KR20040005075A - Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same - Google Patents

Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20040005075A
KR20040005075A KR1020020039366A KR20020039366A KR20040005075A KR 20040005075 A KR20040005075 A KR 20040005075A KR 1020020039366 A KR1020020039366 A KR 1020020039366A KR 20020039366 A KR20020039366 A KR 20020039366A KR 20040005075 A KR20040005075 A KR 20040005075A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
forming
capacitor
contact hole
bit line
interlayer insulating
Prior art date
Application number
KR1020020039366A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종필
김지형
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 KR1020020039366A priority Critical patent/KR20040005075A/en
Publication of KR20040005075A publication Critical patent/KR20040005075A/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
    • H01L28/84Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation being a rough surface, e.g. using hemispherical grains

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a capacitor and bit line of semiconductor device using the same are provided to improve capacitance by enhancing effective surface area of a capacitor. CONSTITUTION: The first interlayer dielectric(112) including the first contact hole is formed on a semiconductor substrate(102) having MOS transistors(110). A storage node(114) is formed to have a plurality of pores by filling the first contact hole with a conductive layer and CMP(Chemical Mechanical Polishing) using polysilicon grains as a slurry. A dielectric film is formed between the pores. Then, an upper electrode is formed on the dielectric film.

Description

캐패시터 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 비트라인 제조방법{Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same}Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same

본 발명은 캐패시터 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 비트라인 제조방법에 관한 것으로, 특히 다이나믹 랜덤 억세스 메모리(Dynamic Random Access Memory; 이하, 'DRAM'이라 함) 소자의 캐패시터 제조방법 및 비트라인 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor and a method of manufacturing a bit line of a semiconductor device using the same, and more particularly, to a method of manufacturing a capacitor and a method of manufacturing a bit line of a dynamic random access memory (DRAM) device. It is about.

일반적으로, 반도체 메모리 소자로는, 정보의 입력과 출력이 자유로우면서도 고용량을 갖는 DRAM 소자가 범용적으로 이용되고 있다. DRAM 소자는 일반적으로 전하의 형태로 정보 데이타를 저장하는 메모리 셀영역과 데이터의 입출력을 위한 주변회로영역으로 구성된다. DRAM 소자는 하나의 액세스 트랜지스터(Access transistor)와, 하나의 축적 캐패시터(Storage capacitor)를 구비하는 경우가 일반적이다.In general, as a semiconductor memory device, a DRAM device having a high capacity while freely inputting and outputting information has been widely used. A DRAM device generally includes a memory cell region for storing information data in the form of charge and a peripheral circuit region for inputting and outputting data. DRAM devices generally include one access transistor and one storage capacitor.

최근에는, 고집적화에 따라 메모리 셀의 크기가 감소하면서 캐패시터의 크기가 더욱 감소되어 가고 있는 추세에 있다. 따라서, 축소된 크기와 높은 축적 용량을 갖는 캐패시터를 제조하는 것이 보다 중요한 문제로 부각되고 있다. 실제로, 기판 상에서 캐패시터가 차지하는 수평 면적은 증가시키지 않은 상태에서 캐패시터의 축적용량을 향상시키는 것이 과제로 되고 있다. 캐패시터의 기술 변화를 공정순서 관점에서 살펴보면, 비트라인 형성 이전에 캐패시터가 형성되는 CUB(Capacitor Under Bit-line)구조에서 비트라인 형성 후에 캐패시터가 형성되는 COB(CapacitorOver Bit-line)구조로 변경되었다. 이러한, COB구조는 CUB구조와 대비하여 비트라인 형성 이후에 캐패시터를 형성하므로 비트라인 공정 마진에 관계없이 캐패시터를 형성하는 것이 가능하기 때문에 제한된 면적에서 캐패시터의 축적용량을 증대시키는데 우수한 장점을 갖는다.In recent years, as the size of a memory cell decreases due to high integration, the size of a capacitor is gradually decreasing. Therefore, manufacturing a capacitor having a reduced size and a high accumulation capacity has become a more important problem. In fact, it is a problem to improve the storage capacity of the capacitor without increasing the horizontal area occupied by the capacitor on the substrate. In terms of process order, the technology change of the capacitor was changed from the CUB (Capacitor Under Bit-line) structure in which the capacitor is formed before the formation of the bit line, to the COB (CapacitorOver Bit-line) structure in which the capacitor is formed after the bit line is formed. Since the COB structure forms the capacitor after the bit line is formed in comparison with the CUB structure, it is possible to form the capacitor irrespective of the bit line process margin, thereby having an excellent advantage in increasing the storage capacity of the capacitor in a limited area.

