거한 후, 상기 결과물 상부에 제 2 평탄화용 절연막(17)을 형성하고, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 하부 금속배선(12b), 하부전극(12a) 그리고 상부전극(14a)이 노출되도록 복수개의 비아홀(18)을 형성한다.After removing the second photoresist 16 as shown in FIG. 1C, a second planarization insulating film 17 is formed on the resultant, and the lower metal wiring 12b and the lower part are formed using a photolithography process. A plurality of via holes 18 are formed to expose the electrode 12a and the upper electrode 14a.

도 1d에 도시한 바와 같이 상기 복수개의 비아홀(18)을 포함한 제 2 평탄화용 절연막(17)상에 제 3 금속층을 증착한 후, 에치백 공정을 이용하여 플러그(19)를 형성한다. 이때, 상기 제 3 금속층(19)은 텅스텐이다.As shown in FIG. 1D, a third metal layer is deposited on the second planarization insulating layer 17 including the plurality of via holes 18, and then a plug 19 is formed using an etch back process. In this case, the third metal layer 19 is tungsten.

이어, 상기 결과물 상부에 제 4 금속층을 증착한 후, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 4 금속층을 선택적으로 제거하여 상부배선(20a)을 형성함과 동시에 상기 커패시터의 상부 전극(14a) 및 하부 전극(12a)의 연결 배선(20b)을 형성한다.Subsequently, after depositing a fourth metal layer on the resultant, the fourth metal layer is selectively removed through a photolithography process to form the upper wiring 20a, and at the same time, the upper electrode 14a and the lower electrode of the capacitor ( The connection wiring 20b of 12a is formed.

그러나 상기와 같은 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, there is a problem in the method of manufacturing a capacitor of the semiconductor device as described above.

종래의 MIM형 커패시터는 평평한 평면구조로써 대개 유전체막이 ∼600Å, 상부전극이 ∼1500Å의 두께를 가지므로 커패시터가 형성되지 않는 부분과 2000Å 정도의 단차가 발생한다.Conventional MIM capacitors have a flat planar structure, with a dielectric film having a thickness of ˜600 kW and an upper electrode of ˜1500 kW, and a step of about 2000 kW occurs with a portion where no capacitor is formed.

또한, 소자의 집적도 증가 및 디자인 루울 감소에 따라 대용량 정전용량이 요구되지만 종래의 커패시터는 평면상의 면적 증가에만 의존하므로 일정면적에 대해 가질 수 있는 정전용량값은 제한되었다.In addition, large capacitance is required due to the increase in the density of the device and the decrease in the design loop, but the capacitance value that can be obtained for a certain area is limited because the conventional capacitor relies only on the increase of the planar area.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 트랜치를 이용하여 MIM형 커패시터의 유전체막의 면적을 증가시켜 높은 정전용량을 갖는 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device having a high capacitance by increasing the area of the dielectric film of the MIM capacitor by using a trench.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정 단면도1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor of a conventional semiconductor device.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정 단면도2A through 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

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

101 : 제 1 층간 절연막 102 : 제 1 금속패턴101: first interlayer insulating film 102: first metal pattern

103 : 제 2 층간 절연막 104a : 제 1 트랜치103: second interlayer insulating film 104a: first trench

104b : 제 1 비아홀 105a : 제 1 스페이서104b: first via hole 105a: first spacer

105b : 제 1 플러그 106 : 제 2 금속패턴105b: first plug 106: second metal pattern

107 : 제 3 층간 절연막 108a : 제 2 트랜치107: third interlayer insulating film 108a: second trench

108b : 제 2 비아홀 109a : 제 2 스페이서108b: second via hole 109a: second spacer

109b : 제 2 플러그 110 : 제 3 금속층109b: second plug 110: third metal layer

110a : 하부전극 110b : 제 3 금속패턴110a: lower electrode 110b: third metal pattern

111 : 유전체막 112 : 제 4 층간 절연막111 dielectric film 112 fourth interlayer insulating film

