KR0172782B1 - Method for forming contact of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 콘택 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 자기정렬 콘택 형성에서 식각 장벽으로 사용하기 위하여 게이트전극의 상측에 적층되어 있는 다결정실리콘층 패턴을 콘택 식각 공정 후에 열산화시켜 소오스 드레인전극과 단락되는 것을 방지하고 인접 콘택간의 단락도 방지하였으므로, 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact of a semiconductor device and a method of manufacturing the same, wherein a polysilicon layer pattern stacked on top of a gate electrode is thermally oxidized after a contact etching process for use as an etch barrier in forming a self-aligned contact. Since a short circuit is prevented and a short circuit between adjacent contacts is also prevented, process yield and reliability of device operation can be improved.
Description
제1도는 종래 기술에 따른 콘택이 형성되어 있는 반도체소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a contact according to the prior art is formed.
제2도는 본발명의 제1실시예에 따른 콘택이 형성되어 있는 반도체 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a contact is formed according to the first embodiment of the present invention.
제3a도 내지 제3e도는 본발명의 제1실시예에 따른 반도체 소자의 콘택 제조 공정도.3A to 3E are views of a process for manufacturing a contact of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
제4도는 본발명의 제2실시예에 따른 콘택이 형성되어 있는 반도체소자의 단면도.4 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a contact is formed in accordance with a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 실리콘 기판 2 : 웰영역1 silicon substrate 2 well region
3 : 소자분리 산화막 4 : 게이트 산화막3: device isolation oxide film 4: gate oxide film
5 : 게이트 전극 6 : 제1절연막5 gate electrode 6 first insulating film
7 : 다결정실리콘 8 : 질화막 스페이서7: polycrystalline silicon 8: nitride film spacer
9 : 소오스/드레인전극 10 : 층간절연막9 source / drain electrode 10 interlayer insulating film
11 : 상측도전배선 15 : 콘택홀11: upper conductive wiring 15: contact hole
20 : 열산화막 25 : 산화막 스페이서20: thermal oxide film 25: oxide film spacer
본발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 콘택홀 형성시 식각 장벽으로 사용하는 다결정실리콘층 패턴의 콘택홀을 통하여 노출되는 부분을 열산화시켜 인접 콘택홀과 단락되는 불량방생을 방지하여 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, in particular, by thermally oxidizing the exposed portion through the contact hole of the polysilicon layer pattern used as an etch barrier when forming the contact hole to prevent short-term occurrence of short-circuit with adjacent contact holes A semiconductor device capable of improving process yield and reliability of device operation, and a method of manufacturing the same.
최근 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성기술의 발전에 큰 영향을 받고 있다. 특히 감광막패턴은 반도체 장치의 제조 공정 중에서 식각 또는 이온 주입 공정 등의 마스크로 매우 폭 넓게 사용되고 있다.Recently, the trend of high integration of semiconductor devices is greatly influenced by the development of fine pattern formation technology. In particular, the photoresist pattern is widely used as a mask such as an etching process or an ion implantation process in the manufacturing process of a semiconductor device.
따라서 반도체 소자의 고집적화를 위해서는 감광막 패턴의 미세화가 필수 요건인데, 상기 감광막패턴의 분해능은 축소노광장치의 광원의 파장 및 공정변수에 비례하고, 축소노광장치의 렌즈구경(numerical aperture: NA)에 반비례한다.Therefore, miniaturization of the photoresist pattern is essential for high integration of semiconductor devices. The resolution of the photoresist pattern is proportional to the wavelength and process variables of the light source of the reduction exposure apparatus, and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the reduction exposure apparatus. do.
여기서 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되며, 예를 들어 파장이 436 및 365㎚인 G-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 분해능이 각가 약 0.7, 0.5㎛ 정도가 한계이다.Here, the wavelength of the light source is reduced to improve the optical resolution of the reduced exposure apparatus. For example, the G-line and i-line reduced exposure apparatus having wavelengths of 436 and 365 nm have a process resolution of about 0.7 and 0.5 µm, respectively. Degree is the limit.