일반적으로, 캐패시터의 축적용량 'C'는 하기의 수학식으로 구해진다. 여기서, '' 및 ''는 각기 진공중에서의 유전율 및 캐패시터 유전체막의 유전율을 의미하며, 'A'는 캐패시터의 유효면적을 나타내고, 'd'는 유전체막의 두께를 나타낸다.In general, the storage capacitor 'C' of the capacitor is obtained by the following equation. here, ' 'And' Are the dielectric constants of the capacitor and the dielectric constant of the capacitor dielectric film, respectively, 'A' represents the effective area of the capacitor, and 'd' represents the thickness of the dielectric film.

<수학식>Equation

상기의 수학식으로부터 알 수 있듯이, 축적용량을 향상시키기 위해서는 높은 유전율을 갖는 유전체막을 형성하는 방법, 캐패시터의 유효면적을 증가시키는 방법 및 유전체막의 두께를 감소시키는 방법 등을 고려할 수 있다.As can be seen from the above equation, in order to improve the storage capacity, a method of forming a dielectric film having a high dielectric constant, a method of increasing the effective area of a capacitor, a method of reducing the thickness of the dielectric film, and the like can be considered.

그러나, 유전체막의 두께를 감소시키는 방법은 현재의 기술동향으로 볼때 고집적된 메모리 소자에 적용하기에는 그 한계가 있다. 비록 높은 유전율을 가지는 유전체물질과 이러한 물질을 이용하여 유전체막을 형성하는 공정들이 널리 알려져 있지만, 반도체 소자의 양상에 적합한 유전체의 선택에 있어서 질화물을 제외한 나머지 유전체를 현재의 공정에 채택하기에는 어려움이 있다. 즉, 고유전물질은 새로운 투자를 해야 하는 부담감과 공정의 안정성 때문에 현재의 반도체 제조공정에 적용하기는 어렵다.However, the method of reducing the thickness of the dielectric film has its limitations in application to the highly integrated memory device in view of the current technology trend. Although dielectric materials having a high dielectric constant and processes for forming dielectric films using these materials are widely known, it is difficult to adopt dielectrics other than nitride in current processes in selecting a dielectric material suitable for a semiconductor device. In other words, high dielectric materials are difficult to apply to current semiconductor manufacturing processes due to the burden of new investment and process stability.

따라서, 현재의 반도체 소자의 제조공정의 제반상황을 고려하여 볼때, 캐패시터의 유효면적의 증가를 통하여 축적용량을 향상시키는 방법이 가장 적합한 것으로 평가될 수 있다. 이러한 방법에 의하면, 초기의 평면 캐패시터 구조에서 스택(Stack)형 또는 트렌치(Trench)형 캐패시터 구조로 변환되고 있으며, 스택형 캐패시터 구조에서도 실린더(Cylinder)형 캐패시터 또는 핀(Fin)형 캐패시터 등 스토리지 전극(Storage electrode)의 면적을 증대시키기 위한 구조로 기술변화가 이루어지고 있다.Therefore, considering the current situation of the manufacturing process of the semiconductor device, it can be evaluated that the method of improving the storage capacity through the increase of the effective area of the capacitor is most suitable. According to this method, an early planar capacitor structure is converted into a stack type or a trench type capacitor structure, and in a stacked type capacitor structure, a storage electrode such as a cylinder type capacitor or a fin type capacitor is used. As a structure for increasing the area of a storage electrode, technology changes are being made.

그러나, 상기와 같이 스택형 캐패시터 구조에서와 같이 캐패시터의 높이를 높이는 방법에서는, 여러가지 문제가 발생한다. 우선, DLM(Double Layer Metal) 공정에 있어서 금속콘택(Metal contact)의 형성시 매우 어려움을 겪게 되며, 과도하게 높인 캐패시터는 무너지기도 한다. 또한, 캐패시터의 높이가 높아지면 아래쪽에서 증착 물질들이 도달하지 못하게 되어 실질적으로 캐패시터의 용량을 높이지도 못하게 된다.However, in the method of raising the height of the capacitor as in the stacked capacitor structure as described above, various problems arise. First, in the DLM process, it is very difficult to form a metal contact, and an excessively high capacitor may collapse. In addition, when the height of the capacitor is increased, deposition materials do not reach from below, and thus the capacity of the capacitor is not substantially increased.

