KR20150008552A - Semiconductor Apparatus and Method for Manufacturing The same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 하부 전극을 포함하는 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a semiconductor device including a lower electrode and a manufacturing method thereof.
최근 디램(DRAM)과 같은 반도체 소자의 경우, 집적도가 높아지면서 소자가 차지하는 면적은 줄어드는 반면에, 필요한 정전 용량은 유지 또는 증가하는 것이 요구되고 있다. 일반적으로 제한된 면적 내에서 충분한 셀 정전 용량을 확보하기 위한 방법의 예로는, 고유전 물질을 유전체막으로 사용하는 방법, 유전체막의 두께를 감소시키는 방법, 하부 전극의 유효 면적을 증가시키는 방법 등이 있다. 이 중에서 고유전 물질을 사용하는 방법은 신규 설비 도입과 유전체막의 신뢰성 및 양산성 검증의 필요성, 후속 공정의 저온화 등 물질적, 시간적 투자를 필요로 한다. 그에 따라, 기존에 사용하던 유전체막을 계속 사용할 수 있고 비교적 공정을 구현하기가 쉽다는 이유에서, 하부 전극의 유효 면적을 증가시키는 방법이 실제 공정에서 많이 이용되고 있다.Recently, in the case of a semiconductor device such as a DRAM, the area occupied by the device is reduced as the degree of integration increases, while the required capacitance is required to be maintained or increased. In general, examples of a method for ensuring sufficient cell capacitance within a limited area include a method of using a high dielectric material as a dielectric film, a method of reducing a thickness of a dielectric film, and a method of increasing an effective area of a lower electrode . Among them, the method of using the high dielectric material requires material and time investment such as introduction of new equipment, necessity of verification of reliability and mass production of dielectric film, and lowering of the subsequent process. Accordingly, a method of increasing the effective area of the lower electrode is widely used in actual processes because the dielectric film used in the past can be used continuously and the process can be relatively easily implemented.
본 발명의 일실시예는 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 넓은 홀(Hole)을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)하는 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a support film (NFC nitride film) is formed on an insulating film, a support hole and an insulating film are etched to form a wide hole, a lower electrode is formed in the hole, A semiconductor device for patterning a support film supporting each other, then partially dipping out the exposed insulating film, then trimming the exposed lower electrode, and full dip-out the remaining insulating film, and And a manufacturing method thereof.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성할 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a first lower electrode provided on a semiconductor substrate, a second lower electrode provided on the first lower electrode, and a supporting film pattern supporting the second lower electrode together The width of the lower portion of the second lower electrode may be smaller than the width of the upper portion of the first lower electrode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극을 서로 지지하는 제 1 지지막 패턴, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 제 2 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성할 수 있다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a first lower electrode provided on a semiconductor substrate, a first supporting film pattern for supporting the first lower electrode together, a second lower electrode provided on the first lower electrode, And a second supporting film pattern for supporting the second lower electrode with respect to each other. The width of the lower portion of the second lower electrode may be smaller than the width of the upper portion of the first lower electrode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 반도체 기판상에 구비된 하부 전극 및 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되, 상기 하부 전극을 연결하는 지지막 패턴의 두께는 지지막 패턴과 맞닿는 영역의 하부 전극의 두께보다 크게 형성할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a lower electrode provided on a semiconductor substrate; and a supporting film pattern for supporting the lower electrode, wherein a thickness of the supporting film pattern connecting the lower electrode contacts a supporting film pattern Can be formed larger than the thickness of the lower electrode of the region.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 반도체 기판상에 제 1 절연막 및 지지막을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 반도체 기판이 노출될 때까지 상기 지지막 및 상기 제 1 절연막을 식각하여 하부 전극 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 하부 전극 콘택홀에 하부 전극을 형성하는 단계, 상기 지지막을 식각하여 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 형성하는 단계, 상기 제 1 절연막을 제 1 식각하는 단계, 노출된 상기 하부 전극을 트리밍하여 폭이 줄어든 하부 전극을 형성하는 단계 및 남은 상기 제 1 절연막을 제 2 식각하는 단계를 포함할 수 있다.A method of fabricating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes sequentially forming a first insulating film and a supporting film on a semiconductor substrate, etching the supporting film and the first insulating film until the semiconductor substrate is exposed, Forming an electrode contact hole, forming a lower electrode in the lower electrode contact hole, forming a supporting film pattern supporting the lower electrode by etching the supporting film, etching the first insulating film Forming a lower electrode having a reduced width by trimming the exposed lower electrode, and etching the remaining first insulating film.
상기 하부 전극은 필라 형상으로 형성할 수 있다.The lower electrode may be formed in a pillar shape.
상기 지지막 패턴은 질화막을 포함할 수 있다.The support film pattern may include a nitride film.
상기 제 1 식각하는 단계는 부분 딥 아웃(Partial Dip Out) 공정을 실시할 수 있다.The first etching step may perform a partial dip out process.
상기 제 2 식각하는 단계는 풀 딥 아웃(Full Dip Out) 공정을 실시할 수 있다.The second etching step may be performed by a full dip-out process.
상기 지지막을 형성하는 단계 이후, 상기 지지막 상부에 제 2 절연막을 형성하는 단계를 더 포함한다.After forming the support film, the method further includes forming a second insulating film on the support film.
