KR100252872B1 - Method for forming contact line of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 콘택배선에 관한 것으로 특히 종횡비(aspect ratio)가 매우 큰 경우에 셀(cell) 영역 뿐 아니라 코아(core)나 페리(peripheral) 영역에도 콘택을 위한 패드를 형성하여 안정된 콘택배선을 할 수 있는 반도체 소자의 콘택배선 형성방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 집적회로에 있어서 좋은 회로동작 성능과 높은 집적도를 얻기 위하여 집적회로를 구성하는 모스펫의 크기를 줄이기 위한 노력의 결과로 반도체 집적회로의 기술이 마이크론 이하로 스케일 다운(Scale Down)되었다. 따라서 모스 펫(MOS FET)에 있어서는 게이트 라인의 폭이 좁게(Narrow) 되었으며, 씨모스펫에 있어서는 집적화가 거듭되면서 단일 소자의 크기가 줄어듦에따른 모스펫의 특성중 숏채널효과(short channel effect)에 의한 핫 캐리어(hot carrier)의 문제를 해결하기 위해 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 모스펫에 적용하여 그와 같은 문제를 개선하고, 집적도 증가에 따른 배선저항의 증가로 발생하는 신호전달속도 저하의 문제를 해결하기 위하여 폴리사이드를 이용한 게이트 구조를 채용하는등으로 다각적으로 연구, 개발되고 있다. 이밖에도, 게이트 전극의 양측면 반도체기판에 소오스/드레인으로 사용할 불순물 영역을 형성한 이후 진행되는 배선공정은 상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 평탄화공정을 포함하는 ILD(Inter Layer Dielectric)공정후에 소오스/드레인 영역의 상측에 형성된 ILD층을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다음 진행되는데, 이와 같은 콘택배선공정 또한 반도체소자의 미세화로 인해 그 종횡비(aspect ratio)가 증가하여 비트라인이나 메모리 콘택부의 마진 확보에 어려움이 있어 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.As a result of efforts to reduce the size of the MOSFET constituting the integrated circuit in order to obtain good circuit operation performance and high integration in the semiconductor integrated circuit, the technology of the semiconductor integrated circuit has been scaled down to less than micron. Therefore, in the MOSFET, the gate line width is narrowed, and in the MOSFET, the short channel effect is one of the characteristics of the MOSFET as the size of a single device decreases as integration is repeated. In order to solve the problem of hot carriers, the LDD (Lightly Doped Drain) structure is applied to the MOSFET to solve such problems, and to reduce the signal transmission speed caused by the increase in wiring resistance due to the increase in integration. In order to solve this problem, various researches and developments have been made by employing a gate structure using polysides. In addition, after the impurity regions to be used as sources / drains are formed on both side semiconductor substrates of the gate electrodes, the wiring process is performed after the ILD (Inter Layer Dielectric) process including a planarization process on the entire surface of the substrate including the gate electrodes. The contact hole is formed by selectively removing the ILD layer formed on the upper side of the circuit. The contact wiring process also increases the aspect ratio due to the miniaturization of the semiconductor device, thereby securing the margin of the bit line or the memory contact portion. There is a difficulty, and research to solve this problem is being actively conducted.
이러한 모스펫(MOSFET) 소자로는 피모스(p channel MOS), 엔모스(n channel MOS) 그리고 씨모스(CMOS)가 있다. 모스소자는 초기에는 소비전력 및 집적회로 제조시 프로세스 콘트롤이 비교적 용이한 피모스(pMOS) 소자를 주로 사용하였으나 소자의 스피드를 중요시하게 됨에 따라 캐리어의 이동도(mobility)가 정공의 이동도(mobility) 보다 약 2.5배 정도 빠른 이동도(mobility)를 갖고 있는 전자를 이용하는 엔모스(nMOS) 소자를 이용하게 되었다. 그리고, 씨모스(CMOS) 소자는 집적밀도와 제조 프로세스가 복잡하다는 점에서는 피모스(pMOS)나 엔모스(nMOS) 소자 보다는 떨어지지만 소비전력이 아주 적다는 특징이 있다.Such MOSFETs include p channel MOS, n channel MOS, and CMOS. Initially, MOS devices mainly used pMOS devices, which are relatively easy to control in power consumption and integrated circuit manufacturing. However, as the speed of the devices becomes important, the mobility of the carriers increases the mobility of holes. NMOS devices that use electrons that have mobility about 2.5 times faster than. In addition, CMOS devices are lower than pMOS and nMOS devices in terms of integrated density and complicated manufacturing processes, but have very low power consumption.
