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KR100621763B1 - method for manufacturing capacitors of the semiconductor of memory device - Google Patents

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KR100621763B1
KR100621763B1 KR1020000026651A KR20000026651A KR100621763B1 KR 100621763 B1 KR100621763 B1 KR 100621763B1 KR 1020000026651 A KR1020000026651 A KR 1020000026651A KR 20000026651 A KR20000026651 A KR 20000026651A KR 100621763 B1 KR100621763 B1 KR 100621763B1
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KR
South Korea
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forming
pattern
cell
layer
film
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KR1020000026651A
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박영훈
박원모
김동현
박영우
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 개시한다. 이에 의하면, 스토리지전극의 바패턴을 위한 미세한 매몰콘택을 형성하기 위해 각 매몰콘택에 해당하는 작은 사이즈의 개구부를 갖는 감광막의 패턴을 형성하고 이를 마스크로 이용하여 매몰콘택 부분의 절연막을 식각함으로써 사진공정의 한계로 인하여 이웃한 스토리지전극의 전기적 연결과 같은 불량을 일으키는 종래와는 달리 각 매몰콘택의 공통 개구부를 갖는 큰 사이즈의 감광막의 패턴을 형성함으로써 이웃한 스토리지전극의 전기적 연결과 같은 불량을 방지할 수 있다.
The present invention discloses a capacitor manufacturing method of a semiconductor memory device. According to this, in order to form a fine investment contact for the bar pattern of the storage electrode, a photo process by forming a pattern of the photosensitive film having a small opening corresponding to each investment contact and etching the insulating film of the investment contact portion by using this as a mask Unlike the conventional method of causing defects such as electrical connection of neighboring storage electrodes due to the limitation of the present invention, by forming a pattern of a large size photosensitive film having a common opening of each investment contact, it is possible to prevent defects such as electrical connection of neighboring storage electrodes. Can be.

Description

반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법{method for manufacturing capacitors of the semiconductor of memory device} Method for manufacturing capacitors of the semiconductor of memory device             

도 1은 일반적인 반도체 메모리소자의 셀을 나타낸 레이아웃도.1 is a layout diagram illustrating a cell of a general semiconductor memory device.

도 2는 종래 기술에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 구조를 나타낸 단면도로서 도 1의 A-A선에 따른 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a capacitor structure of a semiconductor memory device according to the prior art, and taken along line A-A of FIG. 1.

도 3은 종래 기술에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 구조를 나타낸 단면도로서 도 1의 B-B선에 따른 단면도.3 is a cross-sectional view showing a capacitor structure of a semiconductor memory device according to the prior art, taken along the line B-B of FIG.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정도로서, 각 도의 a 및 b는 도 1의 A-A선 및 B-B선에 따른 단면도.
4 to 9 are process diagrams illustrating a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to the present invention, in which a and b are cross-sectional views taken along line AA and BB of FIG. 1.

본 발명은 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세한 매몰콘택의 형성을 위한 포토공정의 어려움을 극복하여 스토리지전극의 브리지현상을 방지하도록 한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법에 관 한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device to overcome the difficulty of the photo process for forming a fine investment contact to prevent the bridge electrode of the storage electrode. It is.

포토공정의 추가를 방지하여 제조공정을 단순화하도록 한 반도체소자의 부하저항 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a load resistance of a semiconductor device to prevent the addition of a photo process to simplify the manufacturing process.