상기 반도체 기판과 제 1 절연막 사이에 식각 정지막을 형성하는 단계를 더 포함한다.And forming an etch stop film between the semiconductor substrate and the first insulating film.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 외부로부터 입력된 명령에 따라 데이터를 이용하여 상기 명령에 대응하는 연산을 수행하는 코어부, 상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 및 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소 중 하나 이상을 저장하는 캐시 메모리부, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 연결되고, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 데이터를 전송하는 버스 인터페이스, 데이터를 저장하는 임베디드(Embedded) 메모리부, 외부 장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신 할 수 있는 통신모듈부, 외부 기억 장치를 구동하는 메모리 컨트롤부 및 외부 인터페이스 장치에 프로세서에서 처리된 데이터나 외부 입력장치에서 입력된 데이터를 가공하고 출력하는 미디어처리부를 포함하고, 상기 임베디드(Embedded) 메모리부는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a core unit for performing an operation corresponding to the instruction using data in accordance with an instruction input from the outside, data for performing the operation, A cache memory unit for storing at least one of data and an address of data for performing the operation, a bus interface connected between the core unit and the cache memory unit, for transmitting data between the core unit and the cache memory unit, An embedded memory unit for storing data, a communication module unit capable of transmitting and receiving data wired or wirelessly with an external device, a memory control unit for driving an external memory device, and an external interface device, And a media processing unit for processing and outputting data input from the apparatus, The embedded memory unit includes a first lower electrode provided on a semiconductor substrate, a second lower electrode provided on the first lower electrode, and a support film pattern for supporting the second lower electrode with each other, And the width of the lower portion of the lower electrode may be smaller than the width of the upper portion of the first lower electrode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 외부로부터 입력된 명령을 해석하고 상기 명령을 해석한 결과에 따라 정보의 연산을 제어하는 프로세서, 상기 명령을 해석하기 위한 프로그램, 상기 정보를 저장하기 위한 보조기억장치, 상기 프로그램을 실행할 때 상기 프로세서가 상기 프로그램 및 상기 정보를 이용해 상기 연산을 수행할 수 있도록 상기 보조기억장치로부터 상기 프로그램 및 상기 정보를 이동시켜 저장하는 주기억장치 및 상기 프로세서, 상기 보조기억장치 및 상기 주기억장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스 장치를 포함하고 상기 주기억장치는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a processor for interpreting a command input from the outside and controlling an operation of information according to a result of analyzing the command; a program for interpreting the command; A main storage device for moving and storing the program and the information from the auxiliary storage device so that the processor can perform the operation using the program and the information when the program is executed; And an interface device for performing communication with at least one of the main memory devices and the outside, wherein the main memory device includes a first lower electrode provided on a semiconductor substrate, a second lower electrode provided above the first lower electrode, And a support film pattern for supporting the second lower electrodes with each other, The width of the lower portion of the lower electrode 2 may include a structure wherein the formed smaller than the top width of the first lower electrode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 저장 장치, 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 컨트롤러, 상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 임시로 저장하는 임시 저장 장치 및 상기 저장 장치, 상기 컨트롤러 및 상기 임시 저장 장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 임시 저장 장치는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함할 수 있다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a storage device that stores data and stores data stored regardless of a supplied power source, a controller that controls data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside, And an interface for communicating with at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device, and an interface for performing external communication with the at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device, And a supporting film pattern for supporting the first lower electrode provided on the substrate, the second lower electrode provided above the first lower electrode, and the second lower electrode, wherein the width of the lower portion of the second lower electrode is The lower electrode may have a width smaller than an upper width of the first lower electrode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 메모리, 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 메모리 컨트롤러, 상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼 메모리 및 상기 저장 장치, 상기 메모리 컨트롤러 및 상기 버퍼 메모리 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 버퍼 메모리는 반도체 기판상에 구비된 제 1 하부 전극, 상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극 및 상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함할 수 있다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes a memory for storing data and storing data regardless of a supplied power source, a memory controller for controlling data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside, And an interface for communicating with at least one of the storage device, the memory controller, and the buffer memory, wherein the buffer memory is provided on the semiconductor substrate And a supporting film pattern for supporting the first lower electrode, the second lower electrode provided above the first lower electrode, and the second lower electrode, wherein a width of a lower portion of the second lower electrode is larger than a width of the first May be formed to have a width smaller than the width of the upper portion of the lower electrode.
