KR20080068411A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
반도체 소자 및 그 제조 방법이 제공된다. 반도체 소자는 소자 분리막에 의해 활성 영역들이 정의된 반도체 기판, 활성 영역들과 각각 접하며, 하부로 갈수록 폭이 증가하는 사다리꼴 형상을 갖는 다수의 콘택, 각 콘택 상에 정렬된 다수의 도전 라인 및 콘택들 사이를 채우는 층간 절연막을 포함한다.A semiconductor device and a method of manufacturing the same are provided. The semiconductor device contacts a semiconductor substrate in which active regions are defined by an isolation layer, active regions, and a plurality of contacts having a trapezoidal shape that increases in width downward, and a plurality of conductive lines and contacts arranged on each contact. It includes an interlayer insulating film filling the gap.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 평면도이다.1 is a plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도로서, 도 1의 A-A' 및 B-B' 선을 따라 자른 단면도이다. 2A and 2B are cross-sectional views of semiconductor devices according to example embodiments, taken along lines A-A 'and B-B' of FIG. 1.
도 3a 내지 도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들로서, 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면도들이다. 3A through 11A are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with some embodiments of the present inventive concept. FIG. 3A through 11A are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 1.
도 3b 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들로서, 도 1의 B-B' 선을 따라 자른 단면도들이다. 3B through 11B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention, and are taken along the line BB ′ of FIG. 1.
<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
104: 활성 영역 106, 106s, 106d: 소스/드레인 영역104:
110: 게이트 절연막 120: 게이트 라인110: gate insulating film 120: gate line
130: 제 1 층간 절연막 132: 제 1 절연막130: first interlayer insulating film 132: first insulating film
134: 제 2 절연막 142: 공통 소스 라인134: second insulating film 142: common source line
144: 제 1 트렌치 146: 제 1 라인 패턴144: first trench 146: first line pattern
150: 제 2 층간 절연막 152: 제 2 트렌치150: second interlayer insulating film 152: second trench
154: 제 2 라인 패턴 160: 콘택 형성용 라인 패턴154: second line pattern 160: line pattern for forming a contact
162: 비트 라인용 콘택 170: 비트 라인162: bit line contact 170: bit line
180: 마스크 190: 제 3 층간 절연막180 mask 190: third interlayer insulating film
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비트 라인 콘택의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 활성 영역, 비트 라인 콘택 및 비트 라인 간의 오정렬을 방지할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 소자와 소자 또는 층과 층을 연결시키기 위한 콘택의 크기는 감소하는 반면, 층간 절연막의 두께는 증가하고 있다. 이러한 콘택은 일반적으로 절연막의 소정 영역을 식각하여 콘택 홀을 형성하고, 콘택 홀 내에 도전 물질을 매립하여 형성하고 있다. As the degree of integration of a semiconductor device increases, the size of the contact for connecting the device and the device or the layer and the layer decreases while the thickness of the interlayer insulating film increases. In general, such a contact is formed by etching a predetermined region of the insulating layer to form a contact hole, and filling a conductive material in the contact hole.
그런데, 반도체 소자의 집적도 증가함에 따라 콘택을 형성시, 콘택 홀의 어스펙트 비(aspect ratio)가 증가하여 콘택 홀의 정렬 마진(alignment margin)이 감소한다. 즉, 하부로 갈수록 콘택 홀의 폭이 점차 작아지거나, 콘택 홀이 완전히 오픈되지 않을 수 있다. 따라서 콘택의 저항이 증가할 수 있으며, 반도체 소자의 특성을 변화시킬 수 있다. However, when forming a contact as the degree of integration of a semiconductor device increases, an aspect ratio of the contact hole increases, thereby decreasing an alignment margin of the contact hole. That is, the width of the contact hole may gradually decrease toward the lower portion, or the contact hole may not be completely opened. Therefore, the resistance of the contact can be increased and the characteristics of the semiconductor device can be changed.
그러므로 콘택 홀의 하부 폭을 확보하기 위해서 콘택 홀의 사이즈를 증가시 키다 보면, 콘택 홀의 상부 폭 또한 증가하여 인접하는 콘택 홀들 간에 연결될 수 있으며, 이는 콘택들 간의 브릿지 현상의 원인이 된다. Therefore, when the size of the contact hole is increased to secure the lower width of the contact hole, the upper width of the contact hole may also increase to be connected between adjacent contact holes, which causes a bridge phenomenon between the contacts.
