KR960030420A - 누적 전극의 표면을 러프닝함으로써 커패시턴스가 증가된 커패시터를 갖는 반도체 장치 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
누적 전극의 표면을 러프닝하여 커패시턴스가 증가된 커패시터를 갖는 반도체 장치 제조 방법.
1 나노미터 이하의 두께를 갖는 실리콘 질화물의 경계층(15b,15d)가 폴리실리콘의 입자 크기를 줄이기 위하여 커패시터(13)의 누적 전극(13a)의 일부를 형성하는 인접한 2개의 인-도핑된 폴리실리콘층(16a,16b,16c)사이에 삽입되어 있으며, 따라서 인-도핑된 폴리실리콘층의 표면에 노출된 입자 경계들을 증가시키게 되고, 고온의 인산이 입자 경계들을 선택적으로 에칭함으써 인-도핑된 폴리실리콘층의 표면적을 증가시키게 된다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제3A도 내지 제3D도는 본 발명에 따른 공정 순서를 나타내는 개략 단면도.
Claims (16)
- a) 폴리실리콘층을 증착하는 단계; b) 상기 폴리실리콘층의 표면을 에칭액(etchant)에 노출시켜 상기표면을 러프링(roughen)하는 단계; c) 상기 폴리실리콘층의 상기 표면을 유전층(dielectric layer)으로 피복(cover)하는 단계; 및 d) 상기 유전층을 전도층(conductive layer)으로 피복하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 단계 a)는 산소, 질소 및 탄소로 구성된 군으로부터 선택된 원소를 상기 폴리실리콘층 내로 도입(introduce)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- a) 반도체 구조물(semiconductor structure)(11,14)를 준비하는 단계; b) V족 또는 Ⅲ족의 도펀트 불순물로 도핑된 다수의 폴리실리콘 스트립(polysilicon strip)(16a,16b,16c) 및 상기 다수의 폴리실리콘 스트립(16a,16b,16c) 중 2개의 폴리실리콘 스트립 사이에 삽입된 적어도 하나의 경계 스트립(15b,15d)를 포함하는 다중-레벨 폴리실리콘 스트립 구조물(16)을 상기 반도체 구조물(11,14)상에 형성하여 상기 다수의 폴리실리콘 스트립(16a,16b,16c) 중 상기 2개의 폴리실리콘 스트립 사이에서의 폴리실리콘의 결정 성장을 저지(intercept)하는 단계; c) 상기 폴리실리콘의 입자 경계들(grain boundaries)(15f)를 따라 깊은 균열부(deep crevasses)(16d,16e)을 형성하여 상기 다중-레벨 폴리실리콘 스트립 구조물(16)의 표면을 러프닝함으로써 누적 전극(accumulating electrode)(13a)를 형성하는 단계; d) 상기 누적 전극(13a)를 유전막 구조물(dielectric film structure)(13b)로 피복하는 단계; e) 상기 유전막 구조물(13b)를 대응 전극(counter elctrode)(13c)로 피복하여 커패시터(13)를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물(11,14)를 증착 시스템(deposition system)의 반응로(reactor)내에 위치시키는 단계; b-2) 제1폴리실리콘층(15a,15c)를 증착시키기 위하여 공정 가스(process gas)를 상기 반응로에 공급하는 단계; b-3) 실리콘 질화물 및 실리콘 질화물의 함유하는 폴리실리콘으로 구성된 군으로부터 선택된 물질의 경계층(15b,15d)를 상기 제1폴리실리콘층(15a,15c)상에 증착하기 위하여 암모니아 가스를 상기 공정 가스에 혼합하는 단계; b-4) 제2폴리실리콘층(15c,15e)를 상기 경계층 (15b,15d)상에 증착시키기 위하여 상기 암모니아 가스를 차단(stop)하는 단계; 및 b-5) 상기 제1폴리실리콘층(15a,15c), 상기 경계층(15b,15d) 및 상기 제2폴리실리콘층(15c,15e)를 상기 다수의 폴리실리콘 스트림(16a,16b 또는 16b,16c)중 상기2개의 폴리실리콘 스트립 및 상기 적어도 하나의 경계 스트립 내로 패턴화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 경계층(15b,15d)의 두께가 1 나노미터 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 공정 가스는 실란(silane) 가스를 포함하며, 상기 암모니아 가스의 흐름 속도(flow rate)는 상기 경계층(15b,15d)를 1나노미터 이하의 두께로 증착하기 위하여 상기 실란 가스의 흐름 속도의 1 내지 10 퍼센트인 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물을 증착 시스템의 반응로 내에 위치시키는 단계; b-2) 제1폴리실리콘층을 증착시키기 위하여 공정 가스를 상기 반응로에 공급하는 단계; b-3) 산소 및 실리콘 산화물로 구성되는 군으보부터 선택된 물질의 경계층을 상기 제1폴리실리콘 스트립 상애 증착시키기 위하여 NO2가스와 O2가스 중 한 가스를 상기 공정 가스에 혼합시키는 단계; b-4) 제2폴리실리콘층을 상기 경계층 상에 증착시키기 위하여 상기 NO2가스와 O2가스 중 상기 한 가스를 차단하는 단계; 및 b-5) 상기 제1폴리실리콘층, 상기 경계층 및 상기 제2폴리실리콘층을 상기 다수의 폴리실리콘 스트립 중 상기 2개의 폴리실리콘 스트립 및 상기 적어도 하나의 경계 스트립 내로 패턴화(pattern)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 단계 d)는 d-1) 상기 입자 경계들(15h) 및 상기 적어도 하나의 경계 스트립(15b,15d)를 