현재는 소자의 메모리 셀(cell)부는 엔모스를 사용하고 주변(peripherial)회로부에서는 씨모스를 사용하는 방식으로 바뀌고 있다.Currently, the memory cell part of the device uses NMOS and the peripheral circuit part uses CMOS.
이와 같은, 종래 반도체 소자의 콘택배선 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Such a contact wiring forming method of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1e는 종래 반도체 소자의 콘택배선 형성공정을 보여주는 단면도들이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a process for forming contact wirings of a conventional semiconductor device.
종래 반도체 소자의 콘택배선은 셀영역(도면의 좌측)과 코아(core) 및 페리(주변)영역(도면의 우측) 중에서 셀영역에만 콘택을 위한 패드(pad)를 형성하는 것을 나타었다.The contact wiring of the conventional semiconductor device has shown that a pad for contact is formed only in a cell region among a cell region (left side of the figure) and a core and a ferry (peripheral) region (right side of the figure).
먼저, 도 1a에 나타낸 바와 같이, p형 반도체기판(1)의 소정영역에 필드산화막(2)을 형성하여 활성영역(active region)과 격리영역(field region)을 정의하고, 상기 p형 반도체기판(1)의 소정영역에 n형 웰(3)을 형성한다. 이어서, 상기 반도체기판(1)전면에 게이트 산화막(4), 폴리실리콘층 및 캡산화막(6)을 차례로 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 일정간격을 갖는 게이트 전극(5)을 형성한다. 그다음, 상기 게이트 전극(5) 양측 p형 반도체기판(1)에 n형 저농도 불순물이온을 주입하여 n형 LDD영역(7)을 형성한후, 게이트 전극(5)의 측면에 측벽 스페이서(8)를 형성한다음 게이트 전극(5) 및 측벽 스페이서(8)를 마스크로 이용한 이온주입공정으로 p형 반도체기판(1)에 n형 고농도 불순물이온을 주입하여 소오스/드레인 영역(9)을 형성한다. 이때, n형 웰(3)영역에는 p형 저농도 및 고농도 불순물 이온주입공정으로 n형 웰(3)과 반대도전형의 LDD영역(7) 및 소오스/드레인 영역(9)을 형성한다. 즉, 상기 셀영역은 엔모스로 형성되고, 상기 코아 및 페리영역은 씨모스로 형성된다. 이어서, 전면에 얇은 제 3 산화막(10)을 증착하고 이후에 화학기상 증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition)으로 층간절연막(11)을 형성한다. 그다음, 전면에 감광막(12)을 도포하고 노광 및 현상공정으로 셀영역(도면의 좌측)의 소오스/드레인 영역(9) 상측의 층간 절연막(11)이 노출되도록 선택적으로 패터닝한다.First, as shown in FIG. 1A, a
도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 패터닝된 감광막(12)을 마스크로 이용한 식각공정으로 상기 셀영역의 상기 층간절연막(11)과 제 3 산화막(10)을 이방성 식각하여 소오스/드레인 영역(9)이 드러나는 노드 콘택홀(13) 및 비트라인 콘택홀(14)을 형성한다. 그다음, 상기 감광막(12)을 제거한다.As shown in FIG. 1B, the source /
도 1c에 나타낸 바와 같이, 상기 셀영역의 노드 콘택홀(13) 및 비트라인 콘택홀(14)을 포함한 층간절연막(11) 전면과, 코아 및 페리영역의 층간절연막(11)상에 폴리실리콘층(15)을 형성한다. 이어서, 전면에 감광막(16)을 도포한후 노광 및 현상공정으로 상기 셀영역의 노드 콘택홀(13) 및 비트라인 콘택홀(14)과, 노드 콘택홀(13) 및 비트라인 콘택홀(14)에 인접한 상기 폴리실리콘층(15)상에만 남도록 상기 감광막(16)을 선택적으로 패터닝한다.As shown in FIG. 1C, a polysilicon layer is formed on the entire surface of the
도 1d에 나타낸 바와 같이, 상기 패터닝된 감광막(16)을 마스크로 이용한 식각공정으로 셀영역의 폴리실리콘층(15)을 이방성 식각하여 셀영역에 노드 콘택패드(15a)와 비트라인 콘택패드(15b)를 형성한다. 이때, 상기 코아 및 페리영역의 폴리실리콘층(15)은 제거한다.As shown in FIG. 1D, the
도 1e에 나타낸 바와 같이, 상기 코아 및 페리영역에 형성된 상기 소오스/드레인 영역(9) 상측의 제 3 산화막(10) 및 층간절연막(11)을 선택적으로 제거하여 콘택홀(17)을 형성한다. 이어서, 상기 콘택홀(17)을 포함한 코아 및 페리영역의 층간 절연막(11) 전면에 소오스/드레인 영역(9)과 콘택되는 알루미늄층(18)을 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 종래 반도체소자의 배선 형성공정을 완료한다. 이때, 도면상에는 도시하지 않았지만 상기 셀 영역의 상기 노드 콘택 패드(15a)에는 커패시터 형성을 위한 공정이 진행되고, 상기 비트라인 콘택 패드(15b)에는 비트라인 배선층 형성공정이 진행된다.As shown in FIG. 1E, a
종래 반도체 소자의 콘택배선 형성방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional method for forming contact wiring of a semiconductor device has the following problems.
