JP4879476B2 - 階段形状のシリンダー型構造のキャパシタを有する半導体装置、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
103 素子分離膜
106 ゲート酸化膜パターン
109 ゲート導電膜パターン
112 ゲートマスク
115 第1スペーサ
118 ゲート構造物
121 第1コンタクト領域
124 第2コンタクト領域
127 ワードライン
130 第1層間絶縁膜
133 第1パッド
136 第2パッド
139 第2層間絶縁膜
142 第3層間絶縁膜
145 ビットライン導電膜パターン
148 ビットラインマスク
151 第2スペーサ
154 ビットライン
157 第4パッド
160 第4層間絶縁膜
163 エッチング阻止膜
166 モールド膜
169、212 ストレージノードマスク
172、215、262 開口
175、218、265 第3スペーサ
176、219 補償部材
178、221、268 第4コンタクトホール
179 第5コンタクトホール
185、224 犠牲膜
188、223、272 ストレージ電極パターン
190、227、275 ストレージ電極
193、230、278 誘電膜
196、234、281 プレート電極
200、240、290 キャパシタ
203、253 第1モールド膜
206、256 第2モールド膜
209、259 第3モールド膜
Claims (32)
- 上部が第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有するストレージ導電膜パターンと前記ストレージ導電膜パターン上部の第1面上に形成され、ストレージ導電膜パターンの損失を補償する補償部材とを含むストレージ電極と、
前記ストレージ導電膜パターン上部の第2面の真上に形成された誘電膜と、
前記誘電膜上に形成されたプレート電極と、を含み、
前記ストレージ導電膜パターン上部は前記誘電膜及び前記補償部材の間に形成され、
前記補償部材は、前記ストレージ電極を形成するためのエッチング工程を進行する場合に前記ストレージ電極の上部が薄くなる現象を防止することで前記ストレージ電極の構造的安定性を改善させ、
前記ストレージ電極は、第1厚さを有する上部、前記第1厚さより薄い第2厚さを有する中央部、及び前記第1厚さとほぼ同じ第3厚さを有する下部を備える
ことを特徴とするキャパシタ。 - 前記補償部材は、前記ストレージ導電膜パターンの上部に形成される
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記補償部材の側壁は、前記ストレージ導電膜パターンに付着され、前記補償部材の下部は、前記ストレージ導電膜パターンにより支持される
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ導電膜パターンと前記補償部材は、同じ物質からなる
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ導電膜パターンと前記補償部材は、一体で形成される
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ電極は、シリンダー形状を有する
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ電極の前記上部及び前記下部は、同じ厚さを有し、前記ストレージ電極の前記中央部は、前記上部及び前記下部に対して薄い厚さを有する
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ電極は、前記下部が基板内部方向に向かって突出した
ことを特徴とする請求項1記載のキャパシタ。 - 上部が第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有するシリンダー型ストレージ導電膜パターン及び前記ストレージ導電膜パターン上部の第1面上に形成されて前記ストレージ導電膜パターン上部を囲む構造物を具備するストレージ電極と、
前記ストレージ導電膜パターン上部の第2面のすぐ上に形成された誘電膜と、
前記誘電膜上に形成されたプレート電極と、を含み、
前記ストレージ導電膜パターン上部は前記誘電膜及び前記補償部材の間に形成され、
前記構造物は、前記ストレージ電極を形成するためのエッチング工程を進行する場合に前記ストレージ電極の上部が薄くなる現象を防止することで前記ストレージ電極の構造的安定性を改善させ、
前記ストレージ電極は、第1厚さを有する上部、前記第1厚さより薄い第2厚さを有する中央部、及び前記第1厚さとほぼ同じ第3厚さを有する下部を備える