또한, 서로 전기적으로 연결되는 활성 영역, 비트 라인 콘택 및 비트 라인을 형성할 때, 각각 별개로 형성하기 때문에 활성 영역, 비트 라인 콘택 및 비트 라인 간에 오정렬(mis-align)이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 콘택 홀 형성시 오버 에치(over etch)로 인해 활성 영역으로의 누설 전류를 발생시킬 수 있으며, 비트 라인 콘택의 저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 비트 라인과 옆의 다른 비트 라인 콘택과의 브릿지를 발생시킬 수 있다. In addition, when forming the active region, the bit line contact, and the bit line electrically connected to each other, since they are formed separately, misalignment may occur between the active region, the bit line contact, and the bit line. This phenomenon may generate a leakage current into the active region due to over etch when forming the contact hole, and may increase the resistance of the bit line contact. It is also possible to generate a bridge between the bit line and another bit line contact next to it.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비트 라인 콘택의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 활성 영역, 비트 라인 콘택 및 비트 라인 간의 오정렬을 방지할 수 있는 반도체 소자에 관한 것이다. SUMMARY The present invention is directed to a semiconductor device capable of increasing the contact area of a bit line contact and preventing misalignment between an active region, a bit line contact, and a bit line.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이러한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는데 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing such a semiconductor 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 소자는 소자 분리막에 의해 활성 영역들이 정의된 반도체 기판, 활성 영역들과 각각 접하며, 하부로 갈수록 폭이 증가하는 사다리꼴 형상을 갖는 다수의 콘택, 각 콘택 상에 정렬된 다수의 도전 라인 및 콘택들 사이를 채우는 층간 절연막을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention contacts a semiconductor substrate and active regions in which active regions are defined by device isolation layers, and has a plurality of trapezoidal shapes that increase in width downward. A contact, a plurality of conductive lines arranged on each contact, and an interlayer insulating film that fills between the contacts.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 반도체 기판 내에 소자 분리막을 형성하여 활성 영역들을 정의하고, 반도체 기판 상에 제 1 층간 절연막을 형성하고, 콘택들이 형성될 소정 영역의 제 1 층간 절연막에 상기 반도체 기판을 라인 형태로 노출시키는 트렌치를 형성하고, 트렌치 내에 도전 물질을 충진시켜 라인 패턴을 형성하고, 활성 영역 상부에 위치하고, 라인 패턴을 가로지르며 서로 평행하는 도전 라인들을 형성하고, 도전 라인들을 식각 마스크로 이용하여 라인 패턴을 반도체 기판이 노출될 때까지 식각하여 콘택들을 형성하고, 콘택들 사이를 충진시키는 제 2 층간 절연막을 형성하는 것을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention forms an isolation layer in a semiconductor substrate to define active regions, a first interlayer insulating layer is formed on the semiconductor substrate, and contacts are formed. A trench for exposing the semiconductor substrate in a line form is formed in a first interlayer insulating film of a predetermined region to be formed, and a conductive material is filled in the trench to form a line pattern, and is positioned above the active region, and crosses the line pattern, Forming conductive lines, etching the line pattern until the semiconductor substrate is exposed using the conductive lines as an etch mask to form contacts, and forming a second interlayer insulating layer filling the contacts.
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.
본 발명은 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory), ROM(read only memory), 플래시(falsh) 메모리 장치 등과 같은 반도체 소자에 적용될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 NAND형 플래시 메모리 장치를 예로 들어 설명한다. The present invention can be applied to a semiconductor device such as a dynamic random access memory (DRAM), a static random access memory (SRAM), a read only memory (ROM), a flash memory device, and the like, and in one embodiment of the present invention, a NAND type A flash memory device will be described as an example.
이하, 도 1, 도 2a 내지 도 11a 및 도 2b 내지 도 11b를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2A to 11A, and 2B to 11B.
먼저, 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.First, a structure of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2A, and 2B.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 레이아웃도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 단면도로서, 도 2의 셀 영역은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 자른 단면도이다. 1 is a layout view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, wherein the cell region of FIG. 2 is taken along the line II-II 'of FIG. 1. It is a cross-sectional view.