따라서, 본 발명은 상기에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반도체 소자의 캐패시터의 유효 표면적을 증가시켜 높은 캐패시터의 축적용량을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 캐패시터 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and provides a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device capable of increasing the effective surface area of the capacitor of the semiconductor device to improve the storage capacity of the high capacitor. There is a purpose.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 캐패시터 및 비트라인 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a capacitor and a bit line of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

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

102 : 반도체 기판 104 : 워드라인102 semiconductor substrate 104 word line

106 : 질화막 108, 122 : 스페이서106: nitride film 108, 122: spacer

110 : MOS 트랜지스터 112 : 제1 층간절연막110: MOS transistor 112: first interlayer insulating film

114 : 스토리지 노드 116 : 유전체막114: storage node 116: dielectric film

118 : 상부전극 120 : 제1 콘택홀118: upper electrode 120: first contact hole

124 : 콘택플러그 126 : 제2 층간절연막124: contact plug 126: second interlayer insulating film

128 : 제2 콘택홀 130 : 비트라인128: second contact hole 130: bit line

본 발명에서는, 하부구조가 형성된 반도체 기판 상에 제1 콘택홀을 포함한 제1 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 콘택홀을 매립하며, 다수의 공극이 형성되도록, 폴리실리콘 알갱이 또는 폴리실리콘 산화막 알갱이를 슬러리로 이용한 화학적기계적연마방식을 이용하여 스토리지 노드를 형성하는 단계와, 상기 스토리지 노드 내의 다수의 공극 사이로, 유전물질을 침투시켜 유전체막을 형성하는 단계와, 상기 유전체막을 덮도록 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 캐패시터 제조방법을 제공한다.In the present invention, forming a first interlayer insulating film including a first contact hole on the semiconductor substrate on which the substructure is formed, and filling the first contact hole and forming a plurality of voids, polysilicon particles or polysilicon Forming a storage node using a chemical mechanical polishing method using an oxide grain as a slurry, penetrating a dielectric material to form a dielectric film between a plurality of pores in the storage node, and forming an upper electrode to cover the dielectric film. It provides a capacitor manufacturing method comprising the step of forming.

또한, 본 발명에서는, 상기의 단계로 캐패시터를 형성하는 단계와, 상기 하부구조에 포함된 드레인영역이 노출되도록, 상기 스토리지 노드와 대응되지 않은 상기 상부전극과, 상기 제1 층간절연막을 순차적으로 식각하여 제2 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 제2 콘택홀의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 제2 콘택홀을 매립하도록 비트라인 콘택플러그를 형성하는 단계와, 전체 구조 상부에 제2 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 콘택플러그가 노출되도록, 상기 제2 층간절연막을 식각하여 제3 콘택홀을 형성하는 단계와, 기 제3 콘택홀을 매립하도록 비트라인을 형성하는 단계를 포함하는 비트라인 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the step of forming a capacitor, and the upper electrode and the first interlayer insulating film which are not corresponding to the storage node, and the first interlayer insulating film are sequentially etched so that the drain region included in the lower structure is exposed. Forming a second contact hole, forming a spacer on an inner wall of the second contact hole, forming a bit line contact plug to fill the second contact hole, and forming a second upper portion of the entire structure. Forming an interlayer insulating film, etching the second interlayer insulating film to expose the contact plug, forming a third contact hole, and forming a bit line to fill the third contact hole; It provides a bit line manufacturing method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하며, 중복되는 요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information. In the drawings, the same reference numerals refer to the same elements, and descriptions of overlapping elements will be omitted.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 비트라인 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들로서, 그 일례로, CUB 구조의 캐패시터를 포함한 DRAM 소자의 단면도들을 도시하였다.1 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a bit line of a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention. As an example, cross-sectional views of a DRAM device including a capacitor having a CUB structure are illustrated.