일반적으로, 디램(DRAM)의 셀 커패시턴스 증가는 메모리셀의 독출능력을 향상시키고, 소프트에러율을 감소시키는 역할을 하므로 셀의 메모리특성을 향상시키는데 크게 기여한다. 메모리셀의 집적도가 증가함에 하나의 칩에서 단위 셀이 차지하는 면적이 줄어드는데 이는 셀 커패시터의 영역 감소를 초래한다. 그러므로, 단위 셀의 집적도 증가와 더불어 셀 커패시터의 정전용량 증가가 필수적이어서 셀 커패시턴스를 증가시키기 위해 많은 연구들이 계속 소개되어 왔는데 이들 대부분은 셀 커패시터를 구성하는 스토리지전극의 구조에 관한 것으로, 후지쯔(Fujitsu)사의 핀(pin) 구조 전극, 도시바(Toshiba) 사의 박스(box) 구조 전극, 미쯔비시(Mitsubishi) 사의 원통(cylindrical) 구조 전극 등이 그 주류를 이루고 있다. 스토리지전극의 구조를 개선하여 셀 커패시터의 정전용량을 증가시키고자 하는 시도는 디자인룰의 한계, 복잡한 공정에 의한 에러율 증가 등의 문제점이 지적되어 그 제조가능성에 대해 회의적인 평가를 받아 왔다.In general, an increase in the cell capacitance of a DRAM improves the readability of the memory cell and decreases the soft error rate, thus greatly contributing to improving the memory characteristics of the cell. As the density of memory cells increases, the area occupied by unit cells in one chip decreases, which leads to a reduction in the area of the cell capacitor. Therefore, many studies have been continuously introduced to increase cell capacitance since the increase of unit cell density and the capacitance of the cell capacitor are essential. Most of them are related to the structure of the storage electrode constituting the cell capacitor. The pin structure electrodes of Toshiba Corp., the box structure electrodes of Toshiba Corp., and the cylindrical structure electrodes of Mitsubishi Corp. are the mainstream. Attempts to increase the capacitance of the cell capacitor by improving the structure of the storage electrode have been criticized for its manufacturability due to problems such as limitations of design rules and increase in error rate due to complex processes.

그래서, 이들 문제점을 극복하는 새로운 셀 커패시터의 제조방법에 대한 필요성이 높아져 왔다. 64M 디램셀이나 256M 디램셀에 적합한 구조로서 비트라인 위에 셀 커패시터를 형성한 구조의 COB(capacitor over bitline) 셀이 소개되었는데 이는 비트라인의 불량콘택을 방지하기 위해 매몰콘택(buried contact)을 사용하여 왔다. 그러나, 256M이상의 디램에서는 매몰콘택(buried contact)을 형성하는데 거의 사진공정의 한계에 이르고 있으므로 이를 해결하기 위해 자기정합콘택(self alignment contact: SAC)에 의해 부정합마진을 충분히 확보하는 기술이 도입되기 시작하였다. 이러한 기술의 대표적인 것이 미국특허번호 5977583호와 미국특허번호 5879986호 등에 개시되어 있다. 이러한 기술의 문제점은 사진공정의 기술적 한계에 의해 결정될 수 밖에 없다는 것이다. 이를 도 1 내지 도 3을 연관하여 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 워드라인들(W/L)이 메모리셀의 각 트랜지스터의 소오스/드레인(S/D) 사이의 채널영역을 지나가면서 종방향으로 연장하여 배선되고, 비트라인들(B/L)이 각 트랜지스터를 사이에 두고 워드라인들(W/L)을 수직으로 교차하며 횡방향으로 연장하여 배선되고, 트랜지스터의 소오스(S)가 D/C콘택홀을 거쳐 해당 비트라인(B/L)에 전기적으로 연결되고, 일점쇄선으로 한정된 셀 패드들(60)이 각 트랜지스터의 양측 드레인(D)에 오버랩하며 전기적으로 연결되고, 이점쇄선으로 한정된 스토리지 전극들(100)이 해당 셀 패드들(60)에 오버랩하면서 전기적으로 연결된다.Thus, there has been a growing need for a new cell capacitor manufacturing method that overcomes these problems. Capacitor over bitline (COB) cells, which have cell capacitors formed on the bit lines, have been introduced as structures suitable for 64M DRAM cells or 256M DRAM cells, which use buried contacts to prevent bad contact of the bit lines. come. However, in the DRAM of more than 256M, forming a buried contact is almost the limit of the photo process, so to solve this problem, self-aligned contact (SAC) to secure enough unmatched margins began to be introduced. It was. Representative of such a technique is disclosed in US Patent No. 5977583, US Patent No. 5879986 and the like. The problem with this technique is that it can only be determined by the technical limitations of the photographic process. 1 to 3, the word lines W / L pass through the channel region between the source / drain S / D of each transistor of the memory cell, as shown in FIG. 1. The wires extend in the longitudinal direction, and the bit lines B / L vertically intersect the word lines W / L with each transistor interposed therebetween, and extend in the lateral direction. Is electrically connected to the corresponding bit line (B / L) via the D / C contact hole, and the cell pads 60 defined by a dashed line are overlapped and electrically connected to both drains D of each transistor. The storage electrodes 100 defined by the dashed lines are electrically connected to each other while overlapping the corresponding cell pads 60.