따라서 0.5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해 파장이 작은 원자외선(deep ultra violet), 예를 들어 파장이 248㎚인 KrF 레이저나 193㎚인 ArF레이저를 광원으로 사용하는 축소노광장치를 이용한다.Therefore, in order to form a fine pattern of 0.5 µm or less, a narrow exposure apparatus using a deep ultra violet, for example, a KrF laser having a wavelength of 248 nm or an ArF laser having a wavelength of 193 nm, is used as a light source.
또한 상하의 도전배선을 연결하는 콘택 홀은 자체의 크기와 주변 배선과의 간격이 감소되고, 콘택 홀의 지름과 깊이의 비인 에스팩트비(aspect ratio)는 증가한다. 따라서, 다층의 도전배선을 구비하는 고집적 반도체소자에서는 콘택을 형성하기 위하여 제조 공정에서의 마스크들간의 정확하고 엄격한 정렬이 요구되어 공정여유도가 감소된다.In addition, the contact hole connecting the upper and lower conductive wirings is reduced in size and distance from the peripheral wiring, and the aspect ratio, which is a ratio between the diameter and the depth of the contact hole, is increased. Therefore, in a highly integrated semiconductor device having multiple conductive wirings, accurate and tight alignment between masks in a manufacturing process is required to form a contact, thereby reducing process margin.
상기 콘택 홀은 간격 유지를 위하여 마스크 정렬시의 오배열 여유(misalignment tolerance), 노광공정시의 렌즈 왜곡(lens distortion), 마스크 제작 및 사진식각 공정시의 임계크기 변화(critical dimention variation), 마스크간의 정합(registration)등과 같은 요인들을 고려하여 마스크를 형성한다.The contact hole has a misalignment tolerance during mask alignment, lens distortion during exposure process, critical dimention variation during mask fabrication and photolithography process, and between masks to maintain a gap. The mask is formed by considering factors such as registration.
또한 콘택홀 형성시 리소그래피(Lithography) 공정의 한계를 극복하기 위하여 자기 정렬 방법으로 콘택홀을 형성하는 기술이 개발되었다. 자기 정렬 콘택홀 형성 방법 중 가장 유망한 것으로 질화막을 식각 방어막으로 사용하는 방법이 있다.In addition, in order to overcome the limitations of the lithography process in forming the contact hole, a technology for forming the contact hole by a self-aligning method has been developed. The most promising method of forming a self-aligned contact hole is to use a nitride film as an etch barrier.
종래 반도체소자의 콘택홀 제조방법에 관하여 제1도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.A method for manufacturing a contact hole of a conventional semiconductor device will be described with reference to FIG. 1.
먼저, 반도체기판(1)상에 소정의 웰영역(2)과 소자분리 산호막(3) 및 게이트 산화막(4)을 형성한 후, 상기 게이트산화막(4)상에 일련의 게이트전극(5)들을 형성한다. 이때 상기 게이트전극(5)의 상측에는 자기정렬 콘택 형성시 게이트전극(5)의 노출을 방지하기 위한 마스크 산화막(6)패턴과 다결정실리콘층(7) 패턴이 중첩되어 있다.First, a predetermined well region 2, a device isolation coral film 3, and a gate oxide film 4 are formed on a semiconductor substrate 1, and then a series of gate electrodes 5 are formed on the gate oxide film 4. Form them. At this time, a mask oxide film 6 pattern and a polysilicon layer 7 pattern overlap the upper side of the gate electrode 5 to prevent exposure of the gate electrode 5 when forming a self-aligned contact.
그 다음 통상의 방법으로 상기 게이트전극(5)의 양측 반도체기판(1)에 엘.디.디(Lightly Doped Drain: 이하 LDD라 칭함) 구조의 소오스/드레인 전극(9)을 형성하고, 게이트전극(5)의 측벽에는 질화막 스페이서(8)를 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 층간절연막(10)을 산화막 재질로 형성한다.Then, a source / drain electrode 9 having an L.D. (Lightly Doped Drain) structure is formed on both semiconductor substrates 1 of the gate electrode 5 by a conventional method, and the gate electrode After the nitride film spacer 8 is formed on the sidewall of (5), the interlayer insulating film 10 is formed on the entire surface of the structure as an oxide film material.
