KR20110076174A - Method for manufacturing of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 액정표시장치(Liquid Crystal Display:LCD) 패널의 구동에 필요한 LDI(LCD driver IC)에서 사용되는 반도체 소자에 관한 것이다. The embodiment relates to a semiconductor device used in an LCD driver IC (LDI) required for driving a liquid crystal display (LCD) panel.
LDI(LCD driver IC)는 액정표시장치(LCD) 패널의 구동에 필수적인 드라이버 IC(Integrated circuit)로서, 구동신호 및 데이터를 제공하고 인터페이스를 하는 집적회로를 말한다.An LCD driver IC (LDI) is an integrated circuit (IC) that is essential for driving a liquid crystal display (LCD) panel, and refers to an integrated circuit that provides driving signals and data and interfaces with it.
LDI의 구성요소 중 데이터를 저장하는 GRAM(Graphic Random Access Memory) 메모리는 차후 상용화될 WVGA급(wide video graphics array) 고해상도를 구현하기 위해서는 고집적화가 필요하다. Graphic random access memory (GRAM) memory, which stores data among the components of LDI, needs to be highly integrated in order to realize wide video graphics array (WVGA) high resolution that will be commercialized in the future.
기존의 6개의 트랜지스터로 구성된 6T SRAM을 사용할 경우 칩 사이즈(chip size) 커져 경쟁력이 떨어지기 때문에 칩을 소형화, 고집적화하는 방법이 필요하다. When using 6T SRAM consisting of six conventional transistors, the chip size becomes larger and less competitive. Therefore, a method of miniaturizing and integrating chips is needed.
특히 고성능의 DDI(display driver IC) 구조를 위하여 하이 덴시티(high-density)의 메모리 용량이 필요해짐에 따라 SRAM 구조의 메모리로는 칩 사이즈의 쉬링크(shrink)에 있어 한계에 도달하고 있다. In particular, as high-density memory capacity is required for a high-performance display driver IC (DDI) structure, the memory of the SRAM structure has reached a limit in chip size shrink.
이를 위하여, 기존의 LDI 디바이스에 형성되는 LV(Low Voltage), MV(Medium Voltage), HV(High Voltage)의 세 가지 게이트 산화막을 형성하는 공정에 추가하여, 고밀도를 갖는 메모리 소자를 구성하는 공정이 필요하다. To this end, in addition to the process of forming three gate oxide films of LV (Medium Voltage), MV (Medium Voltage) and HV (High Voltage) formed in the existing LDI device, need.
이에 LDI 소자 내에 1개의 트랜지스터(Tr)에 1개의 캐패시터로 구성되는 LDRAM(Logic DRAM)을 형성함으로써, 고밀도를 갖는 메모리 소자를 구현할 수 있다. Accordingly, by forming an LDRAM (Logic DRAM) composed of one capacitor in one transistor Tr in the LDI device, a memory device having a high density can be realized.
그러나 일반적인 DRAM과 달리 DRAM 만을 위한 소자가 아니라 LDI와 동시에 형성할 수 있어야 하므로 일반적인 DRAM에서 사용하는 딥 비아(deep VIA)를 이용하여 캐패시터를 만드는 것이 매우 곤란한다. However, unlike general DRAM, it must be able to be formed at the same time as LDI, not a device for DRAM alone, so it is very difficult to make a capacitor using a deep VIA used in general DRAM.
이러한 소자를 구현하기 위하여, LDRAM 소자의 캐패시터 역할을 하는 산화막을 STI 하부에 형성시키고 있다. In order to implement such a device, an oxide film serving as a capacitor of the LDRAM device is formed under the STI.
하지만, LV,MV,HV 소자와 같은 액티브 영역 위에서의 산화막 성장과는 달리 STI 영역의 트랜치 하부에 산화막을 형성해야 하므로 공정이 복잡하고, 프로세스(Process)를 최적화(optimize) 하는데 어려움이 많은 문제점이 있다. However, unlike oxide growth on active regions such as LV, MV, and HV devices, the oxide layer must be formed under the trench of the STI region, making the process complicated and difficult to optimize the process. have.
실시예는 LDRAM 소자에서 GRAM을 1T RAM으로 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다. The embodiment provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming a GRAM into 1T RAM in an LDRAM device.
