KR0151193B1 - Semiconductor device manufacturing device - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
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Abstract
본 발명은 작은 평면적에 비하여 높은 셀캐시턴스를 얻을 수 있는 3차원의 U자형 캐패시터를 갖는 고집적에 유리한 DRAM셀의 제조방법에 관한 것이다. DRAM셀의 제조방법은 반도체 기판상에 필드산화막을 형성하는 스텝과, 게이트산화막, 게이트, 제1 및 제2불순물영역 및 게이트측벽에 제1스페이서를 트랜지스터를 형성하는 스텝과, 기판 전면에 1차 평탄화용 절연막을 형성하는 스텝과, 비트라인 톤택용 마스크패턴을 이용하여 제1불순물영역 상부의 상기 절연막을 제거하여 비트라인 콘택을 형성하고 제1불순물영역을 노출시키는 스텝과, 비트라인 콘택내부의 측벽에 제2스페이서를 형성하는 스텝과, 상기 비트라인 콘택을 통해 제1불순물영역과 접촉되도록 1차 평탄화용 절연막상에 비트라인을 형성하는 스텝과, 기판 전면에 걸쳐 2차 평탄화용 절연막을 형성하는 스텝과, 제2분순물영역 상부의 1차 및 2차 평탄화용 절연막을 제거하여 노드콘택을 형성하고 제2불순물영역을 토출시키는 스텝과, 상기 노드콘택내부의 측벽에 제3스페이서를 형성하는 스텝과, 상기 노출된 제2불순물영역과 접촉되도록 기판 전면에 걸쳐 스토리지노드용 1차 폴리실리콘막을 형성하고 1차 폴리실리콘막상에 필라용 절연막을 순차 형성하는 스텝과, 1차 폴리실리콘막과 필라용절연막을 제거하여 노드콘택을 포함한 2차 평탄화용 절연막상에만 남겨두는 스텝과, 스토리지노드용 2차 폴리실리콘막을 기판 전면에 증착하고 에치백하여 필라용 절연막의 측벽에만 남겨두는 스텝과, 1차 폴리실리콘막상의 필라용 절연막을 제거하여 1차 폴리실리콘막과 2차 폴리실리콘막으로 이루어진 스토리지노드를 형성하는 스텝과, 상기 스토리지노드의 표면에 유전체막을 형성하는 스텝과, 기판 전면에 걸쳐 폴리실리콘막을 증착하여 플레이트노드를 형성하는 스텝을 포함한다.The present invention relates to a method for manufacturing a highly integrated DRAM cell having a three-dimensional U-shaped capacitor capable of obtaining high cell capacitance compared to a small planar area. A method of manufacturing a DRAM cell includes the steps of forming a field oxide film on a semiconductor substrate, forming a first spacer transistor on the gate oxide film, the gate, the first and second impurity regions, and the gate sidewalls, Forming a planar insulating film, forming a bit line contact by exposing the first impurity region by removing the insulating film over the first impurity region by using a bit line tone mask pattern, and exposing the first impurity region, Forming a second spacer on the sidewall, forming a bit line on the first planarization insulating film so as to contact the first impurity region through the bit line contact, and forming an insulating film for the second planarization over the entire surface of the substrate. Removing the first and second planarization insulating films over the second impurity region to form a node contact, and discharging the second impurity region; Forming a third spacer on a sidewall of the contact, forming a primary polysilicon film for a storage node over the entire surface of the substrate so as to contact the exposed second impurity region, and sequentially forming a pillar insulating film on the primary polysilicon film; A step of removing the primary polysilicon film and the pillar insulating film and leaving only the second planarization insulating film including the node contact, and depositing and etching back the secondary polysilicon film for the storage node on the entire surface of the substrate Leaving only the sidewalls of the insulating film, removing the pillar insulating film on the primary polysilicon film to form a storage node consisting of the primary polysilicon film and the secondary polysilicon film; and forming a dielectric film on the surface of the storage node. And forming a plate node by depositing a polysilicon film over the entire surface of the substrate.