따라서는 균열부를 형성하고 상기 다수의 폴리실리콘 스트립(16a,16b,16c)의 표면부에 미세 함몰부(micro-recesses)를 형성하기 위하여, 진하게 도핑된 폴리 실리콘과 약하게 도핑된 폴리실리콘간에 선택성이 큰 에칭액을 사용하여 상기 다중레벨 폴리실리콘 스트립 구조물(16)을 에칭하는 단계; 및 d-2) 상기 표면부를 제거하고 상기 균열부(16d,16e)를 확장시키기 위하여 상기 약하게 도핑된 폴리실리콘과 상기 진하게 도핑된 폴리실리콘간에 선택성이 거의 없는 것을 이용하여 상기 표면부를 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 커패시터(13)과 함께 다이나믹 랜덤 억세스 메모리 셀을 형성하기 위하여, 상기 단계 a) 이전에 상기 반도체 구조물(11,14)에 전계 효과 트랜지스터(12)를 제조하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- a) 반도체 구조물(21,22)를 준비하는 단계; b) 폴리실리콘의 입자 크기를 줄이기 위하여, N2O 가스를 함유하는 공정 가스를 사용하여 기상 증착법을 통해 상기 반도체 구조물(21,22)상에 폴리실리콘 스트립(23b)를 형성하는데, 상기 폴리실리콘 스트립(23b)는 V족 또는 Ⅲ족의 원소로 도핑되어 상기 폴리실리콘 스트립(23b)의 입자 경계들을 따라 분결(segregate)되는 단계; c) 상기 입자 경계들을 따라 깊은 균열부를 형성하여 상기 폴리실리콘 스트립(23b)의 표면을 러프닝함으써 상기 폴리실리콘 스트립(23b)로부터 누적 전극(24a)를 형성하는 단계; d) 상기 누적 전극(24a)를 유전막 구조물(24b)로 피복하는 단계; 및 e) 상기 유전막 구조물 (24b)를 대응 전극(24c)로 피복하여 커패시터(24)를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물(21,22)를 기상 증착 시스템의 반응로 내에 위치시키는 단계; b-2) 상기 반도체 구조물(21,22)상에 도핑된 비결정 실리콘층(23)을 증착하기 위하여, 상기 N2O 가스, 실리콘 소오스(source)가스, 도펀트 불순물 소오스 가스 및 불활성 캐리어(inert carrier) 가스를 함유하는 상기 공정 가스를 상기 반응로에 공급하는 단계; b-3) 상기 도핑된 비결정 실리콘층(23)을 도핑된 비결정 실리콘 스트립(23a)내로 패턴화하는 단계; 및 b-4) 상기 비결정 실리콘 스트립(23a)를 상기 V족 또는 Ⅲ족의 원소로 도핑된 상기 폴리실리콘 스트립(23b)로 변환시키기 위하여, 상기 도핑된 비결정 실리콘 스트립(23a)를 가열하는 단계를 포함하는 겻을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 실리콘 소오스 가스 및 상기 도펀트 불순물 소오스 가스는 SiH4및 PH3이고, 상기 SiH4는 섭씨 550도 내지 600도의 온도로 1 torr의 압력에서 분해되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 도핑된 비결정 실리콘 스트립(23a)는 섭씨 800도 내지 900도의 불활성 가스 분위기에서 상기 폴리실리콘 스트립(23b)로 변환되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물을 증착 시스템의 반응로 내에 위치시키는 단계; b-2) 상기 반도체 구조물상에 도핑된 폴리실리콘층을 증착하기 위하여, 상기 N2O 가스, 실리콘 소오스 가스, 도펀트 불순물 소오스 가스 및 불황성 캐리어 가스를 함유하는 상기 공정 가스를 상기 반응로에 공급하는 단계; 및 b-3) 상기 도핑된 폴리실리콘층을 상기 V족 또는 Ⅲ족의 원소로 도핑된 상기 폴리실리콘 스트립내로 패턴화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 실리콘 소오스 가스 및 도펀트 불순물 소오스 가스는 SiH4및 PH3이고, 상기 SiH4는 섭씨 650도 또는 섭씨 650도 이상의 온도에서 분해되는 것을 특징으로 한느 반도체 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물을 기상 증착 시스템의 반응로 내에 위치시키는 단계; b-2) 상기 반도체 구조물상에 도핑되지 않는 비결정 실리콘층을 증착하기 위하여, 상기 N2O 가스, 실리콘 소오스 가스 및 불활성 캐리어 가스를 함유하는 상기 공정 가스를 상기 반응로에 공급하는 단계 ; b-3) 상기 도핑된 비결정 실리콘층을 도핑되지 않은 비결정 실리콘 스트립 내로 패던화하는 단계; b-4) 상기 도핑되지 않는 비결정 실리콘 스트립을 도핑되지 않은 폴리실리콘 스트립으로 변환하는 단계; 및 b-5) 상기 V족 또는 Ⅲ족의 원소를 상기 도핑되지 않는 폴리실리콘 스트립 내로 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 단계 b)는 b-1) 상기 반도체 구조물을 기상 증착 시스템의 반응로 내에 위치시키는 단계; b-2) 상기 반도체 구조물상에 도핑되지 않은 폴리실리콘층을 증착하기 위하여, 상기 N2O 가스, 실리콘 소오스 가스 및 불활성 캐리어 가스를 함유하는 상기 공정 가스를 상기 반응로에 공급하는 단계; b-3) 상기 도핑되지 않은 폴리실리콘층을 도핑되지 않은 폴리실리콘 스트립 내로 패턴화하는 단계; 및 b-4) 상기 V족 또는 Ⅲ족의 원소를 상기 도핑되지 않은 폴리실리콘 스트립 내로 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조 방법.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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