KR100361392B1 - Method for forming memory cells and device formed thereby, and method for forming a horizontal surface spacer and device formed thereby - Google Patents

Method for forming memory cells and device formed thereby, and method for forming a horizontal surface spacer and device formed thereby Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예는 수직형 트랜지스터 구조에서 채널 길이의 균일성을 개선하는 소스/드레인 확산부 형성 방법을 제공함으로써, 종래 기술의 한계를 극복한다. 일실시예로서, 본 발명은 필러형 메모리 셀(pillar memory cells)에서 사용하기 위한 소스/드레인 및 비트라인 확산 구조를 형성하는데 이용된다. 또한, 다른 실시예로서, 본 발명은 필러형 메모리 셀에서 소스/드레인 및 플레이트 확산 구조를 형성하는데 이용된다. 이 두 바람직한 실시예 모두는 필러형 구조상에 부합적인 포토레지스트를 증착하고, 오프-엑시스 노출(an off-axis exposure) 프로세스를 이용하여, 도펀트 소스층을 필러를 따라 적정 깊이로 함몰시킨다. 이후, 함몰된 도펀트 소스층은 필러형 메모리 디바이스에서 소스/드레인/비트라인 확산부 또는 소스/드레인/플레이트 확산부를 형성하는데 이용될 수 있다.The preferred embodiment of the present invention overcomes the limitations of the prior art by providing a method of forming a source / drain diffuser that improves the uniformity of channel length in a vertical transistor structure. In one embodiment, the present invention is used to form source / drain and bitline diffusion structures for use in pillar memory cells. In another embodiment, the present invention is also used to form source / drain and plate diffusion structures in pillar-type memory cells. Both of these preferred embodiments deposit conforming photoresist on the pillar like structure and use an off-axis exposure process to sink the dopant source layer along the pillar to the appropriate depth. The recessed dopant source layer may then be used to form source / drain / bitline diffusers or source / drain / plate diffusers in the filler memory device.

또한, 본 발명은, 수평 표면상에는 자기정렬된 스페이서를 형성하는 반면, 수직 표면의 스페이서 재료는 제거하는 방법을 제공한다. 이 바람직한 방법에 따르면, 이온을 주입함으로써 현상액에 대해 불용성(insoluble)이 되는 레지스트를 이용한다. 수직 표면과 수평 표면을 모두 갖는 기판상에 레지스트를 부합적으로 증착하고, 이 레지스트에 이온주입한 뒤, 레지스트를 현상함으로써, 수직 표면의 레지스트는 제거되는 반면, 수평 표면의 레지스트는 잔류하게 된다. 따라서, 수평 표면상에는 자기정렬된 스페이서가 형성되는 반면, 수직 표면의 스페이서 재료는 제거된다. 이러한 수평 표면 스페이서는 이후의 제조공정에서 이용될 수 있다. 이 바람직한 방법은 기판(20)의 수직 표면과 수평 표면을 상이하게 처리할 필요가 있는 많은 상이한 프로세스들에서 이용될 수 있다.The present invention also provides a method of forming self-aligned spacers on a horizontal surface while removing spacer material on the vertical surface. According to this preferred method, a resist is used which is insoluble in the developer by implanting ions. By consistently depositing a resist on a substrate having both a vertical surface and a horizontal surface, implanting the resist and then developing the resist, the resist on the vertical surface is removed while the resist on the horizontal surface remains. Thus, self-aligned spacers are formed on the horizontal surface while spacer materials on the vertical surface are removed. Such horizontal surface spacers can be used in subsequent manufacturing processes. This preferred method can be used in many different processes that need to treat the vertical and horizontal surfaces of the substrate 20 differently.

Description

반도체 기판상에 피쳐, 매립 비트라인, 매립 플레이트, 수평 표면 스페이서를 형성하는 방법{METHOD FOR FORMING MEMORY CELLS AND DEVICE FORMED THEREBY, AND METHOD FOR FORMING A HORIZONTAL SURFACE SPACER AND DEVICE FORMED THEREBY}TECHNICAL FOR FORMING MEMORY CELLS AND DEVICE FORMED THEREBY, AND METHOD FOR FORMING A HORIZONTAL SURFACE SPACER AND DEVICE FORMED THEREBY}

본 발명은 전반적으로 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 필러형 메모리 셀 형성 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to the field of semiconductor manufacturing, and more particularly, to a method of forming a filler memory cell.

반도체 디바이스의 제조시, 비용과 성능면에서 경쟁성을 갖도록 하기 위해 집적 회로의 디바이스 밀도를 계속 증가시키게 되었다. 디바이스 밀도를 용이하게 증가시키기 위해서는, 반도체 디바이스의 피쳐 사이즈(the feature size)를 줄여주는 새로운 기법들이 항상 요구된다.In the manufacture of semiconductor devices, device densities of integrated circuits continue to increase in order to be competitive in cost and performance. In order to easily increase device density, new techniques are always needed to reduce the feature size of semiconductor devices.

디바이스 밀도 증가에 대한 압력은 다이내믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 시장에서 특히 강하다. DRAM 디바이스는 컴퓨터 애플리케이션에서 광범위하게 이용되는데, 이러한 컴퓨터 애플리케이션에서는 저렴하지만 비교적 고성능인 방대한 량의 메모리가 필요하다. 더욱 개선된 애플리케이션이 개발될수록, 그만큼 증가된 방대한 량의 RAM이 요구된다. 이것은 더 큰 디바이스 밀도와 이 디바이스들을 제조하는 저렴한 방법에 대한 필요성을 더욱 증가시켰다.Pressure to increase device density is particularly strong in the dynamic random access memory (DRAM) market. DRAM devices are widely used in computer applications, which require a large amount of memory that is cheap but relatively high performance. As more advanced applications are developed, the increased amount of RAM is required. This further increased the need for larger device densities and cheaper methods of manufacturing these devices.

전형적인 DRAM 칩은 수백만개의 개별 DRAM 셀들로 이루어진다. 각각의 셀은 메모리 충전에 이용되는 캐패시터와, 이 캐패시터를 액세스하는데 이용되는 스위치와, 이들 디바이스 주변의 몇 개의 분리영역들을 포함한다. 각각의 셀들은 다수의 비트라인과 워드라인을 이용해 액세스된다. 적당한 비트라인과 워드라인을 선택함으로써, 메모리 제어기는 원하는 DRAM 셀내에 담겨있는 정보를 액세스할 수 있다.A typical DRAM chip consists of millions of individual DRAM cells. Each cell includes a capacitor used to charge the memory, a switch used to access the capacitor, and several isolation regions around these devices. Each cell is accessed using multiple bit lines and word lines. By selecting the appropriate bitline and wordline, the memory controller can access the information contained within the desired DRAM cell.

DRAM 칩의 밀도는 각각의 DRAM 셀에 필요한 영역에 의해 상당부분 결정된다. DRAM 설계와 관련한 하나의 특별한 영역으로서, 각각의 메모리 셀을 저장하는데 필요한 저장 캐패시터(storage capacitor)를 들 수 있다. DRAM 설계의 밀도는 저장 캐패시터의 피쳐 사이즈에 의해 상당히 제한을 받는다. 말 그대로, 캐패시터는 전극간에 전하를 저장한다.The density of a DRAM chip is largely determined by the area required for each DRAM cell. One particular area of concern with DRAM designs is the storage capacitor required to store each memory cell. The density of a DRAM design is quite limited by the feature size of the storage capacitor. Literally, the capacitor stores the charge between the electrodes.

저장 캐패시터에 저장된 전하는 전류로 누설되기 쉬운데, 그런 이유로 DRAM은 주기적으로 리프레시(refresh)를 해주어야 한다. 과잉 전하의 누설이 없는 리프레시 사이에 허용된 시간은 데이터 유지 시간이며, 이것은 저장 사이클의 시작에 저장된 전하량 및 상이한 유형의 누설 메카니즘을 통한 누설 전류량에 의해 결정된다. 여러가지 이유로, 리프레시 사이클 간에 허용된 시간을 늘이기 위해서는 누설 메카니즘을 최소화시키는 것이 바람직하다.The charge stored in the storage capacitors is likely to leak into the current, which is why the DRAM must be refreshed periodically. The time allowed between refreshes without leakage of excess charge is the data retention time, which is determined by the amount of charge stored at the beginning of the storage cycle and the amount of leakage current through different types of leakage mechanisms. For various reasons, it is desirable to minimize the leakage mechanism in order to increase the time allowed between refresh cycles.

충분한 캐패시턴스를 유지하면서 셀 피쳐 사이즈를 용이하게 축소시키는 몇몇 방법들이 이용되어 왔다. 이런 방법들중 하나가, 트랜지스터의 상부에 적층형 캐패시터가 위치되는 필러형 트랜지스터(pillar transistors)를 이용하는 것이며, 이것은 흔히 필러형 DRAM 셀로 불리운다. 필러형 DRAM 셀의 일실시예에서, 어레이 채널 디바이스는 필러의 상부(the top of the pilar)의 이온주입부(implant)와 필러 기저부(the base of the pilar)의 매립 플레이트에 의해 경계가 구분된다. 다른 실시예에서, 어레이 채널 디바이스는 필러 상부의 이온주입부와 매립 비트라인에 의해 구별된다. 오늘날, 이러한 매립 플레이트와 비트라인은 필러 구조를 유기물로 채워서 이것을 화학적 에칭 프로세스를 이용해 파내어 함몰부를 형성함으로써 만들어진다. 함몰 정도에 따라 전송 디바이스(the transfer device)의 채널 길이가 제어되고, 이로써 매립 플레이트 또는 비트라인의 깊이가 결정된다. 불행히도, 재료에 함몰부를 만드는 방법은 통상 상당한 비균일성(nonuniformity)과 함께 로딩 효과(loading effects)를 초래한다. 이러한 종합적으로 큰 허용차(tolerance)는 채널 길이의 변화를 초래하여, 타이밍 문제를 유발할 수 있다.Several methods have been used to easily reduce cell feature size while maintaining sufficient capacitance. One such method is the use of pillar transistors in which stacked capacitors are placed on top of the transistor, which is often referred to as pillar DRAM cells. In one embodiment of the pillar type DRAM cell, the array channel device is bounded by an implant of the top of the pilar and a buried plate of the base of the pilar . In another embodiment, the array channel device is distinguished by an implanted bitline on top of the filler and a buried bitline. Today, these buried plates and bitlines are made by filling the filler structure with organic material and digging it out using a chemical etching process to form depressions. The degree of depression controls the channel length of the transfer device, thereby determining the depth of the buried plate or bitline. Unfortunately, methods of making depressions in materials usually result in loading effects with significant nonuniformity. This comprehensively large tolerance can result in a change in channel length, leading to timing problems.

또한, DRAM 디바이스에서는 차단 전류를 최소화하는 것이 바람직하므로, 전송 디바이스들은 전형적으로 비교적 긴 채널을 갖도록 설계된다. 이로써, 전송 디바이스는 임계 전압과는 큰 차이로 작동될 수 있다. 불행하게도, 현재의 프로세스들에 의하면 채널 길이가 비균일하기 때문에, 디바이스들은 자신의 최적 속도보다 느린 속도로 작동될 필요가 있다.Also, in DRAM devices, it is desirable to minimize the blocking current, so transfer devices are typically designed to have relatively long channels. In this way, the transmission device can be operated with a large difference from the threshold voltage. Unfortunately, due to current processes having non-uniform channel lengths, devices need to operate at a slower speed than their optimum speed.

따라서, 필러형 DRAM 디바이스에서 플레이트와 비트라인을 형성하는 종래의 방법은 심각한 비균일성 문제를 가지며, 그 결과 채널 길이가 바람직하지 않게 변화하여, 디바이스 성능을 심각하게 저하시킨다.Thus, conventional methods of forming plates and bitlines in pillar-type DRAM devices have serious non-uniformity problems, with the result that channel lengths undesirably change, severely degrading device performance.

또한, 반도체 제조에 있어서 기본적인 기법중 하나가 측벽 스페이서를 이용하는 것이다. 전형적인 측벽 스페이서는 소정의 구조위에 스페이서 재료를 부합적으로 증착한 뒤, 방향성 에칭을 행함으로써 형성되는데, 이와 관련한 내용은 포그(Pogge)에 의해 발명되어 International Business Machines, Inc.에 양도된 발명의 명칭이 "Method for Forming a Narrow Dimensioned Region on a Body"인 미국 특허 번호 제 4,256,514호에 개시되어 있다. 방향성 에칭은 이 구조의 수평 표면으로부터 모든 스페이서 재료를 제거하지만 수직 표면상의 스페이서는 남겨둔다. 측벽 스페이서를 형성하기 위해 스페이서 재료는 구조위에 부합적으로 증착되어, 수평 표면과 수직 표면을 덮는다. 다음, 방향성 에칭이 실행된다. 이러한 방향성 에칭에 의해 수평 표면상의 재료는 제거되는 반면, 측벽상의 재료는 그대로 남아서 측벽 스페이서를 형성한다. 이러한 스페이스는 본질적으로 측벽과 자기정렬된다. 측벽 스페이서들은 여러 가지 이유로 여러 가지 응용에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 측벽 스페이서의 이용은 FETs의 형성시 특히 유용하다. 이러한 응용에서, 측벽 스페이서는 트랜지스터 게이트의 측벽상에 형성되어, 게이트를 보호하여 게이트 에지에서의 도펀트 제어를 개선하는데 이용된다.In addition, one of the basic techniques in semiconductor manufacturing is the use of sidewall spacers. Typical sidewall spacers are formed by conformal deposition of spacer material on a structure, followed by directional etching, the disclosure of which is invented by Fogg and assigned to International Business Machines, Inc. US Patent No. 4,256,514 to "Method for Forming a Narrow Dimensioned Region on a Body." Directional etching removes all spacer material from the horizontal surface of this structure but leaves the spacer on the vertical surface. Spacer material is deposited conformally on the structure to form the sidewall spacers, covering the horizontal and vertical surfaces. Next, directional etching is performed. This directional etching removes the material on the horizontal surface, while the material on the sidewall remains intact to form sidewall spacers. This space is essentially self-aligned with the sidewalls. Sidewall spacers may be used in a variety of applications for a variety of reasons. For example, the use of sidewall spacers is particularly useful in the formation of FETs. In this application, sidewall spacers are formed on the sidewalls of the transistor gates and used to protect the gate to improve dopant control at the gate edge.

