KR20040050630A - Method for forming the semiconductor device - Google Patents

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KR20040050630A
KR20040050630A KR1020020078491A KR20020078491A KR20040050630A KR 20040050630 A KR20040050630 A KR 20040050630A KR 1020020078491 A KR1020020078491 A KR 1020020078491A KR 20020078491 A KR20020078491 A KR 20020078491A KR 20040050630 A KR20040050630 A KR 20040050630A
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capacitor
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강양범
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a semiconductor device is provided to improve capacitance by forming a storage node electrode like a convexoconcave structure. CONSTITUTION: A pad oxide and a nitride layer are sequentially deposited on a silicon substrate(100). A photoresist pattern is formed on the pad nitride layer. The pad nitride and the oxide layer are sequentially removed for defining a storage node electrode forming region by carrying out an etching process using the photoresist pattern as an etching mask. The storage node electrode forming region is filled with a polysilicon pattern(160). The pad nitride layer is removed from the resultant structure. A silicon oxide layer(170) is formed on the upper surface of the resultant structure by carrying out an oxidation. A storage node electrode(180) is formed by depositing a polysilicon layer on the entire surface of the resultant structure.

Description

반도체소자의 제조방법{Method for forming the semiconductor device}Method for manufacturing a semiconductor device {Method for forming the semiconductor device}

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자 형성 공정 중, 기억 소자의 정전용량을 증가시키는 커패시터 형성방법에 있어서, 요철 형상의 커패시터 저장전극을 형성하여 동일 면적 내에서 저장전극의 표면적을 증가시켜, 정전용량을 향상시키도록 하는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, in a capacitor forming method of increasing capacitance of a memory device during a system-on-chip device forming process of manufacturing a logic device and a memory device on the same chip. The present invention relates to a method for fabricating a semiconductor device in which an uneven capacitor storage electrode is formed to increase the surface area of the storage electrode within the same area, thereby improving capacitance.

일반적으로, 반도체소자인 로직(logic) 소자와 기억(memory) 소자를 개별적으로 각각 구성하였으나, 반도체소자의 집적도가 점점 증가함에 따라 연산 속도의 향상과 효율을 증대시키기 위해 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자의 중요도가 높아지고 있다.In general, logic devices and memory devices, which are semiconductor devices, are configured separately, but as the integration degree of semiconductor devices increases, logic devices and memory devices are the same in order to increase computational speed and increase efficiency. The importance of the system-on-chip element manufactured on a chip is increasing.

그러나, 로직 소자 형성 공정과 기억 소자의 형성 공정은 공정상의 상이성으로 인하여 즉, 기억 소자는 로직 소자에 형성되지 않는 커패시터를 형성하게 되는 바, 통상의 기억 소자를 형성하는 적층 구조(Stacked Structure) 특히, 핀 형상으로 형성되는 핀(Fin)타입과, 실린더와 같이 원통형상으로 형성되는 실린더(Cylinder)타입 등의 커패시터 형성공정은 복잡하고 단차가 높기 때문에, 최근에는 단차도 낮고 공정 또한, 단순한 평판 타입의 커패시터 형성공정을 이용하게 된다.However, the process of forming the logic element and the process of forming the memory element is due to the process differences, that is, the memory element forms a capacitor which is not formed in the logic element, and thus a stacked structure for forming a conventional memory element. In particular, capacitor formation processes such as a fin type formed in a pin shape and a cylinder type formed in a cylindrical shape, such as a cylinder, are complicated and have a high step. Type capacitor formation process is used.

이에 따라, 종래에 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자를 형성함에 있어서는, 게이트산화막과 도프트 폴리실리콘을 적층하고, 게이트 마스크를 사용한 사진 및 식각 공정으로 메모리 셀 어레이부의 기판 활성영역에 게이트전극을 형성하면서 로직회로부의 필드산화막에 평판 형상의 아날로그커패시터의 하부전극을 동시에 형성한 다음, 절연막과 상부 전극을 형성하기 위한 폴리실리콘을 순차적으로 적층하여 커패시터를 형성하게 된다.Accordingly, in forming a system-on-chip device for manufacturing a logic device and a memory device on the same chip, the memory cell array unit is formed by laminating a gate oxide film and a doped polysilicon and performing a photo and etching process using a gate mask. While forming a gate electrode in the active region of the substrate, the bottom electrode of the analog capacitor having the shape of a plate is simultaneously formed on the field oxide film of the logic circuit unit, and then a polysilicon for forming an insulating film and the upper electrode is sequentially stacked to form a capacitor.