그후, 상기 소오스/드레인전극(9)에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막(10)을 제거하여 콘택홀(15)을 형성하고, 상기 콘택홀(15)을 통하여 소오스/드레인전극(9)과 접촉되는 상측 도전배선(11)을 형성한다.Thereafter, the interlayer insulating film 10 on the upper portion of the source / drain electrode 9, which is supposed to be a contact, is removed to form a contact hole 15, and the source / drain electrode 9 is formed through the contact hole 15. The upper conductive wiring 11 in contact with the () is formed.
상기와 같은 종래 기술에 다른 반도체소자는 콘택홀 형성을 위한 층간절연막 식각 공정시 식각 장벽층인 다결정실리콘을 사용하는데, 상기 다결정실리콘층 패턴이 드러난 채로 소오스/드레인 전극을 형성함으로 인해 소오스/드레인 전극과 다결정실리콘층 패턴이 연결되어 게이트 전극과 함께 형성된 다결정실리콘 패턴을 통해서 인접한 다른 콘택홀과 연결되어 소자동작의신뢰성 및 공정수율이 떨어지는 문제점이 있다.The semiconductor device according to the related art uses polysilicon as an etch barrier layer during an interlayer insulating layer etching process for forming a contact hole, and the source / drain electrode is formed by forming a source / drain electrode with the polysilicon layer pattern exposed. And the polysilicon layer pattern is connected to another contact hole adjacent to each other through the polysilicon pattern formed together with the gate electrode, thereby reducing the reliability and process yield of device operation.
본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본발명의 목적은 자기정렬 콘택홀 형성을 위한 식각 공정시 식각 장벽층으로 사용되는 다결정실리콘층 패턴의 콘택홀 형성 후, 노출되는 부분을 열산화시켜 인접한 콘택과 연결되는 것을 방지하여 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to thermally oxidize the exposed portion after forming the contact hole of the polysilicon layer pattern used as an etch barrier layer in the etching process for forming the self-aligned contact hole The present invention provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can prevent a connection to an adjacent contact to improve process yield and reliability of device operation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 콘택의 특징은, 반도체기판 상에 형성되어 있는 게이트전극과, 상기 게이트전극의 상측에 순차적으로 중첩되어 형성된 마스크 절연막 및 다결정실리콘층 패턴과, 상기 게이트전그고가 마스크 절연막 패턴 및 다결정 실리콘층 패턴의 측벽에 형성되어 있는 질화막 스페이서와, 상기 게이트전극의 일측의 반도체기판에 형성되어 있는 소오스/드레인 전극과, 상기 구조의 전표면에 형성되어 있는 층간절연막과, 상기 소오스/드레인전극에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막이 제거되어 상기 소오스/드레인전극을 노출시키되, 상기 게이트전극 상측의 마스크 절연막 패턴 일측이 노출시키는 콘택홀과, 상기 콘택홀과 접하는 다결정실리콘층 패턴의 일측에 형성되어 있는 열산화막을 구비함에 있다.Features of the semiconductor device contact according to the present invention for achieving the above object, the gate electrode formed on the semiconductor substrate, the mask insulating film and the polysilicon layer pattern formed by sequentially overlapping the upper side of the gate electrode, A nitride spacer formed on the sidewalls of the mask insulating film pattern and the polycrystalline silicon layer pattern, a source / drain electrode formed on the semiconductor substrate on one side of the gate electrode, and an interlayer formed on the entire surface of the structure. A contact hole exposing the source / drain electrode to be exposed by removing an insulating layer and an interlayer insulating layer on the upper portion of the source / drain electrode, which is intended to be a contact, and exposing one side of the mask insulating layer pattern on the gate electrode; Thermal acid formed on one side of the polysilicon layer pattern in contact with It is provided as a film.