ことを特徴とするキャパシタ。 - 前記構造物は、前記ストレージ導電膜パターンと一体で形成される
ことを特徴とする請求項9記載のキャパシタ。 - 前記ストレージ導電膜パターンの前記ストレージ電極の下部は、基板内部方向に突出した構造を有する
ことを特徴とする請求項9記載のキャパシタ。 - 半導体基板上にコンタクト領域を形成する段階と、
前記半導体基板上に少なくとも一つのモールド膜を形成する段階と、
前記モールド膜のうち、前記コンタクト領域が位置する部分にストレージ導電膜パターンの損失を補償する補償部材を形成する段階と、
前記補償部材の内壁及び前記コンタクト領域を露出させるコンタクトホールを形成する段階と、
前記補償部材の内壁、前記コンタクトホールの内壁、及び前記コンタクト領域上にストレージ導電膜パターンを形成する段階と、
少なくとも2回のエッチング工程で前記モールド膜を除去して、前記補償部材及び前記ストレージ導電膜パターンを含むストレージ電極を、第1厚さを有する上部、前記第1厚さより薄い第2厚さを有する中央部、及び前記第1厚さとほぼ同じ第3厚さを有する下部を含むように形成する段階と、
この時、前記ストレージ導電膜パターンの上部は第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有し、前記補償部材は前記ストレージ導電膜パターン上部の第1面上に形成され、
前記ストレージ導電膜パターン上部の第2面の真上に誘電膜を形成し、前記ストレージ導電膜パターン上部が前記誘電膜及び前記補償部材の間に形成されるようにする段階と、
前記誘電膜上にプレート電極を形成する段階と、を含み、
前記補償部材は、前記ストレージ電極を形成するためのエッチング工程を進行する場合に前記ストレージ電極の上部が薄くなる現象を防止することで前記ストレージ電極の構造的安定性を改善させる
ことを特徴とするキャパシタの製造方法。 - 前記補償部材を形成する段階は、
前記モールド膜上にストレージノードマスクを形成する段階と、
前記ストレージノードマスクを用いて前記モールド膜を部分的にエッチングして、前記モールド膜に開口を形成する段階と、
前記開口の内壁に前記補償部材を形成する段階と、を更に含む
ことを特徴とする請求項12記載のキャパシタの製造方法。 - 前記補償部材を形成する段階は、
前記開口の内壁及び前記ストレージノードマスク上に導電膜を形成する段階と、
前記導電膜を異方性エッチングして前記開口の内壁にスペーサを形成する段階と、
前記ストレージ導電膜パターンを形成した後、前記ストレージノードマスク及び前記スペーサの上部を除去して、前記ストレージ導電膜パターンの外側上部に前記補償部材を形成する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項13記載のキャパシタの製造方法。 - 前記ストレージ導電膜パターンを形成する段階は、前記コンタクトホールの直径を拡張させる段階後に行われる
ことを特徴とする請求項12記載のキャパシタの製造方法。 - 前記コンタクトホールの直径を拡張させる段階は、前記モールド膜が形成された前記半導体基板を洗浄する段階を更に含む
ことを特徴とする請求項15記載のキャパシタの製造方法。 - 前記半導体基板を洗浄する段階は、脱イオン水及びアンモニア、又は硫酸を含む洗浄液を用いて行われる
ことを特徴とする請求項16記載のキャパシタの製造方法。 - 前記ストレージ導電膜パターンを形成する段階は、前記コンタクトホールを満たしながら前記ストレージ導電膜パターン上に犠牲膜を形成する段階を更に含む
ことを特徴とする請求項15記載のキャパシタの製造方法。 - 前記補償部材及び前記ストレージ導電膜パターンは、同じ物質を用いて形成される
ことを特徴とする請求項12記載のキャパシタの製造方法。 - 前記補償部材及び前記ストレージ導電膜パターンは、ドーピングされたシリコン又は金属を含む
ことを特徴とする請求項19記載のキャパシタの製造方法。 - 前記モールド膜を除去する段階は、ドライエッチング工程を用いて行われる
ことを特徴とする請求項12記載のキャパシタの製造方法。 - 前記ドライエッチング工程は、第1エッチングガス及び第2エッチングガスを用いる
ことを特徴とする請求項21記載のキャパシタの製造方法。 - 前記第1ガスはフッ化水素及び水蒸気を含み、前記第2ガスは四フッ化炭素及び酸素を含む
ことを特徴とする請求項22記載のキャパシタの製造方法。 - 第1及び第2コンタクト領域が形成された基板と、
前記第2コンタクト領域に電気的に連結されるビットラインと、
前記第1コンタクト領域に電気的に連結され、上部が第1面及び第1面の反対側の第2面を有するストレージ導電膜パターンと、前記ストレージ導電膜パターンの第1面上に形成されて、前記ストレージ導電膜パターンの上部を囲む補償部材を具備するストレージ電極と、