불행하게도, 측벽 스페이서는 몇몇의 취약점을 갖는다. 가장 심각한 취약점으로서, 측벽 스페이서는 그 이름에서 알 수 있듯이, 구조의 수직 표면이나 측벽상에만 형성된다는 것이다. 따라서, 수직 표면으로부터 스페이서 재료를 모두 제거하면서 수평 표면상에 본질적으로 자기 정렬된 스페이서를 형성하는 간단한 방법은 존재하지 않는다. 이러한 수평 표면 스페이서는 다양한 응용에서 이용될 수 있는데, 예를 들면 수평 표면은 보호하면서 수직 표면에 대해 선택적으로 프로세싱이 행해질 필요가 있을 때 이용될 수 있을 것이다.Unfortunately, sidewall spacers have some weaknesses. The most serious vulnerability is that sidewall spacers, as the name suggests, form only on the vertical surfaces or sidewalls of the structure. Thus, there is no simple way to form essentially self-aligned spacers on the horizontal surface while removing all of the spacer material from the vertical surface. Such horizontal surface spacers can be used in a variety of applications, for example, when the processing needs to be done selectively on the vertical surface while protecting the horizontal surface.

따라서, 수직 표면으로부터는 제거되면서 수평 표면은 덮고 있는 자기정렬 스페이서 설계의 필요성이 존재한다.Thus, there is a need for a self-aligning spacer design that removes from the vertical surface while covering the horizontal surface.

그러므로, 본 발명은 수직형 트랜지스터 구조내의 필러의 기저부에 소스/드레인 확산부를 형성하는 방법을 제공하여, 채널 길이의 균일성을 개선한다. 일 실시예로서, 본 발명은 필러형 메모리 셀에서 이용하기 위한 소스/드레인과 비트라인 확산 구조를 형성하는데 이용된다. 또한, 다른 실시예로서, 본 발명은 필러형 메모리 셀에서 소스/드레인과 플레이트 확산 구조를 형성하는데 이용된다. 이 두 바람직한 실시예는 부합적인 포토레지스트를 필러 구조상에 증착시키고, 오프-엑시스 이온주입 프로세스를 이용해 필러를 따라 적당한 깊이로 도펀트 소스층을 함몰시킨다. 이 후, 함몰된 도펀트 소스층은 필러형 메모리 디바이스에서 소스/드레인/비트라인 확산부 혹은 소스/드레인/플레이트 확산부를 형성하는데 이용될 수 있다.Therefore, the present invention provides a method of forming a source / drain diffusion at the base of a pillar in a vertical transistor structure, thereby improving the uniformity of the channel length. In one embodiment, the present invention is used to form source / drain and bitline diffusion structures for use in pillar-type memory cells. Also as another embodiment, the present invention is used to form source / drain and plate diffusion structures in pillar-type memory cells. These two preferred embodiments deposit a matching photoresist on the filler structure and recess the dopant source layer to a suitable depth along the filler using an off-axis ion implantation process. The recessed dopant source layer may then be used to form source / drain / bitline diffusions or source / drain / plate diffusions in the filler memory device.

또한, 본 발명은 수직 표면으로부터는 스페이서 재료를 제거하면서 수직 표면상에는 자기정렬 스페이서를 형성하는 방법을 제공한다. 바람직한 방법에 따르면, 이온을 주입함으로써 현상액에 대해 불용성이 되는 레지스트가 이용된다. 수직 및 수평 표면을 갖는 기판위에 레지스트를 부합적으로 증착하고, 레지스트에 이온주입한 뒤, 레지스트를 현상함으로써, 수직 표면의 레지스트는 제거되는 반면, 수평 표면의 레지스트는 잔류하게 된다. 따라서, 수평 표면상에는 자기정렬된 스페이서가 형성되는 반면, 수직 표면의 스페이서 재료는 제거된다. 이러한 수평 표면 스페이서는 이후의 제조공정에서 이용될 수 있다. 이 바람직한 방법은 기판(20)의 수직 표면과 수평 표면을 상이하게 처리할 필요가 있는 많은 상이한 프로세스들에서 이용될 수 있다.The present invention also provides a method of forming a self-aligning spacer on a vertical surface while removing the spacer material from the vertical surface. According to a preferred method, a resist is used which is insoluble in the developer by implanting ions. By conformally depositing resist on a substrate having vertical and horizontal surfaces, implanting the resist and then developing the resist, the resist on the vertical surface is removed while the resist on the horizontal surface remains. Thus, self-aligned spacers are formed on the horizontal surface while spacer materials on the vertical surface are removed. Such horizontal surface spacers can be used in subsequent manufacturing processes. This preferred method can be used in many different processes that need to treat the vertical and horizontal surfaces of the substrate 20 differently.

수평 표면 스페이서를 형성하는 바람직한 방법은 프로세싱을 과도하게 복잡하게 만들지 않으면서 행해진다. 수평 표면 스페이서를 형성하는 바람직한 방법은, 기판의 수직 표면과 수평 표면을 다르게 처리할 필요가 있는 많은 상이한 프로세스에서 이용될 수 있다.The preferred method of forming the horizontal surface spacers is done without making the processing too complex. Preferred methods of forming horizontal surface spacers can be used in many different processes where the vertical and horizontal surfaces of the substrate need to be treated differently.

바람직한 방법에 대한 한 가지 응용으로서, 부합적인 레지스트가 도펀트같은 것을 포함할 수 있는데, 예를 들면 비소(arsenic)를 포함할 수 있다. 수평 표면 스페이서를 형성한 뒤에는, 기판을 어닐링하여 이 도펀트가 인접한 수평 표면으로 확산되도록 한다. 이렇게 형성된 것은 이 수평 표면상에서 선택적으로 예컨대 비트라인같은 도전성 라인을 형성하는데 이용될 수 있다.As one application for the preferred method, the matching resist may include such as dopants, for example arsenic. After forming the horizontal surface spacers, the substrate is annealed to allow the dopant to diffuse to adjacent horizontal surfaces. This formation can then be used to selectively form conductive lines such as, for example, bit lines on this horizontal surface.

본 발명의 전술한 이점과 그 밖의 이점들, 그리고 본 발명의 특징들은 이후의 첨부도면에 예시된 것과 같은 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.The above and other advantages of the present invention and the features of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiment of the present invention as illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 소스/드레인/매립 도전체 확산부를 형성하는 바람직한 방법을 예시하는 흐름도,1 is a flow diagram illustrating a preferred method of forming a source / drain / buried conductor diffusion;

도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로세스가 진행되는 동안 웨이퍼 일부분들의 단면도,2-9 are cross-sectional views of wafer portions during a process in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 10은 수평 표면 스페이서를 형성하는 바람직한 방법을 예시하는 흐름도,10 is a flow chart illustrating a preferred method of forming a horizontal surface spacer;

도 11 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로세싱동안의 웨이퍼의 일부분들의 단면도,11-14 are cross-sectional views of portions of a wafer during processing in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

도 15 내지 도 16은 바람직한 실시예에 따라 매립 비트라인을 형성하는 동안의 웨이퍼의 일부분의 단면도,15-16 are cross-sectional views of a portion of a wafer during formation of buried bitlines, in accordance with a preferred embodiment;

도 17은 바람직한 실시예에 따라 고성능의 MOSFET를 형성한 이후의 웨이퍼의 일부분의 단면도.17 is a cross-sectional view of a portion of a wafer after forming a high performance MOSFET in accordance with a preferred embodiment.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

202, 1202 : 웨이퍼202, 1202: wafer

208, 210, 212, 1208, 1210, 1212 : 필러Filler: 208, 210, 212, 1208, 1210, 1212

302 : 도펀트 소스층 304, 1302 : 레지스트층302: dopant source layer 304, 1302: resist layer

602, 604, 1804, 1806 : 확산부 702 : 게이트 전극602, 604, 1804, 1806: diffusion portion 702: gate electrode

704 : 소스/드레인/플레이트 확산부704 source / drain / plate diffuser

801, 802, 803, 804 : 소스/드레인/비트라인 확산부801, 802, 803, 804: source / drain / bitline diffuser

902 : 게이트/워드라인 1204, 1206 : 트렌치902 gate / word line 1204, 1206 trench

1502 : 수평 표면 스페이서 1601 : 확산 장벽층1502: horizontal surface spacer 1601: diffusion barrier layer

1702, 1704 : 도전성 비트라인 1808 : 폴리실리콘 게이트1702, 1704: conductive bit line 1808: polysilicon gate

1810 : 게이트 절연체1810: Gate Insulator

본 발명의 바람직한 실시예는 이후에 첨부 도면과 함께 설명될 것이며, 첨부도면에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 표시한다.Preferred embodiments of the invention will be described hereinafter with the accompanying drawings in which like reference numerals designate like elements.

본 발명의 바람직한 실시예는 종래의 한계를 극복하는 것으로, 필러형 메모리 셀에서 채널 길이의 균일성을 증진시킨 소스/드레인 확산부 형성 방법을 제공한다. 바람직한 방법에 따르면, 부합적인 포토레지스트와 섀도잉 프로세스(a shadowing process)를 이용하여 도펀트 소스층을 필러를 따라 적당한 깊이로 함몰시킨다. 이후에, 함몰된 도펀트 소스층은 전송 디바이스에서 소스/드레인 확산부를 형성하는데 이용될 수 있다.The preferred embodiment of the present invention overcomes the limitations of the prior art, and provides a method of forming a source / drain diffuser that improves the uniformity of channel length in a filler memory cell. According to a preferred method, a dopant source layer is recessed along the filler to a suitable depth using a matching photoresist and a shadowing process. Thereafter, the recessed dopant source layer may be used to form source / drain diffusions in the transmission device.

실시예 1에서, 필러형 메모리 셀은 매립 플레이트를 이용하여 모든 메모리 셀의 공통 소스/드레인들을 접속한다. 이 실시예에서 매립 플레이트는 소스/드레인 확산부와 형성된다. 이 실시예에 있어서, 저장 캐패시터의 일 측을 필러의 상부에 접속되어 있는 타 측과 접속시키기 위해 비트라인은 상부로 독립적인 배선 레벨을 형성한다.In Embodiment 1, the pillar-type memory cell uses a buried plate to connect common sources / drains of all the memory cells. In this embodiment the buried plate is formed with a source / drain diffuser. In this embodiment, the bit lines form independent wiring levels at the top to connect one side of the storage capacitor to the other side connected to the top of the pillar.

실시예 2에 있어서, 필러형 메모리 셀은 매립 비트라인을 이용하여 메모리 셀의 1열(row)을 함께 접속한다. 이 실시예에서 매립 비트라인은 소스/드레인 확산부에 공통이다. 이 실시예에서, 플레이트는 모든 저장 캐패시터의 일 측을 함께 접속시키기 위해 이용되고, 이 때 저장 캐패시터의 타 측은 필러 상부의 대응하는 소스/드레인에 접속된다.In Embodiment 2, the pillar-type memory cells connect one row of memory cells together using buried bit lines. In this embodiment, the buried bitline is common to the source / drain diffusions. In this embodiment, the plate is used to connect one side of all storage capacitors together, with the other side of the storage capacitor connected to the corresponding source / drain on the top of the filler.

당업자라면, 비트라인과 플레이트가 둘다 여러 메모리 셀들을 접속시키는 도전성 경로로서, 비트라인은 1열의 메모리 셀들을 접속시켜서 메모리 셀들을 선택적으로 액세스하는데 이용될 수 있으며, 플레이트는 모든 캐패시터를 함께 공통 기준 전압에 접속시킴을 알아차릴 것이다. 따라서, 본 원에서 일컫는 매립 도전체라는 용어는 실시예 1의 매립 플레이트와 실시예 2의 매립 비트라인 모두를 포함하는 의미이다. 마찬가지로, 소스/드레인은 소스 확산부와 드레인 확산부중 어느 쪽을 칭하는 일반적인 용어이다.As those skilled in the art will appreciate, a bit line and a plate are both conductive paths that connect several memory cells, and the bit lines can be used to selectively access memory cells by connecting one row of memory cells, and the plates together all capacitors with a common reference voltage. You will notice that it connects to. Accordingly, the term buried conductor referred to herein is meant to include both the buried plate of Example 1 and the buried bit line of Example 2. Similarly, source / drain is a generic term for either source diffusion or drain diffusion.