Description
제1도 (a)-(i)는 종래의 DRAM셀의 제조공정도.1 (a)-(i) are manufacturing process diagrams of a conventional DRAM cell.
제2도 (a)-(j)는 본 발명의 실시예에 따른 DRAM셀의 제조공정도.2 (a)-(j) are manufacturing process diagrams of a DRAM cell according to an embodiment of the present invention.
제3도는 제2도의 노드콘택의 프로파일을 나타낸 도면.3 shows a profile of a node contact of FIG. 2;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
51 : 반도체기판 53 : 필드산화막51 semiconductor substrate 53 field oxide film
55 : 게이트산화막 57 : 게이트55 gate oxide film 57 gate
59,65,82 : 스페이서 63 : 평탄화용 절연막59, 65, 82: spacer 63: insulating film for planarization
64 : 비트라인 콘택 67,83,87 : 폴리실리콘막64: bit line contact 67,83,87: polysilicon film
69 : 실리사이드 70 : 비트라인69: silicide 70: bit line
71,72,73 : 평탄화용 산화막/질화막/산화막71,72,73: Flattening oxide film / nitride film / oxide film
77 : 노드콘택 79,81 : 스페이서용 질화막/산화막77 node contact 79,81 nitride / oxide film for spacer
85 : 필라용 산화막 88 : 스토리지노드85: oxide film for pillar 88: storage node
89 : 유전체막 91 : 플레이트노드89 Dielectric Film 91 Plate Node
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 작은 평면적에 비하여 높은 셀 캐패시턴스를 얻을 수 있는 3차원의 U자형 캐패시터를 갖는 고집적에 유리한 DRAM셀의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a DRAM cell, which is advantageous for high integration having a three-dimensional U-shaped capacitor capable of obtaining high cell capacitance compared to a small planar area.
제1도는 (a)를 참조하면, 반도체기판(11)상에 소자분리용 필드산화막(13)을 형성하고, 게이트 산화막(15)과 게이트(17)를 순차 형성한다.Referring to (a) of FIG. 1, the field oxide film 13 for device isolation is formed on the semiconductor substrate 11, and the gate oxide film 15 and the gate 17 are sequentially formed.
게이트(17)를 형성한후 기판(11)으로 불순물을 이온주입하여 불순물영역(19)(20)을 형성하여 DRAM셀의 모스트랜지스터를 완성한다. 이 불순물영역은 DRAM셀의 트랜지스터에 있어서 소오스/드레인영역으로 작용한다. 이어서, 기판 전면에 걸쳐 층간절연막(21)을 형성하고, 비트라인이 형성될 불순물 영역(19) 상부의 층간절연막(21)을 제거하여 비트라인 콘택(23)을 형성한다. 이때, 비트라인 콘택(23)의 형성에 따라 상기 불순물 영역중 제1불순물영역(19)이 노출된다.After the gate 17 is formed, impurities are implanted into the substrate 11 to form the impurity regions 19 and 20 to complete the MOS transistor of the DRAM cell. This impurity region serves as a source / drain region in the transistor of the DRAM cell. Subsequently, the interlayer insulating film 21 is formed over the entire surface of the substrate, and the bit line contact 23 is formed by removing the interlayer insulating film 21 on the impurity region 19 on which the bit line is to be formed. In this case, as the bit line contact 23 is formed, the first impurity region 19 of the impurity region is exposed.