도 1을 참조하면, 필드산화막(미도시)에 의해 소자영역이 한정된 반도체 기판(102)상에 트랜지스터(Transistor), 예컨대 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(110)를 형성한다. MOS 트랜지스터(110)는, 반도체 기판(102) 상에 형성되며, 캐패시터의 하부전극용 스토리지 노드(도 3의 '114'참조)와 접촉되는 소오스영역 또는 드레인영역(미도시), 워드라인(104)(예컨대, 게이트전극), 질화막(106) 및 스페이서(108)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transistor such as a metal oxide semiconductor (MOS) transistor 110 is formed on a semiconductor substrate 102 having a device region defined by a field oxide film (not shown). The MOS transistor 110 is formed on the semiconductor substrate 102, and is a source region or a drain region (not shown) and a word line 104 which are in contact with a storage node for a lower electrode of the capacitor (see 114 in FIG. 3). (Eg, a gate electrode), a nitride film 106 and a spacer 108.

이어서, 전체 구조 상부에 SOG(Spin On Glass), USG(Un-doped silicate glass), BPSG(Boron-Phosphorus Silicate glass), PSG(Phosphorus Silicate Glass) PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate Glass) 또는 IPO(Inter Poly Oxide)를 증착한 후, 블랭켓(Blanket) 또는 에치백(Etch back) 등의 평탄화공정을 실시하여 질화막(106)이 노출되도록 워드라인(104) 사이에 층간절연막(112)(이하, '제1 층간절연막'이라 함)을 형성한다.Subsequently, spin on glass (SOG), un-doped silicate glass (USG), boron-phosphorus silicate glass (BPSG), phosphorus silicalicate glass (PSG) plasma enhanced tetra ethyl ortho silicate glass (PEPEOS), or IPO After the deposition of Inter Poly Oxide, an interlayer insulating film 112 (hereinafter, referred to as “Blanket” or “etch back”) may be subjected to planarization to expose the nitride film 106. A first interlayer insulating film) is formed.

도 2를 참조하면, 전체 구조 상부에 포토레지스트(Photoresist; 미도시)를 코팅한 후, 포토 마스크(Photo mask)를 이용한 노광공정 및 현상공정을 순차적으로실시하여 후속공정을 통해 캐패시터의 스토리지 노드(114)(예컨대, 종래에는 이 부위에 랜딩플러그가 형성됨)가 형성될 지역을 오픈(Open)하는 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.Referring to FIG. 2, after the photoresist (not shown) is coated on the entire structure, an exposure process and a developing process using a photo mask are sequentially performed, and the storage node of the capacitor is subsequently processed. 114) (eg, conventionally, a landing plug is formed in this region) to form a photoresist pattern PR that opens the area where it will be formed.

도 3을 참조하면, 도 2에서 형성된 포토레지스트 패턴(PR)을 식각마스크로 이용한 식각공정을 실시하여, 워드라인(104) 사이로 소오스영역이 노출되도록 워드라인(104) 사이에 형성된 제1 층간절연막(112)을 식각하여 제거한다. 그런 다음, 제1 층간절연막(112)을 식각하기 위해 사용되는 포토레지스트 패턴(PR)을 스트립공정을 실시하여 제거한다.Referring to FIG. 3, an etching process using the photoresist pattern PR formed in FIG. 2 as an etching mask is performed to form a first interlayer insulating layer formed between the word lines 104 to expose a source region between the word lines 104. Etch (112) to remove it. Thereafter, the photoresist pattern PR used to etch the first interlayer insulating film 112 is removed by performing a strip process.

이어서, 상기 식각공정을 통해 워드라인(104) 사이의 제1 층간절연막(112)이 제거된 부위에 공극(Pore) 형태의 스토리지 노드(114)를 형성한다. 이때, 스토리지 노드(114)의 제조공정은 이하와 같다.Subsequently, a storage node 114 in the form of a pore is formed in a region where the first interlayer insulating layer 112 between the word lines 104 is removed through the etching process. At this time, the manufacturing process of the storage node 114 is as follows.