도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)은 소자 분리막(102)에 의해 활성 영역(104)이 정의되어 있다. 활성 영역(104)들은 라인 형태로서 서로 평행하게 위치하며, 활성 영역(104)들 상에는 게이트 절연막(110)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the
이러한 반도체 기판(100) 상에는 활성 영역(104)들을 가로지르는 게이트 라인(120)들이 서로 평행하게 위치하며, 게이트 라인(120)들은 스트링 선택 라인(SSL), 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn) 및 접지 선택 라인(GSL)들로 구분할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 스트링 선택 라인(SSL)과 접지 선택 라인(GSL)들 사 이에 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn)들이 위치하고 있으며, 다수의 메모리 셀 어레이를 형성할 때, 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn)들과 바깥에 위치하는 스트링 선택 라인(SSL) 및 접지 선택 라인(GSL)을 구비하여 하나의 메모리 단위로서 스트링(string)을 구성한다. The
그리고, 워드 라인(WL0 …… WLn)들 사이의 활성 영역(104) 내에 소스/드레인 영역(106)이 형성되어 있으며, 접지 선택 라인(GSL) 바깥의 활성 영역(104)에는 스트링의 소스 영역(106s)이 위치하고, 스트링 선택 라인(SSL) 바깥의 활성 영역에는 스트링의 드레인 영역(106d)이 위치한다. The word line WL 0 ... A source /
이러한 스트링 선택 라인(SSL), 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn) 및 접지 선택 라인(GSL)들은 스택 게이트 구조를 갖는다. 보다 자세히 설명하면, 게이트 라인(120)은 게이트 절연막(110), 플로팅 게이트(122), 유전막(124), 컨트롤 게이트(126a, 126b) 및 캡핑막(128)이 적층된 구조를 갖는다. The string select line SSL and the plurality of word lines WL 0 … … WL n and ground select lines GSL have a stack gate structure. In more detail, the
그리고, 반도체 기판(100) 상에는 스트링 선택 라인(SSL), 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn) 및 접지 선택 라인(GSL)들을 덮는 제 1 층간 절연막(130)이 위치한다. 여기서, 제 1 층간 절연막(130)은 스트링 선택 라인(SSL), 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn) 및 접지 선택 라인(GSL)들을 컨포말하게 덮는 제 1 절연막(132)과, 제 1 절연막(132) 상에 위치하며 상부가 평탄화된 제 2 절연막(134)으로 이루어질 수 있다. The string selection line SSL and the plurality of word lines WL 0 are formed on the semiconductor substrate 100. … … A first
이러한 제 1 층간 절연막(130)에는 인접하는 접지 선택 라인(GSL)들 사이에, 접지 선택 라인(GSL)과 평행하게 형성된 공통 소스 라인(CSL)이 형성되어 있다. 공통 소스 라인(CSL)은 접지 선택 라인(GSL)들 사이에 형성되어 있는 소스 영역(106s)과 전기적으로 연결된다. The first
이와 같이, 공통 소스 라인(CSL)을 포함하는 제 1 층간 절연막(130) 상에 제 2 층간 절연막(150)이 위치하며, 제 2 층간 절연막(150) 상에는 하부의 공통 소스 라인(CSL) 및 워드 라인(WL0 …… WLn)들과 수직하게 위치하는 비트 라인(170)들이 형성되어 있다. 각 비트 라인(170)들은 하부에 위치하는 비트 라인용 콘택(162)에 의해 인접한 스트링 선택 라인(SSL)들 사이의 드레인 영역(106d)들과 전기적으로 연결된다. As such, the second
그리고, 비트 라인(170) 하부에서 제 1 및 제 2 층간 절연막(130, 150)을 관통하는 비트 라인용 콘택(DC)은 비트 라인(170)에 대하여 자기 정렬(self-align)되어 있다. 이러한 비트 라인용 콘택(162)은 사다리꼴 형태를 갖도록 형성되어 있어 상부 폭보다 큰 하부 폭을 갖는다. 따라서 비트 라인용 콘택(162)과 활성 영역(104) 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있으며, 비트 라인용 콘택(162)과 활성 영역(104) 간의 오정렬 발생을 줄일 수 있다. The bit line contact DC penetrating the first and second
이하, 도 2a 내지 도 11a 및 도 2b 내지 도 11b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 11A and 2B to 11B.
도 3a 내지 도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법 을 단계별로 나타낸 단면도들로서, 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면도들이다. 도 3b 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들로서, 도 1의 B-B' 선을 따라 자른 단면도들이다. 3A through 11A are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with some embodiments of the present inventive concept. FIG. 3A through 11A are cross-sectional views taken along the line AA ′ of FIG. 1. 3B through 11B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention, and are taken along the line BB ′ of FIG. 1.