제1도 (b)를 참조하면, 기판 전면에 걸쳐 비트라인용 폴리실리콘막(25)을 드껍게 증착하고 에치백공정을 수행하여 평탄화시킨다. 평탄화된 폴리실리콘막(25)상에 실리사이드(27)를 형성하고, 그위에 산화막으로된 절연막(29)을 제1도 (c)와 같이 형성한다. 이어서, 제1도 (d)와 같이 비트라인용 마스크 패턴을 이용하여 상기 절연막(29), 실리사이드(27) 및 폴리실리콘막(25)을 패터닝하여 비트라인(30)을 형성한다. 비트라인(30)이 비트라인 콘택(23)을 통헤 제1불순물영역과 콘택되어진다.Referring to FIG. 1 (b), the polysilicon film 25 for bit lines is heavily deposited on the entire surface of the substrate, and planarized by performing an etch back process. A silicide 27 is formed on the planarized polysilicon film 25, and an insulating film 29 made of an oxide film is formed thereon as shown in FIG. Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, the bit line 30 is formed by patterning the insulating layer 29, the silicide 27, and the polysilicon layer 25 using a bit line mask pattern. The bit line 30 is contacted with the first impurity region through the bit line contact 23.
제1도 (e)와 같이 기판 전면에 산화막으로된 절연막(31)을 증착한후, 제1도 (f)와 같이 비트라인(30) 상부에 노드의 구조를 3차원(3-d)으로 구성하기 위한 필라(pil-ler)용 쿠릴(33)응 증착하고, 패터닝하여 소정영역에만 필라용물질(33)을 남겨주고 나머지는 제거한다.After depositing an insulating film 31 made of an oxide film on the entire surface of the substrate as shown in FIG. 1 (e), the structure of the node is three-dimensional (3-d) on the bit line 30 as shown in FIG. 1 (f). The pillars of the pil-ler for construction are deposited and patterned to leave the pillar material 33 only in a predetermined region, and the rest is removed.
이때 칼라용 물질로 폴리아미드가 사용한다. 이어서, 제1도 (D)와 같이 비트라인용 마스크 패턴을 이용하여 상기 절연막(29) 실리사이드(27) 및 폴리실리콘막(25)을 패터닝하여 비트라인(30)을 형성한다. 비트라인(30)이 비트라인 콘택(23)을 통해 제1불순물영역과 콘택되어진다. 제1도 (e)와 같이 기판 전면에 산화막으로된 절연막(31)을 증착한 후, 제1도 (f)와 같이 비트라인(30) 상부에 노드의 구조를 3차원(3-D으로 구성하기 위한 필라(piller)용 물질(33)을 증착하고, 패터닝하여 소정영역에만 필라용물질(33)을 남겨두고 나머지는 제거한다. 이때 필라용 물질로 폴리이미드가 사용된다.Polyamide is used as the color material. Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, the bit line 30 is formed by patterning the insulating layer 29, the silicide 27, and the polysilicon layer 25. The bit line 30 is contacted with the first impurity region through the bit line contact 23. After depositing an insulating film 31 made of an oxide film on the entire surface of the substrate as shown in FIG. 1 (e), the structure of the node is formed three-dimensionally (3-D) on the bit line 30 as shown in FIG. The filler material 33 is deposited and patterned to leave the filler material 33 only in a predetermined region and to remove the rest, and polyimide is used as the filler material.
이어서, 캐패시터가 형성될 부분에 노드콘택을 형성하기 이한 콘택식각공정을 수행한다. 즉 상기중 제2불순물영역(20)상부의 절연막(31)을 제거하여 노드콘택(35)을 형성한다. 제1도 (g)를 참조하면, 기판 전면에 걸쳐 증착한다. 이어서 각 노드를 격리시켜 주기위한 식각공정을 수행하는데, 먼저 기판 전면에 걸쳐 포토레지스트막(39)을 도포하고, 전면 식각하여 필라용물질(33)상부의 스토리지 노드용 폴리실리콘막(37)을 노출시킨다.Subsequently, a contact etching process is performed to form a node contact in a portion where the capacitor is to be formed. That is, the insulating layer 31 on the second impurity region 20 is removed to form the node contact 35. Referring to FIG. 1 (g), deposition is performed over the entire surface of the substrate. Subsequently, an etching process for isolating each node is performed. First, a photoresist film 39 is applied over the entire surface of the substrate, and the entire surface is etched to remove the polysilicon film 37 for the storage node on the pillar material 33. Expose
제3도 (h)와 같이 필라용물질(33) 상부에 노출된 스토리지노드용 폴리실리콘막(37)을 식각한다. 스토리지노드용 폴리실리콘막(37)을 식각한 후 포토레지스트막(39)과 필라용물질(33)을 제거하면 스토리지노드(38)가 형성된다.As shown in FIG. 3 (h), the polysilicon layer 37 for the storage node exposed on the pillar material 33 is etched. After etching the polysilicon layer 37 for the storage node, the photoresist layer 39 and the pillar material 33 are removed to form the storage node 38.
