JP4964407B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
又、金属コンタクトの形成時に追加的なフォトリソグラフィ工程を要求せず、上部配線とビットラインを連結する金属コンタクトを形成することができるので、既に完成された半導体装置を構成する各部品の損傷を防止することができるのみならず、金属コンタクトを形成する工程を単純化させることができる。従って、半導体装置の製造原価を低減することができると共に、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
図7乃至図20は、本発明の一実施例によるDRAM装置の製造方法を説明するための断面図である。図7、図8、図10、図11、図13、図14、図16、及び図17は、半導体装置のセル領域(cell area)の断面図であり、図9、図12、図15、図18、図19、及び図20は、前記半導体装置の非セル領域(non−cell area)であるペリ/コア領域の断面図である。図7乃至図20において、同じ部材に対しては同じ参照符号を付与する。
205 素子分離膜
210 ゲート酸化膜パターン
215 ゲート導電膜パターン
220 ゲートマスクパターン
225 ゲート構造物
230 ゲートスペーサ
235 第1層間絶縁膜
240 ワードライン
245 第1ストレージノードコンタクトパッド
250 ビットラインコンタクトパッド
255 第2層間絶縁膜
260 ビットライン導電膜
265 ビットラインマスクパターン
270 ビットライン
275 第3層間絶縁膜
280 ストレージノードコンタクトプラグ
285 ストレージノードコンタクトパターン
286 金属コンタクトパターン
290 第2ストレージノードコンタクトパッド
295 金属コンタクト
300 第4層間絶縁膜
Claims (27)
- 半導体基板の非セル領域に形成された導電性パッドと、
前記導電性パッド上に配置され、前記導電性パッドの周辺部に対応して位置する第1開口を具備するコンタクトパターンと、
前記第1開口を埋立して前記導電性パッドの前記周辺部と隣接する隣接部に対応して位置する第2開口を具備する導電性パターンと、
前記第2開口に延長され、前記導電性パッドと電気的に連結される導電性コンタクトと、を含み、
前記導電性パッドは、前記半導体基板のペリ/コア領域に形成されたビットラインランディングパッドであり、前記ビットラインランディングパッドは、前記半導体基板上に形成されたビットライン導電性パターン及び前記ビットライン導電性パターン上だけに形成されたビットラインマスクパターンを含む
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記導電性パターンの上部に位置する上部配線を更に含み、前記導電性コンタクトは前記上部配線に接触されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記ビットライン導電性パターンは、金属を含む第1層、及び金属化合物を含む第2層を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1層は、チタニウム/窒化チタニウムを含み、前記第2層はタングステンを含むことを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
- 前記ビットラインマスクパターンは、窒化物を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記導電性コンタクトは、前記ビットラインマスクパターンを貫通して前記ビットライン導電性パターンに連結されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記導電性パッドを覆い、平坦な上面を有する絶縁膜をさらに含んで、前記導電性パターン及び前記コンタクトパターンは前記絶縁膜の前記上面に配置されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記導電性コンタクトは、前記絶縁膜を貫通して前記導電性パッドに連結されることを特徴とする請求項7記載の半導体装置。
- 前記導電性パターンは、ポリシリコンを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記導電性コンタクトは、ドーピングされたポリシリコン又はタングステンを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 半導体基板の非セル領域に導電性パッドを形成する段階と、
前記導電性パッドの周辺部に対応して開口が位置するように前記導電性パッド上にコンタクトパターンを形成する段階と、
前記開口の内部に導電性パターンを形成して前記導電性パッドの周辺部は前記導電性パターンで覆い、前記導電性パッドの前記周辺部と隣接する隣接部は前記コンタクトパターンで覆う段階と、