113a : 제 3 트랜치 113b : 제 3 비아홀113a: third trench 113b: third via hole

114 : 제 3 플러그 115a : 상부전극114: third plug 115a: upper electrode

115b : 연결배선115b: Connection wiring

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 커패시터 제조방법은 MIM형 커패시터 제조방법에 있어서, 반도체 기판상의 메모리 셀 영역에 워드라인과 비트라인을 형성하고, 상기 로직회로 영역에 게이트 전극을 형성한 반도체 장치에 있어서, 상기 로직회로 영역의 결과물상부에 평탄화용 절연막을 형성하고, 상기 평탄화용 절연막 사이에 일정간격을 갖는 복수개의 제 1 금속패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 금속패턴이 노출되도록 제 1 트랜치와 제 1 비아홀을 갖는 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 비아홀이 매립되도록 제 1 플러그를 형성함과 동시에 제 1 트랜치 측벽에 제 1 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 제 1 플러그와 연결되도록 제 2 금속패턴을 형성함과 동시에 상기 제 1 트랜치에 커패시터의 하부전극을 형성하는 단계와, 상기 하부전극상에 유전체막을 형성하는단계와, 상기 유전체막이 노출되고, 상기 하부전극과 제 2 금속패턴이 노출되도록 제 2 트랜치와 제 2 비아홀을 갖는 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 비아홀이 매립되도록 제 2 플러그를 형성함과 동시에 제 2 트랜치 측벽에 제 2 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 제 2 플러그와 연결되도록 금속배선을 형성함과 동시에 상기 제 2 트랜치에 커패시터의 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device of the present invention for achieving the above object, in the MIM capacitor manufacturing method, a word line and a bit line are formed in a memory cell region on a semiconductor substrate, and a gate electrode is formed in the logic circuit region. In the semiconductor device formed, forming a planarization insulating film on the resultant portion of the logic circuit region, and forming a plurality of first metal patterns having a predetermined interval between the planarizing insulating film, the first metal pattern is Forming a first interlayer insulating film having a first trench and a first via hole to be exposed, forming a first plug to fill the first via hole and simultaneously forming a first spacer on the sidewalls of the first trench; A second metal pattern is formed to be connected to the first plug and a lower electrode of the capacitor is formed in the first trench. Forming a dielectric film on the lower electrode, and forming a second interlayer insulating film having a second trench and a second via hole so that the dielectric film is exposed and the lower electrode and the second metal pattern are exposed. And forming a second plug on the sidewalls of the second trench at the same time to form the second plug to fill the second via hole, and forming a metal wiring to be connected to the second plug, and at the same time on the second trench. Forming an upper electrode of the capacitor.

또한, 상기 제 1 플러그와 제 1 스페이서를 형성한 후, 상기 제 1 플러그와 연결되도록 제 3 금속패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 3 금속패턴이 노출되고, 상기 제 1 금속패턴이 노출되도록 제 3 비아홀과 제 3 트랜치를 갖는 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 3 비아홀이 매립되도록 제 3 플러그를 형성함과 동시에 제 3 트랜치 측벽에 제 3 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, after forming the first plug and the first spacer, forming a third metal pattern to be connected to the first plug, exposing the third metal pattern, and exposing the first metal pattern. Forming a third interlayer insulating film having a third via hole and a third trench, and forming a third plug on the sidewalls of the third trench while forming a third plug to fill the third via hole. It features.

또한, 상기 제 1, 제 2, 제 3 플러그와 제 1, 제 2, 제 3 스페이서는 전면에 텅스텐을 증착한 후, 에치백 공정을 실시하여 형성하는 것이 바람직하다.The first, second and third plugs and the first, second and third spacers are preferably formed by depositing tungsten on the entire surface and then performing an etch back process.

또한, 상기 텅스텐을 증착한 후, CMP 공정을 실시하는 것이 바람직하다.It is also preferable to carry out the CMP process after depositing the tungsten.

