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KR0146245B1 - Method of fabricating a capacitor of semiconductor device - Google Patents

Method of fabricating a capacitor of semiconductor device

Info

Publication number
KR0146245B1
KR0146245B1 KR1019940027922A KR19940027922A KR0146245B1 KR 0146245 B1 KR0146245 B1 KR 0146245B1 KR 1019940027922 A KR1019940027922 A KR 1019940027922A KR 19940027922 A KR19940027922 A KR 19940027922A KR 0146245 B1 KR0146245 B1 KR 0146245B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
forming
bit line
film
polysilicon layer
Prior art date
Application number
KR1019940027922A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR960015939A (en
Inventor
박상훈
Original Assignee
김주용
현대전자산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김주용, 현대전자산업주식회사 filed Critical 김주용
Priority to KR1019940027922A priority Critical patent/KR0146245B1/en
Publication of KR960015939A publication Critical patent/KR960015939A/en
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Publication of KR0146245B1 publication Critical patent/KR0146245B1/en

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    • HELECTRICITY
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    • H01L28/60Electrodes
    • H01L28/75Electrodes comprising two or more layers, e.g. comprising a barrier layer and a metal layer
    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 반도체소자의 캐패시터 제조방법에 관한것으로서, 비트라인의 표면을 감싸는 제 1 플레이트전극을 형성하고, 다수의 다결정실리콘층 패턴으로된 원통형 전하보존전극의 표면에도 상기 제 1 플레이트전극과 연결되는 제 2 플레이트전극을 형성하여 표면적이 증가된 캐패시터를 형성하였으므로, 정전용량이 증가되어 소자동작의 신뢰성이 증가되고 소자의 고집적화에 유리하다.The present invention relates to a method of fabricating a capacitor of a semiconductor device, comprising: forming a first plate electrode surrounding a surface of a bit line, and connecting the first plate electrode to a surface of a cylindrical charge storage electrode having a plurality of polysilicon layer patterns; Since the second plate electrode is formed to form a capacitor having an increased surface area, the capacitance is increased to increase the reliability of the device operation and to increase the integration of the device.

Description

반도체소자의 캐패시터 제조방법Capacitor Manufacturing Method of Semiconductor Device

제1a도 내지 제 1c도는 종래 기술에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조 공정도.1A to 1C are diagrams illustrating a capacitor manufacturing process of a semiconductor device according to the prior art.

제2a도 내지 제 2h도는 본 발명의 일실시예 따른 반도체소자의 캐패시터 제조 공정도.2a to 2h is a manufacturing process diagram of a capacitor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조 단계의 단면도.3 is a cross-sectional view of a capacitor manufacturing step of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1:반도체기판 2:필드산화막1: Semiconductor Substrate 2: Field Oxide

3:게이트산화막 4:게이트전극3: gate oxide film 4: gate electrode

5:확산영역 6:스페이서5: Diffusion area 6: Spacer

7,15,22:산화막 8:질화막7,15,22: Oxide 8: Nitride

9,16,30:평탄화층 10,12,18,23,26,29,31,34,36:다결정실리콘층9, 16, 30: planarization layer 10, 12, 18, 23, 26, 29, 31, 34, 36: polycrystalline silicon layer

11,28:전하보존전극 콘택홀 13,19,24,27,32,35:감광막패턴11, 28: charge storage electrode contact hole 13, 19, 24, 27, 32, 35: photoresist pattern

20:비트라인 21:실리사이드막20: bit line 21: silicide film

25,33:유전막 17:비트라인 콘택홀25, 33: Dielectric film 17: Bitline contact hole

본 발명은 반도체소자의 캐패시터 제조방법에 관한 것으로서, 특히 원통형 전하보존전극의 표면과 비트라인의 주변에도 플레이트전극을 형성하여 캐패시터의 표면적을 증가시켜 공정이 간단하고 소자동작의 신뢰성과 공정수율을 향상시킬 시 있는 반도체소자의 캐패시터 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device. In particular, a plate electrode is formed on the surface of a cylindrical charge storage electrode and around a bit line to increase the surface area of the capacitor. The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device.

최근 반도체 소자의 고집적화 추세에 따라 셀 크기가 감소되어 충분한 정전 용량을 갖는 캐패시터를 형성하기가 어려워지고 있다.Recently, due to the trend toward higher integration of semiconductor devices, it is difficult to form capacitors with sufficient capacitance due to a decrease in cell size.