前記ストレージ導電膜パターンの第2面の真上に形成された誘電膜と、
前記誘電膜上に形成されたプレート電極と、を含み、
前記ストレージ導電膜パターン上部は前記誘電膜及び前記補償部材の間に形成され、
前記補償部材は、前記ストレージ電極を形成するためのエッチング工程を進行する場合に前記ストレージ電極の上部が薄くなる現象を防止することで前記ストレージ電極の構造的安定性を改善させ、
前記ストレージ電極は、第1厚さを有する上部、前記第1厚さより薄い第2厚さを有する中央部、及び前記第1厚さとほぼ同じ第3厚さを有する下部を備える
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記補償部材と前記ストレージ導電膜パターンは、一体で形成される
ことを特徴とする請求項24記載の半導体装置。 - 前記補償部材の側壁は、前記ストレージ導電膜パターンに付着され、前記補償部材の下部は、前記ストレージ導電膜パターンにより支持される
ことを特徴とする請求項24記載の半導体装置。 - 前記ストレージ電極はシリンダー形状を有し、前記ストレージ電極の前記下部が基板内部方向に向かって突出した
ことを特徴とする請求項24記載の半導体装置。 - 半導体基板上に第1及び第2コンタクト領域を形成する段階と、
前記第2コンタクト領域に電気的に連結されるビットラインを形成する段階と、
前記ビットラインを含む半導体基板上に少なくとも一つのモールド膜を形成する段階と、
前記モールド膜のうち、前記第1コンタクト領域が位置する部分にストレージ導電膜パターンの損失を補償する補償部材を形成する段階と、
前記補償部材の内壁及び前記第1コンタクト領域を露出させるコンタクトホールを形成する段階と、
前記コンタクトホールの内面に、前記第1コンタクト領域に電気的に連結されるストレージ導電膜パターンを形成する段階と、
数回のエッチング工程を通じて前記モールド膜を除去して、前記補償部材及び前記ストレージ導電膜パターンを含むストレージ電極を、第1厚さを有する上部、前記第1厚さより薄い第2厚さを有する中央部、及び前記第1厚さとほぼ同じ第3厚さを有する下部を含むように形成する段階と、
この時、前記ストレージ導電膜パターンの上部は第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有し、前記補償部材は前記ストレージ導電膜パターン上部の第1面上に形成され、
前記ストレージ導電膜パターン上部の第2面の真上に誘電膜を形成し、前記ストレージ導電膜パターン上部は前記誘電膜及び前記補償部材の間に形成されるようにする段階と、
前記誘電膜上にプレート電極を形成する段階と、を含み、
前記補償部材は、前記ストレージ電極を形成するためのエッチング工程を進行する場合に前記ストレージ電極の上部が薄くなる現象を防止することで前記ストレージ電極の構造的安定性を改善させ、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記補償部材を形成する段階は、
前記モールド膜上にストレージノードマスクを形成する段階と、
前記ストレージノードマスクを用いて前記モールド膜を部分的にエッチングして前記モールド膜に開口を形成する段階と、
前記開口の内壁及び前記ストレージノードマスク上に導電膜を形成する段階と、
前記導電膜を異方性エッチングして前記開口の内壁にスペーサを形成する段階と、
前記ストレージ導電膜パターンを形成した後、前記ストレージノードマスク及び前記スペーサの上部を除去して、前記ストレージ導電膜パターンの外側上部に前記補償部材を形成する段階と、を更に含む
ことを特徴とする請求項28記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ストレージ導電膜パターンを形成する段階は、前記半導体基板を洗浄して前記コンタクトホールの直径を拡張させる段階後に行われる
ことを特徴とする請求項28記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ストレージ導電膜パターンを形成する段階は、前記コンタクトホールを満たしながら前記ストレージ導電膜パターン上に犠牲膜を形成する段階を更に含む
ことを特徴とする請求項28記載の半導体装置の製造方法。 - 前記モールド膜は、フッ化水素(HF)及び水蒸気(H 2 O)を含む第1エッチングガス及び四フッ化炭素(CF 4 )及び酸素(O 2 )を含む第2エッチングガスを連続的に用いるドライエッチング工程で除去される
ことを特徴とする請求項28記載の半導体装置の製造方法。
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