스토리지노드(38)는 노드콘택(35)을 통해 제2불순물영역과 콘택되어진다. 따라서, 상기의 식각 공정에 의해 각 스토리지노드(38)간은 격리되어진다. 최종적으로, 제3도 (I)와 같이 캐패시터 유전체막(41)과 폴리실리콘막으로된 플레이트노드(43)를 형성하여 캐패시터를 완성한다. 이로써 종래의 DRAM셀이 얻어진다.The storage node 38 is contacted with the second impurity region through the node contact 35. Therefore, the storage nodes 38 are isolated from each other by the above etching process. Finally, as shown in FIG. 3 (I), the capacitor dielectric film 41 and the plate node 43 made of a polysilicon film are formed to complete the capacitor. As a result, a conventional DRAM cell is obtained.
상기한 바와같은 종래의 DRAM셀의 제조방법은 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 소자의 크기도 작아지므로, 기존의 공정을 적용하여 비트라인 콘택형성이 불가능할 뿐만아니라 셀프-얼라인 방식으로 노드콘택형성시 각 전극간의 쇼트를 완전히 방지할 수 없는 문제점이 있었다.In the conventional method of manufacturing a DRAM cell as described above, as the semiconductor device is highly integrated, the size of the device is also reduced, so that not only the bit line contact can be formed by applying the existing process but also the self-aligned node contact is formed. There was a problem that the short between the electrodes could not be completely prevented.
또한, 제한된 액티브영역에 노드콘택을 정확하게 정열시키기 어려우며, 노드전극형성시 노드콘택이 임의로 커져서 노드콘택누설(leakage)가 증가하는 문제점이 있었다.In addition, it is difficult to accurately align the node contacts in the limited active region, and there is a problem in that node contact leakage increases due to an arbitrary increase in node contact when forming node electrodes.
그리고, 필라형태의 캐패시터의 스토리지 형성을 위해 유기물질인 폴리이미드를 사용하므로 공정진행에 제한을 받게되는 문제점이 있었다.In addition, since polyimide, which is an organic material, is used to form the storage of the pillar-shaped capacitor, there is a problem in that the process is restricted.
본 발명은 상기한 바와같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정이 안정되고 공정이 용이한 반도체장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적은 고집적 제품에 적합한 충분한 크기의 캐패시턴스를 얻을수 있는 반도체장치의 제조방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 스토리지노드형성시 노드콘택이 증가하는 것을 방지하여 노드콘택 누설전류를 방지하여 소자특성을 향상시킬 수 있는 반도체장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which is stable in processing and easy in processing. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of obtaining a capacitance of sufficient size suitable for a highly integrated product. It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving device characteristics by preventing node contact leakage current by preventing an increase in node contact when forming a storage node.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 기판상에 필드산화막을 형성하는 스텝과, 게이트산화막, 게이트, 제1 및 제2불순물영역 및 게이트측벽에 제1스페이서를 형성하여 트랜지스터를 형성하는 스텝과, 기판 전면에 1차 평탄화용 절연막을 형성하는 스텝과, 비트라인 콘택용 마스크패턴을 이용하여 제1불순물영역 상부의 상기 절연막을 제거하여 비트라인 콘택을 형성하고 제1불순물영역을 노출시키는 스텝과, 비트라인 콘택내부의 측벽에 제2스페이서를 형성하는 스텝과, 상기 비트라인 콘택을 통해 노출된 제1불순물영역과 접촉되도록 1차 평탄화용 절연막상에 비트라인을 형성하는 스텝과 기판 전면에 걸쳐 2차 평탄화용 절연막을 형성하는 스텝과, 제2불순물영역 상부의 1차 및 2차 평탄화용 절연막을 제거하여 노드콘택을 형성하고 제2불순물영역을 노출시키는 스텝과, 상기 노드콘택내부의 측벽에 제3스페이서를 형성하는 스텝과, 상기 노출된 제2불순물영역과 접촉되도록 기판 전면에 걸쳐 스토리지노드용 1차 폴리실리콘막과 필라용 절연막을 순차 형성하는 스텝과, 1차 폴리실리콘막과 필라용절연막을 제거하여 노드콘택을 포함한 2차 평탄화용 절연막상에만 남겨두는 스텝과, 스토리지노드용 2차 폴리실리콘막을 기판 전면에 