도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘기판(10)의 필드영역에 STI(shallow trench isolation)에 의해 아이솔레이션층(11)이 형성되고, 트랜지스터의 소오스/드레인(S/D) 사이의 채널영역 상에 게이트산화막(13)과 그 위의 워드라인(W/L)용 게이트전극(15)이 형성되고, 게이트전극(15) 상에 절연막(17)이 형성되고, 게이트전극(15)의 양측벽에 절연막의 스페이서(19)가 형성된다. 셀영역과 주변영역(도시 안됨) 상의 산화막(50)이 평탄화되고, 셀 패드들(60)이 해당 드 레인(D)에 접속하도록 대향하는 스페이서(19) 사이에 형성되며 산화막(50)에 평탄화를 이룬다. 산화막(50)과 셀패드들(60) 상에 질화막(70)이 적층된다. 물론, 질화막(70) 상에서 비트라인(81)의 패턴이 워드라인을 가로질러 지나가고 아울러 비트라인콘택홀(도시 안됨)을 거쳐 소오스 상의 셀패드(도시 안됨)에 콘택된다. 비트라인을 포함한 질화막(70) 상에 산화막(90)이 평탄화되고 그 위에 질화막(91)이 적층된다. 매몰콘택홀을 거쳐 해당 셀패드(70)에 실린더형 스토리지전극(100)의 바패턴(110)이 전기적으로 연결된다. 여기서, 게이트전극(15)은 워드라인의 저항을 줄여주기 위해 하층의 다결정실리콘층(15a)과 상층의 실리사이드층(15b)으로 이루어질 수 있다. 비트라인(81)은 하층의 장벽금속층(81a)인 Ti/TiN층과 상층의 텅스텐층(83)으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 2, the isolation layer 11 is formed in the field region of the silicon substrate 10 by shallow trench isolation (STI), and is formed on the channel region between the source and drain (S / D) of the transistor. A gate oxide film 13 and a gate electrode 15 for word line (W / L) thereon are formed, an insulating film 17 is formed on the gate electrode 15, and both side walls of the gate electrode 15 are formed. Spacers 19 of the insulating film are formed. The oxide film 50 on the cell region and the peripheral region (not shown) is planarized, formed between the spacers 19 facing each other so that the cell pads 60 are connected to the corresponding drain D, and planarized on the oxide film 50. To achieve. The nitride film 70 is stacked on the oxide film 50 and the cell pads 60. Of course, the pattern of the bit line 81 passes through the word line on the nitride film 70 and is contacted to the cell pad (not shown) on the source via the bit line contact hole (not shown). The oxide film 90 is planarized on the nitride film 70 including the bit line, and the nitride film 91 is stacked thereon. The bar pattern 110 of the cylindrical storage electrode 100 is electrically connected to the cell pad 70 through an investment contact hole. The gate electrode 15 may be formed of a lower polysilicon layer 15a and an upper silicide layer 15b in order to reduce the resistance of the word line. The bit line 81 may be formed of a Ti / TiN layer, which is a lower barrier metal layer 81a, and a tungsten layer 83, an upper layer.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 트랜지스터의 드레인(D)을 사이에 두며 실리콘기판(10)의 필드영역에 아이솔레이션층(11)이 형성되고, 드레인(D) 및 아이솔레이션층(11) 상에 산화막(50)이 평탄화되고, 해당 셀패드(60)가 각 드레인(D)에 접속하고 산화막(50)에 평탄화를 이루고, 산화막(50)과 셀패드들(60) 상에 질화막(70)이 적층된다. 아이솔레이션층(11)에 오버랩하며 질화막(70) 상에 비트라인(81)의 패턴이 형성된다. 비트라인(81) 상에 동일 패턴의 질화막(85)이 형성되고, 비트라인(81)의 양측벽에 질화막의 스페이서(87)가 형성된다. 셀영역과 그 외측의 주변영역(도시 안됨) 상에 산화막(90)이 평탄화되고 그 위에 질화막(91)이 적층된다. 해당 셀패드(60)에 매몰콘택홀을 거쳐 실린더형 스토리지전극(100)의 바패턴(110)이 전기적으로 연결된다. 여기서, 비트라인(81)은 하층의 Ti/TiN층(81a)과 상층의 텅 스텐층(81b)으로 이루어질 수 있다.
As shown in FIG. 3, an isolation layer 11 is formed in the field region of the silicon substrate 10 with the drain D of each transistor interposed therebetween, and an oxide film formed on the drain D and the isolation layer 11. 50 is planarized, the cell pad 60 is connected to each drain D, and planarized on the oxide film 50, and the nitride film 70 is laminated on the oxide film 50 and the cell pads 60. do. A pattern of the bit line 81 is formed on the nitride layer 70 and overlaps the isolation layer 11. A nitride film 85 having the same pattern is formed on the bit line 81, and a spacer 87 of the nitride film is formed on both side walls of the bit line 81. An oxide film 90 is planarized on the cell region and a peripheral region (not shown) outside thereof, and a nitride film 91 is stacked thereon. The bar pattern 110 of the cylindrical storage electrode 100 is electrically connected to the cell pad 60 through a buried contact hole. The bit line 81 may include a lower Ti / TiN layer 81a and an upper tungsten layer 81b.