특히, 하나의 모스 트랜지스터와 캐패시터로 구성되는 디램 소자에서는 캐패시터의 정전용량을 증가시키기 위하여 유전상수가 높은 물질을 유전막으로 사용하거나, 유전막의 두께를 얇게하거나 또는 전하보존전극의 표면적을 증가시키는 등의 방법이 있다.In particular, in a DRAM device composed of one MOS transistor and a capacitor, a material having a high dielectric constant is used as the dielectric film, a thickness of the dielectric film is increased, or the surface area of the charge storage electrode is increased to increase the capacitance of the capacitor. There is a way.

그러나 이러한 방법들은 모두 각각의 문제점을 가지고 있다.However, all these methods have their own problems.

즉, 높은 유전상수를 갖는 유전물질로는 예를들어 Ta2O5, TiO2또는 SrTiO3등이 연구되고 있으나, 이러한 물질들은 접합 파괴전압등과 같은 신뢰도 및 박막특성등이 확실하게 확인되어 있지 않아 실제소자에 적용하기가 어렵다.That is, for example, Ta 2 O 5 , TiO 2 or SrTiO 3 have been studied as dielectric materials with high dielectric constants, but these materials have not been confirmed with reliability and thin film characteristics such as junction breakdown voltage. It is difficult to apply to the actual device.

또한 유전막 두께를 감소시키는 방법은 소자 동작시 유전막이 파괴되어 캐패시터의 신뢰도에 심각한 영향을 준다.In addition, the method of reducing the dielectric film thickness has a serious effect on the reliability of the capacitor because the dielectric film is destroyed during operation of the device.

또한 캐패시터의 표면적을 증가시키기 위하여 다결정 실리콘을 다층으로 형성한 후, 이들을 관통하여 서로 연결시키는 핀(Fin) 구조나, 원통형 또는 사각틀체 형상의 미로 구조로 형성하고나, 다결정 실리콘의 그레인 바운더리의 직각선택비차를 이용하는 에이치.에스.지(hemispherocal grain poly silicon: HSG) 방법등을 사용한다.In addition, in order to increase the surface area of the capacitor, polycrystalline silicon is formed in multiple layers and penetrates through them to form a fin structure or a maze structure of a cylindrical or rectangular frame shape, or is a right angle of the grain boundary of polycrystalline silicon. H. S. (HSG) method using a selection ratio is used.

그러나 상기의 전하보존전극들은 각각 문제점을 가지고 있다.However, each of the charge storage electrodes has a problem.

즉, 핀형 전하보존전극은 제조 공정이 복잡하여 공정수율이 떨어지고, 내부가 비어 있는 캐비티형은 셀영역과 주변회로 영역간의 단차가 증가되어 후속 마스크 공정에서 공정 여유도가 감소되고 금속공정이 어려우며, 원통형은 도전 스페이서 형성시 다결정실리콘의 다결정 중합체등과 같은 공정결함이 남게되어 이에 의해 단락이 발생되므로 소자동작의 신뢰성과 공정수율이 떨어지는 문제점이 있다.In other words, the fin-type charge storage electrode has a complicated manufacturing process, resulting in low process yield, and the hollow cavity type increases the step difference between the cell region and the peripheral circuit region, thereby reducing the process margin in the subsequent mask process and making the metal process difficult. Cylindrical has a problem that process defects such as polycrystalline polymer of polysilicon remain during formation of the conductive spacers, and thus short circuit occurs, thereby degrading reliability and process yield of device operation.

제 1a도 내지 제 1c도는 종래 기술에 따른 반도체소자의 전하보존전극 제조 공정도로서, 실린더형 전하보존전극의 예이다.1A to 1C show a process of manufacturing a charge storage electrode of a semiconductor device according to the prior art, which is an example of a cylindrical charge storage electrode.

먼저, 반도체기판(1)상에 소자분리를 위한 필드산화막(2)과, 게이트산화막(3)과 일련의 게이트전극(4)들과, 상기 게이트전극(4)과 중첩되는 산화막(7) 패턴을 형성하고, 상기 게이트 전극(4)의 측벽에 산화막 스페이서(6)를 형성하며, 상기 게이트전극(4) 양측의 반도체기판(1)에 통상의 엘.디.디(lightly doped drain: 이하 LDD라 칭함)구조의 불순물 확산영역(5)을 형성한다.First, a field oxide film 2 for device isolation on the semiconductor substrate 1, a gate oxide film 3, a series of gate electrodes 4, and an oxide film 7 pattern overlapping the gate electrode 4. And an oxide spacer 6 on the sidewalls of the gate electrode 4, and a conventional lightly doped drain (LDD) on the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 4 An impurity diffusion region 5 of a structure).