먼저, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 공정 또는 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 수행하여 활성 영역(104)을 정의하는 소자 분리막(102)을 형성한다. 소자 분리막(102)은 활성 영역(104)들을 일방향으로 연장되고 서로 평행한 라인 형상으로 정의한다. First, as shown in FIGS. 3A and 3B, an
그리고 나서, 활성 영역(104)의 상면에 게이트 절연막(110)을 형성한 다음, 반도체 기판(100) 상에 활성 영역(104)을 가로지르며 일 방향으로 연장된 다수의 게이트 라인(120)들을 형성한다. 다수의 게이트 라인(120)들은 서로 소정 간격 이격되어 평행하게 형성되며, 스트링 선택 라인(SSL), 다수의 워드 라인(WL0 …… WLn) 및 접지 선택 라인(GSL)들로 구분될 수 있다. Then, the
게이트 라인(120)들의 형성 방법에 대해 상세히 설명하면, 활성 영역(104) 상면에 실리콘 산화막으로 이루어진 게이트 절연막(110)을 형성하고, 게이트 절연막(110)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 플로팅 게이트용 도전막(122), 유전막(124), 컨트롤 게이트용 도전막(126a, 126b) 및 캡핑막(128)을 순착적으로 적층한다. A method of forming the
이 때, 플로팅 게이트용 도전막(122)은 폴리 실리콘막을 증착하여 형성할 수 있으며, 유전막(124)은 ONO(Oxide/Nitride/Oxide)막으로 형성할 수 있다. 그리고 컨트롤 게이트용 도전막은 폴리실리콘막(126a) 및 금속 실리사이드막(126b)을 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 캡핑막(128)으로는 실리콘 질화막을 증착하여 형성할 수 있다. In this case, the floating gate
그리고 나서, 캡핑막(128)을 패터닝하여 식각 마스크를 형성한 다음, 식각 마스크를 이용하여 반도체 기판(100)이 노출될 때까지 순차적으로 컨트롤 게이트용 도전막(126a, 126b), 유전막(124) 및 플로팅 게이트용 도전막(122)을 식각하여 다수의 게이트 라인(120)들을 형성한다. 이 때, 게이트 라인(120)들은 반도체 기판(100)의 활성 영역(104)들과 수직한다.Then, the
반도체 기판(100) 상에 게이트 라인(120)들을 형성한 다음에는, 게이트 라인(120)들을 이온주입 마스크로 이용하여 반도체 기판(100)의 활성 영역(104) 내에 소스/드레인 영역(106, 106d, 106s)들을 형성한다. After the
그리고 나서, 반도체 기판(100) 상에 게이트 라인(120)들을 덮는 제 1 층간 절연막(130)을 형성한다. 여기서 제 1 층간 절연막(130)은 제 1 절연막(132) 및 제 2 절연막(134)으로 형성될 수 있다. 즉, 다수의 게이트 라인(120)들이 형성된 반도체 기판(100) 상에 컨포말하게 제 1 절연막(132)을 먼저 형성한다. 이 때, 제 1 절연막(132)은 게이트 라인(120)들 사이를 충분히 매립시킬 수 있도록 매립 특성이 좋은 절연 물질로 형성할 수 있다. 따라서, 스트링 선택 라인(SSL)과 접지 선택 라인(GSL) 사이에 위치하는 워드 라인(WL0 …… WLn)들은 간격이 좁게 형성되어 있으므로, 워드 라인(WL0 …… WLn)들 사이에 제 1 절연막(132)이 매립될 수 있다. 이러 한 제 1 절연막(132)은 예를 들어 BPSG(BoroPhosphoSilicate Glass), PE-TEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate), HDP(High Density Plasma) 또는 USG(Undoped Silicate Glass)등과 같은 물질로 이루어질 수 있다.Then, a first
이 후, 제 1 절연막(132) 상에 제 2 절연막(134)을 충분한 두께로 증착하고 상부를 평탄화하여 제 1 층간 절연막(130)을 완성한다. Thereafter, the second
다음으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 접지 선택 라인(GSL)들 사이의 활성 영역(104)이 노출될 수 있도록 제 1 층간 절연막(130)에 트렌치를 형성한다. 여기서 트렌치는 접지 선택 라인(GSL)들과 평행하게 형성된다. 그리고 나서 트렌치 내에 W, Al 또는 Cu와 같은 금속 물질을 매립하여 공통 소스 라인(142)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, trenches are formed in the first
이어서 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 층간 절연막(130)에 비트 라인용 콘택들이 형성될 영역을 노출시키는 제 1 트렌치(144)를 형성한다. 즉, 스트링 선택 라인(SSL)들 사이의 반도체 기판(100)을 노출시키도록 라인 형태의 제 1 트렌치(144)를 형성한다. 그리고 나서, 제 1 트렌치(144)가 매립되도록 폴리 실리콘막을 제 1 층간 절연(130)막 상에 증착하고, 제 1 층간 절연막(130)이 노출될 때까지 폴리실리콘막을 전면 식각하여 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 라인 패턴(146)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a