그런데, 이와 같이 구성되는 종래의 고집적 디램에서는 산화막(90)의 상부면이 셀패드(50)의 상부면 보다 높게 위치하므로 사진공정에 의해 산화막(90)에 매몰콘택을 형성하지 않으면 안된다. 그래서, 사진공정에 의해 매몰콘택을 위한 감광막의 패턴을 산화막(90) 상에 형성할 때 각각의 매몰콘택이 형성될 영역만을 개방하고 나머지 모든 영역을 덮어야 한다.However, in the conventional highly integrated DRAM configured as described above, since the upper surface of the oxide film 90 is positioned higher than the upper surface of the cell pad 50, a buried contact must be formed in the oxide film 90 by a photographic process. Therefore, when the pattern of the photoresist film for the buried contact is formed on the oxide film 90 by the photolithography process, only the region where each buried contact is to be formed should be opened and all remaining areas should be covered.

그러나, 매몰콘택 사이의 간격(X)이 최소 사이즈로 정의될 경우, 각각의 매몰콘택이 형성될 영역만을 개방하고 나머지 모든 영역을 덮어야 함에도 불구하고 실제로는 매몰콘택 사이의 간격(X)에 해당하는 비트라인(80) 상의 일부 영역(A)을 제대로 덮지 못할 가능성이 높으므로 매몰콘택을 위한 영역의 산화막(90)을 식각하는 후속의 식각공정을 진행하는 동안에 비트라인(81) 상의 산화막(90)도 일부 식각해 버리기가 쉽다.However, if the distance X between investment contacts is defined as the minimum size, in spite of having to open only the area where each investment contact is to be formed and cover all the remaining areas, it actually corresponds to the distance X between investment contacts. Since it is highly unlikely to cover a portion A on the bit line 80 properly, the oxide film 90 on the bit line 81 during the subsequent etching process of etching the oxide film 90 in the region for the buried contact. It is also easy to etch some.

이러한 상태에서 스토리지전극(100)의 바패턴(110)의 형성을 위해 산화막(90)의 전면 상에 다결정실리콘층을 적층하고 에치백하면, 매몰콘택 내에 바패턴(110)이 형성되고 아울러 비트라인(81) 상의 산화막(90)에도 다결정실리콘층이 일부 남아서 이웃한 바패턴(110)이 서로 연결된 브리지현상이 다발하기 쉽다. 그 결과 2개의 비트라인이 불량한 투패일(two fail) 불량현상이 다발한다. 이를 극복하기 위해 사진공정의 정밀성을 더욱 높여야하는데 이는 막대한 고가의 사진공정장 비를 필요로 하므로 결국 제조원가의 상승을 가져온다.In this state, when the polysilicon layer is stacked and etched back on the entire surface of the oxide layer 90 to form the bar pattern 110 of the storage electrode 100, the bar pattern 110 is formed in the buried contact and the bit line is formed. Part of the polysilicon layer remains on the oxide film 90 on the 81, so that the bridge phenomenon in which the adjacent bar patterns 110 are connected to each other is likely to occur frequently. As a result, two fail failures occur in which two bit lines are bad. In order to overcome this, the precision of photographic process must be further increased, which requires huge expensive photographic process equipment, resulting in an increase in manufacturing cost.

따라서, 본 발명의 목적은 미세한 매몰콘택 형성을 위한 사진공정의 어려움을 줄이면서도 스토리지전극의 브리지현상을 방지하도록 한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device to prevent the bridge phenomenon of the storage electrode while reducing the difficulty of the photo process for forming a fine buried contact.

