KR100325286B1 - Method for fabricating semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리장치 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고집적 DRAM셀 (Dynamic Random Access Memory cell)의 제조 방법애 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a highly integrated DRAM cell.
제 l도에 종래의 DRAM셀 제조 방법을 공정순서에 따라 도시하였다.In FIG. 1, a conventional DRAM cell manufacturing method is shown according to a process sequence.
제 l도 (a)와 같이 실리콘기판(4)상에 산화막(1)과 절화막(2)물 차례로 형성한 후, 사진식각공정을 통해 액티브영역상에만 남도록 패터닝한다.As shown in FIG. 1A, an oxide film 1 and a cut film 2 are sequentially formed on the silicon substrate 4, and then patterned so as to remain only on the active region through a photolithography process.
이어서 제 l도 (b)와 같이 산화공정을 실시하여 소자분리영역상에 필드산화막(13)를 형성한 다음 상기 질화막 및 산화막을 제거한 후, 게이트산화막(5)과 게이트 전극용 도전층(6)을 차례로 형성하고 이를 사진식각공정을 통해 게이트전극 패턴으로 패터닝한다.Subsequently, as shown in FIG. 1 (b), an oxidation process is performed to form the field oxide film 13 on the device isolation region, and then the nitride film and the oxide film are removed, and then the gate oxide film 5 and the conductive layer for the gate electrode 6 are removed. Are formed in sequence and patterned into a gate electrode pattern through a photolithography process.
다음에 제 1도 (c)와 같이 이온주입공정을 진행하여 n형 불순물영역(9)을 형성한 다음 전면에 산화막(7)을 형성한 후, 상기 산화막(7)물 선택적으로 식각하여 비트라인접속을 위한 비트라인 콘택(10)을 형성한다. 이어서 기판 전면에 도전물질을 증착한 후 이를 사진식각공정에 의해 패터닝하여 상기 비트라인콘택(10)을 통해 n형 불순물영역(9)과 접속하는 비트라인(8)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1C, an ion implantation process is performed to form an n-type impurity region 9, an oxide film 7 is formed on the entire surface, and the oxide film 7 is selectively etched to form a bit line. A bitline contact 10 for the connection is formed. Subsequently, a conductive material is deposited on the entire surface of the substrate, and then patterned by a photolithography process to form a bit line 8 connecting the n-type impurity region 9 through the bit line contact 10.
이어서 제1도 (d)가 같이 기판전면에 다시 산화막(11)을 형성한 후, 이를 선택적으로 식각하여 커패시터 접속을 위한 노드콘택(13)을 형성한 다음 전면에 도전물질을 증착하고 이를 사진식각공정에 의해 패터닝하여 커패시터 노드전극(13)을 형성한다.Subsequently, after forming the oxide layer 11 again on the front surface of the substrate as shown in FIG. 1 (d), the oxide layer 11 is selectively etched to form a node contact 13 for connecting a capacitor, and then a conductive material is deposited on the front surface, which is then etched. The capacitor node electrode 13 is formed by patterning by the process.
상기 종래기술에 있어서는 비트라인과 커패시터 노드전극이 게이트전극 좌, 우로 형성되어 있어 칩면적이 증가되게 되어 고집적화에 불리하다는 문제가 있다.In the prior art, since the bit line and the capacitor node electrode are formed at the left and right sides of the gate electrode, there is a problem that the chip area is increased, which is disadvantageous for high integration.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 고집적 DRAM셀의 제조에 적당한 반도체 메모리장치 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device suitable for manufacturing a highly integrated DRAM cell.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 매모리장치 제조방법은 반도체 기판상에 제1절연막과 불순물이 함유된 막을 차례로 형성하는 공정과, 사진식각공정을 통해 상기 불순물이 함유된 막 및 제l절연막을 라인형태로 패터닝하는 공정, 노출된 반도체기판상에 에피택셜 실리콘을 성장시키는 공정, 열처리공정을 행하여 상기 불순물을 함유한 막으로부터 불순물이온이 상기 에피택셜실리콘층으로 확산되도록 하여 불순물영역을 형성하는 공정, 상기 에피택셜실리콘층을 사진식각공정에 의해 패터닝하여 실리콘 기둥을 형성하는 공정, 기판 전면에 제2절연막을 형성하는 공정, 상기 제 2절연막을 에치백하여 상기 실리콘기둥의 표면을 노출시키는 공정, 상기 제2절연막을 일정두께 식각하고 일정두께는 남기는 공정, 기판 전면에 도전 물질을 증착하는 공정, 상기 도전물질층을 에치백하여 상기 노출된 실리콘기둥의 불순물영역 양측면에 비트라인과 커패시터 노드전극을 형성하는 공정, 기판 전면에 제3절연막을 형성하는 공정, 상기 제3절연막을 에치백하여 실리콘기둥 표면을 노출시키는 공정, 상기 실리콘기둥 상부에 개이트절연막 및 게이트전극 형성용 도전층을 차례로 형성하는 공정, 상기 게이트전극 형성용 도전층 및 게이트절연막을 