증착하고 에치백하여 필라용 절연막의 측벽에만 남겨두는 스텝과, 1차 폴리실리콘막상의 필라용 절연막을 제거하여 1차 폴리실리콘막과 2차 폴리실리콘막으로 이루어진 스토리지노드를 형성하는 스텝과, 상기 스토리지노드의 표면에 유전체막을 형성하는 스텝과, 기판 전면에 걸쳐 폴리실리콘막을 증착하여 플레이트노드를 형성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a field oxide film on a semiconductor substrate, forming a transistor by forming a first spacer in the gate oxide film, the gate, the first and second impurity regions and the gate side wall; Forming a first planarization insulating film on the entire surface of the substrate, removing the insulating film on the first impurity region using a bit line contact mask pattern to form a bit line contact, and exposing the first impurity region; Forming a second spacer on a sidewall of the bit line contact; forming a bit line on the first planarization insulating layer so as to contact the first impurity region exposed through the bit line contact; Forming a node contact by removing the step of forming the insulating film for the second planarization, and removing the insulating films for the first and second planarization above the second impurity region. Exposing the reverse side, forming a third spacer on the sidewall inside the node contact, and insulating the primary polysilicon film for the storage node and the pillar insulating film over the entire surface of the substrate so as to contact the exposed second impurity region. A step of forming sequentially, removing the primary polysilicon film and the pillar insulating film and leaving only on the second planarization insulating film including the node contact, and depositing and etching back the secondary polysilicon film for the storage node on the substrate Leaving only the sidewalls of the pillar insulating film, removing the pillar insulating film on the primary polysilicon film to form a storage node composed of the primary polysilicon film and the secondary polysilicon film; And forming a plate node by depositing a polysilicon film over the entire surface of the substrate. The.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도 (a)-(j)는 본 발명의 실시예에 따른 DRAM셀의 제조공정도이다.2 (a)-(j) are manufacturing process diagrams of a DRAM cell according to an embodiment of the present invention.
제2도 (a)를 참조하면, 반도체기판(51)상에 필드산화공정을 수행하여 필드산화막(53)을 형성하고, 게이트산화막(55)과 게이트(57)를 형성한다. 이어서, 게이트(57)를 마스크로 하여 기판(51)으로 불순물을 이온 주입하여 모스트랜지스터의 소오스/드레인영역용 불순물영역(59-1, 59-2)을 형성하고, 제1게이트측 벽스페이서(59)를 형성하여 DRAM셀의 모스 트랜지스터를 형성한다.Referring to FIG. 2A, a field oxide film 53 is formed on a semiconductor substrate 51 to form a field oxide film 53, and a gate oxide film 55 and a gate 57 are formed. Subsequently, impurities are implanted into the substrate 51 using the gate 57 as a mask to form impurity regions 59-1 and 59-2 for source / drain regions of the MOS transistor, and the first gate side wall spacer ( 59) to form a MOS transistor of the DRAM cell.
제2도 (b)를 참조하면, 1차로 평탄화용 절연막(63)을 기판 전면에 형성하고, 전면식각하여 기판에 표면을 평탄화시킨다.Referring to FIG. 2B, a planarization insulating film 63 is first formed on the entire surface of the substrate, and the entire surface is etched to planarize the surface of the substrate.