그러나, 상기 게이트전극과 동시에 형성되는 커패시터의 하부전극이 게이트전극과 같이 평판으로 형성됨으로써, 동일한 면적 내에서 커패시터의 정전용량을 증가시키는데 한계가 있으며, 이에 따라, 대용량을 요구하는 커패시터를 제조하기 어려운 문제점이 있었다.However, since the lower electrode of the capacitor formed at the same time as the gate electrode is formed of a flat plate like the gate electrode, there is a limit to increasing the capacitance of the capacitor within the same area, and thus, it is difficult to manufacture a capacitor requiring a large capacity. There was a problem.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 상기와 같은 종래 기술에 의한 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자를 형성 공정 중, 기억 소자의 정정용량을 증가시키는 커패시터 제조방법에서 나타나는 문제점을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, in the capacitor manufacturing method for increasing the correction capacity of the memory element during the process of forming a system-on-chip element for manufacturing the logic element and the memory element according to the prior art on the same chip as described above The problem that appears will be described in more detail.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 반도체소자의 커패시터 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the prior art.

상기 종래 기술에 의한 커패시터 제조방법에 따르면, 우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체기판으로서 실리콘기판(10) 상부에 소자간 활성영역과 분리영역을 구분하기 위한 소자분리영역으로서 필드산화막(12)을 형성하게 된다.According to the capacitor manufacturing method according to the prior art, first, as shown in FIG. 1A, the field oxide film 12 as a device isolation region for distinguishing the active region and the isolation region between devices on the silicon substrate 10 as a semiconductor substrate. ).

이어서, 상기 실리콘기판(10) 상부에 게이트산화막과 도프트 폴리실리콘을 적층한 후에 게이트 마스크를 사용한 사진 및 식각 공정으로 메모리 셀 어레이부(200)의 실리콘기판(10) 활성영역에 게이트전극(14a)을 형성하면서 동시에 로직회로부(100)의 필드산화막(12) 상부에 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)을 형성하게 된다. 이때, 상기 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)은 게이트전극(14a)과 같이 평면으로 형성되기 때문에 커패시터의 정전용량을 향상시키기 위해서는 하부전극(14b)의 면적을 증가시켜야 되나, 하부전극(14b)의 면적이 증가되면 칩 사이즈가 커지게 되어 반도체소자의 고집적화가 어려워지는 문제점이 발생되게 된다.Subsequently, after the gate oxide layer and the doped polysilicon are stacked on the silicon substrate 10, the gate electrode 14a is formed in the active region of the silicon substrate 10 of the memory cell array unit 200 by a photolithography and etching process using a gate mask. ) And at the same time the lower electrode 14b of the analog capacitor is formed on the field oxide film 12 of the logic circuit unit 100. At this time, since the lower electrode 14b of the analog capacitor is formed in the same plane as the gate electrode 14a, the area of the lower electrode 14b should be increased to improve the capacitance of the capacitor. If the area is increased, the chip size is increased, resulting in difficulty in high integration of the semiconductor device.

그리고, 상기 게이트전극(14a) 및 하부전극(14b)의 측벽에 절연물질로 이루어진 사이드웰 스페이서(16)를 형성하고, 메모리 셀 어레이의 활성영역 내에 게이트전극(14a)을 사이에 두고 도전형 불순물이 이온 주입된 소오스/드레인 영역(18)을 형성하게 된다.In addition, sidewall spacers 16 formed of an insulating material are formed on sidewalls of the gate electrode 14a and the lower electrode 14b, and conductive impurities are disposed between the gate electrode 14a in an active region of the memory cell array. This ion implanted source / drain region 18 is formed.

상기 게이트전극(14a)과 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)을 형성하는 공정을 하고 나서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 아날로그 커패시터의 유전체로 사용될 절연체(20)를 증착하게 된다.After the process of forming the gate electrode 14a and the lower electrode 14b of the analog capacitor, an insulator 20 to be used as a dielectric of the analog capacitor is deposited on the resultant, as shown in FIG.