본 기술은 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 넓은 홀(Hole)을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다.In this technique, a support film (NFC nitride film) is formed on an insulating film, a support hole and an insulating film are etched to form a wide hole, a lower electrode is formed in the hole, After the film is patterned, the exposed insulating film is partially dipped out, then the exposed lower electrode is trimmed, and the remaining insulating film is full-dip-out to increase the height of the lower electrode. And it has the effect of increasing Cs (capacitance) without adding manufacturing equipment or manufacturing process.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성도이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view for explaining a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
3A to 3E are cross-sectional views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a processor according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a data storage system according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a memory system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. .
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 제 1 절연막(110)을 형성한 다음에 제 1 절연막(110)의 상부에 지지막(120)을 형성한다. Referring to FIG. 1A, a first
여기서, 제 1 절연막(110)은 희생막으로 정의하거나 명명할 수 있다. 더불어, 지지막(120)은 NFC(Nitride Floating Cap)막이라 정의하거나 명명할 수 있으며, 질화막을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 기판(100)과 제 1 절연막(110) 사이에 식각 정지막(105)을 형성할 수 있다. 여기서, 식각 정지막(105)은 질화막을 포함할 수 있다. 이러한 식각 정지막(105)은 후속 공정에서 하부 전극 콘택홀 또는 스토리지노드 콘택홀 형성 시, 버퍼막 또는 완충막 역할을 하여 과도한 식각을 방지하는 역할을 한다.Here, the first
아울러, 제 1 절연막(110)은 PSG(Phospho Silicate Glass)막 및 TEOS(Tetraethylorthosilicate)막으로 적층된 구조이거나, TEOS막의 단일층으로 형성할 수 있다.In addition, the first
이후, 지지막(120) 상부에 제 2 절연막(130)을 형성한다. 여기서, 제 2 절연막(130)은 PSG(Phospho Silicate Glass)막 및 TEOS(Tetraethylorthosilicate)막으로 적층된 구조이거나, TEOS막의 단일층으로 형성할 수 있다.Thereafter, a second
그리고, 제 2 절연막(130) 상부에 감광막을 형성한 다음에 하부 전극 콘택홀(스토리지노드 콘택홀)을 정의하는 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.Then, a photoresist film is formed on the second
다음에는, 감광막 패턴을 식각 마스크로 반도체 기판(100)이 노출될 때까지 제 2 절연막(130), 지지막(120), 제 1 절연막(110) 및 식각 정지막(105)을 식각하여 하부 전극 콘택홀(140)을 형성한다. 여기서, 하부 전극 콘택홀(140)은 종래 기술을 이용한 하부 전극 콘택홀보다 넓게 형성됨으로써, 하부 전극 콘택홀(140)의 바닥 면적과 높이의 비율인 A/R(Aspect Ratio)을 감소시킬 수 있다.Next, the second
도 1b를 참조하면, 하부 전극 콘택홀(140)에 도전막을 매립하여 하부 전극(150)을 형성한다. 여기서, 하부 전극(150)은 필라(pillar) 구조 또는 실린더(cylinder) 구조로 형성할 수 있으며, 본 발명은 필라 구조를 구체적으로 개시하여 설명한다. 하부 전극(150)은 티타늄(Ti) 및 티타늄 질화막(TiN)의 적층 구조 또는 단일층으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1B, a conductive film is embedded in the lower
여기서, 하부 전극(150)의 높이(Height)는 제 2 절연막(도 1a의 130)의 높이와 유사한 높이로 형성될 수 있다. 더불어, 하부 전극(150)의 높이는 지지막(도 1a의 120) 및 제 2 절연막(도 1a의 130)보다 더 높게 형성될 수 있다.Here, the height of the
다음에는, 제 1 절연막(110)이 노출될 때까지 제 2 절연막(130)을 완전히 제거하고, 지지막(120)의 일부를 식각하여 하부 전극(150)을 지지하는 지지막 패턴(125)을 형성한다. 이때, 제 2 절연막(130)과 지지막(120)은 서로 다른 물질이므로 복수의 식각 용액을 이용하여 식각할 수 있다.Next, the second
여기서, 지지막 패턴(125)의 형상은 다양한 형상으로 구현 가능하다. 예컨대, 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형 등을 포함하여 구현될 수 있다.Here, the shape of the
도 1c를 참조하면, 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out) 공정을 이용하여 노출된 제 1 절연막(110)을 일부 제거한다. 제거된 제 1 절연막(110)은 제 1 절연막(110)의 전체 높이의 1/2을 넘지 않도록 한다.Referring to FIG. 1C, a part of the exposed
다음에는, 부분 딥 아웃 공정으로 노출된 하부 전극(150)을 트리밍(trimming)하여 직경 또는 폭(W)을 감소시킨다. 이러한 트리밍된 상측 하부 전극(150a)은 이웃한 상측 하부 전극(150a)과 누설 전류의 생성을 방지할 수 있다. 이때, 상측 하부 전극(150a)은 제 2 하부 전극으로 정의하거나 명명할 수 있다.Next, the
도 1d를 참조하면, 풀 딥 아웃(Full Dip-Out) 공정을 이용하여 남은 제 1 절연막(110)을 제거함으로써, 상측 하부 전극(150a)의 직경 또는 폭(W)은 하측 하부 전극(150b)의 직경 또는 폭(W')보다 더 작게 형성될 수 있다. 더 구체적으로는, 상측 하부 전극(150a)의 하부의 폭은 하측 하부 전극(150b)의 상부의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 아울러, 하측 하부 전극(150b)은 제 1 하부 전극으로 정의하거나 명명할 수 있다. 또한, 상측 하부전극(150a)을 연결하는 지지막 패턴(125)의 두께(D)는 지지막 패턴(125)과 맞닿는 영역의 상측 하부 전극(150a)의 두께(D')보다 두껍거나 크게 형성되어 있고, 서로 동일한 두께로 형성될 수도 있다. The diameter or the width W of the upper side