본 발명의 다른 목적은 제조원가의 상승을 억제하면서도 스토리지전극의 브리지현상을 방지하도록 한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device which prevents an increase in manufacturing cost and prevents bridge phenomenon of a storage electrode.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법은Capacitor manufacturing method of a semiconductor memory device according to the present invention for achieving the above object

반도체기판의 액티브영역을 아이솔레이션하기 위해 필드영역에 아이솔레이션층을 형성하는 단계;Forming an isolation layer in the field region to isolate the active region of the semiconductor substrate;

상기 액티브영역에 워드라인을 형성하는 단계;Forming a word line in the active region;

상기 액티브영역에 콘택하는 셀패드들을 형성하는 단계;Forming cell pads in contact with the active region;

상기 셀패드들 사이의 필드영역에서 상기 워드라인을 가로질러 지나가는 비트라인을 형성하는 단계;Forming a bit line passing across the word line in a field region between the cell pads;

공통의 식각마스크를 이용하여 상기 워드라인 사이의 셀패드들을 노출시키는 단계; 그리고Exposing cell pads between the word lines using a common etch mask; And

상기 셀패드들에 각각 매몰콘택하는 스토리지전극의 바패턴을 형성하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 한다.And forming a bar pattern of the storage electrode to be buried in the cell pads, respectively.

바람직하게는 상기 바패턴을 형성하는 단계는Preferably, forming the bar pattern

상기 셀패드들에 매몰콘택할 다결정실리콘층을 두껍게 적층하는 단계; 그리고Thickly depositing a polysilicon layer to be buried in the cell pads; And

상기 다결정실리콘층을 에치백하여 상기 바패턴을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 다결정실리콘층을 1000Å 이상의 두께로 적층하는 것이 바람직하다.
And etching the polysilicon layer to separate the bar pattern. Moreover, it is preferable to laminate | stack the said polycrystalline silicon layer to thickness of 1000 micrometers or more.

이하, 본 발명에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 종래의 부분과 동일 구성 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여한다.Hereinafter, a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components and parts of the same operation as the conventional parts.

도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법을 나타낸 공정도로서 각 도의 a 및 b는 도 1의 A-A선 및 B-B선에 따른 단면도이고, 도 10은 본 발명의 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법에 적용된 매몰콘택의 형성을 위한 감광막의 패턴을 나타낸 평면도이다.4 to 9 are process diagrams illustrating a method for manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to the present invention, in which a and b are cross-sectional views taken along line AA and BB of FIG. 1, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor memory device of the present invention. A plan view showing a pattern of a photosensitive film for forming an investment contact applied to a capacitor manufacturing method.