다음으로, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 절연체(20) 상부에 도프트 폴리실리콘(22)을 증착한 다음, 사진 및 식각 공정을 진행하여 적층된 도프트 폴리실리콘(22) 패터닝하여 아날로그 커패시터의 상부전극(22')을 형성하게 된다.Next, as illustrated in FIGS. 1C and 1D, the doped polysilicon 22 is deposited on the insulator 20, and then the stacked doped polysilicon 22 is patterned by performing a photo and etching process. As a result, the upper electrode 22 'of the analog capacitor is formed.

즉, 상기 종래 기술에 의한 복합 반도체소자의 커패시터 제조방법에 따르면, 메모리 셀 어레이부(200)의 실리콘기판(10) 활성영역에 게이트전극(14a)을 형성하면서, 동시에 로직회로부(100)의 필드산화막(12)에 아날로그 커패시터의 하부전극(14b)을 평판으로 형성한 다음, 그 위에 절연체(20)와 상부전극 형성물질인 도프트 폴리실리콘(22)를 순차적으로 적층하여 아날로그 커패시터를 형성함으로써, 대용량의 커패시터를 요구할 경우에는 커패시터의 정전용량을 향상시키기 위하여 하부전극의 면적을 증가시켜야 되나, 평면으로 이루어진 하부전극의 면적이 증가되면 칩 사이즈가 커지게 되는 문제점이 있었으며, 이에 따라, 반도체소자의 고집적화가 어려워지는 문제점이 발생되게 된다.That is, according to the capacitor manufacturing method of the semiconductor device according to the prior art, while forming the gate electrode 14a in the active region of the silicon substrate 10 of the memory cell array unit 200, at the same time the field of the logic circuit unit 100 By forming the lower electrode 14b of the analog capacitor on the oxide film 12 as a flat plate, and then laminating the insulator 20 and the doped polysilicon 22 as the upper electrode forming material thereon to form an analog capacitor, When a large capacity capacitor is required, the area of the lower electrode should be increased to improve the capacitance of the capacitor. However, when the area of the planar lower electrode is increased, the chip size becomes large. The problem of high integration becomes difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자 형성 공정 중, 기억 소자의 정전용량을 증가시키는 커패시터 형성방법에 있어서, 요철 형태의 커패시터 저장전극을 형성함으로써, 동일 면적 내에서 하부전극의 표면적을 증가시켜 정전용량을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 반도체소자의 고집적화를 가능하게 할 수 있도록 하는 반도체소자의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a capacitor forming method for increasing the capacitance of a memory device during a system-on-chip device forming process of manufacturing a logic device and a memory device on the same chip. The purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, by increasing the surface area of the lower electrode in the same area, thereby improving capacitance, thereby enabling high integration of the semiconductor device.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 의한 복합 반도체소자의 커패시터 제조방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a capacitor of a conventional composite semiconductor device.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ---Explanation of symbols for the main parts of the drawing-

100 : 실리콘기판 110 : 패드산화막100: silicon substrate 110: pad oxide film

120 : 패드질화막 130 : 소자분리막120: pad nitride film 130: device isolation film

140 : 감광막 패턴 150 : 커패시터 저장전극 형성영역140: photoresist pattern 150: capacitor storage electrode formation region