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법은 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 홀을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다.As described above, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, a supporting film (NFC nitride film) is formed on the insulating film, a hole is formed by etching the supporting film and the insulating film, After the supporting film supporting the neighboring lower electrodes is patterned, the exposed insulating film is partially dipped out, the exposed lower electrode is trimmed, and the remaining insulating film is fully dipped out (Full Dip Out) Dip-out), the height of the lower electrode can be increased, and Cs (capacitance) can be increased without adding manufacturing equipment or manufacturing process.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 평면도이다.2 is a plan view for explaining a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상측 하부 전극(150a)의 직경 또는 폭(W)은 하측 하부 전극(150b)의 직경 또는 폭(W')보다 더 작게 형성된 모습을 개시하고 있다. 이러한 본 발명은 하부 전극(150a, 150b)의 높이(Height)를 증가시키면서 이웃한 하부 전극(150a) 간에 스페이스(space)가 넓어짐으로써 서로 간의 누설 전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.Referring to FIG. 2, the diameter or the width W of the upper-side
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.3A to 3E are plan views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to another embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 반도체 기판(200) 상에 제 1 절연막(210)을 형성한 다음에 제 1 절연막(210)의 상부에 제 1 지지막(220)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, a first insulating
여기서, 제 1 절연막(210)은 희생막으로 정의하거나 명명할 수 있다. 더불어, 제 1 지지막(220)은 NFC(Nitride Floating Cap)막이라 정의하거나 명명할 수 있으며, 질화막을 포함할 수 있다. 또한, 반도체 기판(200)과 제 1 절연막(210) 사이에 식각 정지막(205)을 형성할 수 있다. 여기서, 식각 정지막(205)은 질화막을 포함할 수 있다. 이러한 식각 정지막(205)은 후속 공정에서 하부 전극 콘택홀 또는 스토리지노드 콘택홀 형성 시, 버퍼막 또는 완충막 역할을 하여 과도한 식각을 방지하는 역할을 한다. 아울러, 제 1 절연막(210)은 PSG(Phospho Silicate Glass)막 및 TEOS(Tetraethylorthosilicate)막으로 적층된 구조이거나, TEOS막의 단일층으로 형성할 수 있다.Here, the first insulating
이후, 제 1 지지막(220) 상부에 제 2 절연막(230)을 형성한다. 여기서, 제 2 절연막(230)은 PSG(Phospho Silicate Glass)막 및 TEOS(Tetraethylorthosilicate)막으로 적층된 구조이거나, TEOS막의 단일층으로 형성할 수 있다.Thereafter, a second insulating
그리고, 제 2 절연막(230)의 상부에 제 2 지지막(240) 및 제 3 절연막(250)을 순차적으로 형성한다. 여기서, 제 2 지지막(220)은 NFC(Nitride Floating Cap)막이라 정의하거나 명명할 수 있으며, 질화막을 포함할 수 있으며, 제 3 절연막(250)은 PSG(Phospho Silicate Glass)막 및 TEOS(Tetraethylorthosilicate)막으로 적층된 구조이거나, TEOS막의 단일층으로 형성할 수 있다.A second supporting
이후, 제 3 절연막(250) 상부에 감광막을 형성한 다음에 하부 전극 콘택홀(스토리지노드 콘택홀)을 정의하는 마스크를 이용하여 노광 및 현상 공정을 실시하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.Then, a photoresist film is formed on the third
다음에는, 감광막 패턴을 식각 마스크로 반도체 기판(200)이 노출될 때까지 제 3 절연막(250), 제 2 지지막(240), 제 2 절연막(230), 제 1 지지막(220), 제 1 절연막(210) 및 식각 정지막(205)을 식각하여 하부 전극 콘택홀(255)을 형성한다. 여기서, 하부 전극 콘택홀(255)은 종래 기술의 하부 전극 콘택홀보다 넓게 형성됨으로써, 하부 전극 콘택홀(255)의 바닥 면적과 높이의 비율인 A/R(Aspect Ratio)을 감소시킬 수 있다.Next, the third
도 3b를 참조하면, 하부 전극 콘택홀(255)에 도전막을 매립하여 하부 전극(260)을 형성한다. 여기서, 하부 전극(260)은 필라(pillar) 구조 또는 실린더(cyliner) 구조로 형성할 수 있으며, 본 발명은 필라 구조를 구체적으로 개시하여 설명한다. 여기서, 하부 전극(260)은 티타늄(Ti) 및 티타늄 질화막(TiN)의 적층 구조 또는 단일층으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3B, a conductive film is embedded in the lower
그리고, 하부 전극(260)의 높이(Height)는 제 3 절연막(도 3a의 250)의 높이와 유사한 높이로 형성될 수 있다. 더불어, 하부 전극(260)의 높이는 제 2 지지막(도 3a의 240) 및 제 3 절연막(도 3a의 250)보다 더 높게 형성될 수 있다.The height of the
다음에는, 제 2 절연막(230)이 노출될 때까지 제 3 절연막(250)을 완전히 제거하고, 제 2 지지막(240)의 일부를 식각하여 하부 전극(260)을 지지하는 제 2 지지막 패턴(245)을 형성한다. 이때, 제 3 절연막(250)과 제 2 지지막(240)은 서로 다른 물질이므로 복수의 식각 용액을 이용하여 식각할 수 있다.Next, the third
여기서, 제 2 지지막 패턴(245)의 형상은 다양한 형상으로 구현 가능하다. 예컨대, 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형 등을 포함하여 구현될 수 있다.Here, the shape of the second supporting
도 3c를 참조하면, 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out) 공정을 이용하여 제 1 지지막(220)이 노출될 때까지 노출된 제 2 절연막(230)을 제거한다.Referring to FIG. 3C, the exposed
다음에는, 부분 딥 아웃 공정으로 노출된 하부 전극(260)을 트리밍(trimming)하여 직경 또는 폭(W)을 감소시킨다. 이러한 트리밍된 상측 하부 전극(260a)은 이웃한 상측 하부 전극(260a)과 누설 전류의 생성을 방지할 수 있다. 이때, 상측 하부 전극(260a)은 제 2 하부 전극으로 정의하거나 명명할 수 있다.Next, the
도 3d를 참조하면, 노출된 제 1 지지막(220)을 식각하여 제 1 지지막 패턴(225)을 형성한다. 여기서, 제 1 지지막 패턴(225)의 형상은 다양한 형상으로 구현 가능하다. 예컨대, 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형 등을 포함하여 구현될 수 있다.Referring to FIG. 3D, the exposed
도 3e를 참조하면, 풀 딥 아웃(Full Dip-Out) 공정을 이용하여 식각 정지막(205)이 노출될 때까지 남은 제 1 절연막(210)을 제거한다.Referring to FIG. 3E, the remaining first insulating
다음에는, 풀 딥 아웃 공정으로 노출된 하부 전극(260)을 트리밍(trimming)하여 직경 또는 폭(W)을 감소시킨다. 여기서, 풀 딥 아웃 공정 후, 하부 전극(260a, 260b)의 전면이 노출되어 모두 트리밍될 수 있다.Next, the
이러한 트리밍된 상측 하부 전극(260a)과 하측 하부 전극(260b)은 각각 이웃한 상측 하부 전극 및 하측 하부 전극과 누설 전류의 생성을 방지할 수 있다. The trimming upper and
또한, 상측 하부 전극(260a)의 직경 또는 폭(W)은 하측 하부 전극(260b)의 직경 또는 폭(W')보다 더 작게 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 상측 하부 전극(260a)의 하부의 폭은 하측 하부 전극(260b)의 상부의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 하측 하부 전극(260b)은 제 1 하부 전극으로 정의하거나 명명할 수 있다. 이러한 본 발명은 하부 전극(260a, 260b)의 높이(Height)를 증가시키면서 이웃한 하부 전극(260a, 260b) 간에 스페이스를 넓혀 누설 전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.The diameter or the width W of the upper side