또한, 상기 제 1, 제 2, 제 3 트랜치는 상기 제 1, 제 2, 제 3 비아홀보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the first, second and third trenches may be formed larger than the first, second and third via holes.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a capacitor manufacturing method of a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2a에 도시한 바와 같이 도면에는 도시하지 않았지만 메모리 셀 영역과 로직회로 영역을 갖는 반도체 기판상의 메모리 셀 영역에 워드라인, 비트라인을 형성하고 상기 로직회로 영역에 게이트 전극을 형성한다.As shown in FIG. 2A, word lines and bit lines are formed in a memory cell region on a semiconductor substrate having a memory cell region and a logic circuit region, but gate electrodes are formed in the logic circuit region.

이어, 상기 결과물 상부에 제 1 층간 절연막(101)을 형성하고, 상기 로직회로 영역의 제 1 층간 절연막(101)상에 선택적으로 복수개의 제 1 금속패턴(102)을 형성한 후, 상기 결과물 상부에 제 2 층간 절연막(103)을 형성한다.Subsequently, a first interlayer insulating film 101 is formed on the resultant, and a plurality of first metal patterns 102 are selectively formed on the first interlayer insulating film 101 of the logic circuit region. A second interlayer insulating film 103 is formed in the film.

이어서, 상기 제 2 층간 절연막(103)에 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 1 금속패턴(102)이 노출되도록 상기 제 2 층간 절연막(103)을 선택적으로 식각하여 제 1 트랜치(104a)와 제 1 비아홀(104b)을 형성한다.Subsequently, the second interlayer insulating layer 103 is selectively etched so that the first metal pattern 102 is exposed through the photolithography process on the second interlayer insulating layer 103 to form a first trench 104a and a first via hole. Form 104b.

도 2b에 도시한 바와 같이 상기 제 1 트랜치(104a)와 제 1 비아홀(104b)을 포함한 제 2 층간 절연막(103)상에 제 1 금속층을 증착한 후, 에치백 공정 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 이용하여 상기 제 1 트랜치(104a) 측벽에 제 1 스페이서(105a)를 형성함과 동시에 상기 제 1 비아홀(104b)이 매립되도록 제 1 플러그(105b)를 형성한다. 이때, 상기 제 1 금속층은 텅스텐이다.As shown in FIG. 2B, a first metal layer is deposited on the second interlayer insulating layer 103 including the first trench 104a and the first via hole 104b, and then etched back or CMP (Chemical Mechanical Polishing). By using the process, the first spacer 105a is formed on the sidewall of the first trench 104a, and the first plug 105b is formed to fill the first via hole 104b. In this case, the first metal layer is tungsten.

이어, 상기 제 1 플러그(105b)와 연결되도록 제 2 금속패턴(106)을 형성하고, 상기 결과물 상부에 제 3 층간 절연막(107)을 형성한 후, 상기 제 3 층간 절연막(107)에 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 제 1 트랜치(104a)가 노출되도록 제 2 트랜치(108a)를 형성함과 동시에 상기 제 2 금속패턴(106)이 노출되도록 제 2 비아홀(108b)을 형성한다.Subsequently, a second metal pattern 106 is formed to be connected to the first plug 105b, a third interlayer insulating layer 107 is formed on the resultant, and then photolithography is performed on the third interlayer insulating layer 107. By using the process, the second trench 108a is formed to expose the first trench 104a and the second via hole 108b is formed to expose the second metal pattern 106.

도 2c에 도시한 바와 같이 상기 제 2 트랜치(108a) 및 제 2 비아홀(108b)을 포함한 제 3 층간 절연막(107)상에 제 2 금속층을 증착한 후, 에치백 공정 또는 CMP 공정을 이용하여 상기 제 2 트랜치(108a) 측벽에 제 2 스페이서(109a)를 형성함과 동시에 제 2 비아홀(108b)이 매립되도록 제 2 플러그(109b)를 형성한다. 이때, 상기 제 2 금속층은 텅스텐이다.As shown in FIG. 2C, a second metal layer is deposited on the third interlayer insulating layer 107 including the second trench 108a and the second via hole 108b, and then, by using an etch back process or a CMP process. The second spacer 109a is formed on the sidewall of the second trench 108a and the second plug 109b is formed to fill the second via hole 108b. In this case, the second metal layer is tungsten.