160 : 폴리실리콘 패턴 170 : 실리콘 산화막160: polysilicon pattern 170: silicon oxide film

180 : 커패시터 저장전극180: capacitor storage electrode

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 패드산화막과 패드질화막이 순차적으로 증착된 실리콘기판 내에 필드산화막을 형성하여 소자분리영역과 활성영역을 정의하는 단계와; 상기 활성영역의 커패시터 저장전극 형성영역을 제외한 나머지 영역이 차단되도록 감광막 패턴을 형성하는 단계와; 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 커패시터 저장전극 형성영역의 실리콘기판 상부에 증착된 패드질화막과 패드산화막을 순차적으로 제거하는 단계와; 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계와; 상기 활성영역 상부의 패드질화막을 제거하는 단계와; 상기 패드질화막이 제거된 결과물 전체에옥시데이션 공정을 진행하여 실리콘산화막을 형성하는 단계와; 상기 실리콘산화막이 형성된 결과물 전체에 폴리실리콘막을 증착하여 커패시터의 저장전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of defining a device isolation region and an active region by forming a field oxide film in a silicon substrate on which a pad oxide film and a pad nitride film are sequentially deposited; Forming a photoresist pattern so that the remaining region except the capacitor storage electrode forming region of the active region is blocked; Sequentially removing the pad nitride film and the pad oxide film deposited on the silicon substrate of the capacitor storage electrode formation region using the photoresist pattern as an etch mask; Forming a polysilicon pattern on the capacitor storage electrode formation region from which the pad nitride film and the pad oxide film are removed; Removing the pad nitride layer over the active region; Forming a silicon oxide film by performing an oxidation process on the entire product from which the pad nitride film is removed; It provides a method of manufacturing a semiconductor device comprising the step of forming a storage electrode of the capacitor by depositing a polysilicon film on the entire product formed silicon oxide film.

즉, 상기 본 발명에 의한 반도체소자의 제조방법에 의하면, 상기 커패시터 저장전극 형성영역인 활성영역 상부에 폴리실리콘 패턴으로 이루어진 요철 형상의 결과물을 형성한 다음, 이 결과물 전체에 옥시데이션 공정을 진행하여 요철 형상의 결과물 형상을 따라 게이트 절연막인 실리콘산화막을 형성시키고, 그 위에 폴리실리콘을 증착하여 커패시터 저장전극을 형성함으로써, 상기 커패시터 저장전극이 요철 형상으로 형성되는 바, 동일 면적 내에서 커패시터 저장전극의 표면적을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 커패시터의 정전용량을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.That is, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a concave-convex product made of a polysilicon pattern is formed on an active region, which is the capacitor storage electrode forming region, and then an oxidation process is performed on the entire product. A silicon oxide film as a gate insulating film is formed along the concave-convex shape, and polysilicon is deposited thereon to form a capacitor storage electrode, whereby the capacitor storage electrode is formed into a concave-convex shape. It is possible to increase the surface area, thereby improving the capacitance of the capacitor.

상기 본 발명에 의한 반도체소자의 제조방법에 있어서, 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계는, 우선, 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 결과물 상에 패드질화막을 덮도록 폴리실리콘을 증착하는 단계와; 상기 폴리실리콘을 패드질화막 상부까지 화학기계적 연마 공정을 진행하는 단계를 포함하여 이루어진 공정에 의해 형성하거나, 또는, 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역의 실리콘기판 상에 SiH4가스와 HCl 가스를 사용하여 선택적 애피택셜 성장 공정을 진행하여 실리콘을 성장시켜 형성하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the forming of the polysilicon pattern in the capacitor storage electrode forming region from which the pad nitride film and the pad oxide film are removed may be performed. Depositing polysilicon to cover the pad nitride film; Forming the polysilicon by a chemical mechanical polishing process to the upper part of the pad nitride layer, or SiH 4 gas on the silicon substrate of the capacitor storage electrode forming region from which the pad nitride layer and the pad oxide layer are removed. It is preferable to form silicon by growing a selective epitaxial growth process using HCl gas.

이하, 첨부한 도면을 참고로, 본 발명에 의한 반도체소자의 제조방법의 일 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리 범위가 이에 한하여 정해지는 것은 아니며, 하나의 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. However, the scope of the present invention is not limited thereto, but is presented as an example.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 의한 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