첫째, 코아 및 페리영역에는 알루미늄과의 배선을 위한 콘택홀이 깊어 콘택홀 형성공정이 어렵고, 심할 경우 콘택홀이 완전히 형성되지 않는등 불량 콘택홀 형성 가능성이 높을 뿐 아니라 소자의 집적도가 높아질수록 미스얼라인의 가능성이 높아 콘택배선공정의 신뢰도를 저하시켰다.First, there are deep contact holes for wiring with aluminum in the core and ferry areas, making the contact hole formation process difficult, and in severe cases, contact holes are not formed completely. The possibility of alignment is low, which lowers the reliability of the contact wiring process.
둘째, 콘택홀에 알루미늄 등의 도전층을 형성하여 배선층을 형성하는 공정시 패드간의 스페이스가 작아 안정된 콘택배선 형성공정이 어렵다.Second, in the process of forming a wiring layer by forming a conductive layer such as aluminum in the contact hole, the space between pads is small, making it difficult to form a stable contact wiring.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 반도체소자의 콘택배선 형성방법의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 배선층을 형성할 영역에 콘택 패드를 형성하므로 콘택 종횡비가 클 경우에 안정된 콘택배선을 형성하기에 적당한 반도체 소자의 콘택배선 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional method of forming the contact wiring of the semiconductor device as described above. Since the contact pad is formed in the area where the wiring layer is to be formed, the semiconductor is suitable for forming stable contact wiring when the contact aspect ratio is large. It is an object of the present invention to provide a method for forming contact wiring of a device.
도 1a 내지 1e는 종래 반도체 소자의 콘택배선 형성공정을 보여주는 단면도들1A to 1E are cross-sectional views illustrating a process of forming contact wirings in a conventional semiconductor device.
도 2a 내지 2l은 본 발명 반도체 소자의 콘택배선 형성공정을 보여주는 단면도들2A through 2L are cross-sectional views illustrating a process of forming contact wirings in a semiconductor device of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
20 : 제 1 도전형 반도체기판 21 : 필드 산화막20: first conductive semiconductor substrate 21: field oxide film
22 : 제 2 도전형 웰 23 : 게이트 절연막22 second conductivity type well 23 gate insulating film
24 : 게이트 전극 25 : 게이트 캡 절연막24
26 : 측벽 스페이서 27 : 언도프드 폴리실리콘층26
28, 29, 32, 35, 37: 감광막 30, 36, 38 : 제 2 도전형 콘택 패드28, 29, 32, 35, 37:
31a, 31b, 31c : 제 2 도전형 불순물 영역31a, 31b, 31c: second conductivity type impurity region
33 : 제 1 도전형 콘택 패드33: first conductivity type contact pad
34 : 제 1 도전형 불순물 영역 39 : 절연막34: first conductivity type impurity region 39: insulating film
40 : 콘택홀 41 : 금속 콘택 배선층40: contact hole 41: metal contact wiring layer