실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 반도체 기판에 트랜치를 형성하는 단계; 상기 트랜치 내부가 갭필되도록 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화막에 대한 건식식각 공정을 통해 상기 트랜치의 바닥면을 기준으로 제1 두께를 가지는 제1 절연 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 절연 패턴을 포함하는 트랜치에 대한 습식식각 공정을 통해 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가지는 제2 절연 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment includes forming a trench in a semiconductor substrate; Forming an oxide layer to gap-fill the inside of the trench; Forming a first insulating pattern having a first thickness based on a bottom surface of the trench through a dry etching process on the oxide layer; And forming a second insulating pattern having a second thickness smaller than the first thickness through a wet etching process for the trench including the first insulating pattern.
실시예에서는, LDRAM 소자에서 캐패시터 분리용 절연 패턴이 트랜치의 바닥면에만 선택적으로 형성됨으로써 상호 인접하는 캐패시터 소자의 아이솔레이션이 안정적으로 이루어질 수 있다. In an embodiment, since the insulating pattern for capacitor isolation is selectively formed only on the bottom surface of the trench in the LDRAM device, isolation of the adjacent capacitor devices may be stably achieved.
이에 따라, 서로 인접하는 캐패시터의 정션 리키지(junction leakage)를 방지하고 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent junction leakage of capacitors adjacent to each other and to improve the reliability of the device.
상기 절연 패턴은 건식식각 공정과 습식식각 공정을 순차적으로 컨트롤함으로서 형성될 수 있다. The insulating pattern may be formed by sequentially controlling a dry etching process and a wet etching process.
특히, 건식식각을 단일 공정으로 진행하면서 발생되는 실리콘 기판의 플라즈 마 데미지(Plasma dagage)와 유니포미티(Uniformity)를 개선할 수 있다. In particular, it is possible to improve plasma damage and uniformity of the silicon substrate generated by performing the dry etching in a single process.
또한, 반도체 기판의 노출된 표면의 격자 구조가 일정한 방향성을 가지게 됨으로서 리키지 커런즈를 방지하고, 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the lattice structure of the exposed surface of the semiconductor substrate has a constant orientation, it is possible to prevent leakage of the currency and improve the reliability of the device.
이하, 실시예에 따른 반도체 소자 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/아래(on/under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/아래는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the embodiments, where it is described as being formed "on / under" of each layer, it is understood that the phase is formed directly or indirectly through another layer. It includes everything.
도 1은 LDI(LCD driver IC) 소자의 LDRAM에서 1T RAM의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a 1T RAM in an LDRAM of an LCD driver IC (LDI) element.
상기 LDI 소자는 1개의 제1 트랜지스터(T1)과 1개의 제1 캐패시터(C1)로 구성되는 LDRAM(logic DRAM)에서 1T RAM을 구현할 수 있다.The LDI device may implement 1T RAM in an LDRAM (logic DRAM) including one first transistor T1 and one first capacitor C1.
상기 제1 캐패시터(C1)는 STI 영역의 트랜치를 이용하여 형성될 수 있다. The first capacitor C1 may be formed using a trench in the STI region.
이에 따라, 동일한 칩 사이즈(chip size)에서 특정의 캐패시터 값을 갖는 소자를 구현하고 하이 덴시티(high density) 및 하이 레졸루션(high resolution) 특성을 갖는 1T RAM 소자를 구현할 수 있다. Accordingly, a device having a specific capacitor value at the same chip size and a 1T RAM device having high density and high resolution characteristics may be implemented.
도 2는 도 1에 도시된 LDI 소자의 1T RAM용 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a 1T RAM semiconductor device of the LDI device shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이 1T RAM용 반도체 소자의 상기 제1 트랜지스터(T1)는 반도체 기판(100)에 형성된 게이트(170), 스페이서(180), 소스/드레인(190)을 포함한다. As illustrated in FIG. 2, the first transistor T1 of the 1T RAM semiconductor device includes a
상기 반도체 기판(100)은 소자분리막(105)에 의하여 액티브 영역(AA) 및 필드 영역(FA)이 정의되어 있다. In the
상기 반도체 기판(100)의 액티브 영역(AA)에는 제1 도전형 불순물이 도핑된 제1 도전형 웰(NW)이 형성되어 있다. A first conductivity type well NW doped with a first conductivity type impurity is formed in the active region AA of the
예를 들어, 상기 제1 도전형 불순물은 n형 또는 p형 불순물일 수 있다. For example, the first conductivity type impurities may be n type or p type impurities.