도 4 a 및 도 4를 참조하면, 먼저, 기판, 예를 들어 실리콘기판(10)의 액티브영역을 아이솔레이션하기 위해 STI(shallow trench isolation)에 의해 필드영역에 아이솔레이션층(11)을 형성한다. 이후 실리콘기판(10)의 액티브영역 상에 열산화공정에 의해 게이트산화막(13)을 성장시키고, 게이트산화막(13)을 포함한 실리콘기판(10)의 전면 상에 게이트전극(15)을 위한 다결정실리콘층(15a)과 그 위의 실리 사이드층(15b), 예를 들어 텅스텐실리사이드층을 형성하고 실리사이드층(15b) 상에 제 1 재질의 절연막, 예를 들어 질화막(17)을 적층한다. 그런 다음 사진식각공정을 이용하여 질화막(17)과 실리사이드층(15b) 및 다결정실리콘층(15a)을 도 1에 워드라인의 패턴으로 형성한다. 워드라인이 형성되고 나면, 워드라인을 마스크로 이용하여 각 트랜지스터의 액티브영역에 원하는 도전형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD(lightly doped drain) 영역을 형성하고 실리콘기판(10)의 전면에 스페이서(19)를 위한 절연막을 두껍게 적층한 후 이를 액티브영역이 노출될 때까지 에치백하여 워드라인의 양측벽에 스페이서(19)를 형성한다. 워드라인과 스페이서(19)를 마스크로 이용하여 액티브영역에 원하는 도전형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인(S/D)을 함께 형성한다. 소오스/드레인이 형성되고 나면, 상기 결과 구조의 전면에 제 2 재질의 절연막, 예를 들어 산화막(50)을 질화막(19)의 상부면보다 높게 적층하고 나서 기계연마공정으로 평탄화한다. 이후 사진식각공정을 이용하여 비트라인콘택홀이 형성될 소오스(S)와 드레인(D) 상의 산화막(50)을 선택적으로 식각하여 그 아래의 소오스/드레인(S/D)을 노출시킨다. 이어서 소오스/드레인(S/D)을 포함한 산화막(50) 상에 셀패드(60)용 다결정실리콘층을 두껍게 적층하고 기계화학공정으로 연마하여 각각의 셀패드(60)를 소오스/드레인(S/D)과 그 주변의 스페이서(19) 상에 남기고 그 외측의 산화막(50) 상의 다결정실리콘층을 모두 제거한다. 따라서, 각각의 셀패드(60)가 분리되면서 산화막(50)에 평탄화한다.Referring to FIGS. 4A and 4, first, an isolation layer 11 is formed in a field region by shallow trench isolation (STI) to isolate an active region of a substrate, for example, a silicon substrate 10. Thereafter, the gate oxide film 13 is grown on the active region of the silicon substrate 10 by a thermal oxidation process, and the polycrystalline silicon for the gate electrode 15 is formed on the entire surface of the silicon substrate 10 including the gate oxide film 13. A layer 15a and a silicide layer 15b, for example a tungsten silicide layer, are formed thereon and an insulating film of a first material, for example, a nitride film 17, is laminated on the silicide layer 15b. Then, the nitride film 17, the silicide layer 15b, and the polysilicon layer 15a are formed in a pattern of a word line in FIG. 1 by using a photolithography process. After the word line is formed, a lightly doped drain (LDD) region is formed by ion implanting impurities of a desired conductivity type into the active region of each transistor at low concentration using the word line as a mask to form a spacer on the front surface of the silicon substrate 10. A thick insulating film for (19) is stacked and then etched back until the active region is exposed to form spacers 19 on both side walls of the word line. By using the word line and the spacer 19 as a mask, ion-implanted impurities of a desired conductivity type are implanted in the active region at high concentration to form a source / drain (S / D) together. After the source / drain is formed, an insulating film of a second material, for example, an oxide film 50 is laminated on the entire surface of the resulting structure higher than the upper surface of the nitride film 19 and then planarized by a mechanical polishing process. Afterwards, the oxide film 50 on the source S and the drain D in which the bit line contact hole is to be formed is selectively etched using a photolithography process to expose the source / drain S / D below it. Subsequently, the polysilicon layer for the cell pad 60 is thickly stacked on the oxide film 50 including the source / drain (S / D) and polished by a mechanical chemical process to each cell pad 60 by the source / drain (S / D). D) and all of the polysilicon layers on the oxide film 50 on the outside thereof are left on the spacer 19 around it. Therefore, each cell pad 60 is separated and planarized on the oxide film 50.

도 5 a 및 도 5b를 참조하면, 셀패드(60)가 형성되고 나면, 셀패드(60)와 산 화막(50) 상에 함께 질화막(70)을 적층하고 사진식각공정을 이용하여 비트라인콘택을 위한 부분의 질화막(70)과 그 아래의 산화막(50)을 그 아래의 해당 셀패드(60)가 노출될 때까지 식각하여 비트라인콘택홀(도시 안됨)을 형성한다. 그런 다음 비트라인콘택홀 내의 셀패드를 포함한 질화막(70)의 전면에 하층의 Ti막과 상층의 TiN막으로 이루어진 장벽금속층(81a)을 적층하고 그 위에 텅스텐층(81b)을 적층하여 비트라인의 매몰콘택을 형성한 후 텅스텐층(81b) 상에 질화막(85)을 적층한다. 이어서 사진공정을 이용하여 질화막(85) 상에 워드라인을 가로질러 지나가는 비트라인의 패턴에 해당하는 감광막(도시 안됨)의 패턴을 형성하고 이를 마스크로 이용하여 질화막(85)과 텅스텐층(81b) 및 장벽금속층(81a)을 건식식각하여 비트라인의 패턴을 형성한 후 상기 감광막의 패턴을 제거한다.Referring to FIGS. 5A and 5B, after the cell pad 60 is formed, the nitride film 70 is laminated on the cell pad 60 and the oxide film 50 together, and the bit line contact is formed by using a photolithography process. The nitride layer 70 and the oxide layer 50 under the portion are etched until the cell pad 60 is exposed to form a bit line contact hole (not shown). Then, a barrier metal layer 81a including a lower Ti film and an upper TiN film is laminated on the entire surface of the nitride film 70 including the cell pad in the bit line contact hole, and a tungsten layer 81b is stacked thereon to form a bit line. After the investment contact is formed, a nitride film 85 is laminated on the tungsten layer 81b. Subsequently, a photoresist pattern (not shown) corresponding to the pattern of the bit line passing across the word line is formed on the nitride film 85 using a photolithography process, and the nitride film 85 and the tungsten layer 81b are used as a mask. Dry etching the barrier metal layer 81a to form a pattern of the bit line, and then removing the pattern of the photoresist layer.