前記コンタクトパターン及び前記導電性パターン上に上部絶縁膜を形成する段階と、
前記上部絶縁膜及び前記隣接部上に位置する前記コンタクトパターンを除去して前記導電性パッドを露出す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内に前記導電性パッドに電気的に連結される導電性コンタクトを形成する段階と、を含み、
前記導電性パッドを形成する段階は、前記半導体基板上に下部絶縁膜を形成する段階と、前記下部絶縁膜上に下部導電膜を形成する段階と、前記下部導電膜上にマスク層を形成する段階と、前記マスク層及び前記下部導電膜をエッチングして下部導電パターン及び前記下部導電パターン上だけに積層されたマスクパターンを形成する段階と、を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記コンタクトホールを形成する段階は、前記上部絶縁膜及び前記隣接部上に位置する前記コンタクトパターンを除去した後、連続的に前記マスクパターンを除去する段階を含むことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導電性パターンは、前記コンタクトパターンに対してエッチング選択比を有する物質を用いて形成することを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
- 前記コンタクトパターンは、酸化物を用いて形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導電性パターンは、ポリシリコンを含むことを特徴とする請求項14記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体基板のセル領域及び非セル領域上に形成された複数のゲート構造物と、
前記セル領域の前記複数のゲート構造物の間に形成された第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域と、
前記第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域上に位置する第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜を通じて前記第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域にそれぞれ接触される第1パッド及び第2パッドと、
前記セル領域の第1絶縁膜、第1パッド、第2パッド、及び前記非セル領域の第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜と、
前記セル領域の前記第2絶縁膜上に形成され、前記第2パッドに接触されるビットライン構造物と、
前記非セル領域の前記第2絶縁膜上に形成されたビットラインランディングパッドと、
前記複数のビットライン及びビットラインランディングパッド上に形成された第3絶縁膜と、
前記セル領域の第3絶縁膜上に形成され、前記第1コンタクトを露出させる第1コンタクトパターンと、
前記非セル領域の前記第3絶縁膜上に配置され、前記ビットラインランディングパッドの上面周辺部に対応して位置する第1開口を具備する第2コンタクトパターンと、
前記セル領域の第3絶縁膜及び第2絶縁膜を通じて前記第1パッドの接触されるコンタクトプラグと、
前記セル領域の露出されたコンタクトプラグ上に形成された第3パッドと、
前記第1開口を埋立して前記ビットラインランディングパッドの上面周辺部と隣接する中央部に対応して位置する第2開口を具備する導電性パターンと、
前記第1コンタクトパターン、第3パッド、第2コンタクトパターン、及び前記導電性パターン上に形成された第4絶縁膜と、
前記第4絶縁膜及び前記第2開口を貫通して前記ビットラインランディングパッドに接触する金属コンタクトと、を含み、
前記ビットライン及び前記ビットラインランディングパッドは、それぞれビットライン導電性パターン及び前記ビットライン導電性パターン上だけに形成されたビットラインマスクパターンを含む半導体装置。 - 前記ビットライン導電性パターンは、金属を含む第1層、及び金属化合物を含む第2層を具備することを特徴とする請求項16記載の半導体装置。
- 前記第1層はチタニウム/窒化チタニウムを含み、前記第2層はタングステンを含むことを特徴とする請求項17記載の半導体装置。
- 前記ビットラインマスクパターンは、窒化物を含むことを特徴とする請求項18記載の半導体装置。
- 前記金属コンタクトは、前記ビットラインマスクパターンを貫通して前記ビットライン導電性パターンに連結されることを特徴とする請求項16記載の半導体装置。
- 前記第1コンタクトパターン及び前記第2コンタクトパターンは、同一物質を含むことを特徴とする請求項16記載の半導体装置。