상기 제1 도전형 웰(NW)은 제1 트랜지스터 영역(TA) 및 제1,제2 캐패시터 영역(CA1,CA2)으로 레이아웃 될 수 있다. The first conductivity type well NW may be laid out as a first transistor region TA and first and second capacitor regions CA1 and CA2.
상기 제1 도전형 웰(NW)의 제1 트랜지스터 영역(TA)에 상기 제1 트랜지스터(T1)가 형성된다. The first transistor T1 is formed in the first transistor area TA of the first conductivity type well NW.
상기 제1 트랜지스터(T1)와 전기적으로 연결되는 제1 캐패시터(C1)는 상기 제1 도전형 웰(NW)의 제1 캐패시터 영역(C1)에 형성된다. The first capacitor C1 electrically connected to the first transistor T1 is formed in the first capacitor region C1 of the first conductivity type well NW.
상기 제1 트랜지스터(T1)의 소스/드레인(190)은 상기 제1 캐패시터(C1)의 캐패시터 하부전극과 전기적으로 연결될 수 있다.The source /
상기 제1 도전형 웰(NW)이 상기 제1 캐패시터(C1)의 캐패시터 하부전극으로 사용될 수 있다. The first conductivity type well NW may be used as a capacitor lower electrode of the first capacitor C1.
상기 제1 캐패시터(C1)는 캐패시터 하부전극, 캐패시터 절연층(150) 및 캐패시터 상부전극(160)을 포함한다. The first capacitor C1 includes a capacitor lower electrode, a capacitor
예를 들어, 상기 제1 캐패시터(C1)는 소자분리용 트랜치(110) 내부의 절연막을 제거하고 상기 트랜치(110)의 내부에 캐패시터 절연층(150) 및 캐패시터 상부전 극(160)을 순차적으로 형성할 수 있다. For example, the first capacitor C1 removes an insulating layer inside the
예를 들어, 상기 캐패시터 하부전극은 상기 제1 도전형 불순물이 도핑된 제1 도전형 웰(NW)일 수 있다. For example, the capacitor lower electrode may be a first conductivity type well (NW) doped with the first conductivity type impurity.
상기 캐패시터 절연층(150)은 상기 트랜치(110)가 형성된 반도체 기판(100)의 표면 프로파일을 따라 형성된 산화막일 수 있다. The
상기 캐패시터 상부전극(160)은 상기 트랜치(110)를 포함하는 상기 반도체 기판(100) 상에 형성된 폴리실리콘막으로 형성될 수 있다. The capacitor
상기 제1 캐패시터(C1)는 트랜치(110)의 바닥면에 형성된 제2 절연패턴(140)에 의하여 이웃하는 제2 캐패시터 영역(CA2)의 제2 캐패시터(C2)와 분리될 수 있다.The first capacitor C1 may be separated from the second capacitor C2 of the neighboring second capacitor region CA2 by the second
도시되지는 않았지만, 상기 제2 캐패시터(C2)는 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다. Although not shown, the second capacitor C2 may be electrically connected to the second transistor.
즉, 상기 제1 트랜지스터(T1)의 전하는 상기 제1 캐패시터(C1)로 저장될 수 있고, 상기 제2 트랜지스터(미도시)의 전하는 상기 제2 캐패시터(C2)로 저장될 수 있다.That is, the charge of the first transistor T1 may be stored in the first capacitor C1, and the charge of the second transistor (not shown) may be stored in the second capacitor C2.
