KR100282216B1 - Soi DRAM and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤 및 로우 Vcc 동작을 수행하는 SOI DRAM 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 소자격리막을 갖는 제 1 반도체 기판의 제 1 면과 전기적으로 접속되도록 셀 영역의 스토리지 노드 전극을 형성하고, 동시에 주변회로 영역의 백 게이트 전극을 형성한다. 스토리지 노드 전극 상에 캐패시터 유전체막을 사이에 두고 플레이트 전극을 형성하여 임베디드 캐패시터를 형성한다. SOI용 절연층을 사이에 두고 제 1 반도체 기판과 제 2 반도체 기판을 본딩시킨다. 소자격리막을 식각 정지층으로 사용하여 제 1 반도체 기판의 제 2 면을 평탄화 식각한 후, 제 1 반도체 기판의 제 2 면 상에 프론트 게이트 전극을 형성한다. 프론트 게이트 전극 사이의 제 1 반도체 기판이 제 2 면과 전기적으로 접속되도록 비트 라인을 형성하고, 동시에 플레이트 전극 및 백 게이트 전극과 전기적으로 접속되도록 플레이트 콘택 및 백 게이트 콘택을 각각 형성한다. 이와 같은 반도체 장치 및 그의 제조 방법에 의해서, 백 게이트를 사용하여 주변회로 영역의 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤이 수행되도록 할 수 있고, 임베디드 구조의 캐패시터 및 SOI 기판을 사용하여 로우 Vcc 동작 DRAM을 형성할 수 있다. 또한, 백 게이트를 스토리지 노드 전극과 동시에 형성되도록 함으로써 공정을 단순화 시킬 수 있고, 공정 단가를 줄일 수 있다.The present invention relates to an SOI DRAM for performing dynamic threshold voltage control and a low Vcc operation, and to a method of manufacturing the same, wherein the storage node electrode of the cell region is electrically connected to a first surface of the first semiconductor substrate having the device isolation layer. And the back gate electrode in the peripheral circuit area at the same time. A plate electrode is formed on the storage node electrode with a capacitor dielectric layer interposed therebetween to form an embedded capacitor. The first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate are bonded to each other with the SOI insulating layer interposed therebetween. After the planarization etching of the second surface of the first semiconductor substrate using the device isolation film as an etch stop layer, a front gate electrode is formed on the second surface of the first semiconductor substrate. The bit line is formed to electrically connect the first semiconductor substrate between the front gate electrode and the second surface, and at the same time, the plate contact and the back gate contact are formed to be electrically connected to the plate electrode and the back gate electrode. With such a semiconductor device and its manufacturing method, it is possible to perform dynamic threshold voltage control of the peripheral circuit area using a back gate, and to form a low Vcc operating DRAM using an embedded structure capacitor and an SOI substrate. Can be. In addition, the back gate is formed at the same time as the storage node electrode to simplify the process and reduce the process cost.

Description

소이 디렘 및 그의 제조 방법(A SILICON ON INSULATOR DRAM AND METHOD OF FABRICATING THE SAME)A SILICON ON INSULATOR DRAM AND METHOD OF FABRICATING THE SAME

본 발명은 SOI(Silicon On Insulator) DRAM 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 백 게이트(back gate) 전극을 사용하여 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤(dynamic threshold voltage control)을 수행하는 임베디드 캐패시터(embeded capacitor)를 갖는 SOI DRAM 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon on insulator (SOI) DRAM and a method for manufacturing the same. More specifically, an embedded capacitor performs dynamic threshold voltage control using a back gate electrode. The present invention relates to an SOI DRAM having an embedded capacitor and a manufacturing method thereof.

Vcc가 1.0V 라고 가정할 때 이에 관련된 쓰레스홀드 전압은 0.15 ~ 0.2 V로 정의할 수 있다. 이때, 오프 셋 상태(off set state)에서의 서브 쓰레스홀드 누설전류(subthreshold leakage current)가 커지는 점과, 온 상태(on state)에서는 트랜지스터의 모빌리티(mobility)를 증가시켜야 하는 점이 로우 Vcc 트랜지스터의 해결하기 어려운 문제점이다.Assuming that Vcc is 1.0V, the associated threshold voltage can be defined as 0.15 to 0.2V. At this time, the subthreshold leakage current in the offset state is increased, and in the on state, the mobility of the transistor must be increased. It is a difficult problem to solve.

종래 기술에 있어서, 1.5 V 이하의 로우(low) Vcc 관련 고집적화 공정은 트랜지스터의 쓰레스홀드 전압(threshold voltage)을 다이나믹 콘트롤(dynamic control) 하기 위해서 백 게이트 폴리(back gate poly)를 사용한다.In the prior art, low Vcc related high integration processes of less than 1.5 V use a back gate poly to dynamically control the threshold voltage of the transistor.

상기 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤 방법은 프론트 게이트 오프(front gate off)시 백 게이트에 의해 쓰레스홀드 전압이 증가되도록 하여 오프 셋 상태에서의 서브 쓰레스홀드 누설 전류를 줄인다. 그리고, 온 상태에서는 백 게이트의 전압이 프론트 게이트 전압만큼 증가되어 백 게이트의 영향으로 쓰레스홀드 전압이 감소되도록 함으로써 트랜지스터의 모빌리티를 증가시키고, 따라서 전류를 증가시키는 방법이다. 이것은 SOI 에서만 통용되는 기술이다.The dynamic threshold voltage control method reduces the subthreshold leakage current in the offset state by increasing the threshold voltage by the back gate when the front gate is off. In the on state, the voltage of the back gate is increased by the front gate voltage so that the threshold voltage is decreased by the influence of the back gate, thereby increasing the mobility of the transistor and thus increasing the current. This is a technology that is only used in SOI.