이어, 상기 결과물 상부에 제 3 금속층(110)과 유전체막(111)을 차례로 증착한 후, 상기 유전체막(111)을 선택적으로 식각한다.Subsequently, the third metal layer 110 and the dielectric film 111 are sequentially deposited on the resultant, and the dielectric film 111 is selectively etched.

도 2d에 도시한 바와 같이 상기 제 3 금속층(110)에 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 제 3 금속층(110)을 선택적으로 식각하여 커패시터의 하부전극(110a) 및 제 3 금속패턴(110b)을 정의한다.As shown in FIG. 2D, the third metal layer 110 is selectively etched using the photolithography process to define the lower electrode 110a and the third metal pattern 110b of the capacitor. do.

도 2e에 도시한 바와 같이 상기 결과물 상부에 제 4 층간 절연막(112)을 증착하고, 상기 제 4 층간 절연막(112)에 포토리소그래피 공정을 통해 선택적으로 식각하여 상기 유전체막(111)이 노출되도록 제 3 트랜치(113a)를 형성함과 동시에 상기 커패시터의 하부전극(110b) 및 제 3 금속패턴(110b)이 노출되도록 복수개의 제 3 비아홀(113b)을 형성한다.As illustrated in FIG. 2E, a fourth interlayer insulating layer 112 is deposited on the resultant, and the fourth interlayer insulating layer 112 is selectively etched through a photolithography process to expose the dielectric layer 111. The third trench 113a is formed and a plurality of third via holes 113b are formed to expose the lower electrode 110b and the third metal pattern 110b of the capacitor.

여기서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 트랜치(104a)(108a)(113a)는 상기 제 1, 제 2, 제 3 비아홀(104b)(108b)(113b)보다 크게 형성한다.The first, second, and third trenches 104a, 108a, and 113a may be formed larger than the first, second, and third via holes 104b, 108b, and 113b.

도 2f에 도시한 바와 같이 상기 제 3 트랜치(113a) 및 제 3 비아홀(113b)을 포함한 제 4 층간 절연막(112)상에 제 4 금속층을 증착한 후, 에치백 공정 또는 CMP 공정을 실시하여 상기 제 3 트랜치(113a)와 제 3 비아홀(113b)에 제 3플러그(114)를 형성한다. 이때, 상기 제 4 금속층은 텅스텐이다.As shown in FIG. 2F, after depositing a fourth metal layer on the fourth interlayer insulating layer 112 including the third trench 113a and the third via hole 113b, an etch back process or a CMP process may be performed. A third plug 114 is formed in the third trench 113a and the third via hole 113b. In this case, the fourth metal layer is tungsten.

이어, 상기 결과물 상부에 제 5 금속층을 증착한 후, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 제 3 스페이서(114a) 상부에 커패시터 상부전극(115a)을 정의하고, 상기 제 3 플러그(114b)와 연결되는 복수개의 연결 배선(115b)을 형성한다.Subsequently, after depositing a fifth metal layer on the resultant, a capacitor upper electrode 115a is defined on the third spacer 114a through a photolithography process, and a plurality of connected to the third plug 114b is formed. The connection wiring 115b is formed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 장치의 커패시터 제조방법에 의하면 트랜치 영역내에 커패시터의 상부전극을 형성하므로 종래의 스택 커패시터에서 발생하는 단차문제를 해결할 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing a capacitor of the semiconductor device of the present invention, since the upper electrode of the capacitor is formed in the trench region, it is possible to solve the step difference problem of the conventional stack capacitor.

또한, 종래의 평면상의 면적 증가에만 의존하는 정전용량의 증가를 트랜치를 이용한 표면적 증가를 통해 대용량 정전용량을 갖는 커패시터를 형성할 수 있다.In addition, it is possible to form a capacitor having a large capacitance through an increase in surface area using a trench, an increase in capacitance that depends only on an area increase on a conventional plane.