상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)는 상기 트랜치(110) 내부의 제2 절연패턴(140)을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다. The first capacitor C1 and the second capacitor C2 may be symmetrically formed based on the second
도시되지는 않았지만, 상기 캐패시터 상부전극(160)에는 공통 컨택이 형성될 수 있으며, 상기 공통 컨택에 바이어스(bias)를 인가하면 상기 제1 캐패시터(C1)에 역전층(inversion layer)이 형성되고 캐패시터로 사용될 수 있다. Although not shown, a common contact may be formed on the capacitor
상기 제2 절연패턴(140)은 상기 트랜치(110)의 바닥면에 일정 두께로 형성되고, 상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)를 전기적으로 분리할 수 있다. The
상기 제2 절연패턴(140)의 두께를 콘트롤하고 서로 이웃하는 캐패시터의 아이솔레이션을 통해 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다. The reliability of the device may be secured by controlling the thickness of the
상기 제2 절연패턴(140)의 두께를 최적화하고 상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 정션 리키지(junction leakage)를 방지할 수 있다.The thickness of the
즉, 상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 분리영역에 해당하는 상기 트랜치(110)는 하부로 갈수록 좁아지기 때문에 상기 트랜치(110) 내부의 제2 절연패턴(140)의 두께를 제어함으로써 정션 리키지를 방지할 수 있다. That is, since the
상기 제2 절연 패턴(140)의 최적의 두께로 형성하면서, 상기 캐패시터 절연층(150)의 유니포미티(uniformity)를 개선하고 캐패시터 특성을 향상시킬 수 있다.While forming the optimal thickness of the
즉, 상기 캐패시터 하부전극으로 사용되는 상기 반도체 기판(100)의 제1 도전형 웰(NW)의 표면 프로파일을 개선하고, 상기 캐패시터 하부전극 상에 형성되는 상기 캐패시터 절연층(150)이 일정 두께를 가질 수 있다. That is, the surface profile of the first conductivity type well NW of the
이에 따라, 캐패시터의 리키지 커런트(leakage current)를 개선하고, 소자의 특성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to improve the leakage current of the capacitor and to improve the characteristics of the device.
도 3 내지 도 7을 참조하여, LDI 소자의 1T RAM용 반도체 소자를 형성하는 방법을 구체적으로 설명한다. 3 to 7, a method of forming a 1T RAM semiconductor device of an LDI device will be described in detail.
도 3을 참조하여, 반도체 기판(100)에 STI 공정에 의하여 트랜치(110)를 형성하고 절연막(120)을 갭필한다. Referring to FIG. 3, the
상기 반도체 기판(100)은 단결정 또는 다결정의 실리콘 기판이며, p형 또는 n형 불순물이 도핑된 기판일 수 있다. The
상기 트랜치(110)는 소자분리막 형성을 위한 STI 공정이 진행될 때 동시에 형성될 수 있다. The
도시되지는 않았지만, 상기 트랜치(110)를 형성하기 위해서는, 상기 반도체 기판(100) 상에 패드 산화막 및 패드 질화막을 형성한다. 상기 패드 산화막 및 패드 질화막은 포토레지스트 패턴(미도시)에 의하여 선택적으로 식각되고 소자분리막 예정영역 및 상기 트랜치 예정 영역에 해당하는 상기 반도체 기판(100)의 표면을 선택적으로 노출시킬 수 있다. Although not shown, in order to form the
상기 패드 산화막 및 패드 질화막을 식각마스크로 사용하고 상기 반도체 기판(100)을 선택적으로 식각하고, 소자분리용 트랜치(도 2 참조) 및 상기 트랜치(110)를 형성한다. The pad oxide layer and the pad nitride layer are used as an etching mask, and the
즉, 상기 소자분리용 트랜치가 형성될 때 액티브 영역(AA)에서 LDI((LCD driver IC)소자의 LDRAM(Logic DRAM)을 형성을 위한 캐패시터 트랜치(110)가 동시에 형성될 수 있다.That is, when the isolation trench is formed, a
이후, HDP 공정에 의한 상기 소자분리용 트랜치 및 트랜치(110) 내부에 절연막(120)을 갭필하고, CMP 공정에 의하여 평탄화시킬 수 있다. Thereafter, the insulating film 120 may be gap-filled in the isolation trench and the
예를 들어, 상기 절연막(120)은 산화막일 수 있다. For example, the insulating layer 120 may be an oxide layer.