아울러, 상측 하부전극(260a)을 연결하는 제 2 지지막 패턴(245)의 두께(D)는 제 2 지지막 패턴(245)과 맞닿는 영역의 상측 하부 전극(260a)의 두께(D')보다 두껍거나 크게 형성할 수 있고, 서로 동일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 하측 하부 전극(260b)을 연결하는 제 1 지지막 패턴(225)의 두께(D)는 제 1 지지막 패턴(225)과 맞닿는 영역의 상측 하부 전극(260b)의 두께(D')보다 두껍거나 크게 형성되어 있을 수 있고, 서로 동일한 두께로 형성될 수 있다.The thickness D of the second supporting
아울러, 제 2 지지막 패턴(245) 및 제 1 지지막 패턴(225)으로 인하여 하부 전극(260)의 종횡비가 크게 증가하더라도 쓰러짐 불량을 방지할 수 있으며, 다수의 트리밍 공정으로 하부 전극의 누설 전류를 방지할 수 있다. 즉, 다수의 지지막 패턴 및 트리밍 공정을 이용하여 본 발명을 구현할 수 있으며, 반도체 장치의 동작 특성을 향상시킬 수 있다.The second supporting
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(1100)의 구성도이다. 4 is a block diagram of a
도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(1100)는 다양한 외부 장치로부터 데이터를 받아서 처리한 후 그 결과를 외부 장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행하는 마이크로프로세서 이외의 다양한 기능을 포함하여 성능 향상 및 다기능을 구현할 수 있으며 코어부(1110), 캐시 메모리부(1120) 및 버스 인터페이스(1130)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 코어부(1110)는 외부 장치로부터 입력된 데이터를 산술 논리 연산하는 부분으로 기억부(1111), 연산부(1112), 제어부(1113)를 포함할 수 있다. 프로세서(1100)는 멀티 코어 프로세서(Multi Core Processor), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP) 등 각종 시스템 온 칩(System on Chip; SoC)일 수 있다.As shown in FIG. 4, the
기억부(1111)는 프로세서 레지스터(Processor register) 또는 레지스터(Register)로 프로세서(1100) 내에서 데이터를 저장하는 부분으로 데이터 레지스터, 주소 레지스터 및 부동 소수점 레지스터를 포함할 수 있으며 이외에 다양한 레지스터를 포함할 수 있다. 기억부(1111)는 연산부(1112)에서 연산을 수행하는 데이터나 수행결과 데이터, 수행을 위한 데이터가 저장되어 있는 주소를 일시적으로 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 연산부(1112)는 프로세서(1100)의 내부에서 연산을 수행하는 부분으로 제어부(1113)가 명령을 해독한 결과에 따라서 여러 가지 사칙 연산 또는 논리 연산을 수행한다. 연산부(1112)는 하나 이상의 산술 놀리 연산 장치(Arithmetic and Logic Unit; ALU)를 포함할 수 있다. 제어부(1113)는 기억부(1111)나 연산부(1112) 및 프로세서(1100) 외부 장치로부터의 신호를 수신 받아 명령의 추출이나 해독, 입력이나 출력의 제어 등을 하고, 프로그램으로 나타내어진 처리를 실행한다.The
캐시 메모리부(1120)는 고속으로 동작하는 코어부(1110)와는 달리 저속의 외부 장치의 데이터 처리 속도 차이를 보완하기 위해 임시로 데이터를 저장하는 부분으로 1차 저장부(1121), 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123)를 포함할 수 있다. 일반적으로 캐시 메모리부(1120)는 1차, 2차 저장부(1121, 1122)를 포함하며 고용량이 필요할 경우 3차 저장부(1123)를 포함할 수 있으며, 필요시 더 많은 저장부를 포함할 수 있다. 즉 캐시 메모리부(1120)가 포함하는 저장부의 개수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)의 데이터 저장 및 판별하는 처리 속도는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 각 저장부의 처리 속도가 다른 경우, 1차 저장부의 속도가 제일 빠를 수 있다. 캐시 메모리부의 1차 저장부(1121), 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123) 중 어느 하나 이상의 저장부는 전술한 반도체 장치의 실시예들 중 하나를 포함할 수 있다. Unlike the
도 4에는 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)가 모두 캐시 메모리부(1120)의 내부에 구성된 경우를 도시하였으나 캐시 메모리부(1120)의 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)는 모두 코어부(1110)의 외부에 구성될 수 있으며, 코어부(1110)와 외부 장치간의 처리 속도 차이를 보완할 수 있다. 또한, 캐시 메모리부(1120)의 1차 저장부(1121)는 코어부(1110)의 내부에 위치할 수 있으며 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123)는 코어부(1110)의 외부에 구성하여 처리 속도 보완을 위한 기능을 좀 더 강화시킬 수 있다.4 illustrates the case where the primary, secondary, and
버스 인터페이스(1430)는 코어부(1110)와 캐시 메모리부(1120)를 연결하여 데이터를 효율적으로 전송할 수 있게 해주는 부분이다.The
본 실시예에 따른 프로세서(1100)는 다수의 코어부(1110)를 포함할 수 있으며 다수의 코어부(1110)가 캐시 메모리부(1120)를 공유할 수 있다. 다수의 코어부(1110)와 캐시 메모리부(1120)는 버스 인터페이스(1430)를 통해 연결될 수 있다. 다수의 코어부(1110)는 모두 상술한 코어부의 구성과 동일하게 구성될 수 있다. 다수의 코어부(1110)를 포함할 경우, 캐시 메모리부(1120)의 1차 저장부(1121)는 다수의 코어부(1110)의 개수에 대응하여 각각의 코어부(1110) 내에 구성되고 2차 저장부(1122)와 3차 저장부(1123)는 하나로 다수의 코어부(1110)의 외부에 버스 인터페이스(1430)를 통해 공유되도록 구성될 수 있다. 여기서, 1차 저장부(1121)의 처리 속도가 2차, 3차 저장부(1122, 1123)의 처리 속도보다 빠를 수 있다.The
본 실시예에 따른 프로세서(1100)는 데이터를 저장하는 임베디드(Embedded) 메모리부(1140), 외부 장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 통신모듈부(1150), 외부 기억 장치를 구동하는 메모리 컨트롤부(1160), 외부 인터페이스 장치에 프로세서(1100)에서 처리된 데이터나 외부 입력장치에서 입력된 데이터를 가공하고 출력하는 미디어처리부(1170)를 추가로 포함할 수 있으며, 이 이외에도 다수의 모듈을 포함할 수 있다. 이 경우 추가된 다수의 모듈들은 버스 인터페이스(1430)를 통해 코어부(1110), 캐시 메모리부(1120) 및 상호간 데이터를 주고 받을 수 있다. 임베디드 메모리부(1140)는 반도체 기판상에 구비된 하부 전극 및 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되, 상기 하부 전극의 상부의 폭은 상기 하부 전극의 하부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함한다. The
위와 같이 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 홀을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다. 이를 통해 임베디드 메모리부(1140)를 포함하는 프로세서(1100)의 동작 특성을 향상시킬 수 있으므로 프로세서(1100)의 고성능화가 가능하다.A support film (NFC nitride film) is formed on the insulating film as above, a hole is formed by etching the support film and the insulating film, a lower electrode is formed in the hole, a support film supporting the neighboring lower electrode is patterned, The height of the lower electrode can be increased by partially dipping out the exposed insulating film, trimming the exposed lower electrode, and full dip-out the remaining insulating film. , It has the effect of increasing Cs (capacitance) without adding manufacturing equipment or manufacturing process. Accordingly, the performance characteristics of the