본 발명에 따른 반도체 소자의 콘택배선 형성방법은 셀영역과 코아 및 페리 영역으로 구분되는 제 1 도전형 반도체기판의 소정영역에 격리절연막을 형성하는 공정과, 상기 코아 및 페리 영역의 상기 반도체기판 소정영역에 제 2 도전형 웰을 형성하는 공정과, 상기 제 1 도전형 반도체기판 및 제 2 도전형 웰의 소정영역상에 게이트 절연막, 도전층 및 게이트 캡 절연막으로 이루어진 게이트 전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트 전극 양측면에 측벽 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 격리절연막 사이의 상기 제 1 도전형 반도체기판 및 제 2 도전형 웰 상측에 반도체층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 도전형 반도체기판 상측의 상기 반도체층에는 제 2 도전형 불순물 이온을 주입하고 열처리하여 제 2 도전형 콘택 패드를 형성함과 동시에 상기 제 2 도전형 콘택 패드 하부의 상기 제 1 도전형 반도체기판에 제 2 도전형 불순물 영역을 형성하는 공정과, 상기 제 2 도전형 웰 상측의 상기 불순물층에는 제 1 도전형 불순물 이온을 주입하고 열처리하여 제 1 도전형 콘택 패드를 형성함과 동시에 상기 제 1 도전형 콘택 패드 하부의 상기 제 2 도전형 웰에 제 1 도전형 불순물 영역을 형성하는 공정과, 상기 제 1 및 제 2 도전형 콘택 패드와 전기적으로 연결되도록 배선층을 형성하는 공정을 포함한다.A method of forming a contact wiring of a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming an insulating insulating film in a predetermined region of a first conductive semiconductor substrate divided into a cell region and a core and a ferry region, and the predetermined semiconductor substrate in the core and ferry regions. Forming a second conductive well in a region, forming a gate electrode comprising a gate insulating film, a conductive layer and a gate cap insulating film on a predetermined region of the first conductive semiconductor substrate and the second conductive well; Forming a sidewall spacer on both sides of the gate electrode, forming a semiconductor layer on the first conductive semiconductor substrate and the second conductive well between the isolation insulating film, and on the upper surface of the first conductive semiconductor substrate. The second conductive type impurity ions are implanted into the semiconductor layer and heat treated to form a second conductive type contact pad. Forming a second conductivity type impurity region in the first conductivity type semiconductor substrate below the tack pad, and implanting and heat treating a first conductivity type impurity ion into the impurity layer above the second conductivity type well to form a first conductivity type Forming a type contact pad and simultaneously forming a first conductivity type impurity region in the second conductivity type well under the first conductivity type contact pad, and electrically connecting the first and second conductivity type contact pads Forming a wiring layer as much as possible.
이와 같은 본 발명 반도체 소자의 콘택배선 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Such a method for forming contact wiring of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2l은 본 발명 반도체 소자의 콘택배선 형성공정을 보여주는 단면도들이다.2A to 2L are cross-sectional views illustrating a process of forming contact wirings in a semiconductor device of the present invention.
본 발명 반도체 소자의 콘택배선 형성방법은 셀영역의 공정단면도(좌측 도면)와 코아 및 페리영역의 공정단면도(우측 도면)를 동시에 설명한다.In the method for forming contact wiring of the semiconductor device of the present invention, the process cross section (left diagram) of the cell region and the process cross section (right diagram) of the core and ferry regions will be described simultaneously.