따라서, 상기 소자분리용 트랜치에는 상기 소자분리막(105)이 형성되고, 상기 트랜치(110)에도 상기 소자분리막(105)과 동일한 형태로 절연막(120)이 갭필될 수 있다. Accordingly, the
추가적으로 상기 소자분리막(105)에 대한 열처리 공정을 더 진행할 수 있다. In addition, a heat treatment process may be further performed on the
상기와 같이 반도체 기판(100)에 상기 소자분리막(105)이 형성되고 필드 영역(FA) 및 액티브 영역(AA)이 정의될 수 있다. (도 2 참조)As described above, the
또한, LDI 소자의 캐패시터가 형성될 트랜치(110)에 절연막(120)이 갭필될 수 있다. In addition, the insulating layer 120 may be gap-filled in the
상기 반도체 기판(100)의 웰 영역 형성을 위하여 상기 액티브 영역(AA)에 해당하는 반도체 기판(100)으로 n형 또는 p형 불순물을 이온주입하여 제1 도전형 웰(NW)을 형성할 수 있다. 실시예에서 상기 제1 도전형 웰은 n형 불순물이 도핑될 수 있다. In order to form the well region of the
이후, 상기 패드 산화막 및 패드 질화막을 제거하고, 상기 반도체 기판(100)의 소자분리막(105) 및 상기 산화막(110)이 노출될 수 있다.Thereafter, the pad oxide layer and the pad nitride layer may be removed, and the
도 4를 참조하여, 상기 절연막(120)에 대한 1차 식각 공정을 진행하고, 상기 트랜치(110) 내부에 제1 절연 패턴(130)이 형성된다. Referring to FIG. 4, a first etching process is performed on the insulating layer 120, and a first
상기 제1 절연 패턴(130)은 일정 두께로 제거되고 상기 트랜치(110)의 측벽을 선택적으로 노출시킬 수 있다. The first
상기 1차 식각 공정은 건식식각 공정일 수 있다. 상기 1차 식각 공정은 반응성 이온 식각(reactive ion etch) 공정일 수 있다. The first etching process may be a dry etching process. The primary etching process may be a reactive ion etch process.
상기 제1 절연 패턴(130)은 상기 트랜치(110)의 바닥면을 기준으로 제1 두께(T1)로 형성될 수 있다. The first
예를 들어, 1차 식각 공정은 상기 제1 절연 패턴(130)의 두께가 2000~2500Å의 두께를 가질 때까지 진행될 수 있다. For example, the primary etching process may be performed until the thickness of the first
상기 1차 식각 공정 시 발생하는 플라즈마에 의하여 상기 트랜치(110)의 노출된 측벽은 데미지를 입을 수 있다. The exposed sidewalls of the
즉, 상기 1차 식각 공정에 의하여 상기 트랜치(110)의 측벽에는 러프네스(roughness)가 발생될 수 있다. That is, roughness may be generated on the sidewall of the
이러한 러프네스는 상기 트랜치(110) 측벽을 통해 노출된 반도체 기판(100)의 실리콘의 격자구조를 변형시키게 된다. 즉, 플라즈마 데미지를 입은 상기 트랜치(110)의 측벽에 해당하는 실리콘의 격자구조는 111 방향으로 변형되고, 러프네스를 발생시킨다. This roughness deforms the lattice structure of the silicon of the
이러한 실리콘 격자구조가 변형되면 이후 상기 트랜치(110) 내부에 형성되는 1T RAM 소자에서 리키지 커런트를 유발하고 소자의 특성을 악화시킬 수 있다. If the silicon lattice structure is deformed, the current may cause leakage current in the 1T RAM device formed in the
도 5를 참조하여, 상기 제1 절연 패턴(130)을 포함하는 상기 트랜치(110)에 대한 2차 식각 공정을 진행하고, 제2 절연 패턴(140)이 형성된다. Referring to FIG. 5, a second etching process is performed on the
상기 2차 식각 공정을 통해 상기 제1 절연 패턴(130)은 일정 두께로 제거되고 상기 트랜치(110)의 측벽의 노출영역은 1차 식각 공정보다 더 노출될 수 있다.The first
상기 제2 절연 패턴(140)은 상기 트랜치(110)의 바닥면에서 일정 두께로 형성되고 서로 인접하는 캐패시터를 전기적으로 분리할 수 있다. The second
상기 2차 식각 공정은 습식식각 공정일 수 있다. The secondary etching process may be a wet etching process.