비트라인이 형성될 부분의 절연막(63)을 제거하여 비트라인 콘택(64)을 형성한다. 평탄화용 절연막(63)으로 산화막이 사용되고, 불순물영역중 제1불순물영역(59-1)이 노출된다. 이어서 비트라인 콘택(64)내에 평탄화용 절연막(63)의 양측벽에 제2스페이서(65)를 형성한다.The insulating film 63 of the portion where the bit line is to be formed is removed to form the bit line contact 64. An oxide film is used as the planarization insulating film 63, and the first impurity region 59-1 of the impurity region is exposed. Subsequently, second spacers 65 are formed in both side walls of the planarization insulating film 63 in the bit line contact 64.
제2도 (a)와 (b)에서, 제1 및 제2스페이서(61)(65)로 산화막이 사용된다. 스페이서(65)는 후속공정에서 형성될 비트라인과 상기 형성된 게이트(57)와의 절연특성을 향상시켜 주기 위한 것이다.In FIGS. 2A and 2B, oxide films are used for the first and second spacers 61 and 65. The spacer 65 is to improve the insulating property between the bit line to be formed in a subsequent process and the formed gate 57.
제2도 (c)를 참조하면, 기판 전면에 걸쳐 폴리실리콘막(67)을 증착하고, 그위에 실리사이드(69)를 형성한다. 비트라인용 마스크를 사용하여 상기 실리사이드(69)와 폴리실리콘(67)을 식각하여 비트라인(70)을 형성한다.Referring to FIG. 2 (c), a polysilicon film 67 is deposited over the entire substrate, and silicide 69 is formed thereon. The silicide 69 and the polysilicon 67 are etched using a bit line mask to form the bit line 70.
따라서, 비트라인(70)은 비트라인 콘텍(64)을 통해 노출된 불순물영역(59-1)과 콘택되어진다.Accordingly, the bit line 70 is in contact with the impurity region 59-1 exposed through the bit line contact 64.
제2도 (d)를 참조하면, 기판 전면에 걸쳐 절연막을 증착하고 절연막을 전면 식각하거나 또는 열처리하여 기판의 표면을 2차로 평탄화시킨다. 즉, 2차 평탄화용 절연막으로 산화막(71)과 질화막(73)과 고운산화막(75)의 다중절연막이 사용된다.Referring to FIG. 2 (d), an insulating film is deposited over the entire surface of the substrate, and the surface of the substrate is secondarily planarized by etching the entire surface of the insulating film or by heat treatment. That is, multiple insulating films of the oxide film 71, the nitride film 73, and the fine oxide film 75 are used as the insulating film for secondary planarization.
제2도 (e)를 참조하면, 캐패시터 노드가 형성될 부분의 1차 및 2차 평탄화용 절연막(63,71,73,75)를 제거하여 캐패시터 노드콘택(77)을 형성한다. 이때 캐패시터 노드콘택은 비트라인(70) 양측의 제2불순물영역(61-2)을 노출시킨다. 이어서, 기판 전면에 걸쳐 질화막(77)과 산화막(81)을 형성한후 에치백하여 캐패시터 노드콘택(77)의 양측벽에 제3스페이서(82)를 형성한다.Referring to FIG. 2E, the capacitor node contacts 77 are formed by removing the first and second planarization insulating layers 63, 71, 73, and 75 of the portion where the capacitor node is to be formed. At this time, the capacitor node contact exposes the second impurity regions 61-2 on both sides of the bit line 70. Subsequently, the nitride film 77 and the oxide film 81 are formed over the entire surface of the substrate and then etched back to form third spacers 82 on both sidewalls of the capacitor node contact 77.