본 발명에 따른 반도체소자 콘택의 다른 특징은, 반도체기판 상에 형성되어 있는 게이트전극과, 상기 게이트전극의 상측에 순차적으로 중첩되어 형성된 마스크 절연막 및 다결정실리콘층 패턴과, 상기 게이트전극과 마스크 절연막 패턴 및 다결정실리콘층 패턴의 측벽에 형성되어 있는 질화막 스페이서와, 상기 게이트전극의 일측의 반도체기판에 형성되어 있는 소오스/드레인전극과, 상기 게이트전극 상측의 다결정실리콘층 패턴의 일부가 열산화되어 형성된 열산화막과, 상기 구조의 전표면에 형성되어 있는 층간절연막과, 상기 소오스/드레인전극에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막이 제거되어 상기 소오스/드레인전극을 노출시키되, 상기 게이트전극 상측의 열산화막을 노출시키는 콘택홀과, 상기 콘택홀을 통하여 노출되어있는 열산화막과 질화막 스페이서를 감싸는 산화막 스페이서를 구비함에 있다.Another feature of a semiconductor device contact according to the present invention includes a gate electrode formed on a semiconductor substrate, a mask insulating film and a polysilicon layer pattern sequentially formed on the upper side of the gate electrode, and the gate electrode and a mask insulating film pattern. And thermally oxidized nitride nitride spacers formed on the sidewalls of the polysilicon layer pattern, source / drain electrodes formed on the semiconductor substrate on one side of the gate electrode, and a portion of the polysilicon layer pattern on the gate electrode. The oxide film, the interlayer insulating film formed on the entire surface of the structure, and the interlayer insulating film on the upper portion of the portion scheduled for contact from the source / drain electrode are removed to expose the source / drain electrode, but the column above the gate electrode A contact hole exposing an oxide film and exposed through the contact hole An oxide film spacer surrounding a thermal oxide film and a nitride film spacer is provided.
다른 목적을 달성하기위한 본발명에 다른 반도체소자의 콘택 제조방법의 특징은, 반도체기판상에 게이트 산화막을 형성하는 공정과, 상기 게이트산화막상에 게이트전극을 형성하되, 상기 게이트전극의 상측에 마스크 절연막 패턴 및 다결정실리콘층 패턴이 중첩되도록 형성하는 공정과, 상기 게이트전극 양측의 반도체기판에 소오스/드레인전극을 형성하되, 상기 게이트전극의 측벽에는 질화막 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 소오스/드레인전극에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막을 제거하여 콘택홀을 형성하되, 상기 다결정실리콘층 패턴의 일측도 함께 노출되도록 하는 공정과, 상기 노출되어 있는 다결정실리콘층 패턴의 일측과 반도체기판을 열산화시켜 열산화막을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 상측의 열산화막을 제거하는 공정과, 상기 콘택홀을 통하여 노출되어 있는 소오스/드레인전극과 접촉되는 상측 도전배선을 형성하는 공정을 구비함에 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a contact for a semiconductor device, the method including forming a gate oxide film on a semiconductor substrate, and forming a gate electrode on the gate oxide film, wherein a mask is formed on the gate electrode. Forming an insulating film pattern and a polysilicon layer pattern overlapping with each other, forming a source / drain electrode on the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode, and forming a nitride film spacer on the sidewall of the gate electrode; Forming a contact hole by removing an interlayer insulating film on the upper part of the source / drain electrode, which is intended to be a contact, and exposing one side of the polysilicon layer pattern together; The thermal oxide film is formed by thermally oxidizing one side of the exposed polysilicon layer pattern and the semiconductor substrate. And a step of removing the thermal oxide film on the upper side of the semiconductor substrate, and forming an upper conductive wiring in contact with the source / drain electrodes exposed through the contact hole.