도 6 a 및 도 6b를 참조하면, 비트라인의 패턴이 형성되고 나면, 비트라인의 패턴을 포함한 질화막(70) 상에 질화막을 적층하고 이를 에치백하여 비트라인의 패턴 양측벽에 질화막의 스페이서(87)를 형성한다. 이어서 비트라인과 스토리지전극과의 전기적 절연을 위해 산화막(90)을 두껍게 적층한 후 기계화학연마공정을 이용하여 산화막(90)을 연마하여 질화막(85)에 평탄화시킨다.6A and 6B, after the bit line pattern is formed, a nitride film is stacked on the nitride film 70 including the bit line pattern and etched back to form a spacer of the nitride film on both sidewalls of the pattern of the bit line. 87). Subsequently, the oxide film 90 is thickly stacked for electrical insulation between the bit line and the storage electrode, and then the oxide film 90 is polished using a mechanical chemical polishing process to planarize the nitride film 85.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 산화막(90)이 평탄화되고 나면, 매몰콘택할 셀패드(60)들을 노출시키기 위한 공통 개구부를 갖는 감광막(91)의 패턴을 산화막(90) 상에 형성하고 이를 마스크로 이용하여 워드라인 사이의 산화막(90)과 질화막(70)을 그 아래의 셀패드(60)가 노출될 때까지 건식식각한다. 여기서, 비트라인 상의 질화막(85)은 에치스토퍼로서 작용하고 워드라인 및 주변영역은 감광막(91)의 패턴에 의해 마스킹되므로 스토리지전극의 바패턴의 전기적 연결과 같은 불량을 방지할 수 있다. 또한 건식식각이 셀패드(60)의 표면에서 종료됨으로써 안전한 식각이 가능하다.7A and 7B, once the oxide film 90 is planarized, a pattern of the photoresist film 91 having a common opening for exposing the cell pads 60 to be buried is formed on the oxide film 90 and then formed. Using the mask, the oxide film 90 and the nitride film 70 between the word lines are dry-etched until the cell pad 60 below them is exposed. Here, since the nitride film 85 on the bit line acts as an etch stopper and the word line and the peripheral area are masked by the pattern of the photosensitive film 91, defects such as electrical connection of the bar pattern of the storage electrode can be prevented. In addition, since the dry etching is terminated on the surface of the cell pad 60, a safe etching is possible.