먼저, 화학적기계적연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP)장비를 이용하고, 슬러리(Slurry)로 폴리실리콘(Poly silicon) 알갱이(또는, 폴리실리콘 산화막 알갱이)를 이용하여, 상기 식각공정에서 층간절연막(112)이 제거된 부위에 폴리실리콘 알갱이를 채운다. 이때, 폴리실리콘 알갱이 또는 폴리실리콘 알갱이는 그라인딩(Grinding)방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 그 크기는 50 내지 150Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 그런 다음, 인접한 스토리지 노드(114) 간의 전기적인 접속을 차단하기 위하여, 화학적기계적연마 방식 또는 에치백(Etch back) 방식의 평탄화공정을 실시하여 스토리지 노드(114)를 고립시킨다. 그런 다음, 스토리지 노드(104) 내에서 폴리실리콘 알갱이 들이 상호 연결되도록 하기 위하여 불활성 기체인 질소(N2)가스 또는 아르곤(Ar)가스 등을 이용하여 대기 상태에서 어닐링(Annealing)처리와 같은 열처리공정을 실시하여 최종 스토리지 노드(114)를 형성한다.First, by using chemical mechanical polishing (CMP) equipment, and using polysilicon grains (or polysilicon oxide grains) as a slurry, the interlayer dielectric layer 112 in the etching process. The removed site is filled with polysilicon grains. In this case, the polysilicon grains or the polysilicon grains may be formed using a grinding method, and the size thereof is preferably formed to a thickness of 50 to 150 mm 3. Then, in order to interrupt the electrical connection between adjacent storage nodes 114, a chemical mechanical polishing method or an etch back method is performed to isolate the storage node 114. Then, heat treatment processes such as annealing in the air using nitrogen (N 2 ) gas or argon (Ar) gas, which is an inert gas, in order to interconnect the polysilicon grains in the storage node 104. To form the final storage node 114.

도 4를 참조하면, 전체 구조 상부에 유전물질을 증착하여 유전체막(116)을 형성한다. 이때, 유전체막(116)의 유전물질로는 스토리지 노드(114) 내의 작은 공극 들을 채울 수 있도록 매우 스텝 커버리지(Step coverage)가 좋은 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 화학적기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정으로 증착가능한 물질, 예컨대 ONO(Oxide/Nitreide/Oxide) 또는 TaON 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 유전체막(116)은 스토리지 노드(114) 내의 공극에 침투하여 형성되기 때문에 그 만큼 유효 표면적을 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, a dielectric material is deposited on the entire structure to form a dielectric film 116. In this case, as the dielectric material of the dielectric layer 116, it is preferable to use a material having a very good step coverage so as to fill the small voids in the storage node 114. Chemical Vapor Deposition (CVD) It is preferable to use a material that can be deposited in a process such as ONO (Oxide / Nitreide / Oxide) or TaON. As such, since the dielectric film 116 is formed by penetrating into the voids in the storage node 114, the effective surface area may be increased accordingly.

이어서, 전체 구조 상부에 도시된 바와 같이 폴리실리콘층(118a)과 티타늄질화층(TiN; 118b)의 적층구조로 이루어지거나, 폴리실리콘층(118a)의 단층구조 또는 티타늄질화층(118b)의 단층구조로 이루어진 상부전극(118)을 형성한다. 이때, 상부전극(118)을 폴리실리콘층(118a)과 티타늄질화층(118b)의 적층구조로 형성할 경우, 상기 티타늄질화층(118b)은 후속 화학적기계적연마방식의 평탄화공정시 배리어층으로 기능한다.Subsequently, a polysilicon layer 118a and a titanium nitride layer (TiN; 118b) may be laminated as shown above, or a monolayer structure of the polysilicon layer 118a or a monolayer of the titanium nitride layer 118b may be used. An upper electrode 118 having a structure is formed. In this case, when the upper electrode 118 is formed in a stacked structure of the polysilicon layer 118a and the titanium nitride layer 118b, the titanium nitride layer 118b functions as a barrier layer during a subsequent chemical mechanical polishing planarization process. do.

도 5를 참조하면, 전체 구조 상부에 포토레지스트(미도시)를 코팅한 후, 포토 마스크를 이용한 노광공정 및 현상공정을 순차적으로 실시하여 후속 비트라인 콘택플러그(도 6의 '124'참조)가 형성될 지역을 오픈하는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 5, after a photoresist (not shown) is coated on the entire structure, an exposure process and a development process using a photo mask are sequentially performed to produce a subsequent bit line contact plug (see '124' in FIG. 6). A photoresist pattern (not shown) that opens the region to be formed is formed.