상기 본 발명에 의한 제조방법에 따르면, 우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘기판(100) 상에 패드산화막(110)과 패드질화막(120)을 증착한 다음, 얕은 트렌치 소자격리(Sallow Trench Isolation; 이하 "STI"라 한다)공정에 의해 실리콘기판(100) 내에 트렌치(미도시함)를 형성한 다음, 고밀도 플라즈마 산화막을 트렌치 내에 매립하여 필드산화막(130)을 형성하여, 실리콘기판(100) 상에 소자분리영역(B)과 활성영역(A)을 구분하여 정의한다. 이때, 상기 패드질화막(120)은 후속 화학기계적 연마 공정 시, 연마 정지막으로 사용된다. 또한, 상기 패드질화막(120)은 질화물을 이용하여 약 2500Å의 두께로 증착하여, 상기 화학기계적 연마 공정 시, 오버 연마가 되더라도 커패시터의 정전 용량을 어느 정도 확보할 수 있도록 소정의 두께가 잔류되도록 한다. 이에 따라, 후속 요철 형상의 폴리실리콘 패턴 형성 시, 요철 형상의 틀을 형성하여 폴리실리콘이 요철 형상으로 형성되도록 하게된다.According to the manufacturing method according to the present invention, as shown in FIG. 2A, first, a pad oxide film 110 and a pad nitride film 120 are deposited on a silicon substrate 100, and then shallow trench isolation. A trench (not shown) is formed in the silicon substrate 100 by a process called " STI ", and then a high-density plasma oxide film is embedded in the trench to form a field oxide film 130 to form a silicon substrate 100. The isolation region (B) and the active region (A) are defined and defined on the upper side. In this case, the pad nitride film 120 is used as a polishing stop film in a subsequent chemical mechanical polishing process. In addition, the pad nitride film 120 is deposited to a thickness of about 2500 kW using nitride, so that a predetermined thickness remains to ensure a certain amount of capacitance of the capacitor even when over-polishing in the chemical mechanical polishing process. . Accordingly, when the polysilicon pattern having the concave-convex shape is formed, the concave-convex frame is formed so that the polysilicon is formed into the concave-convex shape.

이어서, 상기 필드산화막(130)이 형성된 결과물 전체에 감광막을 도포한 다음, 활성영역(A)의 커패시터 저장전극 형성영역(150)을 제외한 나머지 영역이 감광막에 의해 차단되도록 노광 및 현상 공정을 진행하여 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(140)을 형성하게 된다.Subsequently, the photoresist is applied to the entire product on which the field oxide film 130 is formed, and then an exposure and development process is performed such that the remaining region except for the capacitor storage electrode formation region 150 of the active region A is blocked by the photoresist. The photoresist pattern 140 having a line / spacer shape is formed.

상기 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(140)을 형성하는 공정을 진행하고 나서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(140)을 식각마스크로 패드질화막(120)과 패드산화막(110)을 순차적으로 식각하되, 상기 패드질화막(120) 식각 시, 하부 패드산화막(110)과 식각 선택비가 높은 CHF3와 Ar 및 O2가스가 혼합된 혼합가스를 식각가스로 이용하여 식각하며, 상기 패드산화막(110)은 HF 또는 BOE 용액을 이용하여 습식식각 공정을 진행하여 식각하게 된다. 이에 따라, 상기 커패시터 저장전극 형성영역(150)의 실리콘기판(100)이 노출되게 되며, 이외의 다른 영역은 패드산화막(110)과 패드질화막(120)에 의해 차단되게 된다.After the process of forming the line / spacer photosensitive film pattern 140 is performed, as shown in FIG. 2B, the pad nitride film 120 and the pad are formed using the line / spacer photosensitive film pattern 140 as an etch mask. The oxide film 110 is sequentially etched, and when the pad nitride film 120 is etched, the lower pad oxide film 110 is etched by using a mixed gas of CHF 3 and Ar and O 2 gas having a high etching selectivity as an etching gas. The pad oxide film 110 is etched by performing a wet etching process using HF or BOE solution. Accordingly, the silicon substrate 100 of the capacitor storage electrode forming region 150 is exposed, and other regions are blocked by the pad oxide film 110 and the pad nitride film 120.

그 후, 상기 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(140)을 제거한 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 패드질화막(120)과 패드산화막(110)이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴(160)을 형성하게 된다. 이때, 상기 커패시터 저장전극 형성영역에 형성된 폴리실리콘 패턴(160)은 우선, 상기 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(미도시함)이 제거된 결과물 상부에 패드질화막(120)이 충분히 덮도록 즉, 상기 패드질화막(120)이 약 2500Å의 두께로 형성되어 있으므로 그 보다 높은 약 3000Å 정도의 실리콘기판(100)과 동일한 폴리실리콘을 화학기상증착법에 의해 증착한 다음, 패드질화막(120)을 연마 정지막으로 폴리실리콘(미도시함)을 패드질화막(120) 상부까지 화학기계적 연마하여 형성하게 된다.Thereafter, the photoresist pattern 140 having the line / spacer shape is removed, and then, as illustrated in FIG. 2C, the polysilicon pattern is formed on the capacitor storage electrode formation region from which the pad nitride layer 120 and the pad oxide layer 110 are removed. To form 160. In this case, the polysilicon pattern 160 formed in the capacitor storage electrode forming region is first formed so that the pad nitride film 120 is sufficiently covered with the line / spacer type photoresist pattern (not shown). Since the pad nitride film 120 is formed to a thickness of about 2500 kPa, the same polysilicon as the silicon substrate 100 of about 3000 kPa is deposited by chemical vapor deposition, and then the pad nitride film 120 is used as a polishing stop film. Polysilicon (not shown) is formed by chemical mechanical polishing to the top of the pad nitride film 120.