또한, 임베디드 메모리부(1140)는 휘발성 메모리뿐만 아니라 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), Moblie DRAM, SRAM(Static Random Access Memory) 등을 포함할 수 있으며, 비휘발성 메모리는 ROM(Read Only Memory), Nor Flash Memory, NAND Flash Memory, 상변환 메모리(Phase Change Random Access Memory; PRAM), 저항 메모리(Resistive Random Access Memory;RRAM), 스핀 주입 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory; STTRAM), 자기메모리(Magnetic Random Access Memory; MRAM) 등을 포함할 수 있다. In addition, the embedded memory unit 1140 may include a nonvolatile memory as well as a volatile memory. The volatile memory may include a dynamic random access memory (DRAM), a mobile DRAM, and a static random access memory (SRAM). The nonvolatile memory may be a read only memory (ROM), a Nor Flash memory, (PRAM), a Resistive Random Access Memory (RRAM), a Spin Transfer Torque Random Access Memory (STTRAM), a magnetic random access memory (MRAM), and the like. have.
통신모듈부(1150)는 유선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈과 무선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈을 모두 포함할 수 있다. 유선 네트워크 모듈은 유선랜(Local Area Network; LAN), 유에스비(Universal Serial Bus; USB), 이더넷(Ethernet), 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 등을 포함할 수 있으며, 무선 네트워크 모듈은 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; TDMA), 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access; FDMA), 무선랜(Wireless LAN), 지그비(Zigbee), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; USN), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution; LTE), 근거리 무선통신(Near Field Communication; NFC), 광대역 무선 인터넷(Wireless Broadband Internet; Wibro), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA; WCDMA), 초광대역 통신(Ultra WideBand; UWB) 등을 포함할 수 있다. The communication module unit 1150 may include both a module capable of connecting with a wired network and a module capable of connecting with a wireless network. The wired network module may include a local area network (LAN), a universal serial bus (USB), an Ethernet, a power line communication (PLC), and the like. (CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), Wireless Local Area Network (WLAN) Zigbee, Ubiquitous Sensor Network (USN), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Long Term Evolution (LTE), Near Field Communication (NFC) , A wireless broadband Internet (Wibro), a high speed downlink packet access (HSDPA), a wideband code division multiple access (WCDMA), an ultra wideband UWB), and the like.
메모리 컨트롤부(1160)는 프로세서(1100)와 서로 다른 통신 규격에 따라 동작하는 외부 저장 장치 사이에 전송되는 데이터를 관리하기 위한 것으로 각종 메모리 컨트롤러, IDE(Integrated Device Electronics), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), RAID(Redundant Array of Independent Disks), SSD(Solid State Disk), eSATA(External SATA), PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association), USB(Universal Serial Bus), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등을 제어하는 컨트롤러를 포함 할 수 있다. The
미디어처리부(1170)는 프로세서(1100)에서 처리된 데이터나 외부 입력장치에서 입력된 데이터를 가공하여 영상, 음성 및 기타 형태로 전달되도록 외부 인터페이스 장치로 출력하는 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit; GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP), 고선명 오디오(High Definition Audio; HD Audio), 고선명 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface; HDMI) 컨트롤러 등을 포함할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템(1200)의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a
도 5에 도시된 바와 같이, 시스템(1200)은 데이터를 처리하는 장치로 데이터에 대하여 일련의 조작을 행하기 위해 입력, 처리, 출력, 통신, 저장 등을 수행할 수 있으며 프로세서(1210), 주기억 장치(1220), 보조기억 장치(1230), 인터페이스 장치(1240)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 시스템은 컴퓨터(Computer), 서버(Server), PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 컴퓨터(Portable Computer), 웹 타블렛(Web Tablet), 무선 폰(Wireless Phone), 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 디지털 뮤직 플레이어(Digital Music Player), PMP(Portable Multimedia Player), 카메라(Camera), 위성항법장치(Global Positioning System; GPS), 비디오 카메라(Video Camera), 음성 녹음기(Voice Recorder), 텔레매틱스(Telematics), AV시스템(Audio Visual System), 스마트 텔레비전(Smart Television) 등 프로세스를 사용하여 동작하는 각종 전자 시스템일 수 있다.As shown in FIG. 5, the
프로세서(1210)는 입력된 명령어의 해석과 시스템에 저장된 자료의 연산, 비교 등의 처리를 제어하는 시스템의 핵심적인 구성으로 마이크로프로세서(Micro Processor Unit; MPU), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 싱글/멀티 코어 프로세서(Single/Multi Core Processor), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP) 등으로 구성할 일 수 있다.The
주기억장치(1220)는 프로그램이 실행될 때 보조기억장치(1230)로부터 프로그램이나 자료를 이동시켜 실행시킬 수 있는 기억장소로 전술한 실시예에 따른 반도체 장치를 포함할 수 있다. 주기억장치(1220)는 반도체 기판상에 구비된 하부 전극 및 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되, 상기 하부 전극의 상부의 폭은 상기 하부 전극의 하부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함한다. The
위와 같이 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 홀을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다. 이를 통해 주기억장치(1220)를 포함하는 시스템(1200)의 동작 특성을 향상시킬 수 있으므로 시스템(1200)의 고성능화가 가능하다.A support film (NFC nitride film) is formed on the insulating film as above, a hole is formed by etching the support film and the insulating film, a lower electrode is formed in the hole, a support film supporting the neighboring lower electrode is patterned, The height of the lower electrode can be increased by partially dipping out the exposed insulating film, trimming the exposed lower electrode, and full dip-out the remaining insulating film. , It has the effect of increasing Cs (capacitance) without adding manufacturing equipment or manufacturing process. Accordingly, the performance of the