그리고 나서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 공통 소스 라인(CSL) 및 제 1 라인 패턴(146)이 형성된 제 1 층간 절연막(130) 상에 제 2 층간 절연막(150)을 형성한다. 7A and 7B, a second
그리고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 제 1 층간 절연막(130)에 형성된 제 1 라인 패턴(146)의 상면을 노출시키도록 제 2 층간 절연막(150)의 소정 영역을 식각하여 제 2 트렌치(152)를 형성한다. 8A and 8B, a predetermined region of the second
이 후, 제 2 트렌치(152)를 매립시키도록 제 2 층간 절연막(150) 상에 폴리 실리콘막을 증착하고, 제 2 층간 절연막(150)이 노출될 때까지 평탄화함으로써 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 1 라인 패턴(146) 상에 제 2 라인 패턴(154)을 형성한다. 이에 따라 스트링 선택 라인(SSL) 사이의 반도체 기판(100)과 접촉하는 콘택 형성용 라인 패턴(160)이 완성된다. Thereafter, a polysilicon film is deposited on the second
본 발명의 일 실시예에서는 라인 패턴을 제 1 및 제 2 층간 절연막(130, 150)에 나눠서 형성하는 것으로 설명하였으나, 제 2 층간 절연막까지 형성한 다음, 제 1 및 제 2 층간 절연막에 걸쳐 라인 형태의 트렌치를 형성하고, 트렌치 내에 폴리 실리콘막을 매립하여 형성할 수도 있을 것이다. In the exemplary embodiment of the present invention, the line pattern is formed by dividing the first and second
다음으로, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 2 층간 절연막(150) 및 콘택 형성용 라인 패턴(160) 상에 배리어막(172), 비트 라인용 도전막(174) 및 캡핑막(176)을 순차적으로 적층한다. 여기서, 배리어막(172)은 비트 라인용 도전(174)막을 W, Cu 또는 Al과 같은 도전막으로 형성할 경우, 금속 물질의 확산을 방지하고 콘택 저항을 감소시키기 위해 Ta, TaN, TaSiN, Ti, TiN, TiSiN, W, WN 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 그리고 캡핑막(176)은 비트 라인을 형성하기 위한 하드 마스크로 이용하기 위해 질화막으로 형성할 수 있다. Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, the
이 후, 캡핑막(176)을 패터닝하여 비트 라인용 도전막(174) 및 배리어 막(172)을 식각함으로써 하부의 게이트 라인(120)들과 수직하게 위치하며 일방향으로 연장된 비트 라인(170)을 완성한다. 그리고, 비트 라인(170)들은 제 1 및 제 2 층간 절연막(130, 150)에 걸쳐 형성된 콘택 형성용 라인 패턴(160)과도 수직하게 위치하여, 각 비트 라인(170)들의 소정 영역이 콘택 형성용 라인 패턴(160)과 접촉된다. Afterwards, the
그리고 나서, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 비트 라인(170)이 형성된 제 2 층간 절연막(150) 상부에 콘택 형성용 라인 패턴(160)을 노출시키는 마스크(180)를 형성한다. 여기서, 마스크(180)는 라인 형태로 형성되어 콘택 형성용 라인 패턴(160)의 표면과, 콘택 형성용 라인 패턴(160) 상에 위치하는 비트 라인(170)들이 노출될 수 있다. 11A and 11B, a
이 후, 마스크(180)에 의해 노출된 콘택 형성용 라인 패턴(160)을 상부의 비트 라인(170)들을 식각 마스크로 이용하여 하부의 소자 분리막(102)이 노출될 때까지 식각한다. 이에 따라 인접한 스트링 선택 라인(SSL)들 사이의 소자 분리막(102)들을 노출시키는 홀(164)이 형성됨과 동시에, 비트 라인(170)과 활성 영역(104)을 각각 전기적으로 연결하는 비트 라인용 콘택(162)들이 완성된다. Thereafter, the contact forming
콘택 형성용 라인 패턴(160)에 홀(164)을 형성시, 식각 특성상 경사진 측벽을 가지며 형성되어, 하부 폭이 상부 폭 보다 좁은 홀(164)이 완성된다. 따라서 각 비트 라인(170)들 하부에 위치하는 비트 라인용 콘택(162)은 상부 폭 보다 하부 폭이 넓게 형성되어 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다. When the hole 164 is formed in the contact forming