패터닝하여 상기 비트라인 및 커패시터 노드전극과 직교하는 형태의 게이트전극을 형성하는 공정, 상기 커패시터 노드전극을 선택적으로 식각하여 노드전극 분리영역을 형성하는 공정, 기판 전면에 제4절연막을 형성하는 공정, 및 상기 제4절연막을 선택적으로 식각하여 상기 커패시터 노드전극을 노출시키는 노드콘택을 형성하는 공정으로 이루어진다.The semiconductor memory device manufacturing method of the present invention for achieving the above object is a step of sequentially forming a film containing a first insulating film and an impurity on a semiconductor substrate, and the film containing the impurity and the first insulating film through a photolithography process Forming an impurity region by diffusing the impurity ions from the film containing the impurity into the epitaxial silicon layer by performing a patterning process in a line shape, growing epitaxial silicon on an exposed semiconductor substrate, and heat treatment. Forming a silicon pillar by patterning the epitaxial silicon layer by a photolithography process; forming a second insulating film on the entire surface of the substrate; and exposing the surface of the silicon pillar by etching back the second insulating film. Etching the second insulating film to a predetermined thickness and leaving a predetermined thickness; depositing a conductive material on the entire surface of the substrate The process includes: etching back the conductive material layer to form bit lines and capacitor node electrodes on both sides of the exposed impurity regions of the silicon pillar, forming a third insulating layer on the entire surface of the substrate, and etching back the third insulating layer. Exposing the surface of the silicon pillar to form a gate insulating film and a conductive layer for forming a gate electrode on the silicon pillar, and patterning the gate electrode forming conductive layer and the gate insulating film to form the bit line and the capacitor node electrode. Forming a gate electrode having a shape orthogonal to the gate electrode; forming a node electrode isolation region by selectively etching the capacitor node electrode; forming a fourth insulating layer on the entire surface of the substrate; and selectively etching the fourth insulating layer Thereby forming a node contact exposing the capacitor node electrode.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
제2도에 본 발명에 의한 반도체 매모리장치의 제조방법을 공정순서에 따라 단면도 및 레이아웃으로 나타내었다.2 shows a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention in cross section and in layout according to a process sequence.
먼저, 제2도 (a)와 같이 실리콘기판(20)상에 제1절연막으로서의 제 1산화막(21)과 불순물을 함유한 막인 PSG(Phodphosilicate Glass)막(22)을 차례로 증착한 후, 사진식각공정을 통해 라인 형태로 패터닝한다. 이어서 노출된 실리콘기판상에 에피택셜 실리콘(23)을 성장시킨 후, 열처리공정을 행하여 상기 PSG막(22)으로부터 불순물 이온이 에피택셜 실리콘층(23)으로 확산되도록 하여 n형 불순물 영역(24)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2 (a), the first oxide film 21 as the first insulating film 21 and the PSG (Phodphosilicate Glass) film 22, which is a film containing impurities, are sequentially deposited on the silicon substrate 20, followed by photolithography. Patterned in the form of lines through the process. Next, after the epitaxial silicon 23 is grown on the exposed silicon substrate, an annealing process is performed to diffuse the impurity ions from the PSG film 22 into the epitaxial silicon layer 23 so as to form the n-type impurity region 24. To form.
다음에 제2도 (b)와 같이 상기 라인형태의 에피택셜실리콘층(23)과 직교하는 라인 형태의 포토마스크를 이용하여 상기 에피택셜실리콘층(23)을 식각한 후, 상기 PSG막 및 제1산화막을 제거하여 실리콘 기둥(23)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2 (b), the epitaxial silicon layer 23 is etched using a photomask in a line orthogonal to the line epitaxial silicon layer 23, and then the PSG film and The oxide film is removed to form the silicon pillars 23.
이어서 제2도 (c)가 같이 상기 실리콘 기둥(23)이 형성된 기판 전면에 제2절연막으로서, 예컨대 제2산화막(25)을 형성한 후, 에지백하여 실리콘 기둥(23)의 표면이 노출되도록 평탄화시킨 다음, 상기 제2도 (a)의 제1산화막(21) 패터닝시 사용된 라인형태의 포토마스크를 이용하여 제2산화막(25)을 일정두께 식각하고 일정두께는 남긴다. 이어서 폴리실리콘을 증착한 후, 에치백하여 상기 노출된 실리콘 기둥(23)의 n형 불순물영역(24) 양측면에 폴리실리콘 측벽을 형성하여 비트라인(26)과 커페시터 노드전극(27)을 동시에 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, a second insulating layer 25 is formed on the entire surface of the substrate on which the silicon pillars 23 are formed, for example, and then edge-backed to expose the surface of the silicon pillars 23. After the planarization, the second oxide film 25 is etched by a predetermined thickness using a line-shaped photomask used for patterning the first oxide film 21 of FIG. Subsequently, polysilicon is deposited, and then etched back to form polysilicon sidewalls on both sides of the n-type impurity region 24 of the exposed silicon pillar 23 to simultaneously form the bit line 26 and the capacitor node electrode 27. do.
다음에 제2도 (d)와 같이 상기 기판 전면에 제3절연막으로서, 예컨대 제3산화막(28)을 형성한 후, 에치백하여 실리콘 기둥(23) 표면을 노출시킨 다음 게이트산화막(29) 및 게이트전극 형성용 도전층(30)을 형성하고 이를 사진식각공정을 통해 패터닝하여 상기 폴리실리콘 측벽과 직교하는 형태의 게이트전극(30)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2 (d), a third oxide film 28 is formed on the entire surface of the substrate, for example, and then etched back to expose the surface of the silicon pillar 23, followed by a gate oxide film 29 and A conductive layer 30 for forming a gate electrode is formed and patterned through a photolithography process to form a gate electrode 30 having a shape perpendicular to the polysilicon sidewall.
이어서 제2도 (e)와 같이 상기 폴리실리콘 측벽으로 이루어진 커패시터 노드전극(27)을 제2도 (e)의 레이아웃에 도시한 바와 같은 포토마스크패턴을 이용하여 선택적으로 식각하여 노드전극 분리영역(32)을 형성한 후, 전면에 제4절연막으로서, 예컨대 제4산화막(31)을 형성하여 상기 노드전극 분리영역(32)을 산화막으로 매립시킨다.Subsequently, the capacitor node electrode 27 formed of the polysilicon sidewall as shown in FIG. 2E is selectively etched using a photomask pattern as shown in the layout of FIG. After forming 32, a fourth oxide film 31, for example, is formed on the entire surface, so that the node electrode isolation region 32 is filled with an oxide film.
다음에 제2도 (f)자 같이 상기 제4산화막(32)을 선택적으로 식각하여 상기 커패시터 노드전극(27)을 노출시키는 노드콘택(33)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2 (f), the fourth oxide film 32 is selectively etched to form a node contact 33 exposing the capacitor node electrode 27.
제3도에 본 발명의 DRAM셀의 최종 레이아웃을 나타내었다.3 shows the final layout of the DRAM cell of the present invention.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비트라인을 실리콘 기둥 측면에 형성하므로 칩면적을 감소시킬 수 있으며, 불순물영역 측면에 커패시터 노드전극을 형성하고 이위에 노드콘택을 형성하므로 오버레이 마진(overlay margin)을 확보할 수 있다. 또한, 실리콘 기둥을 사용하므로 소자분리공정을 생략할 수 있게 되며 이에 따라 소자특성이 개선되게 된다.As described above, according to the present invention, since the bit line is formed on the side of the silicon pillar, the chip area can be reduced, and the overlay margin is formed by forming the capacitor node electrode on the side of the impurity region and forming the node contact thereon. Can be secured. In addition, since the silicon pillar is used, the device isolation process can be omitted, and thus device characteristics are improved.
제 l도는 종래의 DRAM셀 제조 방법을 도시한 공정순서도.1 is a process flowchart showing a conventional DRAM cell manufacturing method.
제 2도는 본 발명의 DRAM셀 제조 방법을 도시한 공정 순서도.2 is a process flowchart showing the DRAM cell manufacturing method of the present invention.
제 3도는 본 발명의 DRAM셀 레이아웃도.3 is a DRAM cell layout diagram of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
20. 반도체기판 21. 제 1절연막20. Semiconductor substrate 21. First insulating film
22. 불순물이 함유된 막 23. 실리콘기둥22. Membranes Containing Impurities 23. Silicon Columns
24. 불순물영역 25. 제 2절연막24. Impurity region 25. Second insulating film
26. 비트라인 27. 커패시터 노드전극26. Bit line 27. Capacitor node electrode
28. 제 3절연막 29. 게이트절연막28. Third insulating film 29. Gate insulating film
30. 게이트전극 31. 제 4절연막30. Gate electrode 31. Fourth insulating film
32. 노드전극 분리영역 33. 노드콘택32. Node electrode separation area 33. Node contact
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- 1994-04-13 KR KR1019940007742A patent/KR100325286B1/en not_active IP Right Cessation
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