KR20000055217A - Method for manufacturing self-aligned buried bit line in semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method is to provide a self-aligned buried bit line without a further lithographic process. CONSTITUTION: A manufacturing method comprises the steps of: providing a semiconductor substrate(100); etching the substrate using a mask for forming an active region such that a width of a first isolation region in which a bit line(116) is to be buried, is different from that of a second isolation region in which the bit line is not to be buried; forming a first insulation layer(114) on the former to fill the second region with the first insulation layer; forming a first conductive layer on the former and etching the first conductive layer so as to form a bit line in the first isolation region; and forming a second insulation layer(118) on the former, and flattening the second insulation layer.

Description

반도체 장치의 셀프-얼라인 매몰형 비트라인의 제조 방법 {Method for manufacturing self-aligned buried bit line in semiconductor device}Method for manufacturing self-aligned buried bit line in semiconductor device

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추가의 사진 공정없이 매몰형 비트라인(buried bit line)을 형성할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a buried bit line without further photographic processes.

다이나믹 랜덤 억세스 메모리(DRAM) 장치는 다수의 메모리 셀이 X, Y 방향으로 규칙적으로 배열되는 셀 어레이 영역과 셀 어레이 영역의 주변에 형성되어 메모리 셀들을 제어하기 위한 주변 회로 영역으로 구성된다. 각각의 메모리 셀은 워드라인으로 불리는 행 방향 신호선과 비트라인으로 불리는 열 방향 신호선의 쌍방을 선택함으로써 선택할 수 있다. 이러한 DRAM 장치가 고집적화됨에 따라 단위 메모리 셀의 면적 축소가 필연적으로 수반되며, 이에 따라 캐패시터의 용량을 확보하는 것이 매우 중요한 문제가 되고 있다.A dynamic random access memory (DRAM) device includes a cell array area in which a plurality of memory cells are regularly arranged in the X and Y directions, and a peripheral circuit area for controlling memory cells by being formed around the cell array area. Each memory cell can be selected by selecting both a row signal line called a word line and a column signal line called a bit line. As the DRAM devices are highly integrated, the area of the unit memory cells is inevitably reduced, and thus securing the capacity of the capacitor becomes a very important problem.

캐패시터의 용량을 확보하기 위해서는 유전체층의 두께를 줄이거나, 유전율이 높은 물질을 유전막으로 사용하거나, 스토리지 전극의 면적을 늘리는 방법 등 여러 가지가 있다. 특히, 캐패시터의 용량을 증대시키기 위하여 초기의 평면 셀 캐패시터 구조에서 스택(stack) 또는 트랜치(trench) 캐패시터 구조로 변화되고 있으며, 스택 캐패시터 구조에서도 실린더형 캐패시터 또는 핀(fin)형 캐패시터와 같이 스토리지 전극의 유효 면적을 증대시키기 위한 구조로 기술 변화가 이루어져 오고 있다.In order to secure the capacity of the capacitor, there are various methods such as reducing the thickness of the dielectric layer, using a material having a high dielectric constant as the dielectric film, or increasing the area of the storage electrode. In particular, in order to increase the capacity of the capacitor, from the initial planar cell capacitor structure to the stack (stack) or trench (trench) capacitor structure, and also in the stack capacitor structure, like a cylindrical capacitor or a fin capacitor, storage electrodes Technological changes have been made to increase the effective area of the structure.

이러한 기술 변화를 공정 순서의 관점에서 살펴보면, 비트라인 형성 이전에 캐패시터가 형성되는 CUB(Capacitor Under Bitline) 구조에서 비트라인 형성 이후에 캐패시터가 형성되는 COB(Capacitor Over Bitline) 구조로 변경되었다.In view of the process order, the change from the CUB (Capacitor Under Bitline) structure in which the capacitor is formed before the bit line formation is changed from the Capacitor Over Bitline (COB) structure in which the capacitor is formed after the bit line formation.

COB 구조는 CUB 구조와 대비하여 비트라인 형성 이후에 캐패시터를 형성하므로 비트라인 공정의 마진에 관계없이 캐패시터를 형성하는 것이 가능하기 때문에 제한된 면적에서 캐패시터의 용량을 증대시키는데 우수한 장점을 갖는다. 즉, COB 구조는 캐패시터가 비트라인의 상부에 형성되므로, 스토리지 전극의 크기(size)를 리소그라피 공정의 한계까지 최대화시킬 수 있으므로 큰 용량의 캐패시턴스를 확보할 수 있다.Since the COB structure forms the capacitor after the bit line is formed in comparison with the CUB structure, it is possible to form the capacitor irrespective of the margin of the bit line process, thereby having an excellent advantage in increasing the capacity of the capacitor in a limited area. In other words, since the capacitor is formed on the bit line, the COB structure can maximize the size of the storage electrode up to the limit of the lithography process, thereby ensuring a large capacitance.