본발명에 따른 반도체소자의 콘택 제조방법의 다른 특징은, 반도체기판상에 게이트 산화막을 형성하는 공정과, 상기 게이트산화막상에 게이트전극을 형성하되, 상기 게이트전극의 상측에 마스크 절연막 패턴 및 다결정실리콘층 패턴이 중첩되도록 형성하는 공정과, 상기 게이트 전극 양측의 반도체기판에 소오스/드레인전극을 형성하되, 상기 게이트전극의 측벽에는 질화막 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 구조의 전표면에 층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 소오스/드레인전극에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막을 제거하여 콘택홀을 형성하되, 상기 다결정실리콘층 패턴의 일측도 함께 노출되도록 하는 공정과, 상기 노출되어 있는 다결정실리콘층 패턴의 일측과 반도체기판을 열산화시켜 열산화막을 형성하는 공정과, 상기 콘택홀을 통하여 노출되어 있는 열산화막과 질화막 스페이서를 감싸는 산화막 스페이서를 형성하는 공정을 구비함에 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a contact for a semiconductor device, the method including forming a gate oxide film on a semiconductor substrate, and forming a gate electrode on the gate oxide film, wherein a mask insulating film pattern and polysilicon are formed on the gate electrode. Forming a layer pattern so as to overlap each other; forming a source / drain electrode on semiconductor substrates on both sides of the gate electrode; forming a nitride spacer on the sidewall of the gate electrode; and forming an interlayer insulating film on the entire surface of the structure. And forming a contact hole by removing an interlayer insulating film on the upper portion of the source / drain electrode, which is intended to be a contact, and exposing one side of the polysilicon layer pattern together with the exposed polycrystalline silicon. Thermally oxidizing one side of the layer pattern and the semiconductor substrate to form a thermal oxide film; A method of forming an oxide spacer surrounding a thermal oxide film and a nitride film spacer exposed through a contact hole is provided.
이하, 본발명에 따른 반도체소자의 콘택 및 그 제조방법에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a contact of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본발명의 제1실시예에 따른 콘택홀이 형성되어 있는 반도체소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a contact hole according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 반도체기판(1)에서 활성영역으로 예정되어 있는 부분의 상측에는 소정의 웰영역(2)이 형성되어 있고, 소자분리 영역상에는 소자분리 산화막(3)이 형성되어 있으며, 상기 구조의 전표면에는 게이트산화막(4)이 형성되어 있고, 상기 게이트산화막(4)상에 일련의 게이트전극(5)들이 형성되어 있다. 이때 상기 게이트전극(5)의 상측에는 자기정렬 콘택 형성시 게이트전극(5)의 노출을 방지하기 위한 마스크 산화막(6) 패턴과 다결정실리콘층(7) 패턴이 중첩되어 있다.First, a predetermined well region 2 is formed above the portion of the semiconductor substrate 1 that is supposed to be an active region, and an element isolation oxide film 3 is formed on the element isolation region, and the entire surface of the structure. The gate oxide film 4 is formed thereon, and a series of gate electrodes 5 are formed on the gate oxide film 4. In this case, a mask oxide layer 6 pattern and a polysilicon layer 7 pattern overlap each other to prevent exposure of the gate electrode 5 when forming the self-aligned contact.
또한 상기 게이트전극(5)의 측벽과 그 양측 반도체기판(1)에는 각각 질화막 스페이서(8)와 소오스/드레인 전극(9)이 형성되어 있으며, 상기 소오스/드레인 전극(9)에서 콘택으로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 콘택홀(15)을 구비하는 층간절연막(8)이 상기 구조의 전표면에 형성되어 있고, 상기 콘택홀(15)을 통하여 소오스/드레인전극(9)과 접촉되는 상측 도전배선(11)이 형성되어 있다.In addition, a nitride film spacer 8 and a source / drain electrode 9 are formed on the sidewall of the gate electrode 5 and the semiconductor substrate 1 on both sides thereof, and are intended to be in contact with the source / drain electrode 9. An interlayer insulating film 8 having a contact hole 15 exposing a portion thereof is formed on the entire surface of the structure, and the upper conductive wiring contacting the source / drain electrodes 9 through the contact hole 15. (11) is formed.