제3스페이서(82)는 질화막(79)과 산화막(81)의 2중 구조로 형성되어 비트라인(70)과 후속공정에서 형성될 캐패시터이 스토리지노드와의 절연특성을 향상시켜 주기 위한 것이다.The third spacer 82 is formed in a double structure of the nitride film 79 and the oxide film 81 so that the capacitor to be formed in the bit line 70 and the subsequent process may improve the insulating property of the storage node.
이때, 제3스페이서(82)를 질화막(79)과 산화막(81)의 이중 구조로 만드는 이유는 단일의 산화막(81)만으로 형성할경우보다 N-O 구조로 형성할 경우에 비트라인과 스토리지노드간의 쇼트(short)가 발생하기 어렵기 때문이다.At this time, the reason why the third spacer 82 is formed into a double structure of the nitride film 79 and the oxide film 81 is that the short space between the bit line and the storage node is less than that of the single oxide film 81. (short) is difficult to occur.
제2도 (f)를 참조하면, 기판 전면에 걸쳐 스토리지용 1차 폴리실리콘막(83)을 증착하고, 필라(pillar)용 산화막(85)을 두껍게 형성한다.Referring to FIG. 2 (f), the primary polysilicon film 83 for storage is deposited over the entire surface of the substrate, and the oxide film 85 for pillars is thickly formed.
제2도 (g)를 참조하면, 캐패시터영역에 한정하여 산화막(85)과 1차 폴리실리콘막(83)을 패터닝한다. 이어서 스토리지노드용 2차 폴리실리콘막(87)을 기판 전면에 걸쳐 증착한다. 이어서, 상기 2차 폴리실리콘막(87)을 에치백하여 제2도 (h)와 같이 필라용 산화막(85)의 측벽에 제2폴리실리콘막(87)을 스페이서 형태로 형성한다. 따라서, 1차 폴리실리콘막(83)과 스페이서 형태의 2차 폴리실리콘막(87)이 연결되어 캐패시터의 U자형 스토리지노드(88)를 이루고, 이웃하는 스토리지노드(88)는 서로 격리되어진다.Referring to FIG. 2 (g), the oxide film 85 and the primary polysilicon film 83 are patterned only in the capacitor region. A secondary polysilicon film 87 for the storage node is then deposited over the entire substrate. Subsequently, the secondary polysilicon film 87 is etched back to form a second polysilicon film 87 in the form of a spacer on the sidewall of the pillar oxide film 85 as shown in FIG. Accordingly, the primary polysilicon layer 83 and the secondary polysilicon layer 87 in the form of a spacer are connected to form a U-shaped storage node 88 of the capacitor, and neighboring storage nodes 88 are separated from each other.
이어서, 제2도 (i)와 같이 스토리지노드를 형성하기 위한 폴리실리콘막 식각시 노출된 평탄화용 고온산화막(75)과 필라용 산화막(85)을 제거한다. 이때 평탄화용 고온산화막(75)을 제거하면 캐패시터의 면적을 더욱 더 증가시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 2 (i), the planarization high temperature oxide film 75 and the pillar oxide film 85 exposed during the polysilicon film etching for forming the storage node are removed. In this case, if the high temperature oxide film 75 for planarization is removed, the area of the capacitor may be further increased.
상기 산화막 제거공정시 평탄화용 질화막(73)과 제2스페이서(82)를 이루는 질화막(79)은 에칭 스토퍼로서 작용한다.In the oxide film removing process, the nitride film 79 forming the planarization nitride film 73 and the second spacer 82 serves as an etching stopper.
상기에서 필라용 산화막(85)뿐만아니라 스토리지노드(88) 하부의 평탄화용 고온산화막(75)도 제거하여 노풀되는 스토리지노드(88)의 면적이 극대화되므로 캐패시턴스의 증가에 유리하게 된다.The area of the storage node 88 is maximized by removing not only the pillar oxide layer 85 but also the planarization high temperature oxide layer 75 under the storage node 88, thereby facilitating an increase in capacitance.