먼저 도 2a에 나타낸 바와 같이, 제 1 도전형 반도체기판(20)의 소정영역에 로코스(LOCOS : Local Oxidation of Silicon) 마스크(Mask)(도시하지 않음)를 이용한 선택적인 이온주입공정과 국부산화공정으로 필드 산화막(21)을 형성하여 활성영역(active region)과 격리영역(field region)을 정의한다. 이어서, 코아 및 페리영역으로 정의된 제 1 도전형 반도체기판(20)의 소정영역에 제 2 도전형 웰(22)을 형성한다. 그다음, 상기 반도체기판(20)전면에 게이트 절연막(23), 폴리실리콘층 및 게이트 캡 절연막(25)을 차례로 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 일정간격을 갖는 게이트 전극(24)을 형성한다. 그다음, 상기 게이트 캡 절연막(25), 게이트 전극(24) 및 게이트 절연막(23)의 측면에 측벽 스페이서(26)를 형성한다. 이어서, 상기 게이트 전극(24)을 포함한 기판 전면에 언도프드(undoped) 폴리실리콘층(27)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 절연막(23), 게이트 캡 절연막(25) 및 측벽 스페이서(26)는 산화막과 질화막중 어느 하나로 형성한다. 특히, 상기 게이트 캡 절연막(25)은 화학기상증착법(CVD)을 사용하여 형성하며, 일반적인 게이트 캡 절연막보다 두꺼운 3000 ∼ 5000Å 정도의 두께로 형성하고, 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)은 1000 ∼ 4000Å 정도의 두께로 형성한다. 그리고, 상기 측벽 스페이서(26)를 형성하는 공정전에 상기 제 1 도전형 반도체 기판(20) 및 상기 제 2 도전형 웰(22) 상측에 형성된 게이트 전극(24) 측면하부의 상기 제 1 도전형 반도체 기판(20) 및 상기 제 2 도전형 웰(22)에 각 각 반대 도전형의 저농도 불순물 영역을 형성하기 위한 이온주입공정 및 열처리공정을 실시하여 LDD(Lightly Doped Drain)영역을 형성할 수 있다.First, as shown in FIG. 2A, a selective ion implantation process and localization using a local oxide of silicon (LOCOS) mask (not shown) in a predetermined region of the first
도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 언도프드 폴리실리콘층(27) 및 게이트 캡 절연막(25)을 연마하여 상기 게이트 전극(24) 양측에만 위치시킨다. 이때, 상기 연마법은 화학기계적경면연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing)법을 사용하여 상기 게이트 전극(24)의 상측면이 노출되기전에 연마공정을 마친다. 즉, 상기 언도프드 폴리실리콘층(27) 및 게이트 캡 절연막(25)을 동일 높이가 되도록 연마하므로 평탄성이 우수해진다.As shown in FIG. 2B, the
도 2c에 나타낸 바와 같이, 상기 연마되어 게이트 전극(24)사이에만 위치한 언도프드 폴리실리콘층(27)을 포함한 기판전면에 제 1 감광막(28)을 도포한후 도 2a에서 사용한 바와 같은 로코스 마스크(도시하지 않음)를 이용한 노광 및 현상공정으로 상기 활성영역 상측에만 남도록 상기 제 1 감광막(28)을 패터닝한다. 이어서, 패터닝된 상기 제 1 감광막(28)을 마스크로 이용한 식각공정으로 상기 활성영역으로 정의된 반도체기판(20) 상측의 언도프드 폴리실리콘층(27)을 제외한 격리영역(필드 산화막(21)) 상측에 형성된 언도프드 폴리실리콘층(27)을 제거한다. 즉, 상기 로코스 마스크를 이용한 노광공정후의 현상공정으로 상기 필드 산화막(21)의 상측에 형성된 언도프드 폴리실리콘층(27)을 선택적으로 용이하게 제거할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 2C, the first
도 2d에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 감광막(28)을 제거한다. 그다음, 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)을 포함한 기판 전면에 제 2 감광막(29)을 도포한후 노광 및 현상공정으로 상기 코아 및 페리영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)중 제 1 도전형 반도체기판(20) 상측의 언도프드 폴리실리콘층(27)만 노출되도록 상기 제 2 감광막(29)을 패터닝한다. 이어서, 패터닝된 상기 제 2 감광막(29)을 마스크로 이용한 이온주입공정으로 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)에 제 2 도전형 불순물 이온을 주입한다. 이때, 상기 제 1 도전형 반도체기판(20)을 p형의 반도체기판으로 형성하였을 경우에는 상기 제 2 도전형 불순물 이온 주입공정시 n형 불순물 이온(예를 들면, 비소(As : Arsenic)나 인(P : Phosphorus)이온)을 주입하고, n형 반도체기판으로 형성하였을 경우에는 p형 불순물 이온(예를 들면, 붕소(B : Boron)이온)을 주입한다. 그리고, 바람직하게는 n형 불순물 이온인 비소(As : Arsenic)나 인(P : Phosphorus)이온을 주입한다.As shown in FIG. 2D, the first
도 2e에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 감광막(29)을 제거한다. 이어서, 상기 제 2 도전형 불순물 이온이 주입된 언도프드 폴리실리콘층(27)을 열처리하여 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30)를 형성한다. 이때, 상기 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30)의 제 2 도전형 불순물 이온이 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30)하부의 제 1 도전형 반도체기판(20)으로도 확산되어 제 2 도전형 제 1 불순물 영역(31a)이 형성된다. 이때, 상기 열처리 온도는 500 ∼ 900℃ 에서 진행한다.As shown in Fig. 2E, the second
도 2f에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30)를 포함한 기판 전면에 제 3 감광막(32)을 도포한다음 노광 및 현상공정으로 상기 코아 및 페리영역의 제 2 도전형 웰(22) 상측의 언도프드 폴리실리콘층(27)이 노출되도록 상기 제 3 감광막(32)을 선택적으로 패터닝한다. 이어서, 패터닝된 상기 제 3 감광막(32)을 마스크로 이용한 이온주입공정으로 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)에 제 1 도전형 불순물 이온을 주입한다. 이때, 상기 제 2 도전형 웰(22)을 n형으로 형성하였을 경우에는 상기 제 1 도전형 불순물 이온 주입공정시 p형 불순물 이온인 붕소(B : Boron)이온을 주입하고, p형 웰로 형성하였을 경우에는 n형 불순물 이온인 비소(As : Arsenic)나 인(P : Phosphorus)이온을 주입한다. 그리고, 바람직하게는 p형 불순물 이온인 붕소이온을 주입한다.As shown in FIG. 2F, a third
도 2g에 나타낸 바와 같이, 상기 제 3 감광막(32)을 제거한다. 이어서, 상기 제 1 도전형 불순물 이온이 주입된 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)을 열처리하여 제 1 도전형 콘택 패드(33)를 형성한다. 이때, 상기 열처리공정으로 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)에 주입된 제 1 도전형 불순물 이온이 확산되어 제 1 도전형 콘택 패드(33)를 형성함과 동시에 상기 제 1 도전형 콘택 패드(33)하부의 상기 제 2 도전형 웰(22)로도 상기 제 1 도전형 불순물 이온이 확산되어 제 1 도전형 불순물 영역(34)이 형성된다. 즉, 상기 도 2d 및 도 2f에서 언도프드 폴리실리콘층(27)에 p형 또는 n형 불순물 이온을 주입하여 p형 또는 n형의 도프드 폴리실리콘층으로 형성하여 콘택 패드로 이용하고, 도프드된 콘택 패드의 불순물 이온을 열처리(annealing)를 이용한 확산법으로 반도체기판이나 웰에 확산(diffusion)하여 소오스/드레인 영역으로 사용할 불순물 영역을 형성하는 것이다.As shown in Fig. 2G, the third
도 2h에 나타낸 바와 같이, 상기 셀영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)과 코아 및 페리 영역의 제 1 도전형 콘택 패드(33) 및 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30)를 포함한 게이트 캡 절연막(25) 전면에 제 4 감광막(35)을 도포한후 노광 및 현상공정으로 셀영역의 비트라인 콘택 형성영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)이 노출되도록 상기 제 4 감광막(35)을 패터닝한다. 그다음, 패터닝된 상기 제 4 감광막(35)을 마스크로 이용한 이온주입공정으로 상기 비트라인 형성영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)에 제 2 도전형의 불순물 이온을 주입한다.As shown in FIG. 2H, a gate cap including an
도 2i에 나타낸 바와 같이, 상기 제 4 감광막(35)을 제거한다. 이어서, 상기 제 2 도전형 불순물 이온이 주입된 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)을 열처리하여 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36)를 형성한다. 이때, 상기 열처리공정으로 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)이 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36)가 됨과 동시에 상기 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36) 하부의 상기 제 1 도전형 반도체기판(20)에는 제 2 도전형 제 2 불순물 영역(31b)이 형성된다.As shown in FIG. 2I, the fourth
도 2j에 나타낸 바와 같이, 상기 콘택 패드들(30)(33)(36)을 포함한 게이트 캡 절연막(25) 전면에 제 5 감광막(37)을 도포한후 노광 및 현상공정으로 노드 콘택 형성영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)이 노출되도록 상기 제 5 감광막(37)을 패터닝한다. 이어서, 패터닝된 상기 제 5 감광막(37)을 마스크로 이용한 이온주입공정으로 노출된 상기 노드 콘택 형성영역의 언도프드 폴리실리콘층(27)에 제 2 도전형 불순물 이온을 주입한다.As shown in FIG. 2J, the fifth
도 2k에 나타낸 바와 같이, 상기 제 5 감광막(37)을 제거한다. 이어서, 상기 제 2 도전형 불순물 이온이 주입된 상기 언도프드 폴리실리콘층(27)을 열처리하여 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38)를 형성한다. 이때, 상기 열처리공정으로 상기 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(37) 하부의 제 1 도전형 반도체기판(20)에 제 2 도전형 제 3 불순물 영역(31c)이 형성된다.As shown in Fig. 2K, the fifth