그다음 상기 구조의 전표면에 식각장벽층인 질화막(8)을 형성하고, 상기 확산영역(5)들중에서 전하보전전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 및 그에 접한 게이트전극(4) 상측의 질화막(8)을 제거하여 상기 확산영역(5)을 노출시킨다. (제 1a도 참조.)A nitride film 8, which is an etch barrier layer, is then formed on the entire surface of the structure, and the nitride film 8 on the upper portion of the diffusion region 5, which is supposed to be a charge holding electrode contact, and the gate electrode 4 in contact therewith. Is removed to expose the diffusion region 5. (See also Figure 1a.)

그후, 상기 질화막(8)이 제거되어 있는 부분의 상측에 도전층인 제 1 다결정 실리콘(10) 패턴을 형성하고, 다시 상기 제 1 다결정실리콘층(10) 패턴을 노출시키는 전하보존전극 콘택홀(11)을 구비하는 평탄화층(9) 패턴을 화학기상증착(chemical vapor deposition; 이하 CVD라 칭함) 산화막의 포 및 사진 식각 방법으로 형성한다. 그다음 상기 구조의 전표면에 제 2 다결정실리콘층(12)을 형성하고, 상기 전하보존전극 콘택홀(11)에 의해 단차가 낮아진 부분에 전하보존전극 식각마스크인 감광막패턴(13)을 형성한다.(제 1b 도 참조.)Thereafter, a first polycrystalline silicon 10 pattern as a conductive layer is formed on the portion where the nitride film 8 is removed, and the charge storage electrode contact hole exposing the first polycrystalline silicon layer 10 pattern again. The pattern of the planarization layer 9 having 11) is formed by the method of photolithography and photolithography of chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD) oxide film. Next, a second polysilicon layer 12 is formed on the entire surface of the structure, and a photoresist pattern 13, which is a charge storage electrode etch mask, is formed on a portion where the step is lowered by the charge storage electrode contact hole 11. (See also Figure 1b.)

그후, 상기 감광막패턴(13)에 의해 노출되어 있는 제 2 다결정실리콘층(12)을 제거하여 상기 전하보존전극 콘택홀(11) 내측에서 제 1 다결정실리콘층(10) 패턴과 접촉되는 실린더 형상의 제 2 다결정실리콘층(12) 패턴을 형성하고, 상기 감광막패턴(13)과 평탄화층(9) 패턴을 제거한다. (제 1c 도 참조.)Thereafter, the second polysilicon layer 12 exposed by the photosensitive film pattern 13 is removed to have a cylindrical shape in contact with the first polysilicon layer 10 pattern inside the charge storage electrode contact hole 11. The second polysilicon layer 12 pattern is formed, and the photoresist pattern 13 and the planarization layer 9 pattern are removed. (See also Figure 1c.)

상기와 같은 종래 기술에 따른 실린더형 전하보존전극은 표면적을 넓히기 위하여 게이트전극의 상측에도 전하보존전극을 형성하였으나, 소자가 고집적화되어 감에 따라 단차의 증가 없이 충분한 정전용량을 확보하는 것이 어려워져 소자의 고집적화를 저해하는 문제점이 있다.In the cylindrical charge storage electrode according to the prior art as described above, the charge storage electrode is formed on the upper side of the gate electrode in order to increase the surface area. However, as the device becomes highly integrated, it is difficult to secure sufficient capacitance without increasing the step. There is a problem that inhibits the high integration of the.