- 前記導電性パターンは、前記第2コンタクトパターンに対してエッチング選択比を有することを特徴とする請求項21記載の半導体装置。
- 前記第2コンタクトパターンは酸化物を含み、前記導電性パターンはポリシリコンを含むことを特徴とする請求項22記載の半導体装置。
- 半導体基板のセル領域及び非セル領域上にゲート構造物を形成する段階と、
前記セル領域の前記ゲート構造物の間に第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域を形成する段階と、
前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する段階と、
前記第1絶縁膜を部分的にエッチングして前記第1領域及び第2領域を露出させる複数の第1コンタクトホールを形成する段階と、
前記複数の第1コンタクトホール内に前記第1コンタクト領域及び第2コンタクト領域にそれぞれ接触される第1パッド及び第2パッドを形成する段階と、
前記セル領域の前記第1絶縁膜、前記第1パッド、前記第2パッド、及び前記非セル領域の前記第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成する段階と、
前記セル領域の前記第2絶縁膜を部分的にエッチングして前記第2パッドを露出させる第2コンタクトホールを形成する段階と、
前記第2コンタクトホール内に前記第2パッドに接触される第1コンタクトを形成する段階と、
前記セル領域の前記第1コンタクト及び前記第2絶縁膜上に複数のビットラインを形成し、前記非セル領域の前記第2絶縁膜上にビットラインランディングパッドを形成する段階と、
前記複数のビットライン及び前記ビットラインランディングパッド上に第3絶縁膜を形成する段階と、
前記セル領域の前記第3絶縁膜及び前記第2絶縁膜を部分的にエッチングして前記第1パッドを露出させる第3コンタクトホールを形成する段階と、
前記第3コンタクトホール内に前記第1パッドに接触される第2コンタクトを形成する段階と、
前記セル領域の前記第3絶縁膜上に前記第2コンタクトを露出させる第1コンタクトパターンを形成し、前記非セル領域の前記第3絶縁膜上に前記ビットラインランディングパッドの上面周辺部に対応して位置する第1開口を具備する第2コンタクトパターンを形成する段階と、
前記セル領域では露出された前記第2コンタクト上に第3パッドを形成し、前記非セル領域では前記第1開口を埋立して前記ビットラインランディングパッドの周辺部と隣接する前記ビットラインランディングパッドの中央部を露出する第2開口を具備する導電性パターンを形成する段階と、
前記ビットラインランディングパッドに接触され、前記第2開口を貫通して延長される金属コンタクトを形成する段階と、を含み、
前記複数のビットライン及び前記ビットラインコンタクトパッドを形成する段階は、前記セル領域の前記第1コンタクト、前記第2絶縁膜、及び前記非セル領域の前記第2絶縁膜上に第1導電膜を形成する段階と、前記第1導電膜上にマスク層を形成する段階と、前記第1導電膜及び前記マスク層をエッチングして、前記セル領域及び前記ペリ/コア領域にそれぞれビットライン導電膜パターン及び前記ビットライン導電膜パターン上だけに形成されたビットラインマスクパターンを含む前記複数のビットライン及び前記ビットラインコンタクトパッドを形成する段階と、を含む半導体装置の製造方法。 - 前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜は、それぞれBPSG、USG、HDP酸化物及びCVD酸化物で構成されるグループから選択されたいずれか一つを用いて形成されることを特徴とする請求項24記載の半導体装置の製造方法。
- 化学機械的研磨工程、エッチバック工程、又は化学機械的研磨とエッチバックを組合した工程で、前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜の上部をそれぞれ平坦化する段階を更に含むことを特徴とする請求項24記載の半導体装置の製造方法。
- 前記金属コンタクトを形成する段階は、
前記第1コンタクトパターン、ビットラインランディングパッド、前記第2コンタクトパターン、及び前記導電性パターン上に第4絶縁膜を形成する段階と、
前記導電性パターン及び前記ビットラインランディングパッドの中央部を覆う前記第2コンタクトパターンが露出されるように前記第4絶縁膜を除去する段階と;
前記ビットラインランディングパッドの中央部を覆う前記第2コンタクトパターンを除去して前記ビットラインランディングパッドを露出させる前記第2開口を具備する第4コンタクトホールを形成する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項24記載の半導体装置の製造方法。
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