상기 2차 식각 공정은 DHF(Diluted HF) 케미컬을 이용한 습식식각 공정일 수 있다.The secondary etching process may be a wet etching process using diluted HF chemicals.
상기 2차 식각 공정은 DI 워터와 DHF의 비율이 100:1~200:1의 농도비로 사용하고, 배치 타입(batch type)의 장비로 10~30분 동안 진행될 수 있다. In the secondary etching process, the ratio of DI water and DHF is used in a concentration ratio of 100: 1 to 200: 1, and may be performed for 10 to 30 minutes using a batch type equipment.
상기 제2 절연 패턴(140)은 상기 트랜치(110)의 바닥면을 기준으로 상기 제1 두께(T1)보다 작은 제2 두께(T2)로 형성될 수 있다. The second
예를 들어, 2차 식각 공정은 상기 제2 절연 패턴(140)의 두께가 800~1200Å의 두께를 가질 때 진행될 수 있다. For example, the secondary etching process may be performed when the thickness of the second
상기 2차 식각 공정 시 상기 트랜치(110)의 측벽에 발생된 러프네스가 제거될 수 있다. Roughness generated on the sidewalls of the
이에 따라, 상기 트랜치(110)의 측벽은 균일한 표면을 가지게 될 수 있다. Accordingly, sidewalls of the
즉, 상기 2차 식각 공정 시 DHF 케미컬은 노출된 상기 트랜치(110)의 측벽을 얇게 제거할 수 있다. 특히, 상기 트랜치(110)의 측벽을 통해 노출된 실리콘 표면에서 111 방향의 격자구조를 분해하여 100 방향의 격자구조로 환원시킬 수 있다.That is, during the secondary etching process, the DHF chemical may thinly remove the exposed sidewall of the
따라서, 상기 트랜치(110)의 측벽을 통해 노출된 상기 반도체 기판(100)의 표면은 화학적으로 안정화될 수 있다. Therefore, the surface of the
또한, 일반적으로 유니포미티(uniformity)가 건식식각 보다 우수한 습식식각 공정인 DHF 처리와 건식식각 타겟의 감소를 통해, 건식식각 만을 사용할 때 10% 이상이었던 유니포미티(uniformity)를 5%이내로 제어할 수 있다. In addition, through the reduction of dry etching target and DHF treatment, which is a wet etching process in which uniformity is better than dry etching, the uniformity of 10% or more when using only dry etching is controlled to within 5%. can do.
이에 따라 플라즈마 데미지(plasma damage)와 유니포미티(uniformity)가 동시에 개선될 수 있다. Accordingly, plasma damage and uniformity may be improved at the same time.
상기 2차 식각 공정 후 표면 처리 공정(treatment process)이 더 진행될 수 있다. After the secondary etching process, a surface treatment process may be further performed.
상기 표면 처리 공정은 TMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide) 케미컬을 사용하여 진행될 수 있다. The surface treatment process may be performed using Tetramethyl Ammonium Hydroxide (TMAH) chemical.
상기 표면 처리 공정은 DI워터에 TMAH 케미컬을 4~10%의 농도로 조절하고, 1~10분 동안 진행될 수 있다. The surface treatment process is adjusted to a concentration of 4 ~ 10% TMAH chemical in DI water, can be performed for 1 to 10 minutes.
