KR100972864B1 - 반도체 메모리 소자 및 반도체 메모리 소자의 캐패시터형성방법 - Google Patents
반도체 메모리 소자 및 반도체 메모리 소자의 캐패시터형성방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (27)
- 반도체기판 상의 층간절연막에 형성된 컨택홀;상기 컨택홀의 바닥면에 형성된 장벽층;상기 컨택홀의 나머지 부분을 채우는 도전막으로 이루어진 제1 스토리지 노드 컨택;상기 제1 스토리지 노드 컨택이 형성된 결과물 상에, 상기 제1 스토리지 노드 컨택과 일정 간격 쉬프트되도록 형성된 제2 스토리지 노드 컨택;상기 제2 스토리지 노드 컨택 사이에 형성된 절연막;상기 제2 스토리지 노드 컨택과 접속되며 셀 단위로 분리된 스토리지 전극; 및상기 스토리지 전극을 감싸는 유전체막 및 플레이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제1항에 있어서,상기 장벽층은 티타늄실리사이드(TiSi2), 코발트실리사이드(CoSi2) 또는 텅스텐실리사이드(WSi) 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1 스토리지 노드 컨택 및 제2 스토리지 노드 컨택은 금속, 금속 질화물 또는 금속 산화물 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제3항에 있어서,상기 제1 스토리지 노드 컨택 및 제2 스토리지 노드 컨택은,티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 텅스텐(W), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2 스토리지 노드 컨택 사이에 형성된 절연막은 질화막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2 스토리지 노드 컨택 사이에 형성된 절연막은,상기 스토리지 전극을 지지하여 스토리지 전극의 기울어짐 또는 쓰러짐을 방 지할 수 있도록 상기 스토리지 전극의 하부까지 연장된 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 제1항에 있어서,상기 스토리지 전극은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자.
- 반도체기판 상에 형성된 제1 층간절연막에 제1 컨택홀을 형성하는 단계;상기 제1 컨택홀의 바닥면에 장벽층을 형성하는 단계;상기 제1 컨택홀을 채우는 제1 스토리지 노드 컨택을 형성하는 단계;제1 스토리지 노드 컨택이 형성된 결과물 상에 제2 층간절연막을 형성하는 단계;상기 제1 스토리지 노드 컨택의 일부를 노출시키는 제2 컨택홀을 형성하는 단계;상기 제2 컨택홀을 채우는 제2 스토리지 노드 컨택을 형성하는 단계;제2 스토리지 노드 컨택이 형성된 결과물 상에 희생막을 형성하는 단계;상기 제2 스토리지 노드 컨택이 노출되도록 상기 희생막을 식각하는 단계;상기 희생막을 식각한 결과물 상에, 셀 단위로 분리된 실린더형 스토리지 전극을 형성하는 단계;상기 희생막을 딥-아웃하여 제거하는 단계; 및상기 스토리지 전극을 감싸는 유전체막 및 플레이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제8항에 있어서,상기 제1 컨택홀의 바닥면에 장벽층을 형성하는 단계는,상기 제1 컨택홀의 바닥면에 실리사이드용 금속막을 증착하는 단계와,상기 실리사이드용 금속막을 열처리하여 금속 실리사이드를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제9항에 있어서,상기 금속막을 열처리하는 단계는,700 ∼ 900℃의 온도와 질소가스(N2) 분위기에서 10초 ∼ 300초 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제9항에 있어서,상기 실리사이드용 금속막으로 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 또는 코발트(Co) 중의 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제8항에 있어서,상기 제1 스토리지 노드 컨택은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 텅스텐(W), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제8항에 있어서,상기 제2 스토리지 노드 컨택은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 텅스텐(W), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제8항에 있어서,상기 희생막을 형성하는 단계 전에,상기 희생막 하부에 식각정지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 캐패시터 형성방법.
- 제14항에 있어서,상기 희생막은 산화막으로 형성하고,상기 식각정지막은 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제8항에 있어서,상기 스토리지 전극은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 반도체기판 상에 형성된 제1 층간절연막에 제1 컨택홀을 형성하는 단계;상기 제1 컨택홀을 도전막으로 매립하여 제1 스토리지 노드 컨택을 형성하는 단계;제1 스토리지 노드 컨택이 형성된 결과물 상에 제2 층간절연막을 형성하는 단계;상기 제1 스토리지 노드 컨택의 일부를 노출시키는 제2 컨택홀을 형성하는 단계;상기 제2 컨택홀을 매립하여 제2 스토리지 노드 컨택을 형성하는 단계;상기 제2 층간절연막을 제거하는 단계;상기 제2 층간절연막이 제거된 결과물 상에 식각정지막을 형성하는 단계;상기 식각정지막 상에 희생막을 형성하는 단계;상기 제2 스토리지 노드 컨택이 노출되도록 상기 희생막 및 식각정지막을 패터닝하는 단계;셀 단위로 분리된 스토리지 전극을 형성하는 단계;상기 희생막을 딥-아웃하여 제거하는 단계; 및상기 스토리지 전극을 감싸는 유전체막 및 플레이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 제1 컨택홀의 바닥면에 장벽층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리소자의 캐패시터 형성방법.
- 제18항에 있어서,상기 제1 컨택홀의 바닥면에 장벽층을 형성하는 단계는,상기 제1 컨택홀의 바닥면에 실리사이드용 금속막을 형성하는 단계와,상기 실리사이드용 금속막을 열처리하여 금속 실리사이드를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제19항에 있어서,상기 실리사이드용 금속막을 열처리하는 단계는,700 ∼ 900℃의 온도와 질소가스(N2) 분위기에서 10초 ∼ 300초 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제19항에 있어서,상기 실리사이드용 금속막은 티타늄(Ti), 코발트(Co), 또는 텅스텐(W) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 제1 스토리지 노드 컨택은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 텅스텐(W), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 제2 스토리지 노드 컨택은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이 드(TaN), 텅스텐(W), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 식각정지막을 형성하는 단계 후,상기 식각정지막에 대해 에치백 또는 화학적기계적연마(CMP) 공정을 실시하여 상기 제2 스토리지 노드 컨택을 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 식각정지막을 형성하는 단계에서,상기 식각정지막을 상기 제2 스토리 노드 컨택의 높이보다 높게 형성하여, 상기 희생막 및 식각정지막 패터닝 후 상기 스토리지 전극 사이에 상기 식각정지막의 일부가 잔류하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 희생막은 산화막으로 형성하고,식각정지막은 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
- 제17항에 있어서,상기 스토리지 전극은 티타늄나이트라이드(TiN), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 하프늄나이트라이드(HfN), 루테늄(Ru), 루테늄옥사이드(RuO2), 백금(Pt), 이리듐(Ir) 또는 이리듐옥사이드(IrO) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 소자의 캐패시터 형성방법.
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