이어서, 상기 포토레지스 패턴을 식각마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 워드라인(104) 사이로 드레인영역이 노출되도록 상부전극(118)과, 워드라인(104) 사이에 형성된 제1 층간절연막(112)을 식각하여 콘택홀(120)(이하, '제1 콘택홀'이라 함)을 형성한다. 그런 다음, 이 포토레지스트 패턴은 스트립공정을 통해 제거된다.Subsequently, an etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to expose the drain region between the word line 104 and the first interlayer insulating layer 112 formed between the upper electrode 118 and the word line 104. By etching, a contact hole 120 (hereinafter, referred to as a “first contact hole”) is formed. This photoresist pattern is then removed by stripping.

이어서, 전체 구조 상부에 산화막(미도시)을 증착한 후 블랭켓 또는 에치백 등의 전면식각공정을 실시하여 상기 제1 콘택홀(120)의 내부면에 스페이서(122)를 형성한다. 이로써, 후속 공정을 통해 형성되는 비트라인 콘택플러그(124)와 캐패시터의 상부전극(118) 간을 전기적으로 고립시킨다.Subsequently, an oxide layer (not shown) is deposited on the entire structure, and then a spacer 122 is formed on the inner surface of the first contact hole 120 by performing an entire surface etching process such as a blanket or an etch back. As a result, the bit line contact plug 124 formed through the subsequent process is electrically isolated from the upper electrode 118 of the capacitor.

도 6을 참조하면, 제1 콘택홀(120) 내에 보이드(Void)가 발생하지 않도록 전체 구조 상부에 갭 필(Gap fill)방식으로 폴리실리콘(124)을 증착한 후, 상부전극(118)의 티타늄질화막(118b)을 배리어로 이용한 화학적기계적연마 방식으로 평탄화공정을 실시하여, 상기 제1 콘택홀(120)을 매립하도록 비트라인 콘택플러그(124)를 형성한다.Referring to FIG. 6, after the polysilicon 124 is deposited by a gap fill method on the entire structure so that voids do not occur in the first contact hole 120, the upper electrode 118 is formed. The planarization process is performed by a chemical mechanical polishing method using the titanium nitride film 118b as a barrier to form a bit line contact plug 124 to fill the first contact hole 120.

도 7을 참조하면, 전체 구조 상부에 SOG, USG, BPSG, PSG, PETEOS, IPO 또는 산화막계열의 막을 이용하여 층간절연막(126)(이하, '제2 층간절연막'이라 함)을 형성한다.Referring to FIG. 7, an interlayer insulating film 126 (hereinafter referred to as a “second interlayer insulating film”) is formed on the entire structure by using an SOG, USG, BPSG, PSG, PETEOS, IPO, or oxide film.

이어서, 전체 구조 상부에 포토레지스트(미도시)를 코팅한 후, 포토 마스크를 이용한 노광공정 및 현상공정을 순차적으로 실시하여 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist (not shown) is coated on the entire structure, an exposure process and a developing process using a photo mask are sequentially performed to form a photoresist pattern (not shown).

이어서, 상기 포토레지스 패턴을 식각마스크로 이용한 식각공정을 실시하여 제2 층간절연막(126) 사이로 비트라인 콘택플러그(124)가 노출되도록 콘택홀(128)(이하, '제2 콘택홀'이라 함)을 형성한다. 그런 다음, 이 포토레지스트 패턴은 스트립공정을 통해 제거된다.Subsequently, an etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to expose the bit line contact plug 124 between the second interlayer insulating layer 126 (hereinafter referred to as a “second contact hole”). ). This photoresist pattern is then removed by stripping.