또한, 상기 라인/스페이서 형태의 감광막 패턴(미도시함)이 제거된 결과물 상부에 SiH4가스와 HCl 가스에 의해 실리콘기판(100)과 동일한 방위를 갖는 단결정이 형성되도록 선택적 에피택셜 성장(SEG :Selective Epitaxial Growth) 공정을 진행하여 실리콘을 성장시켜 폴리실리콘 패턴을 형성하기도 한다. 이에 따라, 상기 폴리실리콘 패턴은 화학기계적 연마 공정 없이 선택적 에피택셜 성장 공정에 의해 진행됨으로써, 상기 화학기계적 연마 공정을 진행할 필요가 없게 되어, 화학 연마 공정 시, 오버 연마되는 것을 감안하여 약 2500Å의 두께로 두껍께 증착하던 패드질화막을 약 2000Å의 두께로 얇게 형성할 수 있게 된다.In addition, selective epitaxial growth (SEG) is formed on the resultant line / spacer photoresist pattern (not shown) to form a single crystal having the same orientation as that of the silicon substrate 100 by SiH 4 gas and HCl gas. Selective Epitaxial Growth) process is used to grow silicon to form polysilicon patterns. Accordingly, since the polysilicon pattern is processed by a selective epitaxial growth process without a chemical mechanical polishing process, it is not necessary to proceed with the chemical mechanical polishing process, and the thickness of about 2500 mm in consideration of the overpolishing during the chemical polishing process As a result, a thin pad nitride film deposited at a thickness of about 2000 μs can be formed.

한편, 상기 폴리실리콘 패턴(160) 형성 공정을 진행하고 나서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상의 잔류된 패드질화막(120)을 인산용액에 의해 습식식각하여 제거하는 바, 이에 따라, 상기 폴리실리콘 패턴(160)이 요철 형상의 패턴을 형성하게 되며, 이는 커패시터의 저장전극, 즉 요철 형상의 커패시터 하부전극을 형성하기 위한 기판 역할을 하게 된다.Meanwhile, after the process of forming the polysilicon pattern 160, as shown in FIG. 2D, the pad nitride film 120 remaining on the resultant is wet-etched and removed by a phosphate solution. The polysilicon pattern 160 forms a concave-convex pattern, which serves as a substrate for forming a storage electrode of the capacitor, that is, a concave-convex lower capacitor electrode.