여기서 상기 다결정실리콘층(7) 패턴의 콘택홀(15)과 접하는 일측에는 열산화막(20)이 형성되어 있으며, 콘택홀(15)부분에서는 마스크 산화막(6) 패턴이 노출되어 있다.Here, the thermal oxide film 20 is formed at one side of the polysilicon layer 7 contacting the contact hole 15, and the mask oxide film 6 pattern is exposed at the contact hole 15.
제3a도 내지 제3d도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체소자의 콘택홀 제조 공정도이다.3A to 3D are process charts for manufacturing a contact hole of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 반도체기판(1)에서 활성영역으로 예정되어 있는 부분상에 웰영역(2)을 형성하고, 소자분리 영역에는 소자분리 산화막(3)을 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 게이트 산화막(4)과 게이트전극이 되는 제1다결정실리콘층(5a)과 10~100㎚ 정도 두께의 마스크 산화막(6) 및 식각 장벽이 되는 10~100㎚ 정도 두께의 제2다결정실리콘층(7)을 순차적으로 형성한다. (제3a도 참조).First, a well region 2 is formed on a portion of the semiconductor substrate 1 that is intended as an active region, an element isolation oxide film 3 is formed in the device isolation region, and then a gate oxide film ( 4), the first polysilicon layer 5a serving as a gate electrode, the mask oxide film 6 having a thickness of about 10 to 100 nm, and the second polycrystalline silicon layer 7 having a thickness of about 10 to 100 nm serving as an etching barrier are sequentially formed. To form. (See also 3a).
그다음 상기 제1다결정실리콘층(5a)과 마스크 산화막(4) 및 제2다결정실리콘층(7)을 게이트 패턴닝용 마스크(도시되지 않음)를 사용하여 순차적으로 패턴닝하여 중첩되어있는 제1다결정실리콘층(5a) 패턴으로된 게이트전극(5)과 마스크 산화막(6) 패턴 및 제2다결정실리콘층(7) 패턴을 형성한 후, 상기 게이트전극(3) 양측의 반도체기판(1)에는 소오스/드레인전극(9)을 형성하고, 상기 제2다결정실리콘층(7) 패턴과 마스크 산화막(6) 패턴 및 게이트전극(5)의 측벽에 질화막 스페이서(8b)를 형성한다. (제3b도 참조).Then, the first polysilicon layer 5a, the mask oxide film 4, and the second polysilicon layer 7 are sequentially patterned by using a gate patterning mask (not shown) to overlap the first polysilicon layer. After the gate electrode 5 having the layer 5a pattern, the mask oxide film 6 pattern, and the second polysilicon layer 7 pattern are formed, the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 3 is provided with a source / A drain electrode 9 is formed, and a nitride film spacer 8b is formed on the sidewalls of the second polysilicon layer 7 pattern, the mask oxide film 6 pattern, and the gate electrode 5. (See also 3b).
그후, 상기 구조의 전표면에 층간절연막(10)을 형성하고, 상기 반도체기판(1)에서 콘택으로 예정되어 있는 부분 상측의 층간절연막(10)과 게이트산화막(4)을 순차적으로 제거하여 콘택홀(15)을 형성하되, 실제 형성되는 크기보다 큰 식각 마스크를 이용하여 자기 정렬 콘택으로 형성하여 소오스/드레인전극(9)을 노출시킨다. 이때 상기 층간절연막(10)은 30~100㎚ 정도 두께의 테오스(Tetra etchyl orthor silicate; 이하 TEOS라 칭함) 산화막이나 중온 산화막(Mediuum Temperature Oxide; 이하 MTO라 칭함)와 100~300㎚ 두께의 BPSG를 순차적으로 적충하고 700~900℃정도의 온도에서 리플로우시켜 평탄화시킨다. 여기서 상기 콘택홀(15)을 통하여 제2다결정실리콘층(7)패턴의 일측이 노출되어있다. (제3c도 참조).Thereafter, the interlayer insulating film 10 is formed on the entire surface of the structure, and the contact hole is sequentially removed by removing the interlayer insulating film 10 and the gate oxide film 4 on the upper portion of the semiconductor substrate 1, which are supposed to be contacts. (15) is formed, and the source / drain electrodes 9 are exposed by forming a self-aligned contact using an etching mask larger than the size actually formed. In this case, the interlayer insulating film 10 may be formed of a TeOs (Tetra etchyl orthor silicate; TEOS) oxide film or Mediuum Temperature Oxide (hereinafter referred to as MTO) having a thickness of about 30 to 100 nm and a BPSG having a thickness of 100 to 300 nm. And sequentially reflow and flatten by reflowing at a temperature of about 700 ~ 900 ℃. Here, one side of the second polysilicon layer 7 pattern is exposed through the contact hole 15. (See also 3c).