이와 같이, 비트 라인(170)을 형성한 다음, 비트 라인(170)을 식각 마스크로 이용하여 라인 패턴(160)을 식각함으로써 각 비트 라인용 콘택(162)을 비트 라인(170)에 대해 자기 정렬되게 형성할 수 있다. 그리고, 라인 패턴(160)에 소자 분리막(102)을 노출시키는 홀(164)을 형성시, 식각 특성에 의해 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 홀(164)이 형성되므로, 홀(164)에 의해 각각 분리되는 비트 라인용 콘택(162)은 하부로 갈수록 폭이 증가하여 활성 영역(104)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 또한, 비트 라인용 콘택(162) 형성시 소자 분리막(102)을 노출시키는 홀(164)을 형성하므로 활성 영역(104)의 손상을 억제할 수 있다. As such, after the
이 후, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 비트 라인(170) 상에 비트 라인용 콘택(162)들 사이의 홀(164)을 채우는 제 3 층간 절연막(190)을 형성한다. 이에 따라 비트 라인용 콘택(162)들을 절연시킬 수 있다. 여기서, 제 3 층간 절연막(190)으로는 갭필(gap-fill) 특성이 좋은 물질, 예를 들어 TOSZ(Tonen SilaZene) 등으로 형성할 수 있다. Thereafter, as shown in FIGS. 2A and 2B, a third
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 소자 및 그 제조 방법에 따르면 라인 패턴 상에 비트 라인을 형성한 다음, 비트 라인용 콘택을 형성함으로써 비트 라인에 대해 자기 정렬되는 비트 라인용 콘택을 형성할 수 있다. 이와 동시에 각 비트 라인용 콘택을 하부로 갈수록 폭이 점점 증가하는 사다리꼴 형태로 형성할 수 있으므로, 비트 라인 콘택의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 그리고 비트 라인 콘택의 하부 폭이 상부 폭보다 크게 형성되므로 활성 영역과 비트 라인용 콘택 간의 오정렬 또한 방지할 수 있다. As described above, according to the semiconductor device of the present invention and a method of manufacturing the same, a bit line contact that is self-aligned with the bit line may be formed by forming a bit line on a line pattern and then forming a contact for the bit line. At the same time, the contact for each bit line can be formed in a trapezoidal shape, the width of which gradually increases toward the bottom, so that the contact area of the bit line contact can be increased. In addition, since the lower width of the bit line contact is greater than the upper width, misalignment between the active region and the bit line contact may be prevented.
또한, 비트 라인용 콘택 형성을 위해 라인 형태로 반도체 기판을 노출시키므로, 식각에 의한 활성 영역의 손상을 줄일 수 있어 활성 영역으로의 누설 전류를 줄일 수 있다. In addition, since the semiconductor substrate is exposed in the form of a line to form a bit line contact, damage to the active region due to etching can be reduced, and leakage current to the active region can be reduced.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070006190A KR20080068411A (en) | 2007-01-19 | 2007-01-19 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020070006190A KR20080068411A (en) | 2007-01-19 | 2007-01-19 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080068411A true KR20080068411A (en) | 2008-07-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190109091A (en) | 2018-03-16 | 2019-09-25 | 에스오씨기술지주 주식회사 | Underwater decontamination plant |
| CN111640746A (en) * | 2019-09-17 | 2020-09-08 | 福建省晋华集成电路有限公司 | Semiconductor device, forming method thereof and memory |
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2007
- 2007-01-19 KR KR1020070006190A patent/KR20080068411A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070119 |
|
| 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 |