이때, 상기 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38) 및 제 2 도전형 제 3 불순물 영역(31c)을 형성하는 공정은 상기 도 2h 및 도 2i에서 나타낸 바와 같은 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36) 및 제 2 도전형 제 2 불순물 영역(31b) 형성공정과 동시에 형성할 수 있다. 즉, 상기 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38)는 상기 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36)와 동일 도전형으로 형성되므로 도 2h 및 도 2i에서 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36)를 형성하기 위한 제 4 감광막(35)에 대한 노광 및 현상공정시 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38) 형성영역의 제 4 감광막(35)도 동시에 노광 및 현상하고, 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36)를 형성하기 위한 이온주입공정시 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38) 형성을 위한 제 2 도전형 불순물 이온주입공정을 동시에 실시하고, 열처리하여 제 2 도전형 제 2 콘택 패드(36) 및 제 2 도전형 제 3 콘택 패드(38)와 제 2 도전형 제 2 불순물 영역(31b) 및 제 2 도전형 제 3 불순물 영역(31c)을 동시에 형성할 수 있는 것이다.In this case, the process of forming the second conductive
도 2l에 나타낸 바와 같이, 상기 코아 및 페리영역의 상기 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30) 및 제 1 도전형 콘택 패드(33)를 포함한 상기 필드 산화막(21)상에 절연막(39)을 형성한후 상기 제 2 도전형 제 1 콘택 패드(30) 및 상기 제 1 도전형 콘택 패드(33)의 상측면이 노출되도록 상기 절연막(39)을 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 콘택홀(40)을 형성한다. 그다음, 상기 콘택홀(40)을 포함한 상기 절연막(39)상에 금속층을 형성한후 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정 + 식각공정)하여 금속 콘택 배선층(41)을 형성한다. 이때, 상기 금속 콘택 배선층(41)은 전도성 금속으로 형성하는데 바람직하게는 알루미늄이나 텅스텐중 어느 하나로 형성한다. 이때, 도면상에는 도시하지 않았지만 상기 셀 영역에서는 커패시터를 형성하는 공정 및 비트라인 배선을 위한 공정을 진행하게 된다.As shown in FIG. 2L, an insulating
상기와 같은 본 발명 반도체 소자의 콘택배선 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The method for manufacturing a contact wiring of the semiconductor device of the present invention as described above has the following effects.
첫째, 게이트 전극 사이에 콘택 패드가 형성되므로 콘택 패드의 폭이 넓어 콘택 홀을 통한 콘택배선과의 얼라인 마진이 충분하여 안정된 콘택배선을 할 수 있어 반도체 소자의 콘택 배선의 신뢰도를 향상시킬수 있다.First, since the contact pads are formed between the gate electrodes, the contact pads have a wider width and sufficient alignment margins with the contact wirings through the contact holes can be provided to enable stable contact wiring, thereby improving the reliability of the contact wiring of the semiconductor device.
둘째, 게이트 전극의 형성높이까지 콘택 패드가 형성되어 있으므로 종횡비가 클 경우 발생하였던 콘택홀 형성공정의 문제를 해결하여 반도체 소자의 고집적화에 쉽게 대응할수 있다.Second, since the contact pads are formed up to the height of the gate electrode, the problem of the contact hole forming process, which occurs when the aspect ratio is large, can be solved to easily cope with high integration of semiconductor devices.
셋째, 코아 및 페리영역에도 게이트 전극 형성 높이까지 콘택 패드를 형성하여 코아 및 페리 영역에서 종횡비가 커짐에 따라 발생하였던 콘택배선의 문제점을 해결하여 신뢰도 높은 반도체 소자를 제공할 수 있다.Third, contact pads are formed in the core and ferry regions up to the gate electrode formation height, thereby solving the problem of contact wiring, which occurs as the aspect ratio increases in the core and ferry regions, thereby providing a highly reliable semiconductor device.
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