그러나, 이 기술은 SOI 사이에 백 게이트 폴리를 추가하는 기술로서, DRAM 분야 중 캐패시터가 엑티브(active) 하부에 존재하는 임베디드 메모리(embeded memory)에서는 적합하지 않은 기술이다. 그 이유는 캐패시터를 하부로 묻어 공정을 진행하는 경우 캐패시터의 스토리지 노드 콘택(storage node contact) 형성의 어려움과 플레이트 폴리 콘택(plate poly contact)의 연결 방법 등을 해결해야 하기 때문이다.However, this technique adds a back gate poly between SOIs, which is not suitable for embedded memory in which capacitors exist under active in the DRAM field. The reason for this is that when the process is performed by embedding the capacitor to the bottom, the difficulty of forming the storage node contact of the capacitor and the connection method of the plate poly contact should be solved.

종래 기술을 이용하여 DRAM을 형성하는 경우 다음의 도 1과 같이 비트 라인(bit line)(16) 상에 캐패시터를 형성할 수밖에 없다.In the case of forming a DRAM by using the prior art, it is inevitable to form a capacitor on the bit line 16 as shown in FIG. 1.

도 1은 종래의 SOI DRAM의 구조를 보여주는 단면도이다. 여기서, 참조부호 "a" 및 "b"로 표시한 부분은 각각 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역을 나타낸다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional SOI DRAM. Here, portions denoted by "a" and "b" denote cell array regions and peripheral circuit regions, respectively.

도 1을 참조하면, 종래의 SOI DRAM의 구조는 LOCOS 등의 소자격리막(3) 형성에 의해 정의된 서브 실리콘(sub-silicon)(2)과, 소자격리막(3)과, 절연층(4)과, 진성(intrinsic) 폴리층(6)을 포함한다. 상기 진성 폴리층(6)은 n+형 백 게이트 폴리(7a)와 p+형 백 게이트 폴리(7b)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional SOI DRAM has a sub-silicon 2, a device isolation film 3, and an insulating layer 4 defined by the formation of a device isolation film 3 such as LOCOS. And an intrinsic poly layer (6). The intrinsic poly layer 6 comprises an n + type back gate poly 7a and a p + type back gate poly 7b.

상기 구조는 상기 진성 폴리층(6) 상에 SOI용 절연층(8)을 사이에 두고 본딩된 핸들 웨이퍼(handle wafer)(10)를 포함한다. 프론트 게이트 전극(14) 사이의 절연층 15를 뚫고 상기 서브 실리콘(2)과 전기적으로 접속되도록 형성된 비트 라인(16)을 포함한다. 상기 프론트 게이트 전극(14) 및 n+형 및 p+형 백 게이트 폴리(7a, 7b)와 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 프론트 게이트 콘택(17a, 17b) 및 백 게이트 콘택(18a, 18b)을 포함한다.The structure comprises a handle wafer 10 bonded on the intrinsic poly layer 6 with an insulating layer 8 for SOI interposed therebetween. And a bit line 16 formed through the insulating layer 15 between the front gate electrode 14 and electrically connected to the sub silicon 2. And the front gate electrodes 14a and 17b and the back gate contacts 18a and 18b formed to be electrically connected to the front gate electrode 14 and the n + type and p + type back gate polys 7a and 7b, respectively.

절연층 15 및 절연층 19를 뚫고 상기 서브 실리콘(2)과 전기적으로 접속되도록 형성된 스택 캐패시터(stacked capacitor) 즉, 스토리지 노드 전극(20) 및 캐패시터 유전체막(21), 그리고 플레이트 전극(22)을 포함한다. 상기 절연층 19 상에 형성된 로드 폴리(load poly)(23)를 포함한다.A stacked capacitor formed through the insulating layer 15 and the insulating layer 19 and electrically connected to the sub silicon 2, that is, the storage node electrode 20, the capacitor dielectric layer 21, and the plate electrode 22 are formed. Include. And a load poly 23 formed on the insulating layer 19.

상기 캐패시터는 상기 비트 라인(16) 상부에 형성되어 있다.The capacitor is formed on the bit line 16.

절연층 24 또는 절연층 19 및 24를 뚫고 각각 상기 플레이트 전극(22) 및 로드 폴리(23), 프론트 게이트 콘택(17a, 17b)과 전기적으로 접속되도록 형성된 금속콘택(metal contact)(26a ~ 26d)을 포함한다. 절연층 28을 뚫고 상기 금속 콘택(26c, 26d)과 전기적으로 접속되도록 형성된 금속 콘택(29a, 29b)을 포함한다. 상기 절연층 24 상에 형성된 금속 라인(metal line)(27) 및 상기 절연층 28 상에 형성된 금속 라인(30)을 포함한다.Metal contacts 26a to 26d formed through the insulating layer 24 or the insulating layers 19 and 24 to be electrically connected to the plate electrode 22, the load poly 23, and the front gate contacts 17a and 17b, respectively. It includes. Metal contacts 29a and 29b formed through the insulating layer 28 and electrically connected to the metal contacts 26c and 26d. And a metal line 27 formed on the insulating layer 24 and a metal line 30 formed on the insulating layer 28.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 백 게이트를 사용하여 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤을 수행할 수 있고, 동시에 임베디드 구조의 캐패시터를 형성할 수 있는 SOI DRAM 및 그의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and provides a SOI DRAM capable of performing dynamic threshold voltage control using a back gate and simultaneously forming a capacitor having an embedded structure, and a method of manufacturing the same. Has its purpose.

제1도는 종래의 SOI DRAM의 구조를 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional SOI DRAM.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 SOI DRAM의 구조를 보여주는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a structure of an SOI DRAM according to an embodiment of the present invention.