이에 따라, 상기 트랜치(110)의 노출된 측벽에 형성된 러프네스는 제거되고, 상기 트랜치(110)의 측벽에서 표면 조도는 평탄화될 수 있다. Accordingly, the roughness formed on the exposed sidewall of the
실시예에서는 상기 트랜치(110) 내부에 제2 절연 패턴(140)이 최적의 두께를 가지도록 제어할 수 있다. In an embodiment, the second
특히, DHF 케미컬을 이용해서 STI 영역의 제2 절연 패턴(140)의 유니포미티를 제어할 수 있다. In particular, the uniformity of the second
또한, 상기 반도체 기판(100)의 표면 격자구조를 100 방향으로 제거함으로써 소자의 특성을 개선할 수 있다. In addition, the characteristics of the device may be improved by removing the surface lattice structure of the
상기 트랜치(110)의 노출된 측벽에 대하여 TMAH 케미컬을 이용한 표면 처리 공정을 더 진행함으로서, 러프네스는 더욱 개선될 수 있다. The roughness may be further improved by further performing a surface treatment process using TMAH chemical on the exposed sidewall of the
도 6을 참조하여, 상기 트랜치(110)의 내부에 산화막을 증착하여 상기 캐패시터 절연막(150)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6, an oxide film may be deposited inside the
예를 들어, 상기 캐패시터 절연막(150)은 상기 제2 절연패턴(130)보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 상기 캐패시터 절연막(150)과 제2 절연패턴(130)의 두께 비 는 1:5~20 일 수 있다. For example, the
그리고, 상기 트랜치(110)가 갭필되고 상기 반도체 기판(100) 상에 일정높이를 가지도록 폴리실리콘막을 형성한다. In addition, the
상기 폴리실리콘막에 대한 선택적 패터닝 공정을 통해 상기 트랜지스터 영역에 게이트(170)를 형성하고, 상기 캐패시터 영역(CA1,CA2) 상에 캐패시터 상부 전극(160)을 형성할 수 있다. The
이때, 상기 게이트(170)와 상기 캐패시터 상부전극(160)은 동시에 패터닝될 수 있다. In this case, the
도 7을 참조하여, 상기 게이트(170)의 측벽에 스페이서(180)를 형성하고, 상기 게이트(220)의 하부영역에 소스/드레인 영역(190)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 7,
예를 들어, 상기 소스/드레인(190)은 p형 불순물로 형성될 수 있다. For example, the source /
상기 게이트(170)의 측벽에 스페이서(180)가 형성될 때, 상기 캐패시터 상부 전극(160)의 측벽에도 스페이서가 형성될 수 있다. When the
상기 게이트(170) 및 소스/드레인(190) 표면에 실리사이드층(200)이 형성될 수 있다. The
상기 캐패시터 상부전극(160)의 표면에도 선택적으로 실리사이드층(210)이 형성될 수 있다. The
상기 제1 트랜지스터(T1) 및 제1 캐패시터(C1)를 포함하는 반도체 기판(100) 상에 콘택 플러그를 포함하는 PMD층(220)을 형성한다. 상기 콘택 플러그는 비트라인용 배선(230)과 상기 제1 트랜지스터(T1)를 연결할 수 있다. The
실시예에서는, 캐패시터 분리용 절연 패턴이 소자분리용 트랜치의 바닥면에만 선택적으로 형성됨으로써 상호 인접하는 캐패시터 소자의 아이솔레이션이 안정적으로 이루어질 수 있다. In an embodiment, since the insulating pattern for capacitor isolation is selectively formed only on the bottom surface of the device isolation trench, isolation of the capacitor elements adjacent to each other can be stably achieved.
상기 절연 패턴은 건식식각 공정과 습식식각 공정을 순차적으로 컨트롤함으로서 형성될 수 있다. The insulating pattern may be formed by sequentially controlling a dry etching process and a wet etching process.
특히, 건식식각을 단일 공정으로 진행하면서 발생되는 실리콘 기판의 플라즈마 데미지(Plasma dagage)와 유니포미티(Uniformity)를 개선할 수 있다. In particular, the plasma damage and uniformity of the silicon substrate generated by performing the dry etching in a single process may be improved.
또한, 반도체 기판의 노출된 표면의 격자 구조가 일정한 방향성을 가지게 됨으로서 리키지 커런즈를 방지하고, 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the lattice structure of the exposed surface of the semiconductor substrate has a constant orientation, it is possible to prevent leakage of the currency and improve the reliability of the device.
본 발명은 기재된 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.The present invention is not limited to the described embodiments and drawings, and various other embodiments are possible within the scope of the claims.
도 1은 실시예에 따른 1개의 트랜지스터, 1개의 캐패시터를 가지는 반도체 소자의 회로도를 나타낸다. 1 is a circuit diagram of a semiconductor device having one transistor and one capacitor according to an embodiment.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 반도체 소자의 제조공정을 나타내는 단면도이다. 3 to 7 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020090132810A KR20110076174A (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method for manufacturing of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020090132810A KR20110076174A (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method for manufacturing of semiconductor device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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KR1020090132810A KR20110076174A (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method for manufacturing of semiconductor device |
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2009
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