더불어, 주기억장치(1220)는 전원이 꺼지면 모든 내용이 지워지는 휘발성 메모리 타입의 에스램(Static Random Access Memory; SRAM), 디램(Dynamic Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다. In addition, the
보조기억장치(1230)는 프로그램 코드나 데이터를 보관하기 위한 기억장치를 말한다. 주기억장치(1220)보다 속도는 느리지만 많은 자료를 보관할 수 있으며, 보조기억장치(1230)는 자기를 이용한 자기테이프, 자기디스크, 빛을 이용한 레이져 디스크, 이들 둘을 이용한 광자기디스크, 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 데이터 저장 시스템을 더 포함할 수 있다. The
인터페이스 장치(1240)는 본 실시예의 시스템과 외부 장치의 명령 및 데이터 등을 교환하기 위한 것일 수 있으며, 키패드(keypad), 키보드(keyboard), 마우스(Mouse), 스피커(Speaker), 마이크(Mike), 표시장치(Display), 각종 휴먼 인터페이스 장치(Human Interface Device; HID)들 및 통신장치일 수 있다. 통신장치는 유선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈과 무선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈을 모두 포함할 수 있다. 유선 네트워크 모듈은 유선랜(Local Area Network; LAN), 유에스비(Universal Serial Bus; USB), 이더넷(Ethernet), 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 등을 포함할 수 있으며, 무선 네트워크 모듈은 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; TDMA), 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access; FDMA), 무선랜(Wireless LAN), 지그비(Zigbee), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; USN), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution; LTE), 근거리 무선통신(Near Field Communication; NFC), 광대역 무선 인터넷(Wireless Broadband Internet; Wibro), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA; WCDMA), 초광대역 통신(Ultra WideBand; UWB) 등을 포함할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장 시스템(1300)의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a
도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 저장 시스템(1300)은 데이터 저장을 위한 구성으로 비휘발성 특성을 가지는 저장 장치(1310), 이를 제어하는 컨트롤러(1320) 및 외부 장치와 연결하는 인터페이스(1330)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 시스템(1300)은 하드 디스크(Hard Disk Drive; HDD), 광학 드라이브(Compact Disc Read Only Memory; CDROM), DVD(Digital Versatile Disc), 고상 디스크(Solid State Disk; SSD) 등의 디스크 형태와 USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 카드 형태일 수 있다.6, the
컨트롤러(1320)는 저장 장치(1310)와 인터페이스(1330) 사이에서 데이터의 교환을 제어할 수 있다. 이를 위해 컨트롤러(1320)는 데이터 저장 시스템(1300) 외부에서 인터페이스(1330)를 통해 입력된 명령어들을 연산 및 처리하기 위한 프로세서(1321)를 포함할 수 있다.The
인터페이스(1330)는 데이터 저장 시스템(1300)과 외부 장치 간에 명령 및 데이터 등을 교환하기 위한 것으로 데이터 저장 시스템(1300)이 카드인 경우 USB(Universal Serial Bus Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF)와 호환되는 인터페이스 일 수 있다. 디스크 형태일 경우 IDE(Integrated Device Electronics), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), eSATA(External SATA), PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association), USB(Universal Serial Bus)와 호환되는 인터페이스일 수 있다.The
본 실시예의 데이터 저장 시스템(1300)은 외부 장치와의 인터페이스, 컨트롤러, 및 시스템의 다양화, 고성능화에 따라 인터페이스(1330)와 저장 장치(1310)간의 데이터의 전달을 효율적으로 하기 위한 임시 저장 장치(1340)를 포함할 수 있다. 저장 장치(1310) 또는 임시 저장 장치(1340)는 전술한 실시예에 따른 반도체 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치(1310) 또는 임시 저장 장치(1340)는 반도체 기판상에 구비된 하부 전극 및 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되, 상기 하부 전극의 상부의 폭은 상기 하부 전극의 하부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함한다.The
위와 같이 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 홀을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다. 이를 통해 저장 장치(1310) 또는 임시 저장 장치(1340)를 포함하는 데이터 저장 시스템(1300)의 동작 특성을 향상시킬 수 있으므로 데이터 저장 시스템(1300)의 고성능화가 가능하다.A support film (NFC nitride film) is formed on the insulating film as above, a hole is formed by etching the support film and the insulating film, a lower electrode is formed in the hole, a support film supporting the neighboring lower electrode is patterned, The height of the lower electrode can be increased by partially dipping out the exposed insulating film, trimming the exposed lower electrode, and full dip-out the remaining insulating film. , It has the effect of increasing Cs (capacitance) without adding manufacturing equipment or manufacturing process. This can improve the operational characteristics of the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 시스템(1400)의 구성도이다.7 is a block diagram of a
도 7에 도시된 바와 같이, 메모리 시스템(1400)은 데이터 저장을 위한 구성으로 비휘발성 특성을 가지는 메모리(1410), 이를 제어하는 메모리 컨트롤러(1420) 및 외부 장치와 연결하는 인터페이스(1430)를 포함할 수 있다. 메모리 시스템(1400)은 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 카드 형태일 수 있다.As shown in FIG. 7, the
더불어, 본 실시예의 메모리는 비휘발성인 특성을 가지는 ROM(Read Only Memory), Nor Flash Memory, NAND Flash Memory, 상변환 메모리(Phase Change Random Access Memory; PRAM), 저항 메모리(Resistive Random Access Memory;RRAM), 자기메모리(Magnetic Random Access Memory; MRAM) 등을 더 포함할 수 있다.In addition, the memory of the present embodiment may be a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory), a Nor Flash Memory, a NAND Flash Memory, a Phase Change Random Access Memory (PRAM), a Resistive Random Access Memory ), A magnetic random access memory (MRAM), and the like.