제3a도 내지 제3e도는 본 발명의 실시예에 따른 SOI DRAM을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도들.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an SOI DRAM according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

2 : 서브 실리콘 3, 101 : 소자격리막2: sub silicon 3, 101: device isolation film

4, 15, 19, 24, 28 : 절연층 6 : 진성 폴리층4, 15, 19, 24, 28: insulation layer 6: intrinsic poly layer

7 : 백 게이트 폴리 8, 112 : SOI용 절연층7: back gate poly 8, 112: insulation layer for SOI

10 : 핸들 웨이퍼 14, 118 : 프론트 게이트 전극10: handle wafer 14, 118: front gate electrode

16 : 비트 라인 17, 125 : 프론트 게이트 콘택16: bit line 17, 125: front gate contact

18, 126 : 백 게이트 콘택 20, 104a : 스토리지 노드 전극18, 126: back gate contact 20, 104a: storage node electrode

21, 105 : 캐패시터 유전체막 22, 106 : 플레이트 전극21, 105: capacitor dielectric film 22, 106: plate electrode

26, 29, 129, 133 : 금속 콘택 27, 30, 130, 134 : 금속 라인26, 29, 129, 133: metal contacts 27, 30, 130, 134: metal lines

100 : 제 1 반도체 기판 102 : 제 1 절연층100: first semiconductor substrate 102: first insulating layer

104 : 백 게이트 전극 108, 110 : 제 2 절연층104: back gate electrode 108, 110: second insulating layer

114 : 제 2 반도체 기판 120 : 제 3 절연층114: second semiconductor substrate 120: third insulating layer

123 : 플레이트 콘택 124 : 로드 폴리 콘택123: plate contact 124: rod poly contact

[구성][Configuration]

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, SOI DRAM의 제조 방법은, 셀 영역과 주변회로 영역을 갖고 소자격리막에 의해 한정된 활성영역을 갖는 제 1 반도체 기판의 제 1 면 상에 제 1 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연층을 뚫고 상기 셀 영역의 제 1 반도체 기판과 전기적으로 접속되도록 스토리지 노드 전극을 형성하되, 동시에 상기 주변회로 영역의 상기 제 1 절연층상에 상기 제 1 반도체기판과 절연된 백 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 스토리지 노드 전극 상에 캐패시터 유전체막을 사이에 두고 플레이트 전극을 형성하는 단계와 ; 상기 플레이트 전극을 포함하여 제 1 반도체 기판의 제 1 면 전면에 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층 상에 SOI용 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판과 제 2 반도체 기판을 본딩시키는 단계와; 상기 소자격리막이 노출될 때까지 상기 제 1 반도체 기판의 제 2 면을 평탄화 식각하는 단계와; 상기 제 1 반도체 기판의 제 2 면 상에 프론트 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 프론트 게이트 전극을 포함하여 상기 제 1 반도체 기판의 제 2 면 전면에 제 3 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 절연층 및 상기 제 1 절연층, 그리고 상기 소자격리막의 일부를 뚫고 상기 제 1 반도체 기판의 제 2 면 및 상기 플레이트 전극, 상기 프론트 게이트 전극, 그리고 상기 백 게이트 전극과 각각 전기적으로 접속되도록 비트 라인(122) 및 플레이트 콘택(123), 프론트 게이트 콘택(125a, 125b), 백 게이트 콘택(126a, 126b) 을 각각 형성하되, 상기 프론트 게이트 콘택(125a, 125b) 및 상기 백 게이트 콘택(126a, 126b)이 전기적으로 접속되도록 형성하는 단계를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, a method of manufacturing an SOI DRAM includes a first insulating layer on a first surface of a first semiconductor substrate having a cell region and a peripheral circuit region and having an active region defined by an element isolation film. Forming a; A storage node electrode is formed to penetrate the first insulating layer and is electrically connected to the first semiconductor substrate of the cell region, and at the same time, a back gate electrode insulated from the first semiconductor substrate on the first insulating layer of the peripheral circuit region. Forming a; Forming a plate electrode on the storage node electrode with a capacitor dielectric film interposed therebetween; Forming a second insulating layer on the entire first surface of the first semiconductor substrate including the plate electrode; Bonding the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate on the second insulating layer with an insulating layer for SOI interposed therebetween; Planarization etching the second surface of the first semiconductor substrate until the device isolation layer is exposed; Forming a front gate electrode on a second side of the first semiconductor substrate; Forming a third insulating layer on the entire surface of the second surface of the first semiconductor substrate including the front gate electrode; The third insulating layer, the first insulating layer, and a part of the device isolation layer to be electrically connected to the second surface of the first semiconductor substrate and the plate electrode, the front gate electrode, and the back gate electrode, respectively. Bit lines 122 and plate contacts 123, front gate contacts 125a and 125b, and back gate contacts 126a and 126b are formed, respectively, the front gate contacts 125a and 125b and the back gate contacts 126a, respectively. 126b) is electrically connected.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 소자격리막은 상기 제 1 반도체 기판의 제 1 면 상에 LOCOS 및 STI 방법 중 어느 하나로 형성하는 단계를 포함한다.In a preferred embodiment of the method, the device isolation film comprises forming one of LOCOS and STI methods on the first surface of the first semiconductor substrate.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, SOI DRAM은, SOI용 절연층을 사이에 두고 제 1 반도체 기판 및 제 2 반도체 기판이 본딩된 구조를 갖되, 상기 제 1 반도체 기판은 상기 제 2 반도체 기판에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖고 셀 영역과 주변회로 영역으로 나누어지며, 상기 셀 영역 및 주변회로 영역은 활성영역과 비활성영역을 정의하여 형서된 소자격리막을 갖는 SOI 기판과; 상기 SOI용 절연층과 상기 제 1 반도체 기판 사이에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판의 셀 영역과 전기적으로 접속되도록 형성되어 있되, 상기 제 1 반도체 기판의 셀 영역과 직접 접속되도록 형성된 스토리지 노드 전극과, 상기 스토리지 노드 전극 상에 캐패시터 유전체막을 사이에 두고 형성된 플레이트 전극을 포함하는 임베디드 캐패시터와; 상기 SOI용 절연층과 상기 제 1 반도체 기판 사이에 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판의 주변회로 영역과 절연되도록 형성된 백 게이트 전극과; 상기 제 1 반도체 기판의 본딩되지 않은 면 상에 형성된 프론트 게이트 전극과; 상기 셀 영역 내의 상기 프론트 게이트 전극 사이의 제 1 반도체 기판과 전기적으로 접속되도록 형성된 비트 라인과; 상기 주변회로 영역 내의 상기 프론트 게이트 전극과 전기적으로 접속되도록 형성된 프론트 게이트 콘택과; 상기 제 1 반도체 기판의 본딩되지 않은 면으로부터 상기 소자격리막을 뚫고 상기 플레이트 전극 및 상기 백 게이트 전극과 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 플레이트 콘택 및 백 게이트 콘택을 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, an SOI DRAM has a structure in which a first semiconductor substrate and a second semiconductor substrate are bonded with an insulating layer for SOI interposed therebetween, wherein the first semiconductor substrate is the second semiconductor. A SOI substrate having a relatively thin thickness compared to a substrate and divided into a cell region and a peripheral circuit region, wherein the cell region and the peripheral circuit region have an element isolation film defined by defining an active region and an inactive region; A storage formed to be electrically connected to the cell region of the first semiconductor substrate with an insulating layer interposed between the SOI insulating layer and the first semiconductor substrate, and to be directly connected to the cell region of the first semiconductor substrate. An embedded capacitor comprising a node electrode and a plate electrode formed on the storage node electrode with a capacitor dielectric film interposed therebetween; A back gate electrode formed to be insulated from a peripheral circuit region of the first semiconductor substrate with an insulating layer interposed between the SOI insulating layer and the first semiconductor substrate; A front gate electrode formed on the unbonded surface of the first semiconductor substrate; A bit line formed to be electrically connected to a first semiconductor substrate between the front gate electrode in the cell region; A front gate contact formed to be electrically connected to the front gate electrode in the peripheral circuit region; And a plate contact and a back gate contact formed to penetrate the device isolation layer from the unbonded surface of the first semiconductor substrate and to be electrically connected to the plate electrode and the back gate electrode, respectively.

[작용][Action]

본 발명에 의한 SOI DRAM 및 그의 제조 방법은 스토리지 노드 형성시 백 게이트가 동시에 형성되도록 하고, 백 게이트를 사용하면서도 임베디드 구조의 캐패시터 형성을 가능하게 한다.The SOI DRAM and its manufacturing method according to the present invention allow the back gate to be formed at the same time when forming the storage node, and enable the formation of a capacitor of an embedded structure while using the back gate.

[실시예]EXAMPLE

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신규한 SOI DRAM 및 그의 제조 방법은, 소자격리막을 갖는 제 1 반도체 기판의 제 1 면과 전기적으로 접속되도록 셀 영역의 스토리지 노드 전극을 형성하고, 동시에 주변회로 영역의 백 게이트 전극을 형성한다. 상기 스토리지 노드 전극 상에 캐패시터 유전체막을 사이에 두고 플레이트 전극을 형성하여 임베디드 캐패시터를 형성한다. 상기 캐패시터의 상부 표면을 절연층을 사용하여 평탄화 시킨 후, 이 평탄화된 표면 상에 SOI용 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판과 제 2 반도체 기판을 본딩시킨다. 상기 소자 격리막을 식각 정지층으로 사용하여 제 1 반도체 기판의 제 2 면을 평탄화 식각한 후, 상기 제 1 반도체 기판의 제 2 면 상에 프론트 게이트 전극을 형성한다. 상기 프론트 게이트 전극 사이의 제 1 반도체 기판이 제 2 면과 전기적으로 접속되도록 비트 라인을 형성하고, 동시에 상기 플레이트 전극 및 백 게이트 전극과 전기적으로 접속되도록 플레이트 콘택 및 백 게이트 콘택을 각각 형성한다. 이와 같은 반도체 장치 및 그의 제조 방법에 의해서, 백 게이트를 사용하여 주변회로 영역의 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤이 수행되도록 할 수 있고, 임베디드 구조의 캐패시터 및 SOI 기판을 사용하여 로우 Vcc 동작 DRAM을 형성할 수 있다. 또한, 백 게이트를 스토리지 노드 전극과 동시에 형성되도록 함으로써 공정을 단순화 시킬 수 있고, 공정 단가를 줄일 수 있다.Referring to FIG. 2, the novel SOI DRAM and its manufacturing method according to the embodiment of the present invention form a storage node electrode in the cell region to be electrically connected to the first surface of the first semiconductor substrate having the device isolation film, At the same time, the back gate electrode of the peripheral circuit area is formed. A plate electrode is formed on the storage node electrode with a capacitor dielectric layer interposed therebetween to form an embedded capacitor. After the top surface of the capacitor is planarized using an insulating layer, the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate are bonded to each other with the insulating layer for SOI interposed therebetween. After the planarization etching of the second surface of the first semiconductor substrate using the device isolation layer as an etch stop layer, a front gate electrode is formed on the second surface of the first semiconductor substrate. A bit line is formed to electrically connect the first semiconductor substrate between the front gate electrode and the second surface, and a plate contact and a back gate contact are respectively formed to be electrically connected to the plate electrode and the back gate electrode. With such a semiconductor device and its manufacturing method, it is possible to perform dynamic threshold voltage control of the peripheral circuit area using a back gate, and to form a low Vcc operating DRAM using an embedded structure capacitor and an SOI substrate. Can be. In addition, the back gate is formed at the same time as the storage node electrode to simplify the process and reduce the process cost.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SOI DRAM의 구조를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a structure of an SOI DRAM according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 SOI DRAM의 구조는 SOI 기판과, 임베디드 캐패시터와, 백 게이트 전극(104b, 104c)과, 프론트 게이트 전극(118)과, 비트 라인(122)과, 프론트 게이트 콘택(125a, 125b)과, 플레이트 콘택(123)과, 백 게이트 콘택(126a, 126b)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the structure of an SOI DRAM according to an exemplary embodiment of the present invention includes an SOI substrate, an embedded capacitor, back gate electrodes 104b and 104c, a front gate electrode 118, a bit line 122, and the like. And front gate contacts 125a and 125b, plate contacts 123, and back gate contacts 126a and 126b.

상기 SOI 기판은, SOI용 절연층(112)을 사이에 두고 제 1 반도체 기판(100)과 제 2 반도체 기판(114)이 본딩된 구조를 갖는다. 상기 제 1 반도체 기판(100)은 상기 제 2 반도체 기판(114)에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖고, 셀 영역(a)과 주변회로 영역(b)을 갖는다. 상기 셀 영역(a)과 주변회로 영역(b)은 각각 활성영역과 비활성영역을 정의하여 형성된 소자격리막(101)을 갖는다.The SOI substrate has a structure in which the first semiconductor substrate 100 and the second semiconductor substrate 114 are bonded with the SOI insulating layer 112 interposed therebetween. The first semiconductor substrate 100 has a thickness relatively thinner than that of the second semiconductor substrate 114, and has a cell region a and a peripheral circuit region b. The cell region a and the peripheral circuit region b each have an isolation layer 101 formed by defining an active region and an inactive region.

상기 임베디드 캐패시터는, 상기 SOI용 절연층(112)과 제 1 반도체 기판(100) 사이에 절연층(108, 110)을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판(100)의 셀 영역(a)과 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다. 상기 임베디드 캐패시터는 상기 제 1 반도체 기판(100)의 셀 영역(a)과 직접 접속되도록 형성된 스토리지 노드 전극(104a)과, 상기 스토리지 노드 전극(104a) 상에 캐패시터 유전체막(105)을 사이에 두고 형성된 플레이트 전극(106)을 포함한다.The embedded capacitor may be electrically connected to the cell region a of the first semiconductor substrate 100 with the insulating layers 108 and 110 interposed between the SOI insulating layer 112 and the first semiconductor substrate 100. It is formed so that it may be connected. The embedded capacitor includes a storage node electrode 104a formed to be directly connected to the cell region a of the first semiconductor substrate 100, and a capacitor dielectric layer 105 disposed on the storage node electrode 104a. Formed plate electrode 106.

상기 백 게이트 전극(104b, 104c)은, 상기 제 1 반도체 기판(100)의 주변회로 영역(b)의 절연층(102) 상에 형성되어 있고, 상기 프론트 게이트 전극(118)은 상기 제 1 반도체 기판(100)의 본딩되지 않은 면 상에 형성되어 있다. 상기 프론트 게이트 전극(118)은 예를 들어, 폴리실리콘막 및 실리사이드막이 적층된 다층막이고, 상기 프론트 게이트 전극(118)과 제 1 반도체 기판(100) 사이에 게이트 산화막이 더 형성되어 있다.The back gate electrodes 104b and 104c are formed on the insulating layer 102 of the peripheral circuit region b of the first semiconductor substrate 100, and the front gate electrode 118 is the first semiconductor. It is formed on the unbonded surface of the substrate 100. The front gate electrode 118 is, for example, a multilayer film in which a polysilicon film and a silicide film are stacked, and a gate oxide film is further formed between the front gate electrode 118 and the first semiconductor substrate 100.

상기 비트 라인(122)은 절연층 120을 뚫고 상기 프론트 게이트 전극(118) 사이의 제 1 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다.The bit line 122 penetrates the insulating layer 120 and is electrically connected to the first semiconductor substrate 100 between the front gate electrode 118.

상기 프론트 게이트 콘택(125a, 125b)은, 상기 절연층 120을 뚫고 프론트 게이트 전극(118)과 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다.The front gate contacts 125a and 125b are formed to be electrically connected to the front gate electrode 118 through the insulating layer 120.

상기 플레이트 콘택(123) 및 백 게이트 콘택(126a, 126b)은, 제 1 반도체 기판(100)의 본딩되지 않은 면으로부터 상기 제 1 반도체 기판(100)의 소자격리막(101) 부분을 뚫고 상기 플레이트 전극(106) 및 백 게이트 전극(104b, 104c)과 각각 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다.The plate contact 123 and the back gate contacts 126a and 126b penetrate through the device isolation film 101 of the first semiconductor substrate 100 from the unbonded surface of the first semiconductor substrate 100 and the plate electrode. It is formed so as to be electrically connected to the 106 and the back gate electrodes 104b and 104c, respectively.

상기 프론트 게이트 콘택(125a, 125b)과 백 게이트 콘택(126a, 126b)은 서로 전기적으로 접속되도록 형성되어 있다.The front gate contacts 125a and 125b and the back gate contacts 126a and 126b are formed to be electrically connected to each other.

상기 비트 라인(122) 및 콘택들(123, 125a, 125b, 126a, 126b) 외에 저항용 폴리실리콘막인 로드 폴리(119)에 대한 로드 폴리 콘택(124)을 더 포함한다. 그리고, 상기 비트 라인(122) 및 콘택들(126 ~ 126)을 포함하여 절연층 120 상에 형성된 절연층 128 및 절연층 132, 금속 콘택들(129a, 129b, 133a, 133b), 그리고 금속 라인들(130, 134)을 더 포함한다.In addition to the bit line 122 and the contacts 123, 125a, 125b, 126a, and 126b, the semiconductor device may further include a load poly contact 124 for the rod poly 119, which is a resistance polysilicon film. The insulating layer 128 and the insulating layer 132 formed on the insulating layer 120 including the bit line 122 and the contacts 126 to 126, the metal contacts 129a, 129b, 133a, and 133b, and the metal lines (130, 134) further.

이하 상술한 바와 같은 SOI DRAM을 제조하는 방법을 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the SOI DRAM as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3E.

도 3a를 참조하면, 셀 영역(a)과 주변회로 영역(b)을 갖는 제 1 반도체 기판(100) 즉, 서브 실리콘의 제 1 면 상에 HTO(High Temperature Oxide) 등의 산화막으로 제 1 절연층(102)을 형성한다. 상기 제 1 반도체 기판(100)의 각 영역은 활성영역과 비활성영역을 정의하여 형성된 소자격리막(101)을 갖는다. 상기 소자격리막(101)은 일반적인 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 또는 STI(Shallow Trench Isolation) 등의 방법으로 형성된다. 상기 소자격리막(101)은 후속 제 1 반도체 기판(100)의 평탄화(planarization) 식각 공정에서 정지층(stopper)으로 사용된다. 즉, 상기 소자격리막(101)은 SOI의 엑티브 영역의 두께를 결정하는 요인이 된다. 또한, 플레이트 콘택(123) 및 백 게이트 콘택(126a, 126b) 형성시 제 1 반도체 기판(100)의 식각 영역으로 사용된다.Referring to FIG. 3A, the first semiconductor substrate 100 having the cell region a and the peripheral circuit region b, that is, the first insulating layer is formed of an oxide film such as HTO (High Temperature Oxide) on the first surface of the sub silicon. Form layer 102. Each region of the first semiconductor substrate 100 has an isolation layer 101 formed by defining an active region and an inactive region. The device isolation layer 101 is formed by a common LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) or STI (Shallow Trench Isolation). The device isolation layer 101 is used as a stopper in a subsequent planarization etching process of the first semiconductor substrate 100. That is, the device isolation film 101 is a factor for determining the thickness of the active region of the SOI. In addition, the plate contact 123 and the back gate contacts 126a and 126b may be used as etching regions of the first semiconductor substrate 100.

도 3b를 참조하면, 상기 제 1 절연층(102)을 뚫고 상기 셀 영역(a)의 제 1 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되도록 스토리지 노드 전극(104a)을 형성한다. 동시에, 상기 주변회로 영역(b)의 상기 제 1 절연층(102) 상에 백 게이트 전극(104b, 104c)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, the storage node electrode 104a is formed to penetrate the first insulating layer 102 and to be electrically connected to the first semiconductor substrate 100 of the cell region a. At the same time, back gate electrodes 104b and 104c are formed on the first insulating layer 102 in the peripheral circuit region b.

상기 스토리지 노드 전극(104a)은 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 1 면의 일부가 노출되도록 상기 제 1 절연층(102)을 식각하여 스토리지 노드 콘택홀(storage node contact hole)을 형성하고, 상기 콘택홀을 폴리실리콘 등의 도전막으로 채우고 이를 패터닝(patterning)함으로써 형성된다. 상기 도전막의 증착은 챔버(chamber) 내에서 로우 도핑(low doping) 및 하이 도핑(high doping)의 순서로 진행된다. 이것은 임베디드 캐패시터가 DRAM 제조 공정 초기에 형성되어 다수의 후속 열처리 공정을 거치게 되기 때문이다. 상기 백 게이트 전극(104b, 104c)은 상기 스토리지 노드 전극(104a) 형성에 사용되는 상기 도전막으로 형성되고, 주변회로 영역(b)의 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤을 위해 형성된다. 이와 같은 공정에 의해, 백 게이트 전극(104b, 104c) 형성을 위한 별도의 도전막 형성 공정을 생략할 수 있다.The storage node electrode 104a forms a storage node contact hole by etching the first insulating layer 102 so that a portion of the first surface of the first semiconductor substrate 100 is exposed. The contact hole is formed by filling a conductive film such as polysilicon and patterning the contact hole. Deposition of the conductive film proceeds in the order of low doping and high doping in the chamber. This is because embedded capacitors are formed early in the DRAM manufacturing process and undergo a number of subsequent thermal processes. The back gate electrodes 104b and 104c are formed of the conductive film used to form the storage node electrode 104a and are formed to control the dynamic threshold voltage of the peripheral circuit region b. By such a process, a separate conductive film forming step for forming the back gate electrodes 104b and 104c can be omitted.

상기 스토리지 노드 전극(104a)을 포함하여 셀 영역(a)에 얇은 질화막 및 산화막 등을 적층하여 캐패시터 유전체막(105)을 형성하고, 플레이트 전극(106)을 형성하여 임베디드 캐패시터를 형성한다. 상기 셀 영역(a) 이외의 영역에 형성된 플레이트 전극용 폴리실리콘막은 과식각(overetch)으로 제거한다. 이것은 주변회로 영역(b)의 백 게이트 전극(104b, 104c)에 오프 셋 상태에서 OV 이상의 dc 바이어스가 인가되어 서브 쓰레스홀드 누설 전류를 발생시키는 것을 방지하기 위해 필요하다.A thin nitride film, an oxide film, and the like are stacked on the cell region a including the storage node electrode 104a to form a capacitor dielectric film 105, and a plate electrode 106 is formed to form an embedded capacitor. The polysilicon film for plate electrodes formed in regions other than the cell region a is removed by overetching. This is necessary in order to prevent the DC bias of OV or more from being applied to the back gate electrodes 104b and 104c in the peripheral circuit region b so as to generate a subthreshold leakage current.

도 3c를 참조하면, 상기 플레이트 전극(106)을 포함하여 제 1 반도체 기판(100)의 제 1 면 전면에 제 2 절연층(108, 110)을 형성한다. 상기 제 2 절연층(108, 110)은 적은 후속 열처리 공정으로 그 막질을 치밀화 시킬 수 있는 PSG(PhosphoSilicate Glass)막(110)을 포함한다. 상기 제 2 절연층(108, 110)의 상부 표면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 등으로 평탄화 식각한다.Referring to FIG. 3C, second insulating layers 108 and 110 are formed on the entire surface of the first surface of the first semiconductor substrate 100 including the plate electrode 106. The second insulating layers 108 and 110 include a PSG (PhosphoSilicate Glass) film 110 capable of densifying the film quality in a small subsequent heat treatment process. The top surfaces of the second insulating layers 108 and 110 are planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like.

상기 제 2 절연층(108, 110) 상에 SOI용 절연층(112)을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판(100)과 제 2 반도체 기판(114) 즉, 핸들 웨이퍼(handle wafer)를 본딩(bonding) 시킨다.Bonding the first semiconductor substrate 100 and the second semiconductor substrate 114, that is, a handle wafer, with the SOI insulating layer 112 therebetween on the second insulating layers 108 and 110. bonding).

도 3d를 참조하면, 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면을 상기 소자격리막(101)을 식각 정지층으로 사용하여 평탄화 식각한다. 추가로, 통상의 STI 방법으로 엑티브 패턴(active pattern)을 정의한다.Referring to FIG. 3D, the second surface of the first semiconductor substrate 100 is planarized by using the device isolation layer 101 as an etch stop layer. In addition, active patterns are defined by conventional STI methods.

상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면 상에 게이트 산화막을 사이에 두고 예를 들어, 폴리실리콘막 및 실리사이드막을 적층하여 패터닝함으로써 프론트 게이트 전극(118)을 형성한다. 상기 소자격리막(101) 상에 HTO 또는 PE-TEOS 또는 PE-SiH4등의 절연층을 사이에 두고 저항용 폴리실리콘막인 로드 폴리(119)를 형성한다.The front gate electrode 118 is formed by stacking and patterning, for example, a polysilicon film and a silicide film on the second surface of the first semiconductor substrate 100 with a gate oxide film interposed therebetween. On the device isolation film 101, a rod poly 119 that is a resistance polysilicon film is formed with an insulating layer such as HTO, PE-TEOS, or PE-SiH 4 interposed therebetween.

상기 로드 폴리(119)를 포함하여 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면 전면에 제 3 절연층(120)을 형성한다.The third insulating layer 120 is formed on the entire surface of the second surface of the first semiconductor substrate 100 including the rod poly 119.

도 3e를 참조하면, 이 분야에서 잘 알려진 다마신(damascene) CMP 기술로 예를 들어, 텅스텐(tungsten) 물질을 사용하여 비트 라인(122) 및 로드 폴리 콘택(124), 프론트 게이트 콘택(125a, 125b), 플레이트 콘택(123), 백 게이트 콘택(126a, 126b)을 각각 형성한다.Referring to FIG. 3E, the bit line 122 and the rod poly contact 124, the front gate contact 125a, using tungsten material, for example, using a damascene CMP technique well known in the art. 125b), plate contacts 123, and back gate contacts 126a, 126b are formed, respectively.

상기 비트 라인(122) 형성을 위한 비트 라인 콘택홀 형성시 프론트 게이트 콘택(125a, 125b) 및 로드 폴리 콘택(124) 형성을 위한 콘택홀이 각각 형성된다. 상기 플레이트 콘택(123) 형성을 위한 콘택홀 형성시 상기 백 게이트 콘택(126a, 126b) 형성을 위한 콘택홀이 형성된다. 상기 플레이트 콘택(123)과 상기 백 게이트 콘택(126a, 126b)의 단차는 동일하다.When forming the bit line contact hole for forming the bit line 122, contact holes for forming the front gate contacts 125a and 125b and the rod poly contact 124 are formed, respectively. When the contact hole for forming the plate contact 123 is formed, a contact hole for forming the back gate contacts 126a and 126b is formed. The step difference between the plate contact 123 and the back gate contacts 126a and 126b is the same.

이후 통상의 공정으로 절연층 128 및 절연층 132, 금속 콘택들(129a, 129b, 133a, 133b), 금속 라인들(130, 134), 그리고 패시베이션(passivation)막(도면에 미도시)을 형성하면 SOI DRAM이 형성된다.Thereafter, the insulating layer 128 and the insulating layer 132, the metal contacts 129a, 129b, 133a, and 133b, the metal lines 130 and 134, and a passivation film (not shown) are formed in a conventional process. SOI DRAM is formed.

본 발명은 백 게이트를 사용하여 주변회로 영역의 다이나믹 쓰레스홀드 전압 콘트롤이 수행되도록 할 수 있고, 임베디드 구조의 캐패시터 및 SOI 기판을 사용하여 로우 Vcc 동작 DRAM을 형성할 수 있다. 또한, 백 게이트를 스토리지 노드 전극과 동시에 형성되도록 함으로써 공정을 단순화 시킬 수 있고, 공정 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention allows the dynamic threshold voltage control of the peripheral circuit region to be performed using a back gate, and can form a low Vcc operating DRAM using an embedded structure capacitor and an SOI substrate. In addition, since the back gate is formed at the same time as the storage node electrode, the process may be simplified and the process cost may be reduced.

Claims (2)

셀 영역(a)과 주변회로 영역(b)을 갖고 소자격리막(101)에 의해 한정된 활성영역을 갖는 제 1 반도체 기판(100)의 제 1 면 상에 제 1 절연층(102)을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연층(102)을 뚫고 상기 셀 영역(a)의 제 1 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되도록 스토리지 노드 전극(104a)을 형성하되, 동시에 상기 주변회로 영역(b)의 상기 제 1 절연층(102) 상에 상기 제 1 반도체기판(100)과 절연된 백 게이트 전극(104b, 104c)을 형성하는 단계와; 상기 스토리지 노드 전극(104a) 상에 캐패시터 유전체막(105)을 사이에 두고 플레이트 전극(106)을 형성하는 단계와; 상기 플레이트 전극(106)을 포함하여 제 1 반도체 기판(100)의 제 1 면 전면에 제 2 절연층(108, 110)을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층(108, 110) 상에 SOI용 절연층(112)을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판(100)과 제 2 반도체 기판(114)을 본딩시키는 단계와; 상기 소자격리막(101)이 노출될 때까지 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면을 평탄화 식각하는 단계와; 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면 상에 프론트 게이트 전극(118)을 형성하는 단계와; 상기 프론트 게이트 전극(118)을 포함하여 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면 전면에 제 3 절연층(120)을 형성하는 단계와; 상기 제 3 절연층(120) 및 상기 제 1 절연층(102), 그리고 상기 소자격리막(101)의 일부를 뚫고 상기 제 1 반도체 기판(100)의 제 2 면 및 상기 플레이트 전극(106), 상기 프론트 게이트 전극(118), 그리고 상기 백 게이트 전극(104b, 104c)과 각각 전기적으로 접속되도록 비트 라인(122) 및 플레이트 콘택(123), 프론트 게이트 콘택(125a, 125b), 백 게이트 콘택(126a, 126b)을 각각 형성하되, 상기 프론트 게이트 콘택(125a, 125b) 및 상기 백 게이트 콘택(126a, 126b)이 전기적으로 접속되도록 형성하는 단계를 포함하는 SOI DRAM의 제조 방법.Forming a first insulating layer 102 on the first surface of the first semiconductor substrate 100 having a cell region a and a peripheral circuit region b and having an active region defined by the device isolation film 101. Wow; The storage node electrode 104a is formed to penetrate the first insulating layer 102 and is electrically connected to the first semiconductor substrate 100 of the cell region a while simultaneously forming the storage node electrode 104a in the peripheral circuit region b. Forming back gate electrodes (104b, 104c) insulated from the first semiconductor substrate (100) on the insulating layer (102); Forming a plate electrode (106) on the storage node electrode (104a) with a capacitor dielectric film (105) therebetween; Forming a second insulating layer (108, 110) on the entire first surface of the first semiconductor substrate (100) including the plate electrode (106); Bonding the first semiconductor substrate (100) and the second semiconductor substrate (114) with the insulating layer (112) for SOI interposed on the second insulating layer (108, 110); Planar etching a second surface of the first semiconductor substrate 100 until the device isolation layer 101 is exposed; Forming a front gate electrode (118) on a second surface of the first semiconductor substrate (100); Forming a third insulating layer (120) on the entire surface of the second surface of the first semiconductor substrate (100) including the front gate electrode (118); A second surface of the first semiconductor substrate 100, the plate electrode 106, and the second insulating layer 120, the first insulating layer 102, and a portion of the device isolation layer 101. The bit line 122 and the plate contact 123, the front gate contacts 125a and 125b, and the back gate contact 126a so as to be electrically connected to the front gate electrode 118 and the back gate electrodes 104b and 104c, respectively. 126b), respectively, wherein the front gate contacts (125a, 125b) and the back gate contacts (126a, 126b) are electrically connected. SOI용 절연층(112)을 사이에 두고 제 1 반도체 기판(100) 및 제 2 반도체 기판(114)이 본딩된 구조를 갖되, 상기 제 1 반도체 기판(100)은 상기 제 2 반도체 기판(114)에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖고 셀 영역(a)과 주변회로 영역(b)으로 나누어지며, 상기 셀 영역(a) 및 주변회로 영역(b)은 활성영역과 비활성영역을 정의하여 형성된 소자격리막(101)을 갖는 SOI 기판과; 상기 SOI용 절연층(112)과 상기 제 1 반도체 기판(100) 사이에 절연층(108, 110)을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판(100)의 셀 영역(a)과 전기적으로 접속되도록 형성되어 있되, 상기 제 1 반도체(100)의 셀 영역(a)과 직접 접속되도록 형성된 스토리지 노드 전극(104a)과, 상기 스토리지 노드 전극(104a) 상에 캐패시터 유전체막(105)을 사이에 두고 형성된 플레이트 전극(106)을 포함하는 임베디드 캐패시터와; 상기 SOI용 절연층(112)과 상기 제 1 반도체 기판(100) 사이에 절연층(108, 110)을 사이에 두고 상기 제 1 반도체 기판(100)의 주변회로 영역(b)과 절연되도록 형성된 백 게이트 전극(104b, 104c)과; 상기 제 1 반도체 기판(100)의 본딩되지 않은 면 상에 형성된 프론트 게이트 전극(118)과; 상기 셀 영역(a) 내의 상기 프론트 게이트 전극(118) 사이의 제 1 반도체 기판(100)과 전기적으로 접속되도록 형성된 비트 라인(122)과; 상기 주변회로 영역(b) 내의 상기 프론트 게이트 전극(118)과 전기적으로 접속되도록 형성된 프론트 게이트 콘택(125a, 125b)과; 상기 제 1 반도체 기판(100)의 본딩되지 않은 면으로부터 상기 소자격리막(101)을 뚫고 상기 플레이트 전극(106) 및 상기 백 게이트 전극(104b, 104c)과 각각 전기적으로 접속되도록 형성된 플레이트 콘택(123) 및 백 게이트 콘택(126a, 126b)을 포함하는 SOI DRAM.The first semiconductor substrate 100 and the second semiconductor substrate 114 are bonded to each other with the SOI insulating layer 112 interposed therebetween, and the first semiconductor substrate 100 is the second semiconductor substrate 114. The cell isolation layer (a) and the peripheral circuit region (b) have a relatively thin thickness, and are divided into a cell region (a) and a peripheral circuit region (b). An SOI substrate having 101); It is formed to be electrically connected to the cell region a of the first semiconductor substrate 100 with the insulating layers 108 and 110 interposed between the SOI insulating layer 112 and the first semiconductor substrate 100. A plate formed between the storage node electrode 104a formed to be directly connected to the cell region a of the first semiconductor 100 and a capacitor dielectric layer 105 disposed on the storage node electrode 104a. An embedded capacitor comprising an electrode 106; A bag formed to be insulated from the peripheral circuit region b of the first semiconductor substrate 100 with the insulating layers 108 and 110 interposed between the SOI insulating layer 112 and the first semiconductor substrate 100. Gate electrodes 104b and 104c; A front gate electrode 118 formed on an unbonded surface of the first semiconductor substrate 100; A bit line (122) formed to be electrically connected to the first semiconductor substrate (100) between the front gate electrode (118) in the cell region (a); Front gate contacts 125a and 125b formed to be electrically connected to the front gate electrode 118 in the peripheral circuit region b; A plate contact 123 formed to penetrate the device isolation layer 101 from the unbonded surface of the first semiconductor substrate 100 and to be electrically connected to the plate electrode 106 and the back gate electrodes 104b and 104c, respectively. And back gate contacts (126a, 126b).
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