즉, 트랜치 깊이를 조절할 수 있으므로 일정영역의 정전용량값을 커패시터 패턴 사이즈 변경 없이 얻을 수 있다.That is, since the trench depth can be adjusted, the capacitance value of a certain region can be obtained without changing the capacitor pattern size.

Claims (5)

반도체 기판상의 메모리 셀 영역에 워드라인과 비트라인을 형성하고, 상기 로직회로 영역에 게이트 전극을 형성한 반도체 장치에 있어서,In a semiconductor device in which a word line and a bit line are formed in a memory cell region on a semiconductor substrate, and a gate electrode is formed in the logic circuit region. 상기 로직회로 영역의 결과물상부에 평탄화용 절연막을 형성하고, 상기 평탄화용 절연막 사이에 일정간격을 갖는 복수개의 제 1 금속패턴을 형성하는 단계와;Forming a planarization insulating film on the resultant portion of the logic circuit region, and forming a plurality of first metal patterns having a predetermined interval between the planarizing insulating films; 상기 제 1 금속패턴이 노출되도록 제 1 트랜치와 제 1 비아홀을 갖는 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와;Forming a first interlayer insulating film having a first trench and a first via hole to expose the first metal pattern; 상기 제 1 비아홀이 매립되도록 제 1 플러그를 형성함과 동시에 제 1 트랜치 측벽에 제 1 스페이서를 형성하는 단계와;Forming a first spacer on the sidewalls of the first trench at the same time as the first plug is formed to fill the first via hole; 상기 제 1 플러그와 연결되도록 제 2 금속패턴을 형성함과 동시에 상기 제 1 트랜치에 커패시터의 하부전극을 형성하는 단계와;Forming a second metal pattern to be connected to the first plug and simultaneously forming a lower electrode of the capacitor in the first trench; 상기 하부전극상에 유전체막을 형성하는 단계와;Forming a dielectric film on the lower electrode; 상기 유전체막이 노출되고, 상기 하부전극과 제 2 금속패턴이 노출되도록 제 2 트랜치와 제 2 비아홀을 갖는 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와;Forming a second interlayer insulating film having a second trench and a second via hole so that the dielectric film is exposed and the lower electrode and the second metal pattern are exposed; 상기 제 2 비아홀이 매립되도록 제 2 플러그를 형성함과 동시에 제 2 트랜치 측벽에 제 2 스페이서를 형성하는 단계와;Forming a second plug on the sidewalls of the second trench while forming a second plug to fill the second via hole; 상기 제 2 플러그와 연결되도록 금속배선을 형성함과 동시에 상기 제 2 트랜치에 커패시터의 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.And forming a metal wiring to be connected to the second plug and simultaneously forming an upper electrode of the capacitor in the second trench. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 플러그와 제 1 스페이서를 형성한 후, 상기 제 1 플러그와 연결되도록 제 3 금속패턴을 형성하는 단계와;After forming the first plug and the first spacer, forming a third metal pattern to be connected to the first plug; 상기 제 3 금속패턴이 노출되고, 상기 제 1 금속패턴이 노출되도록 제 3 비아홀과 제 3 트랜치를 갖는 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계와;Forming a third interlayer insulating layer having a third via hole and a third trench so that the third metal pattern is exposed and the first metal pattern is exposed; 상기 제 3 비아홀이 매립되도록 제 3 플러그를 형성함과 동시에 제 3 트랜치 측벽에 제 3 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.And forming a third spacer on the sidewalls of the third trench at the same time as the third plug is formed to fill the third via hole. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 1, 제 2, 제 3 플러그와 제 1, 제 2, 제 3 스페이서는 전면에 텅스텐을 증착한 후, 에치백 공정을 실시하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.And the first, second and third plugs and the first, second and third spacers are formed by depositing tungsten on the entire surface and then performing an etch back process. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 텅스텐을 증착한 후, CMP 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.And depositing the tungsten, and then performing a CMP process. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 1, 제 2, 제 3 트랜치는 상기 제 1, 제 2, 제 3 비아홀보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 커패시터 제조방법.And the first, second and third trenches are formed larger than the first, second and third via holes.
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