메모리 컨트롤러(1420)는 메모리(1410)와 인터페이스(1430) 사이에서 데이터의 교환을 제어할 수 있다. 이를 위해 메모리 컨트롤러(1420)는 메모리 시스템(1400) 외부에서 인터페이스(1430)를 통해 입력된 명령어들을 연산 및 처리하기 위한 프로세서(1421)를 포함할 수 있다.
인터페이스(1430)는 메모리 시스템(1400)과 외부 장치간에 명령 및 데이터 등을 교환하기 위한 것으로 USB(Universal Serial Bus), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF)와 호환될 수 있다.The
본 실시예의 메모리 시스템(1400)은 외부 장치와의 인터페이스, 메모리 컨트롤러, 및 메모리 시스템의 다양화, 고성능화에 따라 인터페이스(1430)와 메모리(1410)간의 데이터의 입출력을 효율적으로 전달하기 위한 버퍼 메모리(1440)를 포함할 수 있다. 데이터를 임시로 저장하는 버퍼 메모리(1440)는 전술한 실시예에 따른 반도체 장치를 포함할 수 있다. 버퍼 메모리(1440)는 반도체 기판상에 구비된 하부 전극 및 상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되, 상기 하부 전극의 상부의 폭은 상기 하부 전극의 하부의 폭보다 작게 형성된 구조를 포함한다.The
위와 같이 버퍼 메모리(1440)는 절연막 상부에 지지막(NFC 질화막)을 형성하고, 지지막 및 절연막을 식각하여 홀을 형성한 다음에 홀에 하부 전극을 형성하고, 이웃하는 하부 전극을 서로 지지하는 지지막을 패터닝한 후, 노출된 절연막을 부분 딥 아웃(Partial Dip-Out)한 다음에 노출된 하부 전극을 트리밍하고, 남은 절연막을 풀 딥 아웃(Full Dip-out)함으로써, 하부 전극의 높이(Height)를 증가시킬 수 있으며, 제조 장비를 추가하거나 제조 공정 부담없이 Cs(캐패시턴스)를 증가시키는 효과가 있다. 이를 통해 버퍼 메모리(1440)를 포함하는 메모리 시스템(1400)의 동작 특성을 향상시킬 수 있으므로 메모리 시스템(1400)의 고성능화가 가능하다. As described above, the
더불어, 본 실시예의 버퍼 메모리(1440)는 휘발성인 특성을 가지는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), 비휘발성인 특성을 가지는 상변환 메모리(Phase Change Random Access Memory; PRAM), 저항 메모리(Resistive Random Access Memory;RRAM), 스핀 주입 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory; STTRAM), 자기메모리(Magnetic Random Access Memory; MRAM) 등을 더 포함할 수 있다. In addition, the
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (13)
상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극; 및
상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A first lower electrode provided on a semiconductor substrate:
A second lower electrode provided on the first lower electrode; And
Wherein the width of the lower portion of the second lower electrode is smaller than the width of the upper portion of the first lower electrode.
상기 제 1 및 제 2 하부 전극은 필라 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second lower electrodes are pillar-shaped.
상기 지지막 패턴은 질화막을 포함하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the supporting film pattern comprises a nitride film.
상기 지지막 패턴은 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형의 형상을 포함하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the support film pattern includes a shape of a rectangle, a rectangle, an annular shape, or a diamond shape.
상기 제 1 하부 전극을 서로 지지하는 제 1 지지막 패턴;
상기 제 1 하부 전극 상부에 구비된 제 2 하부 전극; 및
상기 제 2 하부 전극을 서로 지지하는 제 2 지지막 패턴을 포함하되, 상기 제 2 하부 전극의 하부의 폭은 상기 제 1 하부 전극의 상부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A first lower electrode provided on a semiconductor substrate:
A first supporting film pattern for supporting the first lower electrodes with each other;
A second lower electrode provided on the first lower electrode; And
Wherein a width of the lower portion of the second lower electrode is smaller than a width of an upper portion of the first lower electrode.
상기 제 1 및 제 2 하부 전극은 필라 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The method of claim 5,
Wherein the first and second lower electrodes are pillar-shaped.
상기 제 1 및 제 2 지지막 패턴은 질화막을 포함하는 반도체 장치.The method of claim 5,
Wherein the first and second supporting film patterns comprise a nitride film.
상기 제 1 및 제 2 지지막 패턴은 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형의 형상을 포함하는 반도체 장치.The method of claim 5,
Wherein the first and second supporting film patterns include a shape of a rectangle, a rectangle, an annular shape or a diamond shape.
상기 하부 전극을 지지하는 지지막 패턴을 구비하되,
상기 하부전극을 연결하는 지지막 패턴의 두께는 지지막 패턴과 맞닿는 영역의 하부 전극의 두께보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.A lower electrode provided on a semiconductor substrate; And
And a supporting film pattern for supporting the lower electrode,
Wherein a thickness of the supporting film pattern connecting the lower electrode is formed to be larger than a thickness of the lower electrode in a region in contact with the supporting film pattern.
상기 지지막 패턴과 맞닿는 상기 하부 전극의 두께는 상기 지지막 패턴의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The method of claim 9,
And the thickness of the lower electrode contacting the supporting film pattern is equal to the thickness of the supporting film pattern.
상기 하부 전극은 필라 형상인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The method of claim 9,
Wherein the lower electrode is a pillar shape.
상기 지지막 패턴은 질화막을 포함하는 반도체 장치.The method of claim 9,
Wherein the supporting film pattern comprises a nitride film.
상기 지지막 패턴은 사각형, 직사각형, 고리형 또는 다이아몬드형의 형상을 포함하는 반도체 장치.The method of claim 9,
Wherein the support film pattern includes a shape of a rectangle, a rectangle, an annular shape, or a diamond shape.
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KR1020130082626A KR20150008552A (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Semiconductor Apparatus and Method for Manufacturing The same |
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