그다음 상기 노출되어 있는 제2다결정실리콘층(7) 패턴을 700~900℃ 정도의 낮은 온도에서 습식 열산화시켜 열산화막(20)을 형성한다. 이때 노출되어 있는 반도체기판(1)도 소정 두께 산화된다. (제3d도 참조).Then, the exposed second polysilicon layer 7 pattern is wet thermally oxidized at a low temperature of about 700 to 900 ° C. to form a thermal oxide film 20. At this time, the exposed semiconductor substrate 1 is also oxidized to a predetermined thickness. (See also 3d).
그후, 도시되어 있지는 않으나, 상기 열산화막(20)을 전면 이방성 식각 방법으로 제거하여 소오스/드레인전극(9)을 노출시키고, 상기 콘택홀(15)을 통하여 소오스/드레인전극(9)과 접촉되는 상측 도전배선을 형성한다.Thereafter, although not shown, the thermal oxide film 20 is removed by a front anisotropic etching method to expose the source / drain electrodes 9 and contact the source / drain electrodes 9 through the contact holes 15. The upper conductive wiring is formed.
제4도는 본 발명의 제2실시예로서, 제2도에서와 같이, 열산화막(20)을 형성한 후, 측벽에 산화막 스페이서(25)를 다결정실리콘(7) 패턴과 소오스/드레인 전극(9)을 전기적으로 절연을 시키는 구조이다.4 is a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, after forming the thermal oxide film 20, the oxide spacer 25 is formed on the sidewalls of the polycrystalline silicon pattern 7 and the source / drain electrodes 9. ) Is electrically insulated.
이 구조는 제3d도의 공정 후에 열산화막(20)를 식각하지 않고, 50~200㎚ 정도 두께의 산화막을 전면도포하고, 이방성 식각하여 스페이서(25)를 형성하고 상측 도전배선(11)을 형성한 예이다.In this structure, the thermal oxide film 20 is not etched after the process of FIG. 3d, but the entire surface is coated with an oxide film having a thickness of about 50 to 200 nm, and anisotropically etched to form the spacer 25 and the upper conductive wiring 11 is formed. Yes.
이상에서 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 반도체소자의 콘택 및 그 제조방법은 자기정렬 콘택 형성에서 식각 장벽으로 사용하기 위하여 게이트전극의 상측에 적충되어 있는 다결정실리콘층 패턴을 콘택 식각 공정 후에 열산화시켜 소오스/드레인전그고가 단락되는 것을 방지하고 인접 콘택간의 단락도 방지하였으므로, 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the semiconductor device contact and the method of manufacturing the same according to the present invention is thermally oxidized after the contact etching process the polysilicon layer pattern deposited on the upper side of the gate electrode for use as an etch barrier in the formation of self-aligned contacts Since the source / drain voltage is prevented from being short-circuited and the short-circuit between adjacent contacts is also prevented, there is an advantage of improving process yield and reliability of device operation.
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1995
- 1995-12-27 KR KR1019950059652A patent/KR0172782B1/en not_active IP Right Cessation
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KR970052406A (en) | 1997-07-29 |
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