바람직한 실시예들이 DRAM 디바이스에서 소스/드레인 확산부, 비트라인, 플레이트들을 형성하는 것을 참조하여 설명되었을지라도, 다른 종류의 메모리 디바이스, 예컨대 DRAM 변형물(확장 데이터 출력 DRAM, 버스트 확장 데이터 출력 DRAM, 동기 DRAM 등)과, SRAM(Static Random Access Memory) 및 그 변형물(비동기 SRAM, 동기 SRAM, 파이프라인형 버스트 SRAM 등)의 형성에도 적용가능하다. 또한, 바람직한 실시예의 방법들은 예컨대 논리 회로같은 비 메모리 셀의 트랜지스터를 위한 소스/드레인 확산부를 형성하는데 이용될 수 있다.Although preferred embodiments have been described with reference to forming source / drain diffusers, bit lines, and plates in a DRAM device, other types of memory devices, such as DRAM variants (extended data output DRAM, burst extended data output DRAM, synchronization) DRAM, etc.), and the formation of SRAM (Static Random Access Memory) and its variants (asynchronous SRAM, synchronous SRAM, pipelined burst SRAM, etc.). Also, the methods of the preferred embodiment can be used to form source / drain diffusions for transistors in non-memory cells, such as logic circuits, for example.

이제 도 1을 살펴보면, 도 1에는 바람직한 실시예에 따라 소스/드레인 확산부를 형성하는 방법(100)이 예시되어 있다. 이 방법(100)은 실시예 1을 참조하여 도 2 내지 도 7에 예시될 것인데, 실시예 1에 따르면, 소스/드레인 확산부 형성 방법은 또한 메모리 셀을 함께 접속시키는 매립 플레이트도 정의하고 있다.Referring now to FIG. 1, FIG. 1 illustrates a method 100 of forming a source / drain diffuser in accordance with a preferred embodiment. This method 100 will be illustrated in FIGS. 2-7 with reference to Embodiment 1, which, according to Embodiment 1, also defines a buried plate that connects the memory cells together.

첫 번째 단계(102)는 적당한 반도체 웨이퍼를 제공하는 것이다. 바람직하게는 웨이퍼가 적당히 도핑된 실리콘 기판을 포함할 것이지만, 예컨대 GaAs같은 다른 반도체 재료를 포함할 수도 있다. 또한, SOI 웨이퍼도 이용가능하다.The first step 102 is to provide a suitable semiconductor wafer. Preferably the wafer will comprise a suitably doped silicon substrate, but may include other semiconductor materials such as, for example, GaAs. SOI wafers are also available.

다음 단계(104)는 웨이퍼내에 트렌치를 에칭하여 필러를 규정하는 것이다. 이것은 임의의 적당한 에칭 프로세스를 이용해 행해진다. 예를 들어, 한 가지 방법으로서, 웨이퍼상에 박막의 산화막을 형성한 후, 질화물 패드층을 형성하는 것을 들 수 있다. 다음, 포토레지스트를 이 질화물상에 증착하여 패터닝한다. 이 후, 패터닝된 포토레지스트를 이용해 질화물과 산화물을 에칭한다. 레지스트를 제거한다. 이제 남아있는 질화물과 산화물을 에칭 마스크로 이용하여 적당한 에칭제(etchant)를 사용하여 트렌치를 에칭한다. 물론 전술한 내용은 트렌치와 필러가 규정될 수 있는 한 가지 방법일 뿐이다. 이후에 상세히 설명되는 것처럼, 트렌치의 폭(the width)은 트랜지스터 디바이스의 채널 길이와 소스/드레인 확산부의 사이즈를 결정하는데 이용되는 하나의 요인이다.The next step 104 is to etch the trench in the wafer to define the filler. This is done using any suitable etching process. For example, as one method, forming a nitride pad layer after forming a thin oxide film on a wafer is mentioned. Next, a photoresist is deposited and patterned on this nitride. Thereafter, the nitride and oxide are etched using the patterned photoresist. Remove the resist. The remaining nitrides and oxides are now used as etching masks to etch the trenches using a suitable etchant. Of course, the foregoing is just one way in which trenches and fillers can be defined. As will be described in detail later, the width of the trench is one factor used to determine the channel length of the transistor device and the size of the source / drain diffusions.

이제 도 2를 살펴보면, 도 2에는 웨이퍼 일부분(202)의 단면도가 예시되어 있는데, 이 웨이퍼에는 두 개의 예시적인 트렌치(204, 206)가 에칭되어 필러(208, 210, 212)를 형성하고 있다.Referring now to FIG. 2, a cross-sectional view of a portion of a wafer 202 is illustrated in FIG. 2, in which two exemplary trenches 204, 206 are etched to form pillars 208, 210, and 212.

도 1로 되돌아가서, 다음 단계(106)는 도펀트 소스층을 부합적으로 증착하는 것이다. 이 도펀트 소스층은 필러의 측벽들과 트렌치의 바닥들을 덮도록 부합적으로 증착된다. 도펀트 소스층은 메모리 디바이스의 매립 비트라인을 형성하기 위한 도펀트를 제공하는데 이용될 것이다. 그러므로, 도펀트 소스층은 원하는 도펀트를 함유하는 임의의 적당한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 비소 도핑된 유리(ASG;arsenic doped glass), 붕소 인 도핑된 유리(BPSG;boron phosphorous doped glass), 도핑된 폴리실리콘(doped polysilicon)이 도펀트 소스층으로서 모두 이용될 수 있을 것이다.Returning to FIG. 1, the next step 106 is to conformally deposit the dopant source layer. This dopant source layer is conformally deposited to cover the sidewalls of the filler and the bottoms of the trench. The dopant source layer will be used to provide the dopant for forming the buried bitline of the memory device. Therefore, the dopant source layer can be made of any suitable material containing the desired dopant. For example, arsenic doped glass (ASG), boron phosphorous doped glass (BPSG), and doped polysilicon may all be used as the dopant source layer.

다음 단계(108)는 포토레지스트를 부합적으로 증착하는 것으로, 이렇게 증착된 포토레지스트는 그 하부의 도펀트 소스층을 패터닝하는데 이용될 것이다. 바람직하게는, 레지스트가 포지티브형 레지스트인 것인데, 이것은 레지스트중 노출된 부분이 현상액에 용해되는 것이다. 레지스트를 부합적으로 증착하는 바람직한 방법은 화학 기상 증착법(CVD)과 적당한 레지스트를 이용하는 것이다. 레지스트를 부합적으로 증착시킴으로써, 레지스트는 트렌치의 측벽들과 수평 표면에 부착된다. 따라서, 레지스트는 이전에 증착된 도펀트 소스층을 덮는다.The next step 108 is to conformally deposit the photoresist, which will then be used to pattern the dopant source layer beneath it. Preferably, the resist is a positive resist, in which the exposed portion of the resist is dissolved in the developer. Preferred methods of conformally depositing resists are using chemical vapor deposition (CVD) and suitable resists. By consistently depositing the resist, the resist is attached to the sidewalls and the horizontal surface of the trench. Thus, the resist covers the previously deposited dopant source layer.

적당한 레지스트의 일 예로, 메틸실란(methylsilane)으로 형성된 플라즈마로부터 증착되는 폴리실란 레지스트(a polysilane resist)를 들 수 있다. 이 레지스트는 몇몇의 고유한 특성을 갖는다. 첫째, 이 레지스트는 현상될 때 포지티브형과 네거티브형 레지스트 양 쪽으로 이용 가능하다. 둘째, 이 레지스트는 화학 기상 증착(CVD) 프로세스로 메틸실란을 이용해 부합적으로 증착될 수 있다. 셋째는, 두 종류의 노출 모두에 의해 즉, 산소 이온 주입에 의해 혹은 산소 분위기에서 UV광을 조사함으로써 활성화될 수 있다. 전술한 노출중 하나가 이루어지는 동안, 실리콘간 결합(silicon-silicon bonds)은 깨지고, 산소는 활성화된 실리콘 원자들과 반응한다. 이러한 반응의 결과, 노출영역에는 실리콘 이산화물이 형성되는 반면, 비노출 영역에는 폴리실란이 남게된다. 현상 프로세스는 용제나 증기, 혹은 플라즈마 형태의 화학작용을 활용하여 선택적으로 실리콘을 제거(네거티브형 이미지를 만듬)하거나 실리콘 이산화물을 제거(포지티브형 이미지를 만듬)한다. 증착동안 실리콘간 결합의 형성을 보강하기 위해 저압 플라즈마 및 저온이 이용된다. 실리콘-탄소 결합은 일반적으로 노출에 의해 깨어지지는 않으나, 레지스트 반응성을 저하시킨다. 레지스트 막의 증착 및 현상 프로세스는 미국의 캘리포니아주 산타클라라 소재의 Applied Materials, Inc.에 의해 상품화되어 있다. 이 프로세스에 대한 개괄적인 설명은 예컨대 R. L. Kostelak, T. W. Weidman, S. Vaidya. O. Joubert, S. C. Palmateer, M. Hibbs에 의한 J. Vac. Sci. Tech. R, vol 13, 1995, p2994-2999과, T. W. Weidman, A. M. Joshi에 의한 Appl. Phys. Lett. vol 62, 1993, p372-374를 통해 입수 가능하다.One example of a suitable resist is a polysilane resist deposited from a plasma formed from methylsilane. This resist has some unique properties. First, this resist is available in both positive and negative resists when developed. Second, the resist can be conformally deposited using methylsilane in a chemical vapor deposition (CVD) process. Third, it can be activated by both types of exposure, ie by oxygen ion implantation or by irradiating UV light in an oxygen atmosphere. During one of the exposures described above, silicon-silicon bonds are broken and oxygen reacts with activated silicon atoms. As a result of this reaction, silicon dioxide is formed in the exposed areas, while polysilane remains in the unexposed areas. The development process utilizes chemistry in the form of solvents, vapors or plasma to selectively remove silicon (making a negative image) or silicon dioxide (making a positive image). Low pressure plasma and low temperature are used to reinforce the formation of inter-silicon bonds during deposition. Silicon-carbon bonds are generally not broken by exposure, but reduce resist reactivity. The deposition and development process of the resist film is commercialized by Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. An overview of this process can be found in, for example, R. L. Kostelak, T. W. Weidman, S. Vaidya. J. Vac. By O. Joubert, S. C. Palmateer, M. Hibbs. Sci. Tech. R, vol 13, 1995, p2994-2999, and Appl. By T. W. Weidman, A. M. Joshi. Phys. Lett. vol 62, 1993, available at p372-374.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 폴리실란 레지스트는 포지티브형으로 이용된다. 특히, 레지스트에는 산소 이온이 주입된 뒤, 불화수소산(a hydrofluoric acid)계의 현상액으로 현상되어, 레지스트중 산소가 이온 주입된 부분만 제거된다.In a preferred embodiment of the invention, polysilane resists are used in a positive form. In particular, after the resist is implanted with oxygen ions, the resist is developed with a hydrofluoric acid developer to remove only the portion implanted with oxygen in the resist.

이제 도 3을 살펴보면, 예시적인 웨이퍼 일부분(202)이 예시되어 있으며, 이 웨이퍼 부분을 도펀트 소스층(302)과 균일 레지스트층(304)이 덮고 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 도펀트 소스층(302)과 균일 레지스트층(304)은 둘다 이 웨이퍼 부분의 수평 및 수직 표면을 덮고 있다.Referring now to FIG. 3, an exemplary wafer portion 202 is illustrated, which is covered by a dopant source layer 302 and a uniform resist layer 304. According to a preferred embodiment, both the dopant source layer 302 and the uniform resist layer 304 cover the horizontal and vertical surfaces of this wafer portion.

방법(100)의 다음 단계(110)는 트렌치내의 균일 레지스트층의 상반부는 노출되는 반면에 이 균일 레지스트층의 하반부는 노출되지 않도록, 웨이퍼의 표면에 대해 수직이 아닌 소정의 각도로 웨이퍼를 노출시키는 것이다. 이 노출에 의해 레지스트는 현상액에 용해가능하게 된다. 현상은 이용중인 레지스트 조합물에 따라 몇가지 방법으로 행해질 수 있다. 예를 들면, 바람직한 실란 레지스트를 이용할 경우, 노출은 소정 각도로 산소 이온 주입함으로써 바람직하게 이루어진다. 바람직한 레지스트라면, 이러한 노출에 의해 트렌치내의 레지스트의 상반부가 특정 현상액에 용해 가능하게 되는 반면, 하반부는 이 현상액에 대해 용해되지 않고 남아 있을 것이다. 산소 이온주입은, 하전(charged)된 산소 이온을 생성하고 전계를 이용해 이 하전 이온을 웨이퍼의 표면을 향해 가속시키는 이온 주입 장치를 이용해 바람직하게 수행된다. 이로써, 산소는 레지스트내로 주입되고 레지스트는 불화수소산 현상액에 용해가능하게 된다. 통상적으로, 이 단계는 적어도 두 번의 노출을 필요로 하는데, 이런 식으로 웨이퍼의 각 측면을 하나씩 처리하여, 필러의 모든 측면상의 레지스트에 산소가 주입될 것이다.The next step 110 of method 100 involves exposing the wafer at an angle that is not perpendicular to the surface of the wafer such that the top half of the uniform resist layer in the trench is exposed while the bottom half of the uniform resist layer is not exposed. will be. This exposure makes the resist soluble in the developer. Development can be done in several ways, depending on the resist combination in use. For example, in the case of using a preferable silane resist, exposure is preferably achieved by implanting oxygen ions at a predetermined angle. If it is a preferred resist, this exposure will allow the upper half of the resist in the trench to be soluble in the particular developer while the lower half will remain undissolved for this developer. Oxygen ion implantation is preferably performed using an ion implantation device that generates charged oxygen ions and accelerates the charged ions toward the surface of the wafer using an electric field. As a result, oxygen is injected into the resist and the resist becomes soluble in the hydrofluoric acid developer. Typically, this step requires at least two exposures, in which each side of the wafer will be processed one by one so that oxygen is injected into the resist on all sides of the filler.