도 8을 참조하면, 제2 콘택홀(128)이 매립되도록 전체 구조 상부에 전기도금공정(ElectroPlating; EP), 물리적기상증착법(Pysical Vapor Deposition; PVD) 또는 화학적기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 이용하여 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 텅스텐(W) 등의 도전성물질을 증착한 후 패터닝공정을 통해 비트라인(130)을 형성한다.Referring to FIG. 8, an electroplating process (EP), a physical vapor deposition (PVD), or a chemical vapor deposition (CVD) is formed on the entire structure to fill the second contact hole 128. After the deposition of a conductive material such as copper (Cu), aluminum (Al) or tungsten (W) to form a bit line 130 through a patterning process.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 캐패시터의 하부전극용 스토리지 노드를 다수의 공극이 형성되도록 폴리실리콘 알갱이 또는 폴리실리콘 산화막 알갱이를 이용하여 형성하고, 후속 공정을 통해 이 공극 내에 유전체막을 형성함으로써, 캐패시터의 유효 표면적을 증가시켜 높은 캐패시터의 축적용량을 향상시킬 수 있다.As described above, in the present invention, the lower electrode storage node of the capacitor is formed by using polysilicon grains or polysilicon oxide grains so that a plurality of pores are formed, and a dielectric film is formed in these pores through a subsequent process, By increasing the effective surface area of the capacitor, it is possible to improve the accumulation capacity of the high capacitor.

또한, 본 발명에서는, 캐패시터의 하부전극용 스토리지 노드를 화학적기계적연마 방식을 이용하여 형성하고, 화학적기상증착법을 이용한 증착공정을 통해 상기 스토리지 노드의 공극 내에 유전체막을 형성함으로써, 별도의 공정장비의 추가없이 공정을 진행하여 개발비용을 절감하는 한편, 캐패시터의 공정의 단순화를 도모할 수 있다.In addition, in the present invention, by forming a lower electrode storage node of the capacitor using a chemical mechanical polishing method, and forming a dielectric film in the pores of the storage node through a deposition process using a chemical vapor deposition method, the addition of additional process equipment The process can be carried out to reduce the development cost and simplify the process of the capacitor.

또한, 본 발명에서는, 캐패시터의 유전체막을 하부전극용 스토리지 노드 내에 형성함으로써, 캐패시터의 임계치수(Critical demension)의 확보에 매우 유리하다.Further, in the present invention, the dielectric film of the capacitor is formed in the storage node for the lower electrode, which is very advantageous for securing the critical dimension of the capacitor.

또한, 본 발명에서는, 캐패시터의 유전체막을 하부전극용 스토리지 노드 내에 형성함으로써, 캐패시터의 높이를 낮출 수 있어 후속 비트라인 공정이 용이해지고, 고집적화를 향상시킬 수 있다.In addition, in the present invention, by forming the dielectric film of the capacitor in the lower electrode storage node, the height of the capacitor can be lowered, so that subsequent bit line processes can be facilitated and high integration can be improved.

Claims (4)

(a) 하부구조가 형성된 반도체 기판 상에 제1 콘택홀을 포함한 제1 층간절연막을 형성하는 단계;(a) forming a first interlayer insulating film including a first contact hole on a semiconductor substrate on which a substructure is formed; (b) 상기 제1 콘택홀을 매립하며, 다수의 공극이 형성되도록, 폴리실리콘 알갱이 또는 폴리실리콘 산화막 알갱이를 슬러리로 이용한 화학적기계적연마방식을 이용하여 스토리지 노드를 형성하는 단계;(b) forming a storage node using a chemical mechanical polishing method using a polysilicon grain or a polysilicon oxide grain as a slurry to fill the first contact hole and form a plurality of pores; (c) 상기 스토리지 노드 내의 다수의 공극 사이로, 유전물질을 침투시켜 유전체막을 형성하는 단계; 및(c) penetrating a dielectric material between the plurality of pores in the storage node to form a dielectric film; And (d) 상기 유전체막을 덮도록 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐패시터 제조방법.(d) forming an upper electrode to cover the dielectric film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유전체막은, ONO 또는 TaON인 것을 특징으로 하는 캐패시터 제조방법.The dielectric film is a capacitor manufacturing method, characterized in that the ONO or TaON. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부전극은, 폴리실리콘층 및 티타늄질화층의 적층구조로 형성하거나, 폴리실리콘층 또는 티타늄질화층의 단층구조로 형성하는 것을 특징으로 캐패시터 제조방법.The upper electrode is a capacitor manufacturing method, characterized in that formed of a polysilicon layer and a titanium nitride layer laminated structure, or a polysilicon layer or a titanium nitride layer single layer structure. (a) 제 1 항의 단계로 캐패시터를 형성하는 단계;(a) forming a capacitor in the step of claim 1; (b) 상기 하부구조에 포함된 드레인영역이 노출되도록, 상기 스토리지 노드와 대응되지 않은 상기 상부전극과, 상기 제1 층간절연막을 순차적으로 식각하여 제2 콘택홀을 형성하는 단계;(b) forming a second contact hole by sequentially etching the upper electrode and the first interlayer insulating layer not corresponding to the storage node so that the drain region included in the lower structure is exposed; (c) 상기 제2 콘택홀의 내측벽에 스페이서를 형성하는 단계;(c) forming a spacer on an inner wall of the second contact hole; (d) 상기 제2 콘택홀을 매립하도록 비트라인 콘택플러그를 형성하는 단계;(d) forming a bit line contact plug to fill the second contact hole; (e) 전체 구조 상부에 제2 층간절연막을 형성하는 단계;(e) forming a second interlayer insulating film over the entire structure; (f) 상기 콘택플러그가 노출되도록, 상기 제2 층간절연막을 식각하여 제3 콘택홀을 형성하는 단계; 및(f) forming a third contact hole by etching the second interlayer insulating layer so that the contact plug is exposed; And (g) 상기 제3 콘택홀을 매립하도록 비트라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트라인 제조방법.(g) forming a bit line to fill the third contact hole.
KR1020020039366A 2002-07-08 2002-07-08 Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same KR20040005075A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020039366A KR20040005075A (en) 2002-07-08 2002-07-08 Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020039366A KR20040005075A (en) 2002-07-08 2002-07-08 Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040005075A true KR20040005075A (en) 2004-01-16