도 8 a 및 도 8b를 참조하면, 질화막(70)이 식각되고 나면, 감광막(91)의 패턴을 제거하고 나서 매몰콘택홀을 채울 정도의 두꺼운 두께로 상기 결과 구조의 전면에 스토리지전극용 다결정실리콘층을 적층하고 이를 에치백하여 매몰콘택홀에만 바패턴(110)을 남기고 나머지영역 상의 다결정실리콘층을 제거하여 바패턴(110)을 질화막(85)에 평탄화시킨다. 따라서, 본 발명은 자기정합콘택(SAC)과 미세한 매몰콘택의 마진 한계에 영향을 받지 않으면서 이웃한 매몰콘택의 브리지현상을 손쉽게 방지할 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B, after the nitride film 70 is etched, the polycrystalline silicon for storage electrode is formed on the front surface of the resultant structure to a thickness thick enough to fill the buried contact hole after removing the pattern of the photosensitive film 91. The bar pattern 110 is planarized on the nitride layer 85 by stacking and etching back the layer to leave the bar pattern 110 only in the buried contact hole and removing the polysilicon layer on the remaining area. Accordingly, the present invention can easily prevent the bridge phenomenon of neighboring investment contacts without being affected by the margin limits of the self-aligned contact (SAC) and the fine investment contact.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 바패턴(110)이 형성되고 나면, 상기 결과 구조의 전면에 스토리지노드 형성때의 에치스토퍼로서 질화막(120)을 200Å 이상의 두께로 적층하고 그 위에 산화막(130)을 두껍게 적층하고 사진식각공정을 이용하여 스토리지노드의 형성을 위한 영역의 산화막(130)을 그 아래의 셀패드(60)가 노출될 때까지 식각한다. 그런 다음 상기 결과 구조의 전면에 스토리지전극용 다결정실리콘층을 적층한 후 이를 에치백하여 각각의 스토리지전극(100)을 분리한다. 이어서 스토리전극(100)을 포함한 전면 상에 유전막(140)을 적층하고 그 위에 플레이트전극(150)을 위한 다결정실리콘층을 적층하고 사진식각공정을 이용하여 플레이트전극(150)의 패턴으로 형성하여 본 발명의 커패시터를 완성한다.
9A and 9B, after the bar pattern 110 is formed, the nitride film 120 is stacked to a thickness of 200 μm or more as an etch stopper when the storage node is formed on the entire surface of the resulting structure, and the oxide film 130 is disposed thereon. The layer is thickly stacked and the oxide layer 130 in the region for forming the storage node is etched using the photolithography process until the cell pad 60 is exposed. Then, after stacking the polysilicon layer for the storage electrode on the front of the resulting structure and etched back to separate each storage electrode (100). Subsequently, the dielectric film 140 is stacked on the entire surface including the story electrode 100, and a polysilicon layer for the plate electrode 150 is stacked thereon, and formed into a pattern of the plate electrode 150 using a photolithography process. Complete the capacitor of the invention.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법은 스토리지전극의 바패턴을 위한 미세한 매몰콘택을 형성하기 위해 각 매몰콘택에 해당하는 작은 사이즈의 개구부를 갖는 감광막의 패턴을 형성하고 이를 마스크로 이용하여 매몰콘택 부분의 절연막을 식각함으로써 사진공정의 한계로 인하여 이웃한 스토리지전극의 전기적 연결과 같은 불량을 일으키는 종래와는 달리 각 매몰콘택의 공통 개구부를 갖는 큰 사이즈의 감광막의 패턴을 형성함으로써 이웃한 스토리지전극의 전기적 연결과 같은 불량을 방지할 수 있다.
As described above, in the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to the present invention, a pattern of a photoresist film having a small opening corresponding to each investment contact is formed in order to form a fine investment contact for a bar pattern of a storage electrode. By using this as a mask, the insulating film of the buried contact portion is etched so that a pattern of a large size photoresist film having a common opening of each buried contact, unlike the conventional one, which causes defects such as electrical connection of neighboring storage electrodes due to the limitation of the photo process. By forming it, it is possible to prevent defects such as electrical connection of neighboring storage electrodes.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.







On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .







Claims (3)

반도체기판의 액티브영역을 아이솔레이션하기 위해 필드영역에 아이솔레이션층을 형성하는 단계;Forming an isolation layer in the field region to isolate the active region of the semiconductor substrate; 상기 액티브영역에 워드라인을 형성하는 단계;Forming a word line in the active region; 상기 액티브영역에 콘택하는 셀패드들을 형성하는 단계;Forming cell pads in contact with the active region; 상기 셀패드들 사이의 필드영역에서 상기 워드라인을 가로질러 지나가는 비트라인을 형성하는 단계;Forming a bit line passing across the word line in a field region between the cell pads; 공통의 식각마스크를 이용하여 상기 워드라인 사이의 셀패드들을 노출시키는 단계; 그리고Exposing cell pads between the word lines using a common etch mask; And 상기 셀패드들에 각각 매몰콘택하는 스토리지전극의 바패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법.And forming a bar pattern of a storage electrode buried in the cell pads, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 바패턴을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the bar pattern 상기 셀패드들에 매몰콘택할 다결정실리콘층을 두껍게 적층하는 단계; 그리고Thickly depositing a polysilicon layer to be buried in the cell pads; And 상기 다결정실리콘층을 에치백하여 상기 바패턴을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법.And separating the bar pattern by etching back the polysilicon layer. 제 2 항에 있어서, 상기 다결정실리콘층을 1000Å 이상의 두께로 적층하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 커패시터 제조방법.3. The method of claim 2, wherein the polysilicon layer is laminated to a thickness of 1000 Å or more.
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