또한, 실란 및 그 밖의 레지스트인 경우, 노출은 적당한 파장의 광을 소정의 각도로 조사하여 이루어지는데, 이것은 불필요한 회절 효과로 인해 일반적으로 바람직하지 않다.In addition, in the case of silane and other resists, the exposure is made by irradiating light of a suitable wavelength at a predetermined angle, which is generally not preferable because of unnecessary diffraction effects.

이제 도 4를 살펴보면, 예시적인 웨이퍼 일부분(202)이 예시되어 있으며, 각도가 조정된 노출의 효과를 보여주고 있다. 특히, 웨이퍼를 두 개의 비수직적 각도로 노출시킴으로써, 필러(208, 210, 212)의 측벽들상의 레지스트의 상반부(라인(404) 윗부분)가 노출되는 반면, 이 레지스트의 하반부(라인(404) 아래부분)는 측벽에 의해 가려져서 노출되지 않게 된다.Referring now to FIG. 4, an exemplary wafer portion 202 is illustrated, demonstrating the effect of angled exposure. In particular, by exposing the wafer at two non-vertical angles, the upper half of the resist (upper the line 404) on the sidewalls of the fillers 208, 210, 212 is exposed, while the lower half of the resist (under the line 404) Part) is covered by the side wall so that it is not exposed.

필러에서 노출되는 깊이(the depth)는 두 가지 요인에 좌우된다. 즉, 노출 각도와 트렌치 개구의 폭(the width)에 좌우된다. 특히, 노출 깊이 D는 다음의 수학식 1과 같다.The depth exposed at the filler depends on two factors. That is, it depends on the exposure angle and the width of the trench opening. In particular, the exposure depth D is as shown in Equation 1 below.

여기에서, W는 레지스트로 덮혀있는 트렌치 개구의 폭이고, θ는 노출시 오프-엑시스 각도 즉, 기울기 각도이다. 노출의 깊이는 전적으로 이 두 요인에 의해 좌우되므로, 깊이는 엄격히 제어될 수 있다. 도시된 바와 같이, 이렇게 함으로써 필러형 DRAM을 만드는 다른 방법들보다 채널의 비균일성이 훨씬 덜하게 될 것이다. 또한, 각도를 적절히 선택함으로써, 모두 동일한 함몰부가 형성되므로, 제조 과정에서 발생하는 트렌치 폭 W의 변화도 교정이 가능하다.Here, W is the width of the trench opening covered with resist, and θ is the off-axis angle, i.e., the tilt angle upon exposure. Since the depth of exposure depends entirely on these two factors, the depth can be strictly controlled. As shown, this will result in much less nonuniformity of the channel than other methods of making filler DRAM. In addition, since the same depressions are all formed by appropriately selecting the angles, the change in the trench width W generated in the manufacturing process can be corrected.

다시 도 1로 되돌아가서, 다음 단계(112)는 노출된 레지스트를 현상하여 제거하는 것이다. 이것은 현재 이용중인 레지스트와 양립가능(compatible)한 임의의 적당한 에칭 프로세스를 이용해 행해질 수 있다. 다음 단계(114)는 레지스트 현상에 의해 노출된 도펀트 소스재를 제거하는 것으로, 양립 가능한 프로세스를 이용해 행해질 수 있다. 실란 레지스트와 ASG 도펀트 소스층을 이용하는 바람직한 실시예에서, 단계(112 및 114)는 단일 불화수소산 용해조(HF bath)를 이용하여 수행될 수 있다. HF 용해조는 노출되어 있는 레지스트를 현상하여 제거하는 반면, 노출되지 않은 부분은 그대로 남겨둘 것이다. 또한, HF 용해조는 레지스트가 제거된 부분의하부에 있는 도펀트 소스층도 제거할 것이다. 도 5를 살펴보면, 레지스트 층(304)의 노출 부분은 제거된 반면에 비노출 부분은 그대로 남아 있는 예시적인 웨이퍼 일부분(202)이 도시되어 있다. 마찬가지로, 제거된 레지스트 부분의 하부에 있던 도펀트 소스층(302) 부분도 제거되었으며, 반면에 레지스트 층(304)이 남아 있는 부분의 하부에 있는 도펀트 소스층(302)은 그대로 남아 있다. 도펀트 소스층의 제거와 관련된 이 프로세스는 잔류하는 레지스트의 상단 엣지(the top edges)에서 도펀트 소스층의 언더컷팅(undercutting)을 다소간 초래할 수도 있음을 유의하자. 이러한 언더컷팅은 그것이 채널 길이에 대해 미치는 영향까지 노출 각도를 결정할 때 고려한다면 허용가능하다.Returning to FIG. 1 again, the next step 112 is to develop and remove the exposed resist. This can be done using any suitable etching process that is compatible with the resist currently in use. The next step 114 is to remove the dopant source material exposed by resist development, which can be done using a compatible process. In a preferred embodiment using a silane resist and an ASG dopant source layer, steps 112 and 114 can be performed using a single hydrofluoric acid dissolution bath (HF bath). The HF solution will develop and remove the exposed resist while leaving the unexposed portions intact. The HF dissolution bath will also remove the dopant source layer underneath the portion from which the resist has been removed. 5, an exemplary wafer portion 202 is shown in which the exposed portion of resist layer 304 is removed while the unexposed portion remains. Likewise, the portion of the dopant source layer 302 that was underneath the removed resist portion was also removed, while the dopant source layer 302 underneath the portion where the resist layer 304 remained. Note that this process associated with the removal of the dopant source layer may result in somewhat undercutting of the dopant source layer at the top edges of the remaining resist. Such undercutting is acceptable if taken into account when determining the exposure angle up to its effect on the channel length.

다시 도 1을 살펴보면, 바람직한 실시예의 방법에서 다음 단계(116)는 웨이퍼를 어닐링하여, 도펀트가 도펀트 소스층으로부터 인접한 웨이퍼 소스로 확산되도록 하는 것이다. 도펀트가 웨이퍼로 확산됨으로써, 본 발명에 따라 전송 트랜지스터의 소스/드레인과 비트라인이 형성된다. 이러한 어닐링의 파라미터는, 비트라인이 어떠한 도펀트 프로파일을 갖길 원하는지와, 도펀트 소스층이 도펀트 양을 얼마나 갖길 원하는지에 따라 좌우된다. 도펀트가 웨이퍼로 확산되면서, 잔류하고 있는 레지스트와 도펀트 소스층은 임의의 적당한 프로세스를 이용해 벗겨낼 수 있다. 예를 들면, HF 용해조 이후에 블랭킷 노출(a blanket exposure)을 행함으로써 잔류 레지스트와 도펀트 소스층을 벗겨낼 수 있다.Referring again to FIG. 1, the next step 116 in the method of the preferred embodiment is to anneal the wafer so that the dopant diffuses from the dopant source layer to the adjacent wafer source. As the dopant diffuses into the wafer, the source / drain and bit lines of the transfer transistor are formed in accordance with the present invention. The parameter of this annealing depends on what dopant profile the bitline wants to have and how much dopant source layer the dopant amount needs. As the dopant diffuses into the wafer, the remaining resist and dopant source layer can be stripped off using any suitable process. For example, the residual resist and the dopant source layer can be stripped off by performing a blanket exposure after the HF dissolution bath.

이제 도 6을 참조하면, 도펀트가 도펀트 소스층으로부터 웨이퍼로 어닐링되어 웨이퍼내에 확산부(602 및 604)를 형성하고 있고, 잔류하고 있던 도펀트 소스층과 레지스트가 제거된 이후의 웨이퍼 일부분(202)이 예시되어 있다. 이 확산부들은 전송 디바이스의 소스/드레인 확산부에 해당하며, 또한 메모리 셀들을 접속시키는 매립 플레이트에 해당한다. 특히, 확산부(602)는 두 개의 인접하는 전송 디바이스를 위한 소스/드레인 확산부에 해당하며, 또한 이 확산부들을 다른 메모리 셀상의 동일한 확산부들에 접속시키는 플레이트에 해당한다. 마찬가지로, 확산부(604)는 두 개의 다른 인접 전송 디바이스를 위한 소스/드레인 확산부와 플레이트에 해당한다.Referring now to FIG. 6, the dopant is annealed from the dopant source layer to the wafer to form diffusions 602 and 604 in the wafer, and the portion of the wafer 202 after the remaining dopant source layer and resist has been removed. Is illustrated. These diffusions correspond to the source / drain diffusions of the transmission device and also to the buried plates connecting the memory cells. In particular, diffusion 602 corresponds to the source / drain diffusions for two adjacent transmission devices, and also corresponds to a plate connecting these diffusions to the same diffusions on different memory cells. Similarly, diffuser 604 corresponds to the source / drain diffuser and plate for two other adjacent transmission devices.

소스/드레인/플레이트 확산부들이 형성되면, 디바이스의 나머지 부분들은 표준 필러 DRAM 프로세싱을 이용해 완성될 수 있다. 이 표준 필러 DRAM 프로세싱은 게이트/워드라인을 형성하는 것과, 여러 가지 매립 플레이트들을 함께 접속시키는 것을 포함한다. 도 7을 살펴보면, 완성된 디바이스의 단면이 웨이퍼 일부분(202)상에 도시되어 있다. 이 완성된 디바이스에는 메모리 디바이스용 워드라인에 해당하는 게이트 전극(702)과, 전송 디바이스용 상보형 소스/드레인 확산부에 해당하며 필러의 상단에 형성된 확산부(704)가 포함되어 잇다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 전송 디바이스를 위한 채널 길이는 소스/드레인/플레이트 확산부(602 및 604)와 그에 대응하는 소스/드레인 확산부(704) 사이의 거리이다. 따라서, 소스/드레인/플레이트 확산부들을 더욱 정밀하게 제어하여 배치하는 바람직한 소스/드레인/플레이트 확산부 형성 방법에 따르면, 트랜지스터의 채널 길이를 더욱 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 이것은 종래 기술의 디바이스를 능가하는 상당한 성능 개선을 가져온다.Once the source / drain / plate diffusions are formed, the remaining portions of the device can be completed using standard filler DRAM processing. This standard filler DRAM processing involves forming a gate / wordline and connecting the various buried plates together. Referring to FIG. 7, a cross section of the completed device is shown on wafer portion 202. The completed device includes a gate electrode 702 corresponding to the word line for the memory device, and a diffusion 704 formed on the top of the pillar, which is a complementary source / drain diffusion for the transfer device. As can be seen in this figure, the channel length for the transmission device is the distance between the source / drain / plate diffusers 602 and 604 and the corresponding source / drain diffuser 704. Therefore, according to the preferred method of forming the source / drain / plate diffuser in which the source / drain / plate diffuser is more precisely controlled and arranged, the channel length of the transistor can be more precisely controlled. This results in a significant performance improvement over the prior art devices.

도 7은 소스/드레인을 규정하는 프로세스가 또한 매립 플레이트도 규정하게 되는 실시예 1에 따라 형성된 필러형 DRAM을 예시하는 반면, 실시예 2는 이와 유사한 프로세스를 이용해 매립 비트라인을 규정한다. 이제 도 8 및 도 9를 살펴보면, 바람직한 방법에 따라 매립 비트라인을 형성하는 실시예 2가 예시된다. 실시예 2의 초기 단계들은 실시예 1의 것과 사실상 유사하다. 특히, 트렌치들이 형성되고, 소스층이 부합적으로 증착된 후, 레지스트도 부합적으로 증착된다. 다음, 레지스트는 비수직적인 각도로 노출되어, 트렌치의 상반부는 노출되는 반면에 하반부는 노출되지 않게 된다. 이후에, 노출된 레지스트와 이 레지스트 하부의 도펀트 소스층은 제거된다. 다음, 웨이퍼는 어닐링되어, 잔류하는 도펀트 소스층으로부터 도펀트가 기판속으로 확산되도록 한다. 잔류하는 레지스트와 도펀트 소스층은 이후에 제거될 수 있다. 이로써 실시예 1에서 참조하던 도 6에 예시된 것과 유사한 웨이퍼가 남게된다.FIG. 7 illustrates a filler DRAM formed in accordance with Embodiment 1 in which the process of defining the source / drain also defines a buried plate, while Example 2 defines a buried bitline using a similar process. Referring now to FIGS. 8 and 9, Embodiment 2 of forming a buried bitline in accordance with a preferred method is illustrated. The initial steps of Example 2 are substantially similar to those of Example 1. In particular, trenches are formed, and after the source layer is consistently deposited, the resist is also consistently deposited. The resist is then exposed at a non-vertical angle so that the upper half of the trench is exposed while the lower half is not. Thereafter, the exposed resist and the dopant source layer underneath the resist are removed. The wafer is then annealed to allow the dopant to diffuse into the substrate from the remaining dopant source layer. Residual resist and dopant source layers may then be removed. This leaves a wafer similar to that illustrated in FIG. 6 referenced in Example 1. FIG.

그러나, 실시예 2에서는, 소스/드레인/플레이트를 형성하기 위해 이용했던 확산을 소스/드레인 비트라인을 형성하기 위해 이용할 것이다. 이를 위해서는 확산이 두 개의 부분으로 나뉘어져야 하는데, 그래야만 두 개의 별개의 비트라인이 형성될 수 있다. 이것은 방향성 에칭을 이용해 트렌치의 바닥을 추가로 에칭함으로써 수행될 수 있다. 이제 도 8을 살펴보면, 트렌치의 바닥이 추가로 에칭되어 확산부를 4개의 확산부(801, 802, 803, 804)로 분리시켜놓은 웨이퍼 일부분(800)이 예시되어 있다. 이들 확산부는 전송 디바이스용 소스/드레인 확산부 뿐만 아니라 여러 전송 디바이스를 접속시켜주는 비트라인에 해당한다.However, in Example 2, the diffusion used to form the source / drain / plate will be used to form the source / drain bitline. To do this, the diffusion must be divided into two parts, so that two separate bit lines can be formed. This can be done by further etching the bottom of the trench using directional etching. Referring now to FIG. 8, a portion of a wafer 800 is illustrated where the bottom of the trench is further etched to separate the diffusion into four diffusions 801, 802, 803, and 804. These diffusions correspond to bit lines that connect various transmission devices as well as source / drain diffusions for the transmission device.

소스/드레인/비트라인 확산부가 형성되면, 디바이스의 나머지 부분들은 표준 필러 DRAM 프로세싱을 이용해 완성될 수 있다. 이 프로세싱은 게이트/워드라인을 형성하는 것을 포함한다. 이 실시예에서, 게이트/워드라인은 이미 형성되어 있는 트렌치에 대해 사실상 수직이 되도록 형성된다. 이것은 전형적으로 기존에 형성되어 있던 트렌치와 수직인 방향으로 또다른 트렌치를 에칭하고, 이렇게 에칭된 트렌치의 측면들상에 게이트/워드라인들을 형성하는 것을 필요로 한다. 도 9를 살펴보면, 웨이퍼를 가로지르도록 형성된 게이트/워드라인(902)을 구비하는 웨이퍼 일부분(800)이 도시되어 있다. 유사한 워드라인이 다른 단면의 다른 트렌치내에 형성될 것이다. 완성된 디바이스에는, 필러의 상단에 형성된 확산부(904)가 포함되어 있고, 이 확산부(904)는 전송 디바이스용의 상보형 소스/드레인 확산부에 해당한다. 여기에서도 전송 디바이스를 위한 채널 길이는 소스/드레인/비트라인 확산부(801, 802, 803 및 804)와 그에 대응하는 소스/드레인 확산부(904) 사이의 거리이다. 따라서, 소스/드레인/비트라인 확산부들을 더욱 정밀하게 제어하여 배치하는 바람직한 소스/드레인/비트라인 확산부 형성 방법에 따르면, 트랜지스터의 채널 길이를 더욱 정밀하게 제어할 수 있게 된다. 이것은 종래 기술의 디바이스를 능가하는 상당한 성능 개선을 가져온다. 이 도면에는 도시되지 않았지만, 캐패시터가 형성되고, 배선도 형성되어, 디바이스들을 함께 접속시키는 플레이트의 역할을 수행한다.Once the source / drain / bitline diffusions are formed, the rest of the device can be completed using standard filler DRAM processing. This processing includes forming a gate / wordline. In this embodiment, the gate / wordline is formed to be substantially perpendicular to the trench already formed. This typically requires etching another trench in a direction perpendicular to the previously formed trench and forming gate / wordlines on the sides of the etched trench. 9, a portion of a wafer 800 is shown having a gate / wordline 902 formed to cross the wafer. Similar word lines will be formed in other trenches of different cross sections. The completed device includes a diffuser 904 formed at the top of the pillar, which corresponds to a complementary source / drain diffuser for the transmission device. Here again the channel length for the transmission device is the distance between the source / drain / bitline spreaders 801, 802, 803 and 804 and the corresponding source / drain diffuser 904. Therefore, according to the preferred method of forming the source / drain / bitline diffuser in which the source / drain / bitline diffuser is more precisely controlled and arranged, the channel length of the transistor can be more precisely controlled. This results in a significant performance improvement over the prior art devices. Although not shown in this figure, capacitors are formed and wiring is also formed to serve as a plate for connecting the devices together.

바람직한 실시예에서 주목할만한 변형으로서, 별개의 도펀트 소스층을 이용하지 않는 것을 들 수 있다. 대신에, 실란 레지스트가 적당한 도펀트로 도핑되어,실란 레지스트 자신이 도펀트 소스층의 역할을 하도록 한다. 이러한 변형은 비록 레지스트에서 기판으로 확산될 수 있는 도펀트의 양이 제한적일지라도 그 상대적인 간편성으로 인해 바람직하다.A notable variation in the preferred embodiment is the use of no separate dopant source layer. Instead, the silane resist is doped with a suitable dopant such that the silane resist itself acts as a dopant source layer. This variant is desirable because of its relative simplicity, although the amount of dopant that can diffuse from the resist to the substrate is limited.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 필라형 트랜지스터내에 더욱 균일한 채널 길이를 갖는 소스/드레인 확산부 형성 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 매립 도전체를 제공하여, 어떤 메모리 구조내에서는 매립 플레이트로서 이용되도록 하며, 또다른 메모리 구조에서는 매립 비트라인으로 이용되도록 한다.Accordingly, a preferred embodiment of the present invention provides a method of forming a source / drain diffuser having a more uniform channel length in a pillar transistor. The present invention also provides a buried conductor to be used as a buried plate in some memory structures and as a buried bitline in another memory structure.

한편, 본 발명의 바람직한 방법은 수직 표면으로부터는 스페이서를 제거하면서 수평 표면상에는 자기정렬된 스페이서를 형성하는 방법을 제공한다. 바람직한 방법에 따르면, 이온을 주입함으로써 현상액에 대해 불용성이 되는 레지스트가 이용된다. 수직 및 수평 표면을 갖는 기판위에 레지스트를 부합적으로 증착하고, 레지스트에 이온주입한 뒤, 레지스트를 현상함으로써, 수직 표면의 레지스트는 제거되는 반면, 수평 표면의 레지스트는 잔류하게 된다. 따라서, 수평 표면상에는 자기정렬된 스페이서가 형성되는 반면, 수직 표면의 스페이서 재료는 제거된다. 이러한 수평 표면 스페이서는 이후의 제조공정에서 이용될 수 있다. 수평 표면 스페이서를 형성하는 일반적인 방법이 먼저 설명될 것이며, 그 이후에 바람직한 방법으로 형성되는 매립 도선(a buried conductor line)을 설명할 것이다.On the other hand, the preferred method of the present invention provides a method of forming a self-aligned spacer on a horizontal surface while removing the spacer from the vertical surface. According to a preferred method, a resist is used which is insoluble in the developer by implanting ions. By conformally depositing resist on a substrate having vertical and horizontal surfaces, implanting the resist and then developing the resist, the resist on the vertical surface is removed while the resist on the horizontal surface remains. Thus, self-aligned spacers are formed on the horizontal surface while spacer materials on the vertical surface are removed. Such horizontal surface spacers can be used in subsequent manufacturing processes. A general method of forming horizontal surface spacers will first be described, followed by a buried conductor line that is formed in a preferred manner.

이제 도 10을 살펴보면, 바람직한 실시예에 따른 수평 표면 스페이서 형성 방법(1100)이 예시되어 있다. 이 방법은 디바이스의 수직 표면과 수평 표면을 다르게 처리하고자 하는 다양한 응용들에서 이용될 수 있다.Referring now to FIG. 10, a method 1100 of forming a horizontal surface spacer according to a preferred embodiment is illustrated. This method can be used in a variety of applications that wish to treat the vertical and horizontal surfaces of the device differently.

첫 번째 단계(1102)는 수평 표면과 수직 표면을 갖는 적당한 기판을 제공하는 것이다. 이러한 기판은 다양한 제조 단계에 놓여있는 실리콘이나 그 밖의 반도체 웨이퍼일 수 있다. 예를 들면, 이 기판은 다수의 디바이스가 매립 도전층을 이용해 접속되도록 형성될 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 따라서, 이 기판은 피복되지 않은채로 남게 될 수직 표면과, 수평 표면 스페이서가 형성될 수평 표면 모두를 포함한다. 또한 이 기판은 레지스트가 현상될 때 현상 차단층(a develop stop)으로 이용하기 위한 예컨대 실리콘 이산화물같은 에칭 차단층(an etch stop layer)을 포함할 수 있다.The first step 1102 is to provide a suitable substrate having a horizontal surface and a vertical surface. Such substrates may be silicon or other semiconductor wafers placed at various stages of manufacture. For example, the substrate may be a silicon wafer to be formed such that a number of devices are connected using a buried conductive layer. Thus, the substrate includes both a vertical surface to be left uncovered and a horizontal surface on which horizontal surface spacers are to be formed. The substrate may also include an etch stop layer, for example silicon dioxide, for use as a develop stop when the resist is developed.

이제 도 11을 살펴보면, 웨이퍼(1202)의 일부분이 예시되어 있는데, 이 웨이퍼에는 두 개의 예시적인 트렌치(1204, 1206)가 에칭되어 필러(1208, 1210, 1212)를 형성하고 있다. 이러한 피처들은 바람직한 실시예에 따라 수평 표면 스페이서가 선택적으로 덮혀질 수 있는 예시적인 유형의 피처이다. 예시된 구조의 트렌치와 필러는 종래의 포토레지스트 기법과 같은 임의의 적당한 방법을 이용해 형성될 수 있다.Referring now to FIG. 11, a portion of wafer 1202 is illustrated, in which two exemplary trenches 1204, 1206 are etched to form pillars 1208, 1210, 1212. These features are exemplary types of features in which the horizontal surface spacer can be selectively covered according to a preferred embodiment. Trench and filler of the illustrated structure may be formed using any suitable method, such as conventional photoresist techniques.

도 10으로 되돌아가서, 다음 단계(1104)는 적당한 이온주입 반응성 레지스트(implant-sensitive resist)를 부합적으로 증착하는 것이다. 바람직하게는, 레지스트가, 이온주입 영역(implanted areas)은 현상액에 대해 불용성(insoluble)으로 되는 반면에 비 이온주입 영역(unimplanted areas)은 현상액에 대해 가용성(soluble) 상태를 유지하도록 조성된다. 또한, 레지스트는 이 레지스트를 패터닝하는데 필요한 에너지 양을 최소화하도록 박막으로 만들어지는 것이 바람직하다.Returning to FIG. 10, the next step 1104 is to conformally deposit a suitable implant-sensitive resist. Preferably, the resist is formulated such that the implanted areas become insoluble in the developer while the non-planted areas remain soluble in the developer. In addition, the resist is preferably made of a thin film to minimize the amount of energy required to pattern the resist.

적당한 레지스트의 일 예로서, 메틸실란(methylsilane)으로 형성된 플라즈마로부터 증착되는 폴리실란 레지스트(a polysilane resist)를 들 수 있다. 전술하였듯이, 이 레지스트는 몇몇의 고유한 특성을 갖는다. 첫째, 이 레지스트는 현상될 때 포지티브형과 네거티브형 레지스트 양 쪽으로 이용 가능하다. 둘째, 이 레지스트는 화학 기상 증착(CVD) 프로세스로 메틸실란을 이용해 부합적으로 증착될 수 있다. 셋째는, 두 종류의 노출 모두에 의해 즉, 산소 이온 주입에 의해 혹은 산소 분위기에서 UV광을 조사함으로써 활성화될 수 있다. 전술한 노출중 하나가 이루어지는 동안, 실리콘간 결합(silicon-silicon bonds)은 깨지고, 산소는 활성화된 실리콘 원자들과 반응한다. 이러한 반응의 결과, 노출영역에는 실리콘 이산화물이 형성되는 반면, 비노출 영역에는 폴리실란이 남게된다. 현상 프로세스는 용제나 증기, 혹은 플라즈마 형태의 화학작용을 활용하여 선택적으로 실리콘을 제거(네거티브형 이미지를 만듬)하거나 실리콘 이산화물을 제거(포지티브형 이미지를 만듬)한다. 증착동안 실리콘간 결합의 형성을 보강하기 위해 저압 플라즈마 및 저온이 이용된다. 실리콘-탄소 결합은 일반적으로 노출에 의해 깨어지지는 않으나, 레지스트 반응성을 저하시킨다. 레지스트 막의 증착 및 현상 프로세스는 미국의 캘리포니아주 산타클라라 소재의 Applied Materials, Inc.에 의해 상품화되어 있다. 이 프로세스에 대한 개괄적인 설명은 예컨대 R. L. Kostelak, T. W. Weidman, S. Vaidya. O. Joubert, S. C. Palmateer, M. Hibbs에 의한 J. Vac. Sci. Tech. R, vol 13, 1995, p2994-2999과, T. W. Weidman, A. M. Joshi에 의한 Appl. Phys. Lett. vol 62, 1993, p372-374를 통해 입수 가능하다.One example of a suitable resist is a polysilane resist deposited from a plasma formed from methylsilane. As mentioned above, this resist has several unique properties. First, this resist is available in both positive and negative resists when developed. Second, the resist can be conformally deposited using methylsilane in a chemical vapor deposition (CVD) process. Third, it can be activated by both types of exposure, ie by oxygen ion implantation or by irradiating UV light in an oxygen atmosphere. During one of the exposures described above, silicon-silicon bonds are broken and oxygen reacts with activated silicon atoms. As a result of this reaction, silicon dioxide is formed in the exposed areas, while polysilane remains in the unexposed areas. The development process utilizes chemistry in the form of solvents, vapors or plasma to selectively remove silicon (making a negative image) or silicon dioxide (making a positive image). Low pressure plasma and low temperature are used to reinforce the formation of inter-silicon bonds during deposition. Silicon-carbon bonds are generally not broken by exposure, but reduce resist reactivity. The deposition and development process of the resist film is commercialized by Applied Materials, Inc. of Santa Clara, California. An overview of this process can be found in, for example, R. L. Kostelak, T. W. Weidman, S. Vaidya. J. Vac. By O. Joubert, S. C. Palmateer, M. Hibbs. Sci. Tech. R, vol 13, 1995, p2994-2999, and Appl. By T. W. Weidman, A. M. Joshi. Phys. Lett. vol 62, 1993, available at p372-374.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 폴리실란 레지스트는 네거티브형으로 이용된다. 특히, 이 레지스트에는 산소 이온이 주입된 뒤, 염소(a chlorine)나 브롬(bromine) 현상액으로 현상되어, 레지스트중 산소 이온이 주입되지 않은 부분만 제거된다. 더욱이, 일실시예로서, 레지스트가 도펀트로 도핑되어, 이 도펀트가 기판의 인접 부분들로 확산되도록 이용된다. 이러한 피처는 매립 도전체 응용을 참조하여 이후에 더욱 상세히 설명될 것이다.In a preferred embodiment of the present invention, polysilane resists are used in a negative form. In particular, the resist is implanted with oxygen ions and then developed with a chlorine or bromine developer to remove only the portion of the resist that is not implanted with oxygen ions. Moreover, in one embodiment, the resist is doped with a dopant and used to diffuse the dopant into adjacent portions of the substrate. Such features will be described in more detail later with reference to buried conductor applications.

이온주입 반응성 레지스트로 이용될 수 있는 다른 재료는 폴리실리콘이다. 폴리실리콘은 임의의 종래 기법을 이용해서 부합적으로 증착될 수 있다. 폴리실리콘은 붕소(boron)가 적당히 이온주입되면 수산화 칼륨/이소프로필 알콜 현상액(potassium hydroxide/isopropyl alcohol developer)에 대해 불용성이 되는 반면, 비 이온주입 영역은 이 현상액에 대해 가용성인 채로 유지된다.Another material that can be used as an ion implantation reactive resist is polysilicon. Polysilicon may be conformally deposited using any conventional technique. Polysilicon is insoluble in potassium hydroxide / isopropyl alcohol developer when boron is properly ion implanted, while the non-ion implantation region remains soluble for this developer.

이제 도 12를 살펴보면, 부합적인 레지스트층(1302)이 웨이퍼 부분을 덮도록 증착된 이후의 예시적인 웨이퍼 일부분(1202)이 예시되어 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 부합적인 레지스트층(1302)은 웨이퍼 부분의 수평 표면과 수직 표면을 모두 덮고 있다.Referring now to FIG. 12, an exemplary wafer portion 1202 is illustrated after a matching resist layer 1302 is deposited to cover the wafer portion. According to a preferred embodiment, the matching resist layer 1302 covers both the horizontal and vertical surfaces of the wafer portion.

다음 단계(1106)는 레지스트층이 현상액에 녹지않도록 해주는 종류의 이온을 레지스트층의 수평 표면에 수직각도로 주입하는 것이다. 따라서 주입되는 이온의 종류는 사용중인 레지스트에 따라 좌우된다. 이온주입의 에너지는 수평 표면상의 레지스트에는 완전히 주입되지만 수직표면속으로는 너무 멀어서 주입되지 않을 정도로 적당히 선택된다. 이온주입은 웨이퍼의 최상부 표면에 대해 수직 각도로 행해져서 수직 표면으로의 이온주입이 최소화되도록 하는 것이 바람직하다.The next step 1106 is to inject ions of the kind on the horizontal surface of the resist layer at a vertical angle to prevent the resist layer from melting in the developer. The type of implanted ions therefore depends on the resist in use. The energy of the ion implantation is chosen so that it is completely implanted into the resist on the horizontal surface but not too far into the vertical surface. Ion implantation is preferably performed at an angle perpendicular to the top surface of the wafer so that ion implantation to the vertical surface is minimized.

예를 들어, 바람직한 실란 레지스트를 이용하는 경우, 기판상의 수평 표면에 수직으로 산소 이온주입이 바람직하게 행해진다. 바람직한 레지스트라면, 이러한 노출에 의해 레지스트의 수평표면은 현상액속에서 녹지않게 된다. 산소 이온주입은, 하전(charged)된 산소 이온을 생성하고 전계를 이용해 이 하전 이온을 웨이퍼의 표면을 향해 가속시키는 이온 주입 장치를 이용해 바람직하게 수행된다. 이로써, 산소는 레지스트내로 주입된다. 전술한 이온주입 프로세스는 레지스트가 산소 분위기에서 화학 방사선(예를들면, 광)에 노출되는 종래의 프로세스와는 상이한 것이다.For example, when using a preferable silane resist, oxygen ion implantation is preferably performed perpendicular to the horizontal surface on the substrate. With a preferred resist, this exposure prevents the horizontal surface of the resist from melting in the developer. Oxygen ion implantation is preferably performed using an ion implantation device that generates charged oxygen ions and accelerates the charged ions toward the surface of the wafer using an electric field. As a result, oxygen is injected into the resist. The ion implantation process described above is different from the conventional process in which the resist is exposed to actinic radiation (eg, light) in an oxygen atmosphere.

폴리실리콘 레지스트를 이용할 경우, 수평 표면상의 폴리실리콘을 현상액에 대해 불용성으로 만들기 위해 붕소가 주입된다. 이러한 이온주입은, 웨이퍼의 표면을 향해 붕소를 가속시켜서 폴리실리콘 레지스트속으로 이온이 주입되도록 만드는 이온주입 장치를 이용하여 믿을 수 있게 수행된다. 전형적으로, 폴리실리콘 레지스트를 현상액속에서 녹지않게 하기 위해서는 10KeV에서 1×1015∼1×1018[ions/cm3]의 BF2이온주입을 행하는 것이 바람직하다.When using polysilicon resists, boron is implanted to render polysilicon on the horizontal surface insoluble in the developer. Such ion implantation is reliably performed using an ion implantation device that accelerates boron toward the surface of the wafer to inject ions into the polysilicon resist. Typically, in order to prevent the polysilicon resist from melting in the developer, it is preferable to perform BF 2 ion implantation of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 [ions / cm 3 ] at 10 KeV.

이제 도 13을 살펴보면, 레지스트(1302)에 수직각도로 이온주입되는 것을 보여주기 위해 웨이퍼 일부분(1202)이 예시되어 있다. 이온주입이 수평표면에 대해 수직으로 행해지므로, 이 수평 표면의 최상부부터 바닥부까지는 완전히 이온 주입되지만 레지스트의 수직 표면에는 아무런 영향도 미치지 않는다. 한편, 이것은 이온주입 에너지를 선택함에 있어서 레지스트의 수직부분까지 이온이 주입될 정도의 에너지가 아닌 레지스트의 두께정도만 관통하여 주입될 정도의 에너지를 선택함으로써 쉽게 이루어진다. 이런 식으로, 수평 표면은 현상액에 대해 불용성으로 되는 반면에 수직 표면은 사실상 어떠한 영향도 받지 않는다. 또한, 이온주입량(dose)은 이용중인 레지스트 조성물과 완전 반응할 정도로 적절히 선택된다. 따라서, 이온주입 에너지 및 이온주입량은 수직 표면에 대한 이온충돌을 최소화하면서 수평 표면과는 완전 반응하도록 적절히 선택된다.Referring now to FIG. 13, a portion of wafer 1202 is illustrated to show implantation at a perpendicular angle to resist 1302. Since ion implantation is performed perpendicular to the horizontal surface, the ion implantation is completely implanted from the top to the bottom of this horizontal surface but does not affect the vertical surface of the resist. On the other hand, in selecting the ion implantation energy, it is easily made by selecting the energy such that only the thickness of the resist is penetrated, not the energy that the ion is implanted to the vertical portion of the resist. In this way, the horizontal surface becomes insoluble in the developer while the vertical surface is virtually unaffected. In addition, the dose is appropriately selected to fully react with the resist composition in use. Thus, the ion implantation energy and ion implantation amount are appropriately selected to fully react with the horizontal surface while minimizing ion collision to the vertical surface.

도 10으로 되돌아가서, 다음 단계(112)는 레지스트를 현상하는 것이다. 이것은 현재 이용중인 레지스트와 양립가능(compatible)한 임의의 적당한 에칭제를 이용해서 행해질 수 있다. 예를 들어, 실란 레지스트가 이용되는 경우, 플라즈마 염소 에칭이 산소 이온주입 부분에 영향을 미치지 않으면서 레지스트의 비 이온주입 부분을 제거할 것이다. 그 밖의 레지스트 조성물은 다른 현상 기법을 이용할 것이다.Returning to FIG. 10, the next step 112 is to develop the resist. This can be done using any suitable etchant that is compatible with the resist currently in use. For example, if a silane resist is used, the plasma chlorine etch will remove the non-ion implanted portion of the resist without affecting the oxygen ion implanted portion. Other resist compositions will use other development techniques.

도 14를 살펴보면, 레지스트(1302)의 이온주입 부분은 그대로 잔류하는 반면 비 이온주입 부분은 제거된 이후의 웨이퍼 일부분(1202)이 예시되어 있다. 이제, 레지스트의 잔류부분은 수평 표면 스페이서(1502)를 포함하고 있는데, 수평 표면 스페이서는 수평 표면과 비교하여 수직 표면을 차별적으로 처리하는 것을 용이하게 해주기 위해 이용될 수 있다. 이 프로세스는 전형적으로 트렌치의 에지위에 소량의 레지스트를 돌출한 채로 남겨둠을 유의하자. 돌출의 정도(amount)는 레지스트의 두께를 선택함으로써 제어될 수 있다.Referring to FIG. 14, a portion of the wafer 1202 is illustrated after the ion implantation portion of the resist 1302 remains as it is while the non-ion implantation portion is removed. The remaining portion of the resist now includes a horizontal surface spacer 1502, which can be used to facilitate the differential treatment of the vertical surface as compared to the horizontal surface. Note that this process typically leaves a small amount of resist projecting over the edge of the trench. The amount of protrusion can be controlled by selecting the thickness of the resist.

따라서, 바람직한 실시예는 다양한 공정 상태에서 이용될 수 있는 수평 표면 스페이서를 형성하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 바람직한 방법은 매립 도선의 형성에 이용될 수 있다. 매립 도선은 트랜지스터같은 디바이스들을 통상의 경우처럼 별개의 도전성 배선을 이용함이 없이 상호 접속하는데 이용된다. 매립 도선이 바람직한 일 예로서, 필러형 DRAM에서 이용되는 경우를 들 수 있다. 특히, 매립 도전체는 DRAM의 여러 메모리 셀을 접속시키는 비트라인을 형성하는데 이용될 수 있다. 바람직한 실시예가 DRAM 디바이스의 비트라인을 참조로하여 설명될지라도, 다른 종류의 메모리 디바이스, 예를들면 DRAM 변형물(확장 데이터 출력 DRAM, 버스트 확장 데이터 출력 DRAM, 동기 DRAM 등)과, SRAM(Static Random Access Memory) 및 그 변형물(비동기 SRAM, 동기 SRAM, 파이프라인형 버스트 SRAM 등)의 형성에도 적용가능하다.Thus, the preferred embodiment can be used to form horizontal surface spacers that can be used in various process conditions. For example, a preferred method can be used to form buried leads. Buried wires are used to interconnect devices such as transistors without the use of separate conductive wires as usual. A buried lead is one example that is used in a filler DRAM. In particular, buried conductors can be used to form bit lines that connect several memory cells of a DRAM. Although the preferred embodiment is described with reference to the bit lines of DRAM devices, other types of memory devices, such as DRAM variants (extended data output DRAM, burst extended data output DRAM, synchronous DRAM, etc.), and static random access memory (SRAM) Access Memory) and its variants (asynchronous SRAM, synchronous SRAM, pipelined burst SRAM, etc.) are also applicable.

이러한 매립 비트라인을 형성하기 위해서, 바람직한 방법은 몇가지 변형되어 이용된다. 먼저, 실리콘 이산화물이나 실리콘 질화물과 같은 확산 장벽층이 필러의 최상부에 형성된다. 이것은 필러가 에칭되기 이전에 확산 장벽층을 형성함으로써 행해진다. 필러를 규정하는 트렌치가 에칭될 때, 확산 장벽층은 형성된 필러의 최상부에 남아있다. 두 번째, 부합적으로 증착된 레지스트가 매립 비트라인을 형성하기에 적당한 종류의 도펀트를 포함하도록 도핑된다. 예를 들면, 바람직한 실란 레지스트는 증착동안 비소로 도핑될 수 있다. 적당히 도핑된 이온주입 반응성 레지스트가 부합적으로 증착된 이후에, 이 레지스트는 전술한 이온주입 기법을 이용해 패터닝된 뒤, 현상된다. 이것은 도핑된 레지스트를 수평 표면상에는 남겨두는 반면, 수직 표면으로부터는 제거하는 결과를 가져온다. 다음, 웨이퍼는 적절히 어닐링되어, 도핑된 레지스트로부터 기판의 수직 표면속으로 도펀트가 확산되도록 만든다. 필러의 바닥부에서는, 도펀트 확산에 의해 도전성 비트라인이 기판내에 형성된다. 필러의 최상부에서는, 확산 장벽층속으로 도펀트가 확산되므로, 결국 확산 장벽층 하부의 실리콘에는 사실상 어떠한 영향도 미치지 않는다. 전술한 응용의 변형으로서, 별개의 도펀트 소스층이 레지스트가 증착되기 전에 형성되어, 레지스트층이 패터닝될 때 레지스트와 함께 패터닝된다. 이러한 변형은 더 많은 도펀트 주입량이 요구되는 경우에 바람직할 것이다.In order to form such a buried bitline, the preferred method is used in several variations. First, a diffusion barrier layer such as silicon dioxide or silicon nitride is formed on top of the filler. This is done by forming the diffusion barrier layer before the filler is etched. When the trenches defining the pillars are etched, the diffusion barrier layer remains on top of the formed pillars. Secondly, the conformally deposited resist is doped to include a suitable type of dopant to form a buried bitline. For example, preferred silane resists may be doped with arsenic during deposition. After a suitably doped ion implantation reactive resist is deposited consistently, the resist is patterned using the ion implantation technique described above and then developed. This leaves the doped resist on the horizontal surface while removing it from the vertical surface. The wafer is then properly annealed to allow the dopant to diffuse from the doped resist into the vertical surface of the substrate. At the bottom of the filler, conductive bit lines are formed in the substrate by dopant diffusion. At the top of the filler, the dopant diffuses into the diffusion barrier layer, which ultimately has no effect on the silicon underneath the diffusion barrier layer. In a variation of the above described application, a separate dopant source layer is formed before the resist is deposited, and patterned with the resist when the resist layer is patterned. Such a modification would be desirable if more dopant implantation is required.

확산부가 형성되면, 잔류하는 레지스트는 제거된다. 확산부는 반응성 이용 에칭과 같은 적당한 프로세스를 이용해 트렌치의 바닥을 추가로 에칭함으로써 각 측면(side)에 개별 도전체(예를들면, 개별 비트라인)로서 이용하기 위한 개별 확산부로 나뉘어질 수 있다.Once the diffusion is formed, the remaining resist is removed. The diffusion can be divided into individual diffusions for use as individual conductors (eg, individual bit lines) on each side by further etching the bottom of the trench using a suitable process such as reactive utilization etching.

이제 도 15를 살펴보면, 적당한 확산 장벽층(1601)이 증착되고, 두 개의 예시적인 트렌치(1604, 1606)와 필러들(1608, 1610, 1612)을 형성하기 위해 패터닝 및 에칭된 웨이퍼 일부분(1602)이 예시되어 있다. 이제 도 16을 살펴보면, 적당히 도핑된 이후에 이온주입 반응성 레지스트가 증착되고, 이온 주입되고, 현상된 뒤, 잔류 레지스트로부터 도펀트가 웨이퍼 부분(1602)으로 확산된 이후의 웨이퍼 일부분(1602)이 예시되어 있다. 이후에, 트렌치가 추가로 에칭되어 이 확산부를 별개의 도선으로 나눈다. 한편, 도펀트는 패터닝된 레지스트로부터 트렌치(1604 및1606)의 바닥부로 확산되어, 도전성 비트라인(1702, 1704)을 형성한다. 마찬가지로, 필러의 최상부에서는 도펀트가 확산 장벽층으로 확산되고, 이곳에서 실리콘 기판속으로 확산되는 것이 차단된다.Referring now to FIG. 15, a suitable diffusion barrier layer 1601 is deposited, and a portion of the wafer 1602 patterned and etched to form two exemplary trenches 1604, 1606 and pillars 1608, 1610, 1612. This is illustrated. Referring now to FIG. 16, a portion of a wafer 1602 is illustrated after ion implantation reactive resist has been deposited, ion implanted, developed after appropriately doped, and after the dopant has diffused from the residual resist into the wafer portion 1602. have. Thereafter, the trench is further etched to divide this diffusion into separate leads. On the other hand, the dopant diffuses from the patterned resist to the bottom of trenches 1604 and 1606 to form conductive bitlines 1702 and 1704. Likewise, at the top of the filler, the dopant diffuses into the diffusion barrier layer where it is blocked from diffusing into the silicon substrate.

도펀트가 기판속으로 확산된 후, 잔류하는 레지스트는 반응성 이온 에칭, BHF, HF 증기, 혹은 그 밖의 적당한 프로세스를 이용해 제거될 수 있다.After the dopant is diffused into the substrate, the remaining resist can be removed using reactive ion etching, BHF, HF vapor, or other suitable process.

다른 예로서, 바람직한 방법은, 수평 표면 스페이서를 갖는 웨이퍼를 기체 불순물 공급원에 노출시킴으로써 수직 표면을 손쉽게 선택적 도핑하는데 이용될 수 있다. 이 프로세스는 고성능의 논리 MOSFET를 형성하는데 이용될 수 있을 것이다. 이러한 것은 실리콘 기판이 적절한 분리 영역과, 소스 및 드레인 콘택트용의 도핑된 N+및 P+확산부를 갖도록 만드는 것과 관련있다. 예컨대 실리콘 질화물같은 소정의 적절한 재료로 이루어진 에칭 차단막이 증착되고, 웨이퍼는 트렌치 형성을 위해 패터닝된다. 다음, 바람직한 방법을 이용해 수평 표면 스페이서가 형성된다. 스페이서 재료가 수평 표면상에는 형성되고 수직 표면으로부터는 제거되면서, 노출된 측벽은 적당한 도펀트로 도핑된다. 이것은 적당한 기체 도펀트를 이용(예를 들면, N+영역에 대해서는 AsH3비소 증기를, P+영역에 대해서는 디보란(diborane)을 이용)하거나, 혹은 도펀트 소스층(예를 들면, ASG 또는 BSG 도핑된 산화물)을 증착한 후 어닐링함으로써 행해질 수 있다. 수평 표면 스페이서는 이러한 공정동안 수평 표면을 보호한다. 측벽 도핑은 이 도핑된 표면 영역을 전송 게이트에 접속시킴으로써, 확산부가 트렌치의 바닥에서 게이트 채널 영역과 중첩하도록(overlaps) 만든다.As another example, the preferred method can be used to easily doping vertical surfaces by exposing a wafer with horizontal surface spacers to a gaseous impurity source. This process could be used to form high performance logic MOSFETs. This involves making the silicon substrate have a suitable isolation region and doped N + and P + diffusions for the source and drain contacts. An etch barrier film, for example made of any suitable material, such as silicon nitride, is deposited and the wafer is patterned for trench formation. Next, horizontal surface spacers are formed using the preferred method. The exposed sidewalls are doped with a suitable dopant while spacer material is formed on the horizontal surface and removed from the vertical surface. This use of a suitable gaseous dopant (e. G., For the N + region for the AsH 3 arsenic vapor, a P + region using diborane (diborane)), or a dopant source layer (e.g., ASG or BSG doped Oxidized oxide) and then annealed. Horizontal surface spacers protect the horizontal surface during this process. Sidewall doping connects the doped surface region to the transfer gate, causing the diffusion to overlap the gate channel region at the bottom of the trench.

측벽이 도핑되면서, 잔류 레지스트는 완충된 불화 수소산(a buffered HF), HF 증기, 또는 플루오르 플라즈마 프로세스를 이용해 제거되고 웨이퍼는 세정된다. 다음, 게이트 절연체가 트렌치에 형성된다. 이것은 트렌치에 실리콘 이산화물을 성장시킴으로써 바람직하게 행해진다. 측벽 도펀트와 실리콘의 결정 방향(crystal orientation)으로 인해, 실리콘 이산화물은 수직 측벽상에서 더 두껍게 형성될 것이다. 다음, 트렌치는 폴리실리콘으로 메워지고(fill), 연마되어 평탄화된다. 이후, 콘택트와 배선이 임의의 적당한 기법을 이용해 계속될 수 있다. 이제 도 17을 살펴보면, 트렌치의 측벽상에 확산부(1808)를 선택적으로 형성하는 바람직한 방법을 이용해 논리 MOSFET가 형성되어 있는 웨이퍼 일부분(1802)이 예시되어 있다. 이 논리 디바이스는 폴리실리콘 게이트(1808) 및 게이트 절연체(1810)를 포함하고 있다. 확산부들(1804)은 확산부들(1806)과 결합되어 디바이스의 소스와 드레인을 형성한다. 한편, 측벽을 선택적으로 도핑하는 바람직한 방법을 이용함으로써, 확산부가 트렌치 바닥의 게이트 채널 영역을 중첩하도록 할 수 있다.As the sidewalls are doped, the residual resist is removed using a buffered HF, HF vapor, or fluorine plasma process and the wafer is cleaned. Next, a gate insulator is formed in the trench. This is preferably done by growing silicon dioxide in the trench. Due to the crystal orientation of the sidewall dopant and silicon, silicon dioxide will form thicker on the vertical sidewalls. The trench is then filled with polysilicon, polished and planarized. Thereafter, the contacts and wiring can be continued using any suitable technique. Referring now to FIG. 17, illustrated is a portion of a wafer 1802 in which a logic MOSFET is formed using a preferred method of selectively forming a diffusion 1808 on the sidewalls of a trench. This logic device includes a polysilicon gate 1808 and a gate insulator 1810. The diffusions 1804 are combined with the diffusions 1806 to form the source and drain of the device. On the other hand, by using a preferred method of selectively doping the sidewalls, it is possible for the diffusion to overlap the gate channel region of the trench bottom.

종래의 프로세스는 측벽을 선택적으로 도핑하기 위해 측벽 스페이서를 이용해왔다. 불행히도, 측벽 스페이서를 방향성 에칭하는데 이용되는 반응성 이온 에칭은 통상적으로 트렌치의 바닥을 손상시킨다. 이와 대조적으로, 측벽들의 상이한 도핑을 용이하게 해주는 수평 표면 스페이서를 형성하는 본 실시예의 바람직한 방법을 이용함으로써, 반응성 이온 에칭에 의한 손상없이 필요한 확산 영역이 형성될 수 있다.Conventional processes have used sidewall spacers to selectively dope sidewalls. Unfortunately, reactive ion etching used to directional etch sidewall spacers typically damages the bottom of the trench. In contrast, by using the preferred method of this embodiment to form horizontal surface spacers that facilitate different doping of the sidewalls, the necessary diffusion regions can be formed without damage by reactive ion etching.

따라서, 전술한 바람직한 실시예는 수평 표면상에 자기정렬 스페이서를 형성하는 반면 수직 표면으로부터는 스페이서 재료를 제거하는데 이용된다. 이러한 수평 표면 스페이서는 매립 도선 및 측벽 확산 영역의 형성을 포함한 이후의 제조공정에서 이용될 수 있다.Thus, the preferred embodiment described above is used to form a self-aligned spacer on a horizontal surface while removing spacer material from the vertical surface. Such horizontal surface spacers can be used in subsequent fabrication processes, including the formation of buried lead and sidewall diffusion regions.

본 발명이 필라형 DRAM 셀내에 소스/드레인/매립 도전체 확산부를 형성하는 예시적인 실시예를 참조하여 특별히 도시 및 설명되었지만, 당업자라면 이 프로세스가 다른 디바이스에 소스/드레인을 형성하는데에도 이용될 수 있음을 인지할 것이다. 또한, 본 발명이 필라형 DRAM 셀내에 비트라인 확산부를 형성하는 예시적인 실시예를 참조하여 특별히 도시 및 설명되었지만, 당업자라면 이 프로세스가 소스/드레인 및 그 밖의 확산 구조를 형성하는데에도 이용될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들면, 당업자라면, 본 발명이 다른 아이솔레이션 기법(예컨대 LOCOS, 함몰형 산화물(ROX), STI 등), 웰 및 기판 기법, 도펀트 유형, 에너지 및 종류에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 사상은 실리콘을 기반으로 하는 다른 기법(예를 들면, BiCMOS, 바이폴라, 절연물상의 실리콘(SOI), 실리콘 게르마늄(SiGe))에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다.Although the invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments for forming source / drain / embedded conductor diffusions in pillar-type DRAM cells, those skilled in the art can also use this process to form sources / drains in other devices. It will be recognized. In addition, although the invention has been specifically shown and described with reference to exemplary embodiments for forming bitline diffusions in pillar-type DRAM cells, those skilled in the art can also use this process to form source / drain and other diffusion structures. Will recognize. For example, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be applied to other isolation techniques (eg, LOCOS, recessed oxide (ROX), STI, etc.), well and substrate techniques, dopant types, energy, and types. It will also be appreciated that the spirit of the present invention can be applied to other techniques based on silicon (eg, BiCMOS, bipolar, silicon on insulator (SOI), silicon germanium (SiGe)).

따라서, 본 발명에 따르면 필러형 트랜지스터의 채널 길이의 균일성이 개선된다.Therefore, according to the present invention, the uniformity of the channel length of the filler transistor is improved.

또한, 본 발명에 따르면, 수직 표면상의 스페이서 재료는 모두 제거하면서수평 표면상에는 자기정렬된 수평 표면 스페이서를 형성하는 간단한 방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a simple method of forming a self-aligned horizontal surface spacer on a horizontal surface while removing all of the spacer material on the vertical surface.

Claims (43)

반도체 기판상에 피쳐(a feature)를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming a feature on a semiconductor substrate, ⓐ 상기 기판내에 측벽과 바닥부를 갖는 트렌치를 형성하는 단계와,Forming a trench having sidewalls and bottoms in said substrate, ⓑ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부를 덮는 도펀트 소스층을 상기 기판상에 형성하는 단계와,Ⓑ forming a dopant source layer on the substrate covering the trench sidewalls and the trench bottom; ⓒ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부상의 상기 도펀트 소스층을 덮도록 상기 도펀트 소스층상에 레지스트층을 형성하는 단계와,Forming a resist layer on the dopant source layer to cover the dopant source layer on the trench sidewalls and the trench bottom; ⓓ 상기 레지스트층을 노출시키되, 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 상단부는 노출되는 반면 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 하단부는 노출되지 않도록 소정의 각도로 상기 레지스트층을 노출시키는 단계와,Exposing the resist layer, wherein the resist layer is exposed at a predetermined angle such that an upper end portion of the resist layer on the trench sidewalls is exposed while a lower end portion of the resist layer on the trench sidewalls is not exposed; ⓔ 상기 레지스트층의 노출된 부분과, 상기 레지스트층의 노출된 부분의 하부의 상기 도펀트 소스층을 제거하는 단계와,Ⓔ removing the exposed portion of the resist layer and the dopant source layer below the exposed portion of the resist layer; ⓕ 상기 도펀트 소스층의 노출되지 않은 부분으로부터 상기 기판으로 도펀트를 확산시키는 단계를 포함하는Ⓕ diffusing a dopant from the unexposed portion of the dopant source layer to the substrate 반도체 기판상에 피쳐를 형성하는 방법.A method of forming a feature on a semiconductor substrate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 기판상에 메모리 셀을 접속시키는 매립 비트라인을 형성하는 방법에 있어서,A method of forming a buried bit line for connecting a memory cell on a semiconductor substrate, the method comprising: ⓐ 상기 기판내에 측벽과 바닥부를 갖는 트렌치를 형성하는 단계와,Forming a trench having sidewalls and bottoms in said substrate, ⓑ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부를 덮는 도펀트 소스층을 상기 기판상에 부합적으로 증착하는 단계와,(B) conformally depositing a dopant source layer on the substrate covering the trench sidewalls and the trench bottom; ⓒ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부상의 상기 도펀트 소스층을 덮도록 상기 도펀트 소스층상에 레지스트층을 부합적으로 형성하는 단계와,C) conformally forming a resist layer on the dopant source layer to cover the dopant source layer on the trench sidewalls and the trench bottom; ⓓ 상기 레지스트층에 이온주입함으로써 상기 레지스트층을 노출시키되, 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 상단부는 노출되는 반면 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 하단부는 상기 트렌치 측벽에 의해 가려져서 노출되지 않도록 소정의 각도로 상기 레지스트층을 노출시키는 단계와,Ⓓ expose the resist layer by implanting ions into the resist layer, wherein an upper end portion of the resist layer on the trench sidewall is exposed while a lower end portion of the resist layer on the trench sidewall is covered by the trench sidewall so as not to be exposed. Exposing the resist layer with ⓔ 상기 레지스트층의 노출된 부분과, 상기 레지스트층의 노출된 부분의 하부의 상기 도펀트 소스층을 제거하는 단계와,Ⓔ removing the exposed portion of the resist layer and the dopant source layer below the exposed portion of the resist layer; ⓕ 상기 도펀트 소스층의 노출되지 않은 부분으로부터 상기 기판으로 도펀트를 확산시켜서 확산영역을 형성하는 단계와,Ⓕ diffusing a dopant from an unexposed portion of the dopant source layer to the substrate to form a diffusion region; ⓖ 상기 확산영역이 두 개의 소스/드레인/비트라인 확산영역으로 분할되도록 상기 트렌치의 상기 바닥부를 추가로 에칭하는 단계를 포함하는Ⓖ further etching the bottom portion of the trench such that the diffusion is divided into two source / drain / bitline diffusions. 매립 비트라인 형성 방법.How to form a buried bitline. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 반도체 기판상의 메모리 셀내에 매립 플레이트를 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a buried plate in a memory cell on a semiconductor substrate, ⓐ 상기 기판내에 측벽과 바닥부를 갖는 트렌치를 형성하는 단계와,Forming a trench having sidewalls and bottoms in said substrate, ⓑ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부를 덮는 도펀트 소스층을 기판상에 부합적으로 증착하는 단계와,(B) conformally depositing a dopant source layer on the substrate covering the trench sidewalls and the trench bottom; ⓒ 상기 트렌치 측벽과 트렌치 바닥부상의 상기 도펀트 소스층을 덮도록 상기 도펀트 소스층상에 레지스트층을 부합적으로 형성하는 단계와,C) conformally forming a resist layer on the dopant source layer to cover the dopant source layer on the trench sidewalls and the trench bottom; ⓓ 상기 레지스트층에 이온주입함으로써 상기 레지스트층을 노출시키되, 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 상단부는 노출되는 반면 상기 트렌치 측벽상의 상기 레지스트층의 하단부는 상기 트렌치 측벽에 의해 차단되어서 노출되지 않도록 소정의 각도로 상기 레지스트층을 노출하는 단계와,Ⓓ expose the resist layer by implanting ions into the resist layer, wherein an upper end portion of the resist layer on the trench sidewall is exposed while a lower end portion of the resist layer on the trench sidewall is blocked by the trench sidewall so as not to be exposed. Exposing the resist layer at an angle; ⓔ 상기 레지스트층의 노출된 부분과, 상기 레지스트층의 노출된 부분의 하부의 상기 도펀트 소스층을 제거하는 단계와,Ⓔ removing the exposed portion of the resist layer and the dopant source layer below the exposed portion of the resist layer; ⓕ 상기 도펀트 소스층의 노출되지 않은 부분으로부터 상기 기판으로 도펀트를 확산시켜서 매립 플레이트 확산영역을 형성하는 단계를 포함하는Ⓕ diffusing a dopant from the unexposed portion of the dopant source layer to the substrate to form a buried plate diffusion region 메모리 셀내에 매립 플레이트를 형성하는 방법.A method of forming a buried plate in a memory cell. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 수평 표면과 수직 표면을 갖는 반도체 기판상에 수평 표면 스페이서를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming a horizontal surface spacer on a semiconductor substrate having a horizontal surface and a vertical surface, the method comprising: ⓐ 상기 수평 표면 및 수직 표면상에 이온주입 반응성 레지스트층을 부합적으로 형성하는 단계와,Conformally forming an ion implantation reactive resist layer on the horizontal surface and the vertical surface, ⓑ 상기 이온주입 반응성 레지스트층에 이온주입을 하되, 상기 수평 표면상의 상기 이온주입 반응성 레지스트층에는 실질적으로 이온주입이 되고, 상기 수직 표면상의 상기 이온주입 반응성 레지스트층에는 실질적으로 이온주입이 되지 않도록, 상기 수평 표면에 대해 거의 수직으로 상기 이온주입 반응성 레지스트층에 이온주입하는 단계와,(B) implanting ions into the ion implantation reactive resist layer, substantially ion implanting into the ion implantation reactive resist layer on the horizontal surface, and substantially ion implantation into the ion implantation reactive resist layer on the vertical surface, Implanting the ion implantation reactive resist layer substantially perpendicular to the horizontal surface; ⓒ 실질적으로 이온주입이 되지 않은 상기 레지스트층은 상기 수직 표면으로부터 제거되고 실질적으로 이온주입이 된 상기 레지스트층은 상기 수평 표면상에 잔류하도록 상기 이온주입 반응성 레지스트층을 현상하는 단계를 포함하는C) developing the ion implantation reactive resist layer such that the substantially non-implanted resist layer is removed from the vertical surface and the substantially implanted resist layer remains on the horizontal surface. 수평 표면 스페이서 형성 방법.Method for forming horizontal surface spacers. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 이온주입 반응성 레지스트층에 이온주입하기 전에 상기 이온주입 반응성 레지스트층을 소정의 도펀트로 도핑하는 단계를 더 포함하는 수평 표면 스페이서 형성 방법.And doping the ion implantation reactive resist layer with a predetermined dopant prior to ion implantation into the ion implantation reactive resist layer. 삭제delete 제 33 항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 기판의 수직 표면으로부터 상기 이온주입 반응성 레지스트층을 제거한 이후에, 상기 소정의 도펀트를 상기 이온주입 반응성 레지스트층으로부터 상기 기판의 상기 수평 표면속으로 확산시키는 단계를 더 포함하는 수평 표면 스페이서 형성 방법.After removing the ion implantation reactive resist layer from the vertical surface of the substrate, diffusing the predetermined dopant from the ion implantation reactive resist layer into the horizontal surface of the substrate. 제 35 항에 있어서,36. The method of claim 35 wherein 상기 소정의 도펀트의 확산 단계에 의해 매립 도전체가 형성되는 수평 표면 스페이서 형성 방법.And a buried conductor is formed by the step of diffusing the predetermined dopant.
삭제delete 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 노출된 상기 수직 표면속으로 도펀트를 확산시켜 소스/드레인 확산 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 수평 표면 스페이서 형성 방법.Diffusing a dopant into the exposed vertical surface to form a source / drain diffusion region. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 노출된 상기 수직 표면속으로 도펀트를 확산시켜 논리 디바이스내에 확산부를 형성하는 단계를 더 포함하는 수평 표면 스페이서 형성 방법.Diffusing a dopant into the exposed vertical surface to form a diffuser in a logic device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 수평 표면과 수직 표면을 갖는 반도체 기판상에 수평 표면 스페이서를 형성하는 방법에 있어서,A method of forming a horizontal surface spacer on a semiconductor substrate having a horizontal surface and a vertical surface, the method comprising: ⓐ 상기 수평 표면 및 수직 표면상에, 메틸실란으로 형성된 플라즈마로부터 폴리실란을 화학 기상 증착하여 이온주입 반응성 레지스트층을 부합적으로 형성하는 단계와,Chemically vapor-depositing polysilane from plasma formed of methylsilane on the horizontal and vertical surfaces to conformally form an ion implantation reactive resist layer; ⓑ 상기 이온주입 반응성 레지스트층에 산소를 이온주입하되, 상기 수평 표면상의 상기 이온주입 반응성 레지스트층에는 실질적으로 이온주입이 되고, 상기 수직 표면상의 상기 이온주입 반응성 레지스트층에는 실질적으로 이온주입이 되지 않도록, 상기 수평 표면에 대해 거의 수직으로 상기 이온주입 반응성 레지스트층에 신소를 이온주입하는 단계와,B) oxygen is implanted into the ion implantation reactive resist layer, but substantially ion implanted into the ion implantation reactive resist layer on the horizontal surface, and substantially ion implantation into the ion implantation reactive resist layer on the vertical surface Implanting phenomena into the ion implantation reactive resist layer substantially perpendicular to the horizontal surface; ⓒ 실질적으로 이온주입이 되지 않은 상기 레지스트층은 상기 수직 표면으로부터 제거되고 실질적으로 이온주입이 된 상기 레지스트층은 상기 수평 표면상에 잔류하도록 염소 플라즈마로 상기 이온주입 반응성 레지스트층을 현상하는 단계를 포함하는Developing the ion implantation reactive resist layer with chlorine plasma such that the substantially non-implanted resist layer is removed from the vertical surface and the substantially implanted resist layer remains on the horizontal surface. doing 수평 표면 스페이서 형성 방법.Method for forming horizontal surface spacers.
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