본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본발명의 목적은 비트라인의 표면에도 플레이트전극으로 사용하여 캐패시터의 표면적을 증가시켜 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 소자의 고집적화에 유리한 반도체소자의 캐패시터 제조방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to use the plate electrode on the surface of the bit line to increase the surface area of the capacitor to improve the process yield and the reliability of device operation, high integration of the device The present invention provides a method for manufacturing a capacitor of an advantageous semiconductor device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조방법의 특징은, 반도체기판상에 소자분리를 위한 필드산화막과 게이트산화막과 게이트전극 및 확산영역이 형성되어 있는 구조의 전표면에 식각장벽층을 형성하는 공정과, 상기 식각장벽층상에 평탄화층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 비트라인 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 평탄화층과 식각장벽층을 제거하여 비트라인 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 반도체기판과 접촉되는 비트라인을 형성하는 공정과, 상기 평탄화층을 제거하여 비트라인을 노출시키는 공정과, 상기 구조의 전표면에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 절연막상에 제 1 도전층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 보다 넓은 폭으로 제 1 도전층을 식각하여 절연막을 노출시키는 제 1 도전층 패턴을 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 제 1 유전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 유전막상에 제 2 도전층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 제 2 도전층에서 식각장벽층까지 순차적으로 제거하여 반도체기판을 노출시키는 전하보존전극 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 전하보존전극 콘택홀을 통하여 반도체기판과 접촉되며, 상기 제 2 도전층과 중첩되는 제 3 도전층을 상기 구조의 전표면에 형성하는 공정과, 상기 제 3 및 제 2 도전층에서 예정된 부분을 제거하여 각각의 전하보존전극으로 고립시키는 공정과, 상기 제 3 도전층의 상측에서 중첩되며 원통형의 측벽을 갖는 제 4 도전층 패턴을 형성하여 상기 제 2, 제 3 및 제 4 도전층 패턴으로 구성되는 전하보존전극을 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 제 2 유전막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 유전막에 표면에 제 5 도전층을 형성하는 공정과, 상기 비트라인 상측의 제 5 도전층과 제 2 유전막을 순차적으로 제거하여 제 1 도전층 패턴을 노출시키는 공정과, 상기 노출되어 있는 제 1 도전층 패턴과 접촉되고 상기 제 5 도전층과 중첩되는 제 6 도전층을 형성하여 플레이트전극을 구성하는 공정을 구비함에 있다.A feature of the method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is, on the entire surface of a structure in which a field oxide film, a gate oxide film, a gate electrode and a diffusion region are formed on the semiconductor substrate for device isolation. Forming an etch barrier layer, forming a planarization layer on the etch barrier layer, and forming a bit line contact hole by removing the planarization layer and the etch barrier layer on a portion of the semiconductor substrate, which are supposed to be bit line contacts. Forming a bit line in contact with the semiconductor substrate through the bit line contact hole; exposing the bit line by removing the planarization layer; forming an insulating film on the entire surface of the structure; Forming a first conductive layer on the insulating film; and a portion of the semiconductor substrate that is intended to be a charge storage electrode contact. Forming a first conductive layer pattern exposing the insulating film by etching the first conductive layer in a width wider than that of minutes, forming a first dielectric layer on the entire surface of the structure, and forming a second dielectric layer on the first dielectric layer. Forming a conductive layer, and forming a charge storage electrode contact hole exposing the semiconductor substrate by sequentially removing the second conductive layer from the second conductive layer on the portion of the semiconductor substrate scheduled as the charge storage electrode contact to the etch barrier layer; Forming a third conductive layer on the entire surface of the structure, the third conductive layer being in contact with the semiconductor substrate through the charge storage electrode contact hole and overlapping the second conductive layer; Isolating each of the charge storage electrodes to form a fourth conductive layer pattern overlapping the upper side of the third conductive layer and having a cylindrical sidewall. Forming a charge storage electrode composed of the second, third and fourth conductive layer patterns, forming a second dielectric film on the entire surface of the structure, and forming a fifth conductive layer on the surface of the second dielectric film And exposing a first conductive layer pattern by sequentially removing the fifth conductive layer and the second dielectric layer on the bit line, and contacting the exposed first conductive layer pattern. And forming a sixth conductive layer overlapping with each other to form a plate electrode.

이하, 본 발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조방법에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 2a 도 내지 제 2h 도는 본발명의 일실시예에 따른 반도체소자의 전하보존전극의 제조 공정도이다.2A to 2H are manufacturing process diagrams of a charge storage electrode of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 반도체기판(1)상에 소자분리를 위한 필드산화막(2)과, 게이트산화막(3) 및 일련의 게이트전극(4)을 형성한 후, 상기 게이트 전극(4)의 측벽에 산화막 스페이서(6)를 형성하며, 상기 게이트전극(4) 양측의 반도체기판(1)에 통상에 엘.디.디(lightly doped drain;이하 LDD라 칭함) 구조의 확산영역(5)을 형성한다.First, a field oxide film 2, a gate oxide film 3, and a series of gate electrodes 4 are formed on the semiconductor substrate 1, and then an oxide spacer (or an oxide spacer) is formed on the sidewall of the gate electrode 4. 6), and a diffusion region 5 having a lightly doped drain (LDD) structure is formed on the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 4.

그다음 상기 구조의 전표면에 서로 식각선택비차가 있는 층, 예를들어 제 1 산화막(15)과, 질화막(8) 및 제 1 평탄화층(16)을 순차적으로 형성한다. 상기의 제 1 산화막(15)과 질화막(8)은 후속 식각 공정의 편의를 위한 식각장벽층이 된다. (제 2a 도 참조.)Subsequently, layers having etching selectivity differences, for example, the first oxide film 15, the nitride film 8, and the first planarization layer 16 are sequentially formed on the entire surface of the structure. The first oxide film 15 and the nitride film 8 become an etching barrier layer for the convenience of the subsequent etching process. (See also FIG. 2A.)

그후, 상기 확산영역(5)에서 비트라인 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 제 1 평탄화층(16)에서 제 1 산화막(15)까지 순차적으로 제거하여 비트라인 콘택홀(17)을 형성하고, 상기 구조의 전표면에 도전층, 예를들어 제 1 다결정실리콘층(18)을 도포하여 상기 비트라인 콘택홀(17)을 통하여 확산영역(5)과 접촉되도록한 후, 상기 비트라인 콘택홀(17)을 메운 부분의 제 1 다결정실리콘층(18) 상에 비트라인 식각 마스크인 제 1 감광막패턴(19)을 형성한다. (제 2b 도 참조).Thereafter, the first planarization layer 16 on the portion scheduled for bit line contact in the diffusion region 5 is sequentially removed from the first oxide film 15 to form a bit line contact hole 17. A conductive layer, for example a first polysilicon layer 18, is applied to the entire surface of the bit line to contact the diffusion region 5 through the bit line contact hole 17, and then the bit line contact hole 17 The first photoresist pattern 19, which is a bit line etch mask, is formed on the first polysilicon layer 18 having the gap. (See also figure 2b).

그다음 상기 제 1 감광막패턴(19)에 의해 노출되어 있는 제 1 다결정실리콘층(18)을 이방성 식각방법으로 제거하여 제 1 다결정실리콘층(18) 패턴으로된 비트라인(20)을 형성하고, 상기 제 1 감광막패턴(19)과 제 1 평탄화층(16)을 제거하여 상기 질화막(8)과 비트라인(20)을 노출시킨 후, 상기 비트라인(20)의 노출되어 있는 표면에 실리사이드 가능한 전이금속, 예를들어 Mo, Ti, Ta, Cr 및 Nb 중 어느 하나이거나 선택적 W으로 실리사이드막(21)을 형성하고, 상기 구조의 전표면에 제 2 산화막(22)을 형성한다. 이때 상기 실리사이드막(21)은 상기 비트라인(20)의 저항을 감소시키기 위한 층으로서 형성하지 않을 수도 있다. (제 2c 도 참조).Thereafter, the first polycrystalline silicon layer 18 exposed by the first photoresist layer pattern 19 is removed by anisotropic etching to form a bit line 20 formed of the first polycrystalline silicon layer 18 pattern. After the first photoresist layer pattern 19 and the first planarization layer 16 are removed to expose the nitride layer 8 and the bit line 20, a transition metal capable of silicide on the exposed surface of the bit line 20 is exposed. For example, the silicide film 21 is formed of any one of Mo, Ti, Ta, Cr, and Nb or selectively W, and the second oxide film 22 is formed on the entire surface of the structure. In this case, the silicide layer 21 may not be formed as a layer for reducing the resistance of the bit line 20. (See also FIG. 2C).

그후, 상기 제 2 산화막(22) 상에 도전층인 제 2 다결정실리콘층(23)을 도포하고, 상기 확산영역(5)에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 제 2 다결정실리콘층(23)을 노출시키는 제 2 감광막패턴(24)을 형성한 후, 상기 제 2 감광막패턴(24)에 의해 노출되어 있는 제 2 다결정실리콘층(23)을 비등방성 식각하여 상기 제 2 감광막패턴(24)의 하부에 언더커트이 진 제 2 다결정실리콘층(23) 패턴을 형성한다.(제 2d 도 참조).Thereafter, a second polysilicon layer 23, which is a conductive layer, is coated on the second oxide film 22, and a second polysilicon layer on the portion scheduled for charge storage electrode contact in the diffusion region 5 ( After the second photoresist pattern 24 exposing the second photoresist pattern 24 is formed, the second polysilicon layer 23 exposed by the second photoresist pattern 24 is anisotropically etched to form the second photoresist pattern 24. Undercut) forms a pattern of the second polysilicon layer 23 undercut (see also FIG. 2d).

그다음 상기 제 2 감광막패턴(24)을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 제 1 유전막(25)과 제 3 다결정실리콘층(26)을 순차적으로 형성한 후, 상기 확산영역(5)에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 제 3 다결정실리콘층(26)을 노출시키는 제 3 감광막패턴(27)을 형성하고, 상기 제 3 감광막패턴(27)에 의해 노출되어 있는 제 3 다결정실리콘층(26)에서 제 1 산화막(15)까지 순차적으로 이방성식각하여 상기 확산영역(5)을 노출시키는 전하보존전극 콘택홀(28)을 형성한다. 이때 상기 제 3 다결정실리콘층(26)은 식각 공정시 제 1 유전막(25)을 보호하기 위한것이다.(제 2e 도 참조).Then, the second photoresist layer pattern 24 is removed, and the first dielectric layer 25 and the third polysilicon layer 26 are sequentially formed on the entire surface of the structure, and then charge is preserved in the diffusion region 5. A third photosensitive film pattern 27 exposing the third polysilicon layer 26 on the upper part of the portion scheduled as the electrode contact is formed, and a third polysilicon layer exposed by the third photosensitive film pattern 27 ( An anisotropic etch sequentially from 26 to the first oxide film 15 is formed to form a charge storage electrode contact hole 28 exposing the diffusion region 5. In this case, the third polysilicon layer 26 is to protect the first dielectric layer 25 during the etching process (see also FIG. 2e).

그후, 상기 제 3 감광막패턴(27)을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 제4다결정실리콘층(29)을 도포하여 상기 제3다결정실리콘층(26) 패턴과 접촉시킨 후, 상기 전하저장전극 콘택홀(28)과 접촉되며, 전하저장전극으로 에정되어있는 부분이 남도록 상기 제3 및 제4다결정실리콘층(26),(29)을 패턴닝하고, 그에 의해 노출되어 있는 제1유전막(25)도 함께 제거하여 상기 제2다결정실리콘층(23) 패턴을 노출시키는 제3및 제4다결정실리콘층(26),(29) 패턴을 형성한다.Thereafter, the third photoresist layer pattern 27 is removed, and a fourth polycrystalline silicon layer 29 is coated on the entire surface of the structure to contact the third polysilicon layer 26 pattern, and then the charge storage electrode The third and fourth polysilicon layers 26 and 29 are contacted with the contact hole 28 and the first dielectric layer 25 is exposed by patterning the third and fourth polysilicon layers 26 and 29 so that a portion defined by the charge storage electrode remains. ) Is also removed to form the third and fourth polysilicon layers 26 and 29 pattern exposing the second polysilicon layer 23 pattern.

그다음 상기 노출되어 있는 제 2 다결정실리콘층(23) 패턴의 상측에 산화막재질의 제 2 평탄화층(30) 패턴을 형성하여 상기 제 4 다결정실리콘층(29) 패턴을 노출시킨 후, 상기 구조의 전표면에 제 5 다결정실리콘층(31)을 도포하여 상기 노출되어 있는 제 4 다결정실리콘층(29) 패턴과 접촉되도록하고, 상기 구조에서 굴곡진 요부를 제 4 감광막패턴(32)으로 채운다. (제 2f 도 참조).Then, the second planarization layer 30 pattern of an oxide film material is formed on the exposed second polysilicon layer 23 pattern to expose the fourth polysilicon layer 29 pattern, and then the entire structure of the structure is exposed. The fifth polysilicon layer 31 is coated on the surface so as to be in contact with the exposed fourth polysilicon layer 29 pattern, and the curved recesses in the structure are filled with the fourth photoresist pattern 32. (See also FIG. 2F).

그후, 상기 제 4 감광막패턴(32)에 의해 노출되어 있는 제 2 평탄화층(30) 패턴 상부의 제 5 다결정실리콘층(31)을 제거하여 원통형상의 제 5 다결정실리콘층(31) 패턴을 형성하고, 상기 제 4 감광막패턴(32)과 제 2 평탄화층(30) 패턴을 제거한다.Thereafter, the fifth polysilicon layer 31 over the second planarization layer 30 pattern exposed by the fourth photoresist layer pattern 32 is removed to form a cylindrical fifth polysilicon layer 31 pattern. The fourth photoresist pattern 32 and the second planarization layer 30 pattern are removed.

그다음 상기 구조의 전표면에 제 2 유전막(33)과 제 6 다결정실리콘층(34)을 순차적으로 형성한 후, 상기 제 3 및 제 4 다결정실리콘층(26),(29) 패턴으로된 전하 보존전극들 사이의 제 2 다결정실리콘층(23) 패턴을 노출시키기 위한 제 5 감광막패턴(35)을 형성한다.Then, the second dielectric layer 33 and the sixth polysilicon layer 34 are sequentially formed on the entire surface of the structure, and then the charge retention is performed in the third and fourth polysilicon layers 26 and 29 pattern. A fifth photosensitive film pattern 35 for exposing the second polysilicon layer 23 pattern between the electrodes is formed.

그후, 상기 제 5 감광막패턴(35)에 의해 노출되어 있는 제 6 다결정실리콘층(34)과 제 2 유전막(33)을 순차적으로 제거하여 상기 제 2 다결정실리콘층(23)을 노출시켜 전하저장전극을 분리시킨다. (제 2g 도 참조).Thereafter, the sixth polysilicon layer 34 and the second dielectric layer 33 which are exposed by the fifth photoresist pattern 35 are sequentially removed to expose the second polysilicon layer 23 to thereby charge storage electrodes. To separate. (See also Figure 2g).

그다음 상기 제 5 감광막패턴(35)을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 제 7 다결정실리콘층(36)을 형성하여 상기 노출되어 있는 제 2 및 제 6 다결정실리콘층(23),(34)과 접촉되는 플레이트전극을 형성한다.(제 2h 도 참조).Next, the fifth photoresist layer pattern 35 is removed, and a seventh polysilicon layer 36 is formed on the entire surface of the structure to expose the exposed second and sixth polycrystalline silicon layers 23 and 34. A plate electrode is formed in contact (see also FIG. 2h).

상기에서 제 1 및 제 2 유전막(25),(33)은 산화막 단층으로 형성하거나 산화막-질화막-산화막의 적층 구조로 형성할 수도 있다.The first and second dielectric layers 25 and 33 may be formed of a single oxide layer or a stacked structure of an oxide layer, a nitride layer, and an oxide layer.

상기와 같이 원통형 전하보존전극을 형성하고, 그 표면뿐아니라 비트라인의 주변에도 플레이트전극을 형성하여 캐패시터의 표면적에 비례하는 정전용량을 증가시켰다.As described above, a cylindrical charge storage electrode was formed, and a plate electrode was formed not only on the surface thereof but also around the bit line to increase capacitance in proportion to the surface area of the capacitor.

제 3 도는 본발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조 단계의 단면도로서, 제 2f 도의 공정에서 제 4 감광막패턴(32)을 요부를 메우도록 형성하지 않고, 상기 제 2 평탄화층(30) 상부의 제 5 다결정실리콘층(31)을 노출시키도록 제 4 감광막패턴(32)을 사진 노광방법으로 형성하고, 후속 공정을 진행한 예이다.3 is a cross-sectional view of a capacitor manufacturing step of a semiconductor device according to another exemplary embodiment of the present invention. In the process of FIG. 2F, the second photoresist layer pattern 32 is not formed to fill in the main portion, and the second planarization layer 30 is formed. The fourth photosensitive film pattern 32 is formed by a photolithography method so as to expose the upper fifth polysilicon layer 31, and the subsequent steps are performed.

이상에서 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 반도체소자의 캐패시터 제조방법은 비트라인의 표면을 감싸는 제 1 플레이트전극을 형성하고, 원통형 전하보존전극의 표면에도 상기 제 1 플레이트전극와 연결되는 제 2 플레이트전극을 형성하여 표면적이 증가된 캐패시터를 형성하였으므로, 정전용량이 증가되어 소자동작의 신뢰성이 증가되고 소자의 고집적화에 유리한 이점이 있다.As described above, the method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to the present invention forms a first plate electrode surrounding a surface of a bit line, and a second plate electrode connected to the first plate electrode on the surface of a cylindrical charge storage electrode. Since the capacitor is formed to form a capacitor having an increased surface area, the capacitance is increased, thereby increasing the reliability of device operation and advantageously in terms of high integration of the device.

Claims (7)

반도체기판상에 소자분리를 위한 필드산화막과 게이트산화막과 게이트전극 및 확산영역이 형성되어 있는 구조의 전표면에 식각장벽층을 형성하는 공정과, 상기 식각장벽층상에 평탄화층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 비트라인 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 평탄화층과 식각장벽층을 제거하여 비트라인 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 비트라인 콘택홀을 통하여 반도체기판과 접촉되는 비트라인을 형성하는 공정과, 상기 평탄화층을 제거하여 비트라인을 노출시키는 공정과, 상기 구조의 전표면에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 절연막상에 제 1 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분 보다 넓은 폭으로 제 1 다결정실리콘층을 식각하여 상기 절연막을 노출시키는 제 1 다결정실리콘층 패턴을 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 제 1 유전막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 유전막상에 제 2 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 전하보존전극 콘택으로 예정되어 있는 부분상의 제 2 다결정실리콘층에서 식각장벽층까지 순차적으로 제거하여 반도체기판을 노출시키는 전하보존전극 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 전하보존전극 콘택홀을 통하여 반도체기판과 접촉되며, 상기 제 2 단결정실리콘층과 중첩되는 제 3 다결정실리콘층을 상기 구조의 전표면에 형성하는 공정과, 상기 제 3 및 제 2 다결정실리콘층에서 예정된 부분을 제거하여 각각의 전하보존전극으로 고립시키는 공정과, 상기 제 3 다결정실리콘층의 상측에서 중첩되며 원통형의 측벽을 갖는 제 4 다결정실리콘층 패턴을 형성하여 상기 제 2, 제 3 및 제 4 다결정실리콘층 패턴으로 구성되는 전하보존전극을 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 제 2 유전막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 유전막의 표면에 제 5 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 비트라인 상측의 제 5 다결정실리콘층과 제 2 유전막을 순차적으로 제거하여 제 1 다결정실리콘층 패턴을 노축시키는 공정과, 상기 노출되어 있는 제 1 다결정실리콘층 패턴과 접촉되고 상기 제 5 다결정실리콘층과 중첩되는 제 6 다결정실리콘층을 형성하여 플레이트전극을 구성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.Forming an etch barrier layer on the entire surface of the structure in which a field oxide film, a gate oxide film, a gate electrode and a diffusion region are formed on a semiconductor substrate, and forming a planarization layer on the etch barrier layer; Forming a bit line contact hole by removing a planarization layer and an etch barrier layer on a portion of the semiconductor substrate which are intended as bit line contacts, and forming a bit line in contact with the semiconductor substrate through the bit line contact holes. Exposing the bit line by removing the planarization layer, forming an insulating film on the entire surface of the structure, forming a first polysilicon layer on the insulating film, and charge preservation in the semiconductor substrate. A first polysilicon layer is etched in a wider width than a portion intended as an electrode contact to expose the insulating film. Forming a polysilicon layer pattern, forming a first dielectric layer on the entire surface of the structure, forming a second polysilicon layer on the first dielectric layer, and a charge storage electrode contact on the semiconductor substrate Forming a charge preservation electrode contact hole to expose the semiconductor substrate by sequentially removing the second polycrystalline silicon layer on the portion scheduled to be an etch barrier layer, and contacting the semiconductor substrate through the charge preservation electrode contact hole, Forming a third polysilicon layer overlapping the second single crystal silicon layer on the entire surface of the structure; and removing a predetermined portion from the third and second polysilicon layers and isolating the respective charge storage electrodes. And forming a fourth polysilicon layer pattern overlapping the upper side of the third polysilicon layer and having a cylindrical sidewall. Forming a charge storage electrode composed of the second, third and fourth polysilicon layer patterns, forming a second dielectric film on the entire surface of the structure, and a fifth polysilicon layer on the surface of the second dielectric film Forming a first polycrystalline silicon layer pattern by sequentially removing the fifth polycrystalline silicon layer and the second dielectric layer on the bit line, and contacting the exposed first polycrystalline silicon layer pattern. And forming a sixth polysilicon layer overlapping the fifth polycrystalline silicon layer to form a plate electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 식각장벽측을 산화막과 질화막의 적층 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.The method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to claim 1, wherein said etching barrier side is formed in a stacked structure of an oxide film and a nitride film. 제 1 항에 있어서, 상기 비트라인의 저항을 감소시키기 위하여 층간절연막이 제거되어 노출되는 비트라인의 표면에 Mo, Ti, Ta, Cr 및 Nb 로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 하나의 전이금속으로된 실리사이드막을 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.The silicide of one transition metal of claim 1, wherein Mo, Ti, Ta, Cr, and Nb are optionally selected from the group consisting of Mo, Ti, Ta, Cr, and Nb on the surface of the bit line to which the interlayer insulating film is removed to reduce the resistance of the bit line. A method for manufacturing a capacitor of a semiconductor device, characterized by forming a film. 제 1 항에 있어서, 상기 층간절연막이 제거되어 노출되는 비트라인의 표면에 선택적 W 실리사이드막을 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.The method of claim 1, wherein the selective W silicide layer is formed on a surface of the bit line to which the interlayer insulating layer is removed. 제 1 항에 있어서, 상기 절연막을 산화막으로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.The method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is formed of an oxide film. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 6 다결정실리콘층을 다결정실리콘층으로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the first to sixth polycrystalline silicon layers are formed of a polycrystalline silicon layer. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유전막을 산화막의 단층 구조나 산화막-질화막-산화막의 적층 구조로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 캐패시터 제조방법.The method of manufacturing a capacitor of a semiconductor device according to claim 1, wherein said first and second dielectric films are formed in a single layer structure of an oxide film or a stacked structure of an oxide film-nitride film-oxide film.
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