최종적으로, 제2도(j)와 같이 노출된 스토리지노드(88)의 표면상에 캐패시터 전체막(89)을 형성하고, 기판 전면에 걸쳐 폴리실리콘막을 증착하여 플레이트노드(91)를 형성하여 DRAM셀의 커패시터를 완성한다. 이로써, 본발명의 DRAM셀이 얻어진다.Finally, as shown in FIG. 2 (j), the entire capacitor film 89 is formed on the exposed surface of the storage node 88, and a polysilicon film is deposited over the entire surface of the substrate to form a plate node 91. Complete the capacitor of the cell. Thus, the DRAM cell of the present invention is obtained.
제3도는 제2도의 노드콘택 프로파인 단면도를 도시한 것이다.3 illustrates a cross-sectional view of the node contact profile of FIG. 2.
노드콘택(77) 내부의 양측벽에 질화막(79)과 산화막(81)으로 되 이중의 스페이서가 형성되어 스토리지노드용 폴리실리콘막(83)과, 비트라인(70)과 게이트(57)간의 절연특성을 향상됨을 알 수 있다. 또한, 스토리지노드용 폴리실리콘막(83)이 노드콘택(77)에 완전히 오버랩되어 형성되었음을 알 수 있다.A double spacer is formed on both sidewalls of the node contact 77 to form the nitride film 79 and the oxide film 81 to insulate the polysilicon film 83 for the storage node from the bit line 70 and the gate 57. It can be seen that the characteristics are improved. In addition, it can be seen that the polysilicon layer 83 for the storage node is completely overlapped with the node contact 77.
상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 2회에 걸친 평탄화 공정을 수행하고, 비트라인 콘택과 캐패시터노드의 콘택에 스페이서를 형성하여 줌으로써, 미세 패턴의 셀제조시 안정적인 공정을 진행할 수 있을 뿐만아니라 디자인 룰(design rule)을 극소화시킴과 동시에 전국간의 절연 특성을 향상시킬 수 있다.First, the planarization process is performed twice, and spacers are formed on the contact of the bit line contact and the capacitor node so that not only a stable process can be performed when manufacturing a fine pattern cell but also the design rule is minimized. At the same time, it is possible to improve insulation between nations.
또한 캐패시터 노드콘택에 N-O구조의 스페이서가 형성되어 노드 형성 공정시 노드 콘택이 임의로 커지는 것을 방지할 수 있으므로 노드콘택 누설전류특성이 향상되고, 이로써 제품특성(리프레쉬증가)이 향상된다.In addition, since the N-O structure spacer is formed in the capacitor node contact to prevent the node contact from growing arbitrarily during the node formation process, the node contact leakage current characteristic is improved, thereby improving the product characteristic (increase in refresh rate).
둘째로, 캐패시터의 스토리지노드가 노드콘택을 완전히 오버랩되어 형성될 뿐만아나라 스페이서 형태로 형성된 3차원의 U자형 구조이고 스토리지노드 하부의 산화막의 제거로 인하여, 스토리지노드의 면적이 극대화되어 고집적소자에 유리한 대용량의 캐패시턴스 확보에 유리하다.Second, the storage node of the capacitor not only overlaps the node contact completely, but also has a three-dimensional U-shaped structure formed in the form of a spacer, and due to the removal of the oxide layer under the storage node, the area of the storage node is maximized to provide high integration. It is advantageous to secure an advantageous large capacity capacitance.
셋째로, 스토리지노드 형성후 필라용 산화막과 평탄화용 산화막의 제거공정시 질화막이 에치스톱퍼로 작용하여 질화막 하부의 산화막이 보호되므로 안정된 공정의 진행이 가능할 뿐만아니라 전극간의 절연특성을 더욱 더 향상시킬수 있다.Third, since the nitride film acts as an etch stopper during the removal of the pillar oxide film and the planarization oxide film after the formation of the storage node, the oxide film under the nitride film is protected, so that a stable process can be performed and the insulating properties between the electrodes can be further improved. .
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- 1994-11-19 KR KR1019940030490A patent/KR0151193B1/en not_active IP Right Cessation
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