Family

ID=37315448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020039366A KR20040005075A (en) 2002-07-08 2002-07-08 Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040005075A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2929756A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-09 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR FORMING POROUS MATERIAL IN MICROCAVITY OR MICROPASSING BY MECHANICAL CHEMICAL POLISHING

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2929756A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-09 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR FORMING POROUS MATERIAL IN MICROCAVITY OR MICROPASSING BY MECHANICAL CHEMICAL POLISHING
WO2009130416A2 (en) * 2008-04-08 2009-10-29 Commissariat A L'energie Atomique Method for forming porous material in microcavity or micropassage by mechanochemical polishing
WO2009130416A3 (en) * 2008-04-08 2010-07-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for forming porous material in microcavity or micropassage by mechanochemical polishing
US20110034329A1 (en) * 2008-04-08 2011-02-10 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for forming porous material in microcavity or micropassage by mechanicochemical polishing
US8562934B2 (en) 2008-04-08 2013-10-22 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for forming porous material in microcavity or micropassage by mechanicochemical polishing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7488644B2 (en) Method of fabricating a semiconductor device
US7683413B2 (en) Double sided container capacitor for a semiconductor device
US7439130B2 (en) Semiconductor device with capacitor and method for fabricating the same
JP2005183918A (en) Method of forming bit-line of semiconductor device
US6288446B2 (en) Semiconductor device with pillar-shaped capacitor storage node
JP4964407B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2000340772A (en) Manufacture of capacitor for integrated circuit element using cmp-blocking film
US6458692B1 (en) Method of forming contact plug of semiconductor device
US7781820B2 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US6281073B1 (en) Method for fabricating dynamic random access memory cell
TWI503958B (en) Method for forming memory cell transistor
KR100415537B1 (en) Method for fabrication of semiconductor device
US20070037347A1 (en) Capacitor of semiconductor device and method of fabricating the same
US7736972B2 (en) Method for forming storage electrode of semiconductor memory device
KR20030002864A (en) Method of forming memory device
JP2006148052A (en) Method for forming storage electrode of semiconductor element
KR20040005075A (en) Method for manufacturing capacitor and bit line in semiconductor device using the same
JP2000332213A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11214645A (en) Semiconductor memory and manufacture thereof
KR100696774B1 (en) A method for forming a capacitor of a semiconductor device
KR20020006333A (en) Semiconductor memory apparatus and method for improving step coverage between peripheral area and cell area
US20070173049A1 (en) Capacitor and method for fabricating the same
TW202416794A (en) Method of forming semiconductor structure
TW202347716A (en) Semiconductor device with programmable feature
KR19990056023A (en) Dynamic random access memory device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid