[go: up one dir, main page]

KR20060068993A - Semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20060068993A
KR20060068993A KR1020040107974A KR20040107974A KR20060068993A KR 20060068993 A KR20060068993 A KR 20060068993A KR 1020040107974 A KR1020040107974 A KR 1020040107974A KR 20040107974 A KR20040107974 A KR 20040107974A KR 20060068993 A KR20060068993 A KR 20060068993A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
interlayer insulating
lower electrode
insulating film
bit line
contact
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020040107974A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
원석준
정용국
송민우
박정민
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040107974A priority Critical patent/KR20060068993A/en
Publication of KR20060068993A publication Critical patent/KR20060068993A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/01Manufacture or treatment
    • H10D1/041Manufacture or treatment of capacitors having no potential barriers
    • H10D1/042Manufacture or treatment of capacitors having no potential barriers using deposition processes to form electrode extensions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/485Bit line contacts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법이 제공된다. 반도체 메모리 소자는 반도체 기판 상에 위치하며, 하부 전극 콘택을 포함하는 제 1 층간 절연막, 하부 전극 콘택 상에 위치하는 실린더형 하부 전극 및 제 1 층간 절연막 상에 위치하여 실린더형 하부 전극의 일부를 둘러싸는 제 2 층간 절연막을 포함한다. A semiconductor memory device and a method of manufacturing the same are provided. The semiconductor memory device is disposed on a semiconductor substrate, and includes a first interlayer insulating layer including a lower electrode contact, a cylindrical lower electrode positioned on a lower electrode contact, and a portion of the cylindrical lower electrode disposed on the first interlayer insulating layer. Includes a second interlayer insulating film.

이중층, 실린더형 캐패시터, 비트 라인 Double Layer, Cylindrical Capacitors, Bit Line

Description

반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법{Semiconductor memory device and method for fabricating the same}Semiconductor memory device and method for manufacturing the same {Semiconductor memory device and method for fabricating the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면이다. 2 to 8 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> <Explanation of symbols on main parts of the drawings>

100: 반도체 기판 102: 소자 분리막100: semiconductor substrate 102: device isolation film

110: 게이트 전극 112: 제 1 층간 절연막110: gate electrode 112: first interlayer insulating film

114: 제 1 식각 저지막 116: 제 2 층간 절연막114: first etch stop film 116: second interlayer insulating film

118: 제 2 식각 저지막 120: 하부 전극 콘택 홀118: second etch stop layer 120: lower electrode contact hole

122: 하부 전극 콘택 124: 제 1 비트 라인 콘택 홀122: lower electrode contact 124: first bit line contact hole

126: 제 1 비트 라인 콘택 128: 희생 절연막126: first bit line contact 128: sacrificial insulating film

129: 몰드 130: 하부 전극용 도전막 129 mold 130: conductive film for lower electrode

132: 희생막 134: 하부 전극132: sacrificial film 134: lower electrode

136: 유전막 138: 상부 전극136: dielectric film 138: upper electrode

140: 실린더형 캐패시터 142: 제 3 층간 절연막140: cylindrical capacitor 142: third interlayer insulating film

144: 제 2 비트 라인 콘택 홀 146: 제 2 비트 라인 콘택 144: second bit line contact hole 146: second bit line contact                 

148: 배선용 콘택 홀 150: 배선용 콘택148: wiring contact hole 150: wiring contact

152: 비트 라인 154: 배선 152: bit line 154: wiring

본 발명은 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CUB 구조의 반도체 메모리 소자에서 캐패시터의 높이 증가로 인한 캐패시터의 쓰러짐을 방지할 수 있으며 비트 라인 콘택 홀을 형성하기 위한 식각 공정을 보다 효과적으로 할 수 있는 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an etching process for forming a bit line contact hole, which can prevent a capacitor from falling due to an increase in the height of a capacitor in a semiconductor memory device having a CUB structure. The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same that can be more effectively performed.

메모리(예를 들어, DRAM; Dynamic Random Access Memory) 소자는 집적도가 증가함에 따라 단위 셀의 면적이 급격하게 감소하고 있다. 이에 따라 메모리 소자 내에 형성될 캐패시터의 면적도 감소하게 된다. 그러나 캐패시터가 형성될 면적이 감소하더라도 메모리 소자의 저장 능력을 결정하는 최소한의 캐패시턴스(capacitance)는 유지되어야 한다. 따라서, 제한된 면적 내에서 캐패시터의 캐패시턴스를 증가시켜주어야 한다. Memory (eg, DRAM) devices have a rapidly decreasing area of unit cells as the degree of integration increases. Accordingly, the area of the capacitor to be formed in the memory device is also reduced. However, even if the area where the capacitor is to be formed is reduced, the minimum capacitance that determines the storage capacity of the memory device must be maintained. Therefore, the capacitance of the capacitor must be increased within the limited area.

캐패시터의 캐패시턴스를 증가시키는 방법으로는 유전율이 높은 물질을 유전막으로 이용하는 방법, 유전체의 두께를 감소시키는 방법 또는 전극의 표면 면적을 증가시키는 방법이 있다. As a method of increasing the capacitance of the capacitor, there is a method of using a material having a high dielectric constant as the dielectric film, a method of reducing the thickness of the dielectric, or a method of increasing the surface area of the electrode.

이 중, 유전율이 높은 물질을 유전막으로 사용하는 경우에는 기존의 캐패시터 전극에 사용되던 다결정 실리콘 대신 금속을 사용하는 MIM(Metal-Insulator- Metal) 캐패시터가 이용된다. 그리고 전극의 표면 면적을 늘리기 위해서는 캐패시터의 높이를 증가시키는 방법이 이용된다. Among these, when a material having a high dielectric constant is used as the dielectric film, a metal-insulator-metal (MIM) capacitor using a metal instead of polycrystalline silicon, which is used for a conventional capacitor electrode, is used. In order to increase the surface area of the electrode, a method of increasing the height of the capacitor is used.

그러나 제한된 면적에서 캐패시터의 높이를 증가시키면 캐패시터가 쓰러져 반도체 소자 제조 수율이 감소한다는 문제점이 있다. However, when the height of the capacitor is increased in a limited area, there is a problem in that the yield of the semiconductor device decreases because the capacitor collapses.

또한, 비트 라인 하부에 캐패시터가 형성되는 CUB(Capacitor Under Bitline) 구조의 메모리 소자는 캐패시터의 높이를 증가시킬수록 비트 라인을 형성하기 위한 비트 라인 콘택의 높이도 증가된다. 이러한 비트 라인 콘택을 형성하는 과정에서 비트 라인 콘택 홀 형성하기 위한 식각 공정시 상부의 CD(Critical Dimension)와 하부의 CD가 동일한 비트 라인 콘택 홀을 형성하기 어렵다는 문제점이 있다. In addition, in the memory device having a capacitor under bitline (CUB) structure in which a capacitor is formed under the bit line, the height of the bit line contact for forming the bit line also increases as the height of the capacitor increases. In the process of forming the bit line contact, there is a problem that it is difficult to form the same bit line contact hole in the upper CD (Critical Dimension) and the lower CD during the etching process for forming the bit line contact hole.

그리고, 비트 라인 콘택 홀을 형성하기 위한 식각 공정시 캐패시터의 상부 전극과 배선을 연결하는 콘택 홀도 함께 형성된다. 그런데 비트 라인 콘택 홀과 배선을 연결하는 콘택 홀의 깊이의 차이가 크기 때문에 비트 라인 콘택 홀 및 배선용 콘택 홀을 형성하는 동안 상부 전극까지 식각될 수 있다는 문제점이 있다. In addition, during the etching process for forming the bit line contact hole, a contact hole connecting the upper electrode of the capacitor and the wiring is also formed. However, since the difference in the depth of the bit line contact hole and the contact hole connecting the wiring is large, there is a problem that the upper electrode may be etched while forming the bit line contact hole and the wiring contact hole.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 메모리 소자 형성시 캐패시터의 쓰러짐을 방지할 수 있으며, 비트 라인 콘택 홀을 형성하기 위한 식각 공정을 보다 효과적으로 할 수 있는 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, which can prevent the capacitor from collapsing when the semiconductor memory device is formed and can more effectively perform an etching process for forming a bit line contact hole.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 반도체 메모리 소자를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide such a semiconductor memory device.                         

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자는 반도체 기판 상에 위치하며, 하부 전극 콘택을 포함하는 제 1 층간 절연막, 하부 전극 콘택 상에 위치하는 실린더형 하부 전극 및 제 1 층간 절연막 상에 위치하여 실린더형 하부 전극의 일부를 둘러싸는 제 2 층간 절연막을 포함한다. In order to achieve the above technical problem, a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention is disposed on a semiconductor substrate, and includes a first interlayer insulating layer including a lower electrode contact, a cylindrical lower electrode and a lower electrode contact disposed on a lower electrode contact. And a second interlayer insulating film positioned on the first interlayer insulating film and surrounding a portion of the cylindrical lower electrode.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자 제조 방법은 (a) 게이트 전극이 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간 절연막 및 제 2 층간 절연막을 적층하는 단계, (b) 결과물을 부분 식각하여 반도체 기판과 연결되는 하부 전극 콘택 및 제 1 비트 라인 콘택을 형성하는 단계, (c) 결과물 상에 희생 절연막을 적층하고 희생 절연막, 제 2 층간 절연막 및 하부 전극 콘택의 일부를 부분 식각하여 제 1 층간 절연막을 노출시키는 몰드를 형성하는 단계, (d) 몰드를 따라 하부 전극을 형성하고 몰드를 구성하는 상기 희생 절연막을 선택적으로 제거하는 단계 및 (e) 하부 전극 및 제 2 층간 절연막을 따라 컨포말하게 유전막 및 상부 전극을 형성하여 실린더형 캐패시터를 완성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor memory device, the method including: (a) stacking a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film on a semiconductor substrate on which a gate electrode is formed; Partially etching the resultant to form a lower electrode contact and a first bit line contact connected to the semiconductor substrate, (c) depositing a sacrificial insulating film on the resultant and partially removing the sacrificial insulating film, the second interlayer insulating film, and a portion of the lower electrode contact; Etching to form a mold exposing the first interlayer insulating film, (d) forming a lower electrode along the mold and selectively removing the sacrificial insulating film constituting the mold; and (e) lower electrode and second interlayer insulating film. And conformally forming a dielectric film and an upper electrode to complete the cylindrical capacitor.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.                     

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)에는 활성 영역과 필드 영역을 구분하는 소자 분리막(102)이 형성되어 있으며 반도체 기판(100) 상에는 게이트 전극(110)들이 위치한다. 그리고 게이트 전극(110)들 사이의 반도체 기판(100)에는 소스 및 드레인 영역(111)이 위치한다. As shown in FIG. 1, a device isolation layer 102 is formed on the semiconductor substrate 100 to separate the active region and the field region, and the gate electrodes 110 are positioned on the semiconductor substrate 100. The source and drain regions 111 are positioned in the semiconductor substrate 100 between the gate electrodes 110.

이러한 게이트 전극(110)들이 형성된 반도체 기판(100) 상에는 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막이 위치한다. 상세히 설명하면, 반도체 기판(100) 상에는 제 1 층간 절연막(112), 제 1 식각 저지막(114), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 2 층간 절연막(116)이 순착적으로 형성되어 있다. An interlayer insulating layer and an etch stop layer formed of a double layer are positioned on the semiconductor substrate 100 on which the gate electrodes 110 are formed. In detail, the first interlayer insulating layer 112, the first etch stop layer 114, the second interlayer insulating layer 116, and the second interlayer insulating layer 116 are sequentially formed on the semiconductor substrate 100.

그리고 제 1 층간 절연막(112)과 제 1 식각 저지막(114) 내부에는 반도체 기판(100)의 소스 및 드레인 영역(111)과 전기적으로 연결되는 하부 전극 콘택(122) 이 형성된다. 그리고 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막 내부에는 반도체 기판(100)의 다른 소스 및 드레인 영역(111)과 전기적으로 연결되는 제 1 비트 라인 콘택(126)이 형성된다. 따라서 제 1 비트 라인 콘택(126)이 하부 전극 콘택(122)보다 소정의 높이만큼 높게 형성된다. A lower electrode contact 122 is formed in the first interlayer insulating layer 112 and the first etch stop layer 114 to be electrically connected to the source and drain regions 111 of the semiconductor substrate 100. A first bit line contact 126 is formed in the interlayer insulating layer and the etch stop layer formed of the double layer to be electrically connected to the other source and drain regions 111 of the semiconductor substrate 100. Accordingly, the first bit line contact 126 is formed to be higher than the lower electrode contact 122 by a predetermined height.

그리고 하부 전극 콘택(122) 상에는 하부 전극 콘택(122)과 전기적으로 연결되는 실린더형 캐패시터(140)가 위치한다. 실린더형 캐패시터(140)는 하부 전극(134), 유전막(136) 및 상부 전극(138)으로 구성된다. 이러한 실린더형 캐패시터(140)는 캐패시터의 캐패시턴스를 증가시키기 위해 하부 전극(134)의 내부 및 외부를 따라 컨포말하게 유전막(136)과 상부 전극(138)이 형성되어 있다. 그리고, 유전막(136) 및 상부 전극(138)의 일부는 제 2 식각 저지막(118) 상에 위치한다. 또한, 실린더형 캐패시터(140)는 유전율이 높은 유전막(136)과 금속 물질로 형성된 하부 전극(134) 및 상부 전극(138)으로 구성되는 MIM(Metal-Insulator-Metal) 캐패시터이다.In addition, a cylindrical capacitor 140 electrically connected to the lower electrode contact 122 is positioned on the lower electrode contact 122. The cylindrical capacitor 140 includes a lower electrode 134, a dielectric layer 136, and an upper electrode 138. In the cylindrical capacitor 140, the dielectric film 136 and the upper electrode 138 are conformally formed along the inside and the outside of the lower electrode 134 to increase the capacitance of the capacitor. A portion of the dielectric layer 136 and the upper electrode 138 are positioned on the second etch stop layer 118. In addition, the cylindrical capacitor 140 is a metal-insulator-metal (MIM) capacitor including a dielectric film 136 having a high dielectric constant, a lower electrode 134 and an upper electrode 138 formed of a metal material.

그리고 실린더형 캐패시터(140) 하부의 일부가 제 2 층간 절연막(116) 및 제 2 식각 저지막(118) 내에 위치하여 실린더형 캐패시터(140)를 지지해줌으로써 캐패시터의 높이가 증가함에 따라 캐패시터가 쓰러지는 것을 방지한다. A portion of the lower portion of the cylindrical capacitor 140 is positioned in the second interlayer insulating layer 116 and the second etch stop layer 118 to support the cylindrical capacitor 140 so that the capacitor collapses as the height of the capacitor increases. To prevent them.

이와 같은 실린더형 캐패시터(140) 및 제 2 식각 저지막(118) 상에는 제 3 층간 절연막(142)이 위치한다. 이러한 제 3 층간 절연막(142) 내에는 제 2 비트 라인 콘택(146) 및 배선용 콘택(150)이 위치한다. 이 때 제 2 비트 라인 콘택(144)은 하부 전극 콘택(122)보다 올라와 있는 제 1 비트 라인 콘택(126)과 연결된다. 그리 고 배선용 콘택(150)은 제 2 식각 저지막(118) 상에 위치하는 상부 전극(138)과 연결된다. 이와 같은 제 2 비트 라인 콘택(146)과 배선용 콘택(150)은 종래와 달리 제 2 식각 저지막(118) 상에 위치하는 유전막(136)과 상부 전극(138)의 두께만큼의 단차가 발생하게 된다. The third interlayer insulating layer 142 is positioned on the cylindrical capacitor 140 and the second etch stop layer 118. The second bit line contact 146 and the wiring contact 150 are positioned in the third interlayer insulating layer 142. In this case, the second bit line contact 144 is connected to the first bit line contact 126 that is raised from the lower electrode contact 122. The wiring contact 150 is connected to the upper electrode 138 positioned on the second etch stop layer 118. Unlike the related art, the second bit line contact 146 and the wiring contact 150 may have a level difference between the dielectric layer 136 and the upper electrode 138 positioned on the second etch stop layer 118. do.

이와 같은 제 2 비트 라인 콘택(146) 및 배선용 콘택(150)을 포함하는 제 3 층간 절연막(142) 상에는 금속 물질로 이루어진 비트 라인(152) 및 배선(154)이 위치한다. 비트 라인(152)은 제 2 비트 라인 콘택(146) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)에 의해 반도체 기판(100)의 소스 및 드레인 영역(111)과 전기적으로 연결된다. 그리고 배선(154)은 배선용 콘택(150)에 의해 실린더형 캐패시터(140)의 상부 전극(138)과 연결된다. The bit line 152 and the wiring 154 made of a metal material are positioned on the third interlayer insulating layer 142 including the second bit line contact 146 and the wiring contact 150. The bit line 152 is electrically connected to the source and drain regions 111 of the semiconductor substrate 100 by the second bit line contact 146 and the first bit line contact 126. The wiring 154 is connected to the upper electrode 138 of the cylindrical capacitor 140 by the wiring contact 150.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 소자 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면이다. 2 through 8 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor memory in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 소자 분리막(102)에 의해 활성 영역과 필드 영역이 구분된 반도체 기판(100) 상에 일반적인 방법을 이용하여 게이트 전극(110)들을 형성한다. 그리고 게이트 전극(110)들 사이의 반도체 기판(100)내로 이온을 주입하여 소스 및 드레인 영역(111)을 형성한다. As shown in FIG. 2, the gate electrodes 110 are formed on the semiconductor substrate 100 in which the active region and the field region are separated by the device isolation layer 102 using a general method. The source and drain regions 111 are formed by implanting ions into the semiconductor substrate 100 between the gate electrodes 110.

다음으로 게이트 전극(110)들이 형성된 반도체 기판(100) 상에 층간 절연막 및 식각 저지막을 순차적으로 적층하고 반복 형성함으로써 이중층으로 층간 절연막 및 식각 저지막을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서는 반도체 기판(100) 상에 제 1 층간 절연막(112), 제 1 식각 저지막(114), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 2 식각 저지막(118)을 순차적으로 증착하여 형성된다. 이 때, 제 2 층간 절연막(116) 및 제 2 식각 저지막(118)은 실린더 형상으로 형성될 캐패시터의 쓰러짐을 방지하는 역할을 하게 된다. 또한 제 2 층간 절연막(116) 및 제 2 식각 저지막(118)이 형성되는 높이만큼 비트 라인 콘택의 일부를 높게 형성할 수 있게 되어 캐패시터 형성 후 형성될 비트 라인 콘택의 식각 깊이를 줄일 수 있게 된다. Next, the interlayer insulating layer and the etch stop layer are sequentially stacked and repeatedly formed on the semiconductor substrate 100 on which the gate electrodes 110 are formed, thereby forming the interlayer insulating layer and the etch stop layer as a double layer. In an exemplary embodiment, the first interlayer insulating layer 112, the first etch stop layer 114, the second interlayer insulating layer 116, and the second etch stop layer 118 are sequentially formed on the semiconductor substrate 100. It is formed by vapor deposition. In this case, the second interlayer insulating layer 116 and the second etch stop layer 118 may serve to prevent the capacitor from falling down in a cylindrical shape. In addition, a portion of the bit line contact may be formed as high as the height at which the second interlayer insulating layer 116 and the second etch stop layer 118 are formed, thereby reducing the etching depth of the bit line contact to be formed after the formation of the capacitor. .

이 때, 층간 절연막들(112, 116)은 일반적으로 사용되는 절연 물질인 실리콘 산화물(SiO2)이 사용된다. 그리고 식각 저지막들(114, 118)은 SiON 또는 SiN의 물질로 이루어진다. In this case, the interlayer insulating films 112 and 116 are made of silicon oxide (SiO 2 ), which is a commonly used insulating material. The etch stop layers 114 and 118 are made of SiON or SiN.

다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)의 소스 및 드레인 영역(111)과 전기적으로 연결되는 하부 전극 콘택(122) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)을 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막 내에 형성한다.Next, as shown in FIG. 3, an interlayer insulating layer in which a lower electrode contact 122 and a first bit line contact 126 electrically connected to the source and drain regions 111 of the semiconductor substrate 100 are formed as a double layer, and It forms in an etch stop film.

하부 전극 콘택(122) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)을 형성하는 방법은 하부 전극 콘택(122) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)이 형성될 영역을 한정하는 식각 마스크를 이용하여 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막의 일부를 반도체 기판(100)에 형성된 소스 및 드레인 영역(111)이 노출될 때까지 순차적으로 식각한다. 이와 같이 층간 절연막 및 식각 저지막을 부분 식각하면 하부 전극 콘택 홀(120) 및 제 1 비트 라인 콘택 홀(124)이 형성된다. The method of forming the lower electrode contact 122 and the first bit line contact 126 is formed in a double layer using an etching mask that defines an area in which the lower electrode contact 122 and the first bit line contact 126 are to be formed. A portion of the interlayer insulating layer and the etch stop layer are sequentially etched until the source and drain regions 111 formed on the semiconductor substrate 100 are exposed. When the interlayer insulating layer and the etch stop layer are partially etched as described above, the lower electrode contact hole 120 and the first bit line contact hole 124 are formed.                     

이와 같이 형성된 하부 전극 콘택 홀(120) 및 제 1 비트 라인 콘택 홀(124) 내부에 배리어 금속막을 증착한 다음 내부에 금속 물질을 채워 넣고 화학 기계적 연마(CMP) 또는 에치백(etch-back)하여 하부 전극 콘택(122) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)을 형성한다. The barrier metal film is deposited in the lower electrode contact hole 120 and the first bit line contact hole 124 formed as described above, and then filled with a metal material therein, followed by chemical mechanical polishing (CMP) or etch-back. The lower electrode contact 122 and the first bit line contact 126 are formed.

이 때 배리어 금속막은 콘택의 접촉성을 향상시키고, 금속 물질 증착시 불순물이 확산되는 것을 방지하기 위한 으로는 TiN 또는 Ti+TiN 등의 물질이 사용된다. 그리고 하부 전극 콘택 홀(120) 및 제 1 비트 라인 콘택 홀(124) 내에 채워지는 금속 물질로는 W, Ti 또는 TiN이거나 이들의 조합 물질이 사용된다. At this time, the barrier metal film is a material such as TiN or Ti + TiN is used to improve the contact of the contact, and to prevent the diffusion of impurities during metal material deposition. The metal material filled in the lower electrode contact hole 120 and the first bit line contact hole 124 may be W, Ti, or TiN, or a combination thereof.

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더형 캐패시터(140)를 형성하기 위한 몰드(129)를 형성한다. 몰드(129)를 형성하는 방법은 하부 전극 콘택(122) 및 제 1 비트 라인 콘택(126)을 포함하는 이중층의 층간 절연막 및 식각 저지막 상에 몰드(129)를 형성하기 위한 희생 절연막(128)을 증착한다. 이 때 희생 절연막(128)은 실리콘 산화막이 사용될 수 있으며 희생 절연막(128)의 높이에 따라 후속 공정에 의해 형성될 캐패시터의 높이를 결정할 수 있다. Next, as shown in FIG. 4, a mold 129 for forming the cylindrical capacitor 140 is formed. The method of forming the mold 129 may include a sacrificial insulating layer 128 for forming a mold 129 on an interlayer insulating layer and an etch stop layer including a lower electrode contact 122 and a first bit line contact 126. Deposit. In this case, a silicon oxide film may be used as the sacrificial insulating layer 128, and the height of the capacitor to be formed by a subsequent process may be determined according to the height of the sacrificial insulating layer 128.

희생 절연막(128)을 증착한 다음에는 포토레지스트 패턴 등과 같은 식각 마스크를 이용하여 제 1 층간 절연막(112) 내에 형성된 하부 전극 콘택(122)의 상부가 노출될 때까지 적절한 식각 가스를 이용하여 건식 식각함으로써 몰드(129)를 형성한다. 상세히 설명하면 희생 절연막(128), 제 2 식각 저지막(118), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 1 식각 저지막(114)을 부분 식각하여 몰드(129)를 형성한다. 이 때 제 2 층간 절연막(116)과 제 2 식각 저지막(118) 내에 형성되었던 하부 전극 콘 택(122)의 일부도 함께 식각된다.After the sacrificial insulating layer 128 is deposited, dry etching is performed using an appropriate etching gas until an upper portion of the lower electrode contact 122 formed in the first interlayer insulating layer 112 is exposed using an etching mask such as a photoresist pattern. As a result, the mold 129 is formed. In detail, the mold 129 is formed by partially etching the sacrificial insulating layer 128, the second etching blocking layer 118, the second interlayer insulating layer 116, and the first etching blocking layer 114. At this time, a portion of the lower electrode contact 122 formed in the second interlayer insulating layer 116 and the second etch stop layer 118 is also etched.

몰드(129)를 형성하기 위한 식각 방법으로는 먼저 식각 마스크를 이용하여 희생 절연막(128)을 제 2 식각 저지막(118)까지 식각함으로써 하부 전극 콘택(122)을 노출시킨다. 다음으로 제 2 식각 저지막(118), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 1 식각 저지막(114)을 식각한 다음, 금속 물질로 이루어진 하부 전극 콘택(122)을 제 1 층간 절연막(112)이 노출될 때까지 식각하여 캐패시터를 형성하기 위한 몰드(129)를 완성한다. As an etching method for forming the mold 129, the lower electrode contact 122 is exposed by first etching the sacrificial insulating layer 128 to the second etch stop layer 118 using an etching mask. Next, the second etch stop layer 118, the second interlayer insulating layer 116, and the first etch stop layer 114 are etched, and then the lower electrode contact 122 made of a metal material is etched into the first interlayer insulating layer 112. It is etched until it is exposed to complete the mold 129 for forming the capacitor.

몰드(129)를 형성하기 위한 다른 식각 방법으로는 희생 절연막(128)을 식각하여 하부 전극 콘택(122)을 노출시킨 다음 먼저 금속 물질로 이루어진 하부 전극 콘택(122)을 제 1 층간 절연막(112) 상부까지 식각하고, 제 2 식각 저지막(118), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 1 식각 저지막(114)을 식각하여 캐패시터를 형성하기 위한 몰드(129)를 완성한다. As another etching method for forming the mold 129, the sacrificial insulating layer 128 is etched to expose the lower electrode contact 122, and then the lower electrode contact 122 made of a metal material is first formed into the first interlayer insulating layer 112. The upper portion is etched, and the mold 129 for forming the capacitor is completed by etching the second etch stop layer 118, the second interlayer insulating layer 116, and the first etch stop layer 114.

이상과 같은 방법으로 몰드(129)를 형성하는 경우에 희생 절연막(128), 제 2 식각 저지막(118), 제 2 층간 절연막(116) 및 제 1 식각 저지막(114)은 CHF3 또는 CF4 등의 플르오린(fluorine) 계열의 식각 가스를 식각 선택비를 달리하여 이용함으로써 식각한다. 그리고, 하부 전극 콘택(122)은 하부 전극 콘택(122) 물질이 텅스텐(W)인 경우 BCl3 + Cl2, CF4 + Cl2 + O2 또는 SF6를 식각 가스로 이용하여 식각할 수 있다. When the mold 129 is formed in the above manner, the sacrificial insulating film 128, the second etch stop film 118, the second interlayer insulating film 116, and the first etch stop film 114 are formed of CHF 3 or CF. A fluorine-based etching gas such as 4 is etched by using different etching selectivity. In addition, when the material of the lower electrode contact 122 is tungsten (W), the lower electrode contact 122 may be etched using BCl 3 + Cl 2 , CF 4 + Cl 2 + O 2, or SF 6 as an etching gas. .

또한, 몰드(129)를 형성하기 위한 또 다른 식각 방법으로는 적절한 식각 가 스를 이용하여 희생 절연막(128), 제 2 식각 저지막(118), 제 2 층간 절연막(116), 제 1 식각 저지막(114) 및 하부 전극 콘택(122)의 일부를 동시에 식각하여 몰드(129)를 완성한다. 이 경우 식각 가스로는 CHF4, CF4, BCl3 + Cl2 , CF4 + Cl2 + O2 및 SF6 의 가스들을 적절히 혼합하여 식각하거나 식각 가스 중 Ar의 양을 추가하여 물리적인 식각 비중을 높여 식각한다. In addition, another etching method for forming the mold 129 may include a sacrificial insulating film 128, a second etching blocking film 118, a second interlayer insulating film 116, and a first etching stop using an appropriate etching gas. A portion of the film 114 and the lower electrode contact 122 are simultaneously etched to complete the mold 129. In this case, as the etching gas, the gases of CHF 4 , CF 4 , BCl 3 + Cl 2 , CF 4 + Cl 2 + O 2, and SF 6 may be mixed and etched, or the amount of Ar in the etching gas may be added to increase the physical etch specific gravity. Etch it up.

또한, 몰드(129) 형성시 희생 절연막(128), 제 2 식각 저지막(118) 및 제 2 층간 절연막(116)만을 식각하여 몰드(129)를 형성할 수 있다. 이 경우 하부 전극 콘택(122)이 식각되지 않기 때문에 하부에 굴곡이 형성된 몰드(129)가 형성된다. 이러한 몰드(129)는 후속 공정에서 유전막(136)의 스텝 커버리지(step coverage)에 열화가 없는 경우에 한해서 형성하도록 한다. In addition, when the mold 129 is formed, only the sacrificial insulating layer 128, the second etch stop layer 118, and the second interlayer insulating layer 116 may be etched to form the mold 129. In this case, since the lower electrode contact 122 is not etched, a mold 129 having a bend formed therein is formed. The mold 129 may be formed only when there is no deterioration in the step coverage of the dielectric layer 136 in a subsequent process.

이와 같은 공정을 마치고 나면 하부 전극 콘택(122)과 제 1 비트 라인 콘택(126) 사이에는 제 2 층간 절연막(116)과 제 2 식각 저지막(118)의 두께만큼의 단차가 발생하게 된다.After the process is completed, a step is formed between the lower electrode contact 122 and the first bit line contact 126 by the thickness of the second interlayer insulating layer 116 and the second etch stop layer 118.

다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 이상에서 형성한 몰드(129)를 따라 컨포말하게 하부 전극용 도전막(130)을 증착한다. 하부 전극용 도전막(130)은 금속막으로써 하부가 하부 전극 콘택(122)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 하부 전극용 도전막(130)으로는 TiN, TaN, WN, Ru, Pt, Ir, RuO2 또는 IrO2으로 형성되거나 이들의 조합으로 형성된다. Next, as shown in FIG. 5, the lower electrode conductive film 130 is conformally deposited along the mold 129 formed above. The lower electrode conductive layer 130 is a metal layer, and the lower portion thereof is electrically connected to the lower electrode contact 122. At this time, the lower electrode conductive film 130 is formed of TiN, TaN, WN, Ru, Pt, Ir, RuO 2 or IrO 2 or a combination thereof.

이와 같이 하부 전극용 도전막(130)을 증착하고 난 뒤, 하부 전극용 도전막 (130) 내부를 채우는 희생막(132)을 형성한다. 이 때 희생막(132)은 하부 전극 분리를 위한 평탄화 공정을 수행하기 위해 형성된다. 그리고 희생막(132)으로는 실리콘 산화물 등과 같은 절연 물질이나 감광막 등이 사용될 수 있다. 평탄화 공정으로는 화학 기계적 연마 또는 에치백 공정을 몰드(129)의 상부가 노출될 때까지 수행된다. 이와 같이 수행하고 나면 분리된 하부 전극용 도전막(130) 내부에는 희생막(132)이 남아있게 된다. After depositing the conductive film 130 for the lower electrode as described above, a sacrificial film 132 filling the inside of the conductive film 130 for the lower electrode is formed. In this case, the sacrificial layer 132 is formed to perform a planarization process for separating the lower electrode. As the sacrificial layer 132, an insulating material such as silicon oxide, a photosensitive layer, or the like may be used. As the planarization process, a chemical mechanical polishing or etch back process is performed until the top of the mold 129 is exposed. After this is done, the sacrificial layer 132 remains inside the separated lower electrode conductive layer 130.

다음으로 희생막(132)과 희생 절연막(128)을 습식 식각하여 제거하고 나면 도 6에 도시된 바와 같은 실린더형의 하부 전극(134)이 완성된다. 희생막(132)과 희생 절연막(128)을 제거하는 습식 식각 공정은 식각액에 LAL 용액 또는 HF 용액이 포함된다. 그리고 희생막(132)과 희생 절연막(128)을 제거하는 습식 식각 공정은 희생 절연막(128) 하부에 형성되어 있는 제 2 식각 저지막(118)에 의해 저지된다. Next, after the sacrificial layer 132 and the sacrificial insulating layer 128 are wet-etched and removed, the cylindrical lower electrode 134 as shown in FIG. 6 is completed. In the wet etching process of removing the sacrificial layer 132 and the sacrificial insulating layer 128, the etchant includes a LAL solution or an HF solution. The wet etching process of removing the sacrificial layer 132 and the sacrificial insulating layer 128 is prevented by the second etch stop layer 118 formed under the sacrificial insulating layer 128.

이와 같이 완성된 하부 전극(134) 하부의 일부가 제 2 식각 저지막(118) 및 제 2 층간 절연막(116) 내에 위치하므로 하부 전극(134)의 하부 측면은 제 2 식각 저지막(118) 및 제 2 층간 절연막(116)에 의해 지지된다. 따라서 하부 전극(134)의 높이가 증가되어 캐패시터가 쓰러지는 것이 방지된다. Since a portion of the lower lower electrode 134 completed as described above is positioned in the second etch stop layer 118 and the second interlayer insulating layer 116, the lower side surface of the lower electrode 134 may be the second etch stop layer 118 and the second etch stop layer 118. It is supported by the second interlayer insulating film 116. Therefore, the height of the lower electrode 134 is increased to prevent the capacitor from falling down.

이어서 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 전극(134)을 따라 컨포말하게 유전막(136) 및 상부 전극(138)을 증착하여 실린더형 캐패시터(140)를 완성한다. 이 때 유전막(136) 및 상부 전극(138)을 하부 전극(134) 내부와 외부에 일정한 두께로 증착함으로써 캐패시터의 면적이 증가된다. 그리고 유전막(136) 및 상부 전극(138)의 일부는 제 2 식각 저지막(118) 상에 증착된다. 이 때, 유전막(136)은 유전율이 높 은 물질로 형성하고, 상부 전극(138)은 하부 전극(134)과 동일한 금속 물질로 형성하여 MIM 캐패시터로 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 7, the dielectric film 136 and the upper electrode 138 are conformally deposited along the lower electrode 134 to complete the cylindrical capacitor 140. In this case, the dielectric layer 136 and the upper electrode 138 are deposited to have a predetermined thickness inside and outside the lower electrode 134, thereby increasing the area of the capacitor. A portion of the dielectric layer 136 and the upper electrode 138 are deposited on the second etch stop layer 118. In this case, the dielectric layer 136 is formed of a material having a high dielectric constant, and the upper electrode 138 is formed of the same metal material as the lower electrode 134 and formed of a MIM capacitor.

이 때 유전막(136)으로는 HfO2, Al2O3, Ta2O5, La 2O3 또는 ZrO2 등에서 선택된 어느 하나이거나 이들의 조합인 High-k 물질로 이루어진다. 그리고 상부 전극(138)으로는 TiN, TaN, WN, Ru, Pt, Ir, RuO2 또는 IrO2 중 어느 하나이거나 이들의 조합으로 이루어진다. At this time, the dielectric layer 136 is made of a high-k material which is one selected from HfO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , La 2 O 3, ZrO 2, or a combination thereof. The upper electrode 138 is made of any one of TiN, TaN, WN, Ru, Pt, Ir, RuO 2 or IrO 2 or a combination thereof.

이와 같이 형성된 실린더형 캐패시터(140)는 후속 공정에 의해 형성되는 제 2 비트 라인 콘택(도 8의 146 참조)의 일부와 배선용 콘택(도 8의 150 참조)의 식각 깊이가 달라 상부 전극(138)의 두께를 두껍게 형성하였던 종래의 컨케이브형 캐패시터와는 달리 상부 전극(138)의 두께를 얇게 형성할 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 후속 공정에 의해 형성되는 제 2 비트 라인 콘택(도 8의 146 참조)의 일부와 배선용 콘택(도 8의 150 참조)은 실린더형 캐패시터의 유전막(136)과 상부 전극(138)의 두께만큼 차이가 나기 때문에 배선용 콘택(도 8의 150 참조) 형성시 과식각이 우려될 경우 상부 전극(138)의 측면 두께는 증가시키지 않고 수평 두께만 증가시켜 실린더형 캐패시터(140)를 완성할 수 있다. The cylindrical capacitor 140 thus formed has a different etching depth between a portion of the second bit line contact (see 146 in FIG. 8) and the wiring contact (see 150 in FIG. 8) formed by a subsequent process. Unlike the conventional concave capacitor, which has a thicker thickness, the upper electrode 138 may have a thinner thickness. A portion of the second bit line contact (see 146 in FIG. 8) and the wiring contact (see 150 in FIG. 8) formed by the subsequent process are as thick as the thickness of the dielectric film 136 and the upper electrode 138 of the cylindrical capacitor. Because of the difference, when over-etching is concerned when forming the wiring contact (see 150 of FIG. 8), the cylindrical capacitor 140 may be completed by increasing only the horizontal thickness without increasing the side thickness of the upper electrode 138.

이와 같이 실린더형 캐패시터(140)를 완성하고 난 다음, 제 1 비트 라인 콘택(126)과 연결되는 제 2 비트 라인 콘택(도 8의 146 참조)을 형성하기 위해 제 1 비트 라인 콘택(126) 상부에 위치하는 실린더형 캐패시터의 소정 영역을 식각한다. 따라서 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막 내에 포함된 제 1 비트 라 인 콘택(126)의 상부가 노출된다. After completing the cylindrical capacitor 140 in this manner, the upper portion of the first bit line contact 126 to form a second bit line contact (see 146 in FIG. 8) connected to the first bit line contact 126. The predetermined region of the cylindrical capacitor located at is etched. Accordingly, an upper portion of the first bit line contact 126 included in the interlayer insulating layer and the etch stop layer formed of the double layer is exposed.

이와 같이 제 1 비트 라인 콘택(126)의 상부를 노출시킨 다음 도 8에 도시된 바와 같이, 실린더형 캐패시터(140)를 채우는 제 3 층간 절연막(142)을 형성한다. 이 때 제 3 층간 절연막(142)은 갭 필링(gap filling)이 우수한 물질인 O3 TEOS(SOG), TOSZ, SA(Sub-Atmospheric)-CVD 등이 사용될 수 있다. As such, the upper portion of the first bit line contact 126 is exposed, and a third interlayer insulating layer 142 filling the cylindrical capacitor 140 is formed as shown in FIG. 8. In this case, O 3 TEOS (SOG), TOSZ, and Sub-Atmospheric (CVD) -CVD, which are materials having excellent gap filling, may be used as the third interlayer insulating layer 142.

실린더형 캐패시터(140) 상에 제 3 층간 절연막(142)을 형성하고 나면 포토레지스트 패턴 등과 같은 식각 마스크를 이용하여 제 3 층간 절연막(142)을 부분 식각함으로써 제 2 비트 라인 콘택 홀(144) 및 배선용 콘택 홀(148)을 동시에 형성한다. 이 때 제 2 비트 라인 콘택 홀(144)은 하부에 형성된 제 1 비트 라인 콘택 홀(124)과 연결되며, 배선용 콘택 홀(148)은 캐패시터의 상부 전극(138)과 연결된다.After the third interlayer insulating layer 142 is formed on the cylindrical capacitor 140, the second bit line contact hole 144 is partially etched by partially etching the third interlayer insulating layer 142 using an etching mask such as a photoresist pattern. The wiring contact hole 148 is formed at the same time. In this case, the second bit line contact hole 144 is connected to the first bit line contact hole 124 formed below, and the wiring contact hole 148 is connected to the upper electrode 138 of the capacitor.

이와 같이 제 2 비트 라인 콘택 홀(144) 형성시 하부에 하부 전극 콘택(122)보다 높게 올라와 있는 제 1 비트 라인 콘택(126)이 형성되어 있어 제 2 비트 라인 콘택 홀(144) 형성시 식각 깊이가 줄어든다. 따라서 종래에는 제 2 비트 라인 콘택 홀(144) 형성시 하부 CD(Critical Dimension)가 감소되었던 것과 달리 제 2 비트 라인 콘택 홀의 상부 CD와 하부 CD를 동일하게 유지시킬 수 있다. As such, when the second bit line contact hole 144 is formed, the first bit line contact 126 is formed at the lower portion of the second bit line contact hole 144 to form an etch depth. Decreases. Therefore, in the related art, the upper CD and the lower CD of the second bit line contact hole may be kept the same, unlike the lower CD (critical dimension) reduced when the second bit line contact hole 144 is formed.

그리고, 제 2 비트 라인 콘택 홀(144)의 식각 깊이와 배선용 콘택 홀(148)의 식각 깊이는 캐패시터의 상부 전극(138)과 유전막(136)의 두께만큼 단차가 발생된다. 따라서 종래에는 제 2 비트 라인 콘택 홀(144)과 배선용 콘택 홀(148)의 단차 가 커 캐패시터의 상부 전극(138)이 과식각되었던 것과 달리 캐패시터의 상부 전극(138)의 수평 두께를 충분히 두껍게 형성하면 상부 전극(138)이 과식각되는 것을 방지할 수 있다.The etch depth of the second bit line contact hole 144 and the etch depth of the wiring contact hole 148 are generated by the thickness of the upper electrode 138 and the dielectric layer 136 of the capacitor. Therefore, in the related art, the height difference between the second bit line contact hole 144 and the wiring contact hole 148 is large so that the horizontal thickness of the upper electrode 138 of the capacitor is sufficiently thick, unlike the upper electrode 138 of the capacitor. Lower surfaces of the upper electrode 138 may be prevented from being overetched.

이와 같이 제 2 비트 라인 콘택 홀(144) 및 배선용 콘택 홀(148)을 형성하고 난 다음에는 제 2 비트 라인 콘택 홀(144)과 배선용 콘택 홀(148) 내부에 금속 물질을 증착하여 제 2 비트 라인 콘택(146)과 배선용 콘택(150)을 완성한다. 이 때, 제 2 비트 라인 콘택(146)과 배선용 콘택(150)은 먼저 배리어 금속막을 증착하고 난 다음 금속 물질을 증착하도록 한다. 이 때 배리어 금속막은 콘택의 접촉성을 증가시키고 금속 물질의 확산을 방지하기 위한 TiN 또는 Ti+TiN 물질로 형성된다. 그리고 금속 물질은 W, Ti 또는 TiN이거나 이들의 조합 물질이 사용된다After forming the second bit line contact hole 144 and the wiring contact hole 148 in this manner, a metal material is deposited in the second bit line contact hole 144 and the wiring contact hole 148 to form the second bit. The line contact 146 and the wiring contact 150 are completed. In this case, the second bit line contact 146 and the wiring contact 150 may first deposit a barrier metal film and then a metal material. In this case, the barrier metal film is formed of a TiN or Ti + TiN material for increasing contact of the contact and preventing diffusion of the metal material. And the metal material is W, Ti or TiN or a combination thereof is used.

이와 같이 제 2 비트 라인 콘택 홀(144)과 배선용 콘택 홀(148)을 채우는 금속 물질을 증착하고 난 다음 평탄화 공정을 수행한다. 그리고 나서 비트 라인(152) 및 배선(154)을 형성하기 위한 Cu 또는 Al을 증착하고 패터닝하면 도 1에 도시된 바와 같이 비트 라인(152)과 배선(154)이 형성된다. As described above, after depositing the metal material filling the second bit line contact hole 144 and the wiring contact hole 148, the planarization process is performed. Then, by depositing and patterning Cu or Al for forming the bit line 152 and the wiring 154, the bit line 152 and the wiring 154 are formed as shown in FIG.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법에 따르면 층간 절연막 및 식각 저지막을 이중층으로 형성함으로써 비트 라인 콘택의 일부를 하부 전극 콘택의 높이보다 높게 형성할 수 있다. 따라서 이후에 형성되는 나머지 비트 라인 콘택의 높이가 감소되므로 비트 라인 콘택을 형성하기 위한 식각 공정을 보다 효과적으로 할 수 있다.  As described above, according to the semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, a portion of the bit line contact may be formed higher than the height of the lower electrode contact by forming the interlayer insulating film and the etch stop layer as a double layer. Therefore, since the height of the remaining bit line contacts to be formed later is reduced, the etching process for forming the bit line contacts can be more effectively performed.

그리고, 이중층으로 형성된 층간 절연막 및 식각 저지막의 일부가 실린더형 캐패시터를 지지함으로써 높이 증가에 따른 캐패시터의 쓰러짐이 방지될 수 있다.In addition, since a portion of the interlayer insulating layer and the etch stop layer formed of the double layer support the cylindrical capacitor, the capacitor may be prevented from falling due to the height increase.

또한, 하부 전극 내부와 외부에 유전막 및 상부 전극을 형성함으로써 캐패시터를 형성한 다음에 형성되는 비트 라인 콘택의 일부와 배선용 콘택의 단차가 줄어들어 배선용 콘택 형성시 상부 전극이 과식각되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by forming a dielectric film and an upper electrode inside and outside the lower electrode, a step difference between a portion of the bit line contact and the wiring contact formed after the capacitor is formed may be reduced, thereby preventing overetching of the upper electrode when forming the wiring contact. .

Claims (15)

반도체 기판 상에 위치하며, 하부 전극 콘택을 포함하는 제 1 층간 절연막;A first interlayer insulating layer on the semiconductor substrate and including a lower electrode contact; 상기 하부 전극 콘택 상에 위치하는 실린더형 하부 전극; 및A cylindrical lower electrode positioned on the lower electrode contact; And 상기 제 1 층간 절연막 상에 위치하여 상기 실린더형 하부 전극의 일부를 둘러싸는 제 2 층간 절연막을 포함하는 반도체 메모리 소자. And a second interlayer insulating layer disposed on the first interlayer insulating layer and surrounding a portion of the cylindrical lower electrode. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 실린더형 하부 전극 및 상기 제 2 층간 절연막을 따라 컨포말하게 형성된 유전막 및 상부 전극을 더 포함하는 반도체 메모리 소자. And a dielectric film and an upper electrode conformally formed along the cylindrical lower electrode and the second interlayer insulating film. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 층간 절연막 및 상기 제 2 층간 절연막 내부에 위치하여 상기 반도체 기판과 연결되는 제 1 비트 라인 콘택 및 상기 결과물 상에 위치하는 제 3 층간 절연막 내에 위치하여 상기 제 1 비트 라인 콘택과 연결되는 제 2 비트 라인 콘택을 더 포함하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.A first bit line contact positioned in the first interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer and connected to the semiconductor substrate, and a third bit interlayer insulating layer located on the resultant and connected to the first bit line contact; A semiconductor memory device manufacturing method further comprising a two bit line contact. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 3 층간 절연막 내에 위치하고 상기 상부 전극과 연결되는 배선용 콘택을 더 포함하는 반도체 메모리 소자. And a wiring contact disposed in the third interlayer insulating layer and connected to the upper electrode. (a) 게이트 전극이 형성된 반도체 기판 상에 제 1 층간 절연막 및 제 2 층간 절연막을 적층하는 단계; (a) depositing a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film on a semiconductor substrate on which the gate electrode is formed; (b) 상기 결과물을 부분 식각하여 상기 반도체 기판과 연결되는 하부 전극 콘택 및 제 1 비트 라인 콘택을 형성하는 단계;(b) partially etching the resultant to form a lower electrode contact and a first bit line contact connected to the semiconductor substrate; (c) 상기 결과물 상에 희생 절연막을 적층하고 상기 희생 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 하부 전극 콘택의 일부를 부분 식각하여 상기 제 1 층간 절연막을 노출시키는 몰드를 형성하는 단계;(c) depositing a sacrificial insulating film on the resultant, and partially etching the sacrificial insulating film, the second interlayer insulating film and the lower electrode contact to form a mold exposing the first interlayer insulating film; (d) 상기 몰드를 따라 하부 전극을 형성하고 상기 몰드를 구성하는 상기 희생 절연막을 선택적으로 제거하는 단계; 및(d) forming a lower electrode along the mold and selectively removing the sacrificial insulating film constituting the mold; And (e) 상기 하부 전극 및 상기 제 2 층간 절연막을 따라 컨포말하게 유전막 및 상부 전극을 형성하여 실린더형 캐패시터를 완성하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.(e) forming a dielectric film and an upper electrode conformally along the lower electrode and the second interlayer insulating film to complete a cylindrical capacitor. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (a) 단계는 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 1 식각 저지막을 형성하고 상기 제 2 층간 절연막 상에 제 2 식각 저지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.The step (a) further comprises the step of forming a first etch stop layer on the first interlayer insulating film and a second etch stop layer on the second interlayer insulating film. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 실린더형 캐패시터 상에 절연막을 적층한 다음 상기 제 1 비트 라인 콘택과 연결되는 제 2 비트 라인 콘택 및 상기 상부 전극와 연결되는 배선용 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 소자 제조 방법Stacking an insulating film on the cylindrical capacitor and forming a second bit line contact connected to the first bit line contact and a wiring contact connected to the upper electrode; 제 6 항에 있어서,  The method of claim 6, 상기 제 1 식각 저지막 및 상기 제 2 식각 저지막은 SiON 또는 SiN을 증착하여 형성되는 반도체 메모리 소자 제조 방법.The first etch stop layer and the second etch stop layer are formed by depositing SiON or SiN. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 하부 전극 콘택, 상기 제 1 비트 라인 콘택 및 상기 제 2 비트 라인 콘택은 W, Ti, TiN 또는 이들의 조합을 증착하여 형성되는 반도체 메모리 소자 제조 방법.The lower electrode contact, the first bit line contact, and the second bit line contact are formed by depositing W, Ti, TiN, or a combination thereof. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (c) 단계는 상기 희생 절연막 및 상기 제 2 층간 절연막을 상기 제 1 층간 절연막이 노출될 때까지 순차적으로 부분 식각하는 단계 및 상기 하부 전극 콘택을 상기 제 1 층간 절연막이 노출될 때까지 부분 식각하는 단계로 이루어진 반도체 메모리 소자 제조 방법. In the step (c), the sacrificial insulating film and the second interlayer insulating film are sequentially partially etched until the first interlayer insulating film is exposed, and the lower electrode contact is partially etched until the first interlayer insulating film is exposed. A semiconductor memory device manufacturing method comprising the steps of. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (c) 단계는 상기 희생 절연막을 상기 하부 전극 콘택이 노출될 때까지 부분 식각 하는 단계, 상기 제 1 층간 절연막이 노출될 때까지 상기 하부 전극 콘택을 식각하는 단계 및 상기 제 2 층간 절연막을 상기 제 1 층간 절연막이 노출될 때까지 부분 식각하는 단계로 이루어진 반도체 메모리 소자 제조 방법.Step (c) partially etching the sacrificial insulating film until the lower electrode contact is exposed, etching the lower electrode contact until the first interlayer insulating film is exposed, and the second interlayer insulating film is And partially etching the first interlayer insulating film until the first interlayer insulating film is exposed. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11, 상기 제 2 층간 절연막을 식각하는 단계는 CHF4 또는 CF4를 식각 가스로 이용하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.And etching the second interlayer insulating layer using CHF 4 or CF 4 as an etching gas. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,The method of claim 10 or 11, 상기 하부 전극 콘택의 일부를 식각하는 단계는 BCl3 + Cl2, CF4 + Cl 2 + O2 또는 SF6를 이용하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.Etching the portion of the lower electrode contact using BCl 3 + Cl 2 , CF 4 + Cl 2 + O 2 or SF 6 . 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (c) 단계는 상기 희생 절연막, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 하부 전극 콘택의 일부를 동시에 부분 식각하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.In the step (c), the portion of the sacrificial insulating film, the second interlayer insulating film and the lower electrode contact are simultaneously partially etched. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 제 2 층간 절연막 및 상기 하부 전극 콘택의 일부는 CHF4, CF4, BCl3 + Cl2, CF4 + Cl2 + O2 및 SF6 의 조합 또는 이들의 조합에 Ar이 추가된 식각 가스를 이용하여 식각하는 반도체 메모리 소자 제조 방법.A portion of the second interlayer insulating layer and the lower electrode contact may include an etching gas having Ar added to a combination of CHF 4 , CF 4 , BCl 3 + Cl 2 , CF 4 + Cl 2 + O 2, and SF 6 , or a combination thereof. A method of manufacturing a semiconductor memory device by etching.
KR1020040107974A 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof Withdrawn KR20060068993A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040107974A KR20060068993A (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040107974A KR20060068993A (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060068993A true KR20060068993A (en) 2006-06-21

Family

ID=37163226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040107974A Withdrawn KR20060068993A (en) 2004-12-17 2004-12-17 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060068993A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114420641A (en) * 2020-10-28 2022-04-29 长鑫存储技术有限公司 Method for forming semiconductor structure and semiconductor structure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114420641A (en) * 2020-10-28 2022-04-29 长鑫存储技术有限公司 Method for forming semiconductor structure and semiconductor structure
CN114420641B (en) * 2020-10-28 2024-06-07 长鑫存储技术有限公司 Method for forming semiconductor structure and semiconductor structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6720232B1 (en) Method of fabricating an embedded DRAM for metal-insulator-metal (MIM) capacitor structure
US6114201A (en) Method of manufacturing a multiple fin-shaped capacitor for high density DRAMs
US5907782A (en) Method of forming a multiple fin-pillar capacitor for a high density dram cell
US11271073B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100449030B1 (en) Stack Capacitor and Method of Fabricating the Same
US6777305B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR102403619B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
CN101335242A (en) Manufacturing method of semiconductor device
CN104979163A (en) Capacitor and its manufacturing method
CN109427786B (en) Semiconductor memory device and manufacturing process thereof
US7235452B2 (en) Method for fabricating capacitor in semiconductor device
US6064085A (en) DRAM cell with a multiple fin-shaped structure capacitor
JPH1098155A (en) Method of forming capacitor for semiconductor element
US7018892B2 (en) Semiconductor capacitor structure and method for manufacturing the same
US6448146B1 (en) Methods of manufacturing integrated circuit capacitors having hemispherical grain electrodes
KR20090099775A (en) Manufacturing method of capacitor with columnar charge storage electrode
US8153486B2 (en) Method for fabricating capacitor
US7544985B2 (en) Semiconductor capacitor structure and method for manufacturing the same
US6924189B2 (en) Method for manufacturing capacitor bottom electrode of semiconductor device
US8129251B2 (en) Metal-insulator-metal-structured capacitor formed with polysilicon
KR20060068993A (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US20240206154A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100861367B1 (en) Capacitor Formation Method of Semiconductor Memory Device
KR20080098895A (en) Manufacturing method of a capacitor having an electrode in which a concave structure and a cylindrical structure are mixed
KR100863521B1 (en) Capacitor manufacturing method having a cylindrical charge storage electrode

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20041217

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid