KR100636669B1 - Method for forming the DRAM memory cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고집적화에 따른 디램 메모리 셀에 있어서, 게이트 모서리 영역의 전계 집중 현상을 방지하여 데이터 보유 시간을 확보 할 수 있는 디램 메모리 셀의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a DRAM memory cell, which can secure data retention time by preventing electric field concentration in the gate edge region of the DRAM memory cell according to high integration.

이는 활성 영역과 소자 분리 영역을 가지는 반도체 기판의 활성 영역에 채널 영역을 형성하는 단계와, 채널 영역이 형성된 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 게이트 패턴이 형성된 기판 전면에 절연막을 증착하는 단계와, 절연막을 식각하여 게이트 패턴의 측벽에 절연 스페이서를 형성하되, 과도 식각하여 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계와, 채널 영역이 제거된 기판에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 진행하여 기판의 표면 높이까지 실리콘 성장막을 형성하는 단계와, 실리콘 성장막이 형성된 기판을 어닐링하는 단계를 포함한다.This method includes forming a channel region in an active region of a semiconductor substrate having an active region and an isolation region, forming a gate pattern on the substrate on which the channel region is formed, and depositing an insulating film on the entire surface of the substrate on which the gate pattern is formed; Forming an insulating spacer on the sidewall of the gate pattern by etching the insulating layer, removing the portion of the channel region formed in the substrate by excessive etching, and performing a silicon selective epitaxial growth process on the substrate from which the channel region is removed. Forming a silicon growth film to a surface height, and annealing the substrate on which the silicon growth film is formed.

문턱전압, 채널영역, 스토리지노드정션영역, 전계집중, 게이트Threshold Voltage, Channel Area, Storage Node Junction Area, Field Concentration, Gate

Description

디램 메모리 셀의 제조방법{Method for forming the DRAM memory cell} Method for forming the DRAM memory cell             

도 1의 A는 종래 디램 메모리 셀의 제조 방법에 의해 제조된 셀 트랜지스터 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, B는 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.FIG. 1A is a cross-sectional view schematically illustrating a cell transistor structure manufactured by a conventional method of manufacturing a DRAM memory cell, and B is a graph showing a concentration distribution of a channel region of a cell transistor.

도 2a의 A, B 내지 도 2e의 A, B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도 및 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.A and B of FIGS. 2A to 2E are graphs showing sequential cross-sectional views and concentration distributions of channel regions of a cell transistor, in order to explain a method of manufacturing a DRAM memory cell according to a first embodiment of the present invention. to be.

도 3a의 A, B 내지 도 3d의 A, B는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도 및 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.
3A to 3D are graphs showing the sequential cross-sectional views and concentration distributions of the channel regions of the cell transistors in order to explain a method of manufacturing a DRAM memory cell according to a second exemplary embodiment of the present invention. to be.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -   -Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

100 : 반도체 기판 110 : 소자 분리막100 semiconductor substrate 110 device isolation film

120 : 채널 영역 130 : 게이트 패턴120: channel region 130: gate pattern

145 : 절연 스페이서 150 : 실리콘 성장막145: insulating spacer 150: silicon growth film

160: 층간 절연막 180 : 랜딩 플러그용 콘택홀 160: interlayer insulating film 180: contact hole for the landing plug                 

A : 스토리지 노드 정션 영역A: storage node junction area

B : 게이트 영역
B: gate area

본 발명은 디램 메모리 셀의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고집적화에 따른 디램 메모리 셀에 있어서, 데이터 보유 시간을 확보 할 수 있는 디램 메모리 셀의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a DRAM memory cell, and more particularly, to a method for manufacturing a DRAM memory cell capable of securing a data retention time in a DRAM memory cell according to high integration.

일반적으로 DRAM(Dynamic Random Access Memory, 이하 DRAM 이라 칭함)은 하나의 트랜지스터 및 하나의 커패시터로 이루어진 메모리 셀(Memory Cell)을 갖고 있다.Generally, a DRAM (Dynamic Random Access Memory, hereinafter referred to as DRAM) has a memory cell composed of one transistor and one capacitor.

현재 디램 메모리 셀의 고집적화로 인하여 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라, 셀 트랜지스터의 크기가 감소되어 트랜지스터의 채널 길이 또한 짧아지고 있다. 채널 길이가 짧아지게 되면, 트랜지스터의 단채널 효과(Short-Channel Effect)를 심화시켜 문턱 전압을 감소시킨다.As the design rule of the device is reduced due to the high integration of DRAM memory cells, the size of the cell transistor is reduced and the channel length of the transistor is also shortened. As the channel length becomes shorter, the short-channel effect of the transistor is deepened to reduce the threshold voltage.

이에 따라, 종래에는 트랜지스터의 단채널 효과로 인하여 문턱 전압이 감소하는 것을 방지하기 위해 채널의 도핑 농도를 증가시켜 원하는 크기의 문턱전압을 얻었다. Accordingly, in order to prevent the threshold voltage from decreasing due to the short channel effect of the transistor, the threshold voltage of a desired magnitude is obtained by increasing the doping concentration of the channel.

도 1의 A는 종래 디램 메모리 셀의 제조 방법에 의해 제조된 셀 트랜지스터 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 1의 B는 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.FIG. 1A is a cross-sectional view schematically illustrating a cell transistor structure manufactured by a conventional method of manufacturing a DRAM memory cell, and FIG. 1B is a graph showing a concentration distribution of a channel region of a cell transistor.

도 1의 A에 도시된 바와 같이, 소자 분리막(110)에 의해 소자 분리 영역과 활성 영역으로 구분되어 있는 기판(100)의 활성 영역 내에 다양한 이온 주입 공정이 진행하여 웰(well) 영역(도시하지 않음) 및 채널 영역(120)을 형성하고, 그 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크가 순차 적층되어 있는 게이트 패턴(130)을 다수개 형성한다. 그리고, 게이트 패턴(130)의 양측 바닥면에 위치하는 기판(100) 내에는 정션을 형성하기 위한 이온 주입 공정을 진행하여 소오스/드레인 정션(도시하지 않음)을 형성한 다음 게이트 패턴(130)의 양측벽에 절연 스페이서(145)를 형성하여 트랜지스터를 형성한다. As shown in FIG. 1A, various ion implantation processes are performed in the active region of the substrate 100 which is divided into the device isolation region and the active region by the device isolation layer 110. And the channel region 120, and a plurality of gate patterns 130 in which a gate oxide film, a gate conductive film, and a hard mask are sequentially stacked thereon. Then, an ion implantation process for forming a junction is performed in the substrate 100 positioned on both bottom surfaces of the gate pattern 130 to form a source / drain junction (not shown). Transistors are formed by forming insulating spacers 145 on both side walls.

그런데, 종래 기술에 따른 디램 메모리 셀의 제조 방법은, 셀 트랜지스터의 채널 영역 형성을 위한 이온 주입 공정 시, 트랜지스터의 단채널 효과로 인하여 문턱 전압이 감소하는 것을 방지하기 위해 채널의 도핑 농도를 증가시키기 때문에 도1의 B에 나타낸 바와 같이, 채널 영역(120)은 게이트 영역(나)의 아래 뿐만 아니라 스토리지 노드 정션 영역(가)에도 동일한 고농도로 도핑되는 문제가 있다. However, in the method of manufacturing a DRAM memory cell according to the related art, during the ion implantation process for forming a channel region of a cell transistor, the doping concentration of the channel is increased to prevent the threshold voltage from decreasing due to the short channel effect of the transistor. Therefore, as shown in FIG. 1B, the channel region 120 has a problem of being doped at the same high concentration not only under the gate region (b) but also in the storage node junction region (a).

이에 따라, 셀 트렌지스터에 전압을 인가 시, 스토리지 노드 정션 영역(가)에서 전계 집중 현상을 유발한다. 전계의 증가는 정션 누설(field-enhanced junction leakage) 또한, 증가시키게 되어 디램의 데이터 보유 시간을 감소시킨다.
Accordingly, when voltage is applied to the cell transistor, an electric field concentration phenomenon occurs in the storage node junction region. Increasing the field also increases field-enhanced junction leakage, which reduces the data retention time of the DRAM.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 셀 트랜지스터의 게이트 모서리 영역에 전계가 집중되는 현상을 방지하여 데이터 보유 시간을 확보하는 디램 메모리 셀의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a DRAM memory cell to secure the data retention time by preventing the electric field is concentrated in the gate edge region of the cell transistor to solve the above problems.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 활성 영역과 소자 분리 영역을 가지는 반도체 기판의 활성 영역에 채널 영역을 형성하는 단계와, 상기 채널 영역이 형성된 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴이 형성된 기판 전면에 절연막을 증착하는 단계와, 상기 절연막을 식각하여 상기 게이트 패턴의 측벽에 절연 스페이서를 형성하되, 과도 식각하여 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계와, 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 진행하여 상기 기판의 표면 높이까지 실리콘 성장막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 성장막이 형성된 기판을 어닐링하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법을 마련한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of forming a channel region in an active region of a semiconductor substrate having an active region and an isolation region, forming a gate pattern on the substrate on which the channel region is formed, and forming the gate pattern. Depositing an insulating film on the entire surface of the formed substrate, etching the insulating film to form insulating spacers on sidewalls of the gate pattern, and over-etching to remove a portion of the channel region formed in the substrate; Forming a silicon growth layer to a surface height of the substrate by performing a silicon selective epitaxial growth process on the removed substrate; and annealing the substrate on which the silicon growth layer is formed. .

여기서, 상기 게이트 패턴은 상기 기판 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크를 순차 적층하여 형성하고, 상기 절연 스페이서는 상기 게이트 패턴의 측벽으로부터 버퍼 산화막 및 질화막이 순차 적층되어 있는 이중 구조를 가지게 형성하는 것이 바람직하다.The gate pattern may be formed by sequentially stacking a gate oxide film, a gate conductive film, and a hard mask on the substrate, and the insulation spacer may have a dual structure in which a buffer oxide film and a nitride film are sequentially stacked from sidewalls of the gate pattern. It is preferable.

또한, 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계 이후에 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 언도프드 폴리막을 증착하는 단계와, 상기 언도프드 폴리막을 상기 기판 표면이 드러나는 시점까지 에치백하는 단계와, 상기 기판을 어닐링 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.The method may further include depositing an undoped poly film on the substrate from which the channel region is removed after removing a portion of the channel region formed in the substrate, and etching back the undoped poly film to a point where the surface of the substrate is exposed. And annealing the substrate.

본 발명에 따른 다른 디램 메모리 셀의 제조 방법은 활성 영역과 소자 분리 영역을 가지는 반도체 기판의 활성 영역에 채널 영역을 형성하는 단계와, 상기 채널 영역이 형성된 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 절연 스페이서가 형성된 상기 기판 위에 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 식각하여 랜딩 플러그용 콘택홀을 형성하되, 과도 식각하여 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계와, 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 진행하여 상기 기판의 표면 높이까지 실리콘 성장막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 성장막이 형성된 기판을 어닐링하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법을 마련한다.Another method of manufacturing a DRAM memory cell according to the present invention includes forming a channel region in an active region of a semiconductor substrate having an active region and an isolation region, forming a gate pattern on the substrate on which the channel region is formed; Forming an insulating spacer on sidewalls of the gate pattern, forming an interlayer insulating film on the substrate on which the insulating spacer is formed, and etching the interlayer insulating film to form a contact hole for a landing plug, but excessively etching the insulating layer in the substrate Removing a portion of the formed channel region, and performing a silicon selective epitaxial growth process on the substrate from which the channel region is removed to form a silicon growth layer up to a surface height of the substrate, and forming the substrate on which the silicon growth layer is formed. A method of manufacturing a DRAM memory cell comprising the step of annealing The lotuses.

여기서, 상기 게이트 패턴은 상기 기판 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크를 순차 적층하여 형성하고, 상기 절연 스페이서는 상기 게이트 패턴의 측벽으로부터 버퍼 산화막 및 질화막이 순차 적층되어 있는 이중 구조를 가지게 형성하는 것이 바람직하다.The gate pattern may be formed by sequentially stacking a gate oxide film, a gate conductive film, and a hard mask on the substrate, and the insulation spacer may have a dual structure in which a buffer oxide film and a nitride film are sequentially stacked from sidewalls of the gate pattern. It is preferable.

또한, 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계 이후에 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 언도프드 폴리막을 증착하는 단계와, 상기 언도프드 폴리막을 상기 기판 표면이 드러나는 시점까지 에치백하는 단계와, 상기 기판을 어닐링 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.
The method may further include depositing an undoped poly film on the substrate from which the channel region is removed after removing a portion of the channel region formed in the substrate, and etching back the undoped poly film to a point where the surface of the substrate is exposed. And annealing the substrate.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

이제 본 발명의 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A method of manufacturing a DRAM memory cell according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a의 A, B 내지 도 2e의 A, B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도 및 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.A and B of FIGS. 2A to 2E are graphs showing sequential cross-sectional views and concentration distributions of channel regions of a cell transistor, in order to explain a method of manufacturing a DRAM memory cell according to a first embodiment of the present invention. to be.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 소자 분리막(110)에 의해 소자 분리 영역과 활성 영역으로 구분되어 있는 기판(100) 내에 웰 영역(도시하지 않음) 및 채널 영역(120)을 순차 형성한다. 이때, 채널 영역(120)은 셀 트랜지스터의 단채널 효과로 인하여 문턱 전압이 감소하는 것을 방지하기 위해 고농도로 도핑한다. First, as shown in FIG. 2A, a well region (not shown) and a channel region 120 are sequentially formed in the substrate 100 which is divided into an isolation region and an active region by the isolation layer 110. In this case, the channel region 120 is heavily doped to prevent the threshold voltage from decreasing due to the short channel effect of the cell transistor.

도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 채널 영역(120)이 형성된 기판(100) 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크가 순차 적층되어 있는 구조의 게이트 패턴(130)을 형성한다. As illustrated in FIG. 2B, a gate pattern 130 having a structure in which a gate oxide layer, a gate conductive layer, and a hard mask are sequentially stacked on the substrate 100 on which the channel region 120 is formed is formed.                     

그리고, 상기 게이트 패턴(130)이 형성된 기판(100)의 전면에 절연막(140)을 형성한다. 이때, 상기 절연막(140)은 버퍼 산화막 및 질화막으로 이루어진 이중막으로 형성하는 것이 가능하다.In addition, an insulating layer 140 is formed on the entire surface of the substrate 100 on which the gate pattern 130 is formed. In this case, the insulating layer 140 may be formed of a double layer including a buffer oxide layer and a nitride layer.

도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(140)을 선택 식각하여 게이트 패턴(130)의 측벽에 절연 스페이서(145)를 형성하되, 과도 식각하여 기판(100)의 채널 영역(120)의 일부분 또한 제거한다. 이에 따라, 도 2c의 B에 나타낸 바와 같이, 게이트 영역(나)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)의 농도는 높으나, 스토리지 노드 정션 영역(가)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)은 제거되어, 농도가 거의 0에 가깝다.As illustrated in FIG. 2C, the insulating layer 140 is selectively etched to form an insulating spacer 145 on the sidewall of the gate pattern 130, but over-etched to also form a portion of the channel region 120 of the substrate 100. Remove Accordingly, as shown in B of FIG. 2C, the concentration of the channel region 120 positioned below the gate region (B) is high, but the channel region 120 positioned below the storage node junction region (A) is increased. Removed, the concentration is near zero.

도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 채널 영역(120)이 제거된 기판(100)에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 기판(100) 표면의 높이까지 진행하여 실리콘 성장막(150)을 형성한다. 이때, 실리콘 성장막(150)은 기판(100) 표면의 높이까지만 성장시켰기 때문에 서로 이웃하는 게이트 패턴 간에 실리콘 성장막(150)에 의해 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다. As shown in FIG. 2D, a silicon selective epitaxial growth process is performed on the substrate 100 from which the channel region 120 is removed to the height of the surface of the substrate 100 to form the silicon growth layer 150. In this case, since the silicon growth layer 150 is grown only to the height of the surface of the substrate 100, the silicon growth layer 150 may be prevented from being electrically connected by the silicon growth layer 150 between neighboring gate patterns.

한편, 상기 채널 영역(120)이 제거된 기판(100)에 실리콘 성장막(150)을 형성하는 대신, 언도프드 폴리막(도시하지 않음)을 증착한 다음, 이를 기판(100)의 표면이 드러나는 시점까지 에치백하여 실리콘 성장막과 같은 기능을 가지게 하는 것이 가능하다.Meanwhile, instead of forming the silicon growth layer 150 on the substrate 100 from which the channel region 120 is removed, an undoped poly layer (not shown) is deposited, and the surface of the substrate 100 is exposed. It is possible to etch back to the point to have the same function as the silicon growth film.

도 2e에 도시한 바와 같이, 상기 실리콘 성장막(150)이 형성된 기판(100)에 어닐링 공정을 진행한다. 어닐링 공정을 진행하게 되면, 도 2e의 B에 나타낸 바와 같이, 게이트 영역(나)의 아래의 채널 영역(120)의 도핑 농도가 농도차에 의해 스토리지 노드 정션 영역(가)의 아래의 실리콘 성장막(150)으로 확산되어, 게이트 영역(나)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)의 도핑 농도는 종 모양의 농도 프로파일을 가지게 된다. 즉, 게이트 영역(나)의 양측 모서리의 도핑 농도를 감소시켜 게이트 유도 드레인 누설 전류(Gate Induced Drain Leakage Current; GIDL)가 발생하는 영역의 전계를 줄일 수 있다.As shown in FIG. 2E, an annealing process is performed on the substrate 100 on which the silicon growth film 150 is formed. When the annealing process is performed, as shown in B of FIG. 2E, the doped concentration of the channel region 120 under the gate region (B) is changed by the concentration difference, and thus the silicon growth layer under the storage node junction region (A). Diffused to 150, the doping concentration of the channel region 120 positioned below the gate region (b) has a bell-shaped concentration profile. That is, by reducing the doping concentration at both edges of the gate region (B), it is possible to reduce the electric field in the region where the gate induced drain leakage current (GIDL) occurs.

이어서, 도 3a 내지 도 3d와 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조 방법을 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a DRAM memory cell according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3D and FIGS. 2A and 2B.

도 3a의 A, B 내지 도 3d의 A, B는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디램 메모리 셀의 제조방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도 및 셀 트랜지스터의 채널 영역의 농도 분포를 나타낸 그래프이다.3A to 3D are graphs showing the sequential cross-sectional views and concentration distributions of the channel regions of the cell transistors in order to explain a method of manufacturing a DRAM memory cell according to a second exemplary embodiment of the present invention. to be.

우선, 도 2a부터 도 2b의 단계까지는 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.First, since the steps of FIGS. 2A to 2B are the same as those of the first embodiment of the present invention, the description will be omitted.

본 발명의 제2 실시예는 도 3a에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(140)을 선택 식각하여 게이트 패턴(130)의 측벽에 절연 스페이서(145)를 형성한다. 상기 절연 스페이서(145)는 상기 절연막(140)이 버퍼 산화막 및 질화막으로 이루어진 이중 구조를 가지고 있기 때문에 게이트 패턴(130)의 측벽으로부터 버퍼 산화막 및 질화막이 순착 적층되어 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3A, the insulating layer 140 is selectively etched to form insulating spacers 145 on sidewalls of the gate pattern 130. Since the insulating spacer 145 has a double structure including a buffer oxide film and a nitride film, the insulating spacer 145 preferably has a structure in which the buffer oxide film and the nitride film are sequentially stacked from the sidewall of the gate pattern 130.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 절연 스페이서(145)가 형성된 기판(100) 전면에 절연 스페이서(145) 및 게이트 패턴(130)이 충분히 매립되도록 두껍게 층간 절연막(160)을 형성한다.As shown in FIG. 3B, an interlayer insulating layer 160 is formed thick so that the insulating spacer 145 and the gate pattern 130 are sufficiently buried in the entire surface of the substrate 100 on which the insulating spacer 145 is formed.

그리고, 상기 층간 절연막(160) 위에 감광 물질(도시하지 않음)을 도포한 다음 노광 및 현상 공정을 진행하여 랜딩 플러그용 콘택홀의 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴(170)을 형성한다.Then, a photosensitive material (not shown) is coated on the interlayer insulating layer 160, and an exposure and development process is performed to form a photoresist pattern 170 that defines a region for forming a contact hole for a landing plug.

이어, 상기 감광막 패턴(170)을 마스크로 상기 층간 절연막(160)을 선택 식각하여 랜딩 플러그 형성용 콘택홀(180)을 형성하되, 과도 식각하여 기판(100)의 채널 영역(120)의 일부분 또한 제거한다. 이에 따라, 도 3b의 B에 나타낸 바와 같이, 게이트 영역(나)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)의 농도는 높으나, 스토리지 노드 정션 영역(가)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)은 제거되어, 농도가 거의 0에 가깝다.Subsequently, the interlayer insulating layer 160 is selectively etched using the photoresist pattern 170 as a mask to form a landing plug forming contact hole 180, but also excessively etches a portion of the channel region 120 of the substrate 100. Remove Accordingly, as shown in B of FIG. 3B, the concentration of the channel region 120 positioned below the gate region (B) is high, but the channel region 120 positioned below the storage node junction region (A) is increased. Removed, the concentration is near zero.

도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 채널 영역(120)이 제거된 기판(100)에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 기판(100) 표면의 높이까지 진행하여 실리콘 성장막(150)을 형성한다. 이때, 실리콘 성장막(150)은 기판(100) 표면의 높이까지만 성장시켰기 때문에 서로 이웃하는 게이트 패턴(130) 간에 실리콘 성장막(150)에 의해 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다. As shown in FIG. 3C, a silicon selective epitaxial growth process is performed on the substrate 100 from which the channel region 120 is removed to the height of the surface of the substrate 100 to form the silicon growth layer 150. In this case, since the silicon growth layer 150 is grown only to the height of the surface of the substrate 100, the silicon growth layer 150 may be prevented from being electrically connected between the neighboring gate patterns 130 by the silicon growth layer 150.

한편, 상기 채널 영역(120)이 제거된 기판(100)에 실리콘 성장막(150)을 형성하는 대신, 언도프드 폴리막(도시하지 않음)을 증착한 다음, 이를 기판(100)의 표면이 드러나는 시점까지 에치백하여 실리콘 성장막(150)과 같은 기능을 가지게 하는 것이 가능하다.Meanwhile, instead of forming the silicon growth layer 150 on the substrate 100 from which the channel region 120 is removed, an undoped poly layer (not shown) is deposited, and the surface of the substrate 100 is exposed. It is possible to etch back to the point to have the same function as the silicon growth film 150.

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 실리콘 성장막(150)이 형성된 기판(100)에 어닐링 공정을 진행한다. 어닐링 공정을 진행하게 되면, 도 3d의 B에 나타낸 바와 같이, 게이트 영역(나)의 아래의 채널 영역(120)의 도핑 농도가 농도차에 의해 스토리지 노드 정션 영역(가)의 아래의 실리콘 성장막(150)으로 확산되어, 게이트 영역(나)의 아래에 위치하는 채널 영역(120)의 도핑 농도는 종 모양의 농도 프로파일을 가지게 된다. 즉, 게이트 영역(나)의 양측 모서리의 도핑 농도를 감소시켜 게이트 유도 드레인 누설 전류(Gate Induced Drain Leakage Current; GIDL)가 발생하는 영역의 전계를 줄일 수 있다.As shown in FIG. 3D, an annealing process is performed on the substrate 100 on which the silicon growth film 150 is formed. When the annealing process is performed, as shown in B of FIG. 3D, the doped concentration of the channel region 120 under the gate region (b) is reduced by the difference in concentration, and thus the silicon growth layer under the storage node junction region (a). Diffused to 150, the doping concentration of the channel region 120 positioned below the gate region (b) has a bell-shaped concentration profile. That is, by reducing the doping concentration at both edges of the gate region (B), it is possible to reduce the electric field in the region where the gate induced drain leakage current (GIDL) occurs.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.

상기한 바와 같이 본 발명은 셀 트랜지스터의 스토리지 노드 정션 영역 및 게이트 모서리 영역의 농도를 감소시킴으로써, 스토리지 노드 정션 영역 및 게이트 모서리 영역에 전계 집중 현상이 발생하는 것을 방지하여, 데이터 보유 시간을 확보한다.As described above, the present invention reduces the concentration of the storage node junction region and the gate edge region of the cell transistor, thereby preventing electric field concentration from occurring in the storage node junction region and the gate edge region, thereby securing data retention time.

Claims (8)

활성 영역과 소자 분리 영역을 가지는 반도체 기판의 활성 영역에 채널 영역을 형성하는 단계와,Forming a channel region in an active region of the semiconductor substrate having an active region and an isolation region; 상기 채널 영역이 형성된 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a gate pattern on the substrate on which the channel region is formed; 상기 게이트 패턴이 형성된 기판 전면에 절연막을 증착하는 단계와,Depositing an insulating film on an entire surface of the substrate on which the gate pattern is formed; 상기 절연막을 식각하여 상기 게이트 패턴의 측벽에 절연 스페이서를 형성하되, 과도 식각하여 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계와,Etching the insulating layer to form insulating spacers on sidewalls of the gate pattern, and over-etching to remove a portion of the channel region formed in the substrate; 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 진행하여 상기 기판의 표면 높이까지 실리콘 성장막을 형성하는 단계와,Performing a silicon selective epitaxial growth process on the substrate from which the channel region is removed to form a silicon growth film up to the surface height of the substrate; 상기 실리콘 성장막이 형성된 기판을 어닐링하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.And annealing the substrate on which the silicon growth film is formed. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 게이트 패턴은 상기 기판 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크를 순차 적층하여 형성하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.The gate pattern may be formed by sequentially stacking a gate oxide film, a gate conductive film, and a hard mask on the substrate. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 절연 스페이서는 상기 게이트 패턴의 측벽으로부터 버퍼 산화막 및 질화막이 순차 적층되어 있는 이중 구조를 가지게 형성하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.And the insulating spacers are formed to have a dual structure in which a buffer oxide film and a nitride film are sequentially stacked from sidewalls of the gate pattern. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계 이후에 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 언도프드 폴리막을 증착하는 단계와, 상기 언도프드 폴리막을 상기 기판 표면이 드러나는 시점까지 에치백하는 단계와, 상기 기판을 어닐링 하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법. Depositing an undoped poly film on the substrate from which the channel region has been removed after removing a portion of the channel region formed in the substrate, and etching back the undoped poly film to a time point at which the surface of the substrate is exposed; And annealing the substrate. 활성 영역과 소자 분리 영역을 가지는 반도체 기판의 활성 영역에 채널 영역을 형성하는 단계와,Forming a channel region in an active region of the semiconductor substrate having an active region and an isolation region; 상기 채널 영역이 형성된 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a gate pattern on the substrate on which the channel region is formed; 상기 게이트 패턴의 측벽에 절연 스페이서를 형성하는 단계와, Forming insulating spacers on sidewalls of the gate patterns; 상기 절연 스페이서가 형성된 상기 기판 위에 층간 절연막을 형성하는 단계와,Forming an interlayer insulating film on the substrate on which the insulating spacer is formed; 상기 층간 절연막을 식각하여 랜딩 플러그용 콘택홀을 형성하되, 과도 식각하여 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계와,Etching the interlayer insulating film to form a contact hole for a landing plug, but over-etching to remove a portion of the channel region formed in the substrate; 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 실리콘 선택적 에피택셜 성장 공정을 진행하여 상기 기판의 표면 높이까지 실리콘 성장막을 형성하는 단계와,Performing a silicon selective epitaxial growth process on the substrate from which the channel region is removed to form a silicon growth film up to the surface height of the substrate; 상기 실리콘 성장막이 형성된 기판을 어닐링하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.And annealing the substrate on which the silicon growth film is formed. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 게이트 패턴은 상기 기판 위에 게이트 산화막, 게이트 도전막 및 하드 마스크를 순차 적층하여 형성하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.The gate pattern may be formed by sequentially stacking a gate oxide film, a gate conductive film, and a hard mask on the substrate. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 절연 스페이서는 상기 게이트 패턴의 측벽으로부터 버퍼 산화막 및 질화막이 순차 적층되어 있는 이중 구조를 가지게 형성하는 디램 메모리 셀의 제조 방법.And the insulating spacers are formed to have a dual structure in which a buffer oxide film and a nitride film are sequentially stacked from sidewalls of the gate pattern. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 기판 내에 형성된 채널 영역의 일부분을 제거하는 단계 이후에 상기 채널 영역이 제거된 상기 기판에 언도프드 폴리막을 증착하는 단계와, 상기 언도프드 폴리막을 상기 기판 표면이 드러나는 시점까지 에치백하는 단계와, 상기 기판을 어닐링 하는 단계를 포함하는 디램 메모리 셀의 제조 방법. Depositing an undoped poly film on the substrate from which the channel region has been removed after removing a portion of the channel region formed in the substrate, and etching back the undoped poly film to a time point at which the surface of the substrate is exposed; And annealing the substrate.
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