그 후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 패드질화막(120)이 제거된 결과물 전체에 옥시데이션 공정을 진행하여 요철 형상의 폴리실리콘 패턴(160)을 따라 게이트 절연막인 실리콘 산화막(170)을 형성한다. 그리고, 상기 실리콘 산화막(170) 상부 전체에 커패시터 저장전극 형성물질인 폴리실리콘(미도시함)을 증착하게 되는 바, 하부 요철 형상의 폴리실리콘 패턴(160)의 형상을 따라 폴리실리콘(미도시함)이 증착됨으로써, 커패시터의 저장전극(180) 즉, 하부전극이 요철 형상으로 형성된다. 이에 따라, 기존의 평판 형상의 커패시터 저장전극을 형성하기 위한 면적과 동일한 면적 내에서 커패시터 저장전극(180)의 표면적을 증가시키게 되어, 커패시터의 정전용량을 향상시킨다.Thereafter, as shown in FIG. 2E, an oxidization process is performed on the entire product from which the pad nitride layer 120 is removed to form a silicon oxide layer 170 as a gate insulating layer along the uneven polysilicon pattern 160. do. In addition, polysilicon (not shown), which is a capacitor storage electrode forming material, is deposited on the entire upper portion of the silicon oxide layer 170, and thus, polysilicon (not shown) is formed along the shape of the polysilicon pattern 160 having a lower uneven shape. ), The storage electrode 180, that is, the lower electrode of the capacitor is formed into an uneven shape. Accordingly, the surface area of the capacitor storage electrode 180 is increased in the same area as that of the conventional plate-shaped capacitor storage electrode, thereby improving the capacitance of the capacitor.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법을 이용하게 되면, 상기 로직 소자와 기억 소자를 동일 칩 상에 제조하는 시스템 온 칩 소자 형성 공정 중, 기억 소자의 정전용량을 증가시키는 커패시터 형성방법에 있어서, 요철 형태의 커패시터 저장전극을 형성함으로써, 동일 면적 내에서 하부전극의 표면적을 증가시켜 정전용량을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 반도체소자의 고집적화를 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, as described above, when the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is used, the capacitance of the memory device is increased during the system-on-chip device forming process of manufacturing the logic device and the memory device on the same chip. In the method of forming a capacitor, by forming a capacitor storage electrode having a concave-convex shape, the surface area of the lower electrode can be increased in the same area to improve the capacitance, thereby enabling the high integration of the semiconductor device. .

Claims (3)

패드산화막과 패드질화막이 순차적으로 증착된 실리콘기판 내에 필드산화막을 형성하여 소자분리영역과 활성영역을 정의하는 단계와;Defining a device isolation region and an active region by forming a field oxide film in a silicon substrate on which a pad oxide film and a pad nitride film are sequentially deposited; 상기 활성영역의 커패시터 저장전극 형성영역을 제외한 나머지 영역이 차단되도록 감광막 패턴을 형성하는 단계와;Forming a photoresist pattern so that the remaining region except the capacitor storage electrode forming region of the active region is blocked; 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 커패시터 저장전극 형성영역의 실리콘기판 상부에 증착된 패드질화막과 패드산화막을 순차적으로 제거하는 단계와;Sequentially removing the pad nitride film and the pad oxide film deposited on the silicon substrate of the capacitor storage electrode formation region using the photoresist pattern as an etch mask; 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계와;Forming a polysilicon pattern on the capacitor storage electrode formation region from which the pad nitride film and the pad oxide film are removed; 상기 활성영역 상부의 패드질화막을 제거하는 단계와;Removing the pad nitride layer over the active region; 상기 패드질화막이 제거된 결과물 전체에 옥시데이션 공정을 진행하여 실리콘산화막을 형성하는 단계와;Forming a silicon oxide film by performing an oxidization process on the entire product from which the pad nitride film is removed; 상기 실리콘산화막이 형성된 결과물 전체에 폴리실리콘막을 증착하여 커패시터의 저장전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.And depositing a polysilicon film on the entire product formed with the silicon oxide film to form a storage electrode of the capacitor. 제 1항에 있어서, 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the polysilicon pattern on the capacitor storage electrode forming region from which the pad nitride layer and the pad oxide layer are removed is performed. 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 결과물 상에 패드질화막을 덮도록 폴리실리콘을 증착하는 단계와;Depositing polysilicon to cover the pad nitride layer on the resultant product from which the pad nitride layer and the pad oxide layer have been removed; 상기 폴리실리콘을 패드질화막 상부가 들어나도록 화학기계적 연마 공정을 진행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.And performing a chemical mechanical polishing process so that the polysilicon has an upper portion of the pad nitride layer. 제 1항에 있어서, 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역에 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the polysilicon pattern on the capacitor storage electrode forming region from which the pad nitride layer and the pad oxide layer are removed is performed. 상기 패드질화막과 패드산화막이 제거된 커패시터 저장전극 형성영역의 실리콘기판 상에 SiH4가스와 HCl 가스에 의해 선택적 애피택셜 성장 공정을 진행하여 폴리실리콘을 성장시켜 형성하게 됨을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.Fabrication of a semiconductor device characterized in that to form a polysilicon by a selective epitaxial growth process by the SiH 4 gas and HCl gas on the silicon substrate of the capacitor storage electrode formation region from which the pad nitride film and the pad oxide film is removed Way.
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