그러나, COB 구조에서는 스토리지 전극의 하부에 트랜지스터와 비트라인 및 층간 절연막이 적층되어 있으므로 스토리지 전극과 트랜지스터의 소오스 영역을 전기적으로 연결시키기 위한 매몰 콘택홀(buried contact hole)의 애스펙트비(aspect ratio)가 커져서 콘택이 오픈되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 매몰 콘택홀 및 트랜지스터의 드레인 영역과 비트라인을 전기적으로 연결하기 위한 비트라인 콘택홀을 용이하게 형성하기 위하여, 주변 구조물의 단차를 이용하여 셀프-얼라인 콘택홀을 형성하거나 트랜지스터의 소오스 및 드레인 영역의 각 상부에 랜딩 패드(landing pad) 역할을 하는 도전층을 형성하여 콘택홀들의 애스펙트비를 감소시키는 방법들이 주로 사용되고 있다.However, in the COB structure, since the transistor, the bit line, and the interlayer insulating layer are stacked under the storage electrode, the aspect ratio of the buried contact hole for electrically connecting the storage electrode and the source region of the transistor is high. The problem may occur that the contact does not open due to a large size. Accordingly, in order to easily form a buried contact hole and a bit line contact hole for electrically connecting the drain region of the transistor and the bit line, a self-aligned contact hole is formed by using a step of a peripheral structure or a source of the transistor is formed. And a method of reducing the aspect ratio of the contact holes by forming a conductive layer serving as a landing pad on each upper portion of the drain region.

그러나, 이러한 방법들은 공정을 복잡하게 하므로 이를 해결하기 위하여 실리콘 기판의 드레인 영역 하부, 또는 분리 영역의 하부에 매몰형 비트라인을 형성하는 방법이 제안되었다.However, since these methods complicate the process, a method of forming a buried bit line below the drain region or the isolation region of the silicon substrate has been proposed.

도 1 및 도 2는 종래 방법에 의한 반도체 장치의 매몰형 비트라인의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a buried bit line in a semiconductor device by a conventional method.

도 1을 참조하면, 실리콘 기판(10)의 상부에 마스크층(도시하지 않음)을 형성한 후, 마스크층을 이용하여 기판(10)을 소정 깊이로 건식 식각함으로써 트렌치(11)를 형성한다. 이어서, 결과물의 전면에 트렌치(11)를 완전히 충진시킬 수 있을 정도의 두께로 산화막을 침적하고 이를 화학 물리적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 방법으로 식각한다. 그 결과, 평탄화된 산화막으로 충진된 얕은 트렌치 분리 영역(shallow trench isolation region)(12)이 형성된다.Referring to FIG. 1, after forming a mask layer (not shown) on the silicon substrate 10, the trench 11 is formed by dry etching the substrate 10 to a predetermined depth using the mask layer. Subsequently, an oxide film is deposited to a thickness sufficient to completely fill the trench 11 on the entire surface of the resultant and then etched by chemical mechanical polishing (CMP). As a result, a shallow trench isolation region 12 filled with a planarized oxide film is formed.

이어서, 결과물의 상부에 포토레지스트를 도포한 후, 이를 노광 및 현상하여 분리 영역(12) 중에서 비트라인이 매몰될 영역을 오픈시키는 포토레지스트 패턴(13)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(13)을 식각 마스크로 이용하여 노출된 분리 영역(12)을 소정 깊이로 건식 식각하여 비트라인의 매몰 영역(14)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied on the resultant, the photoresist is exposed and developed to form a photoresist pattern 13 which opens the region where the bit line is to be buried in the isolation region 12. Using the photoresist pattern 13 as an etching mask, the exposed isolation region 12 is dry etched to a predetermined depth to form the buried region 14 of the bit line.

도 2를 참조하면, 포토레지스트 패턴(13)을 제거한 후, 결과물의 상부에 다결정 실리콘층을 침적하고 이를 에치백하여 비트라인(15)을 형성한다. 이어서, 결과물의 상부에 산화물을 침적하여 절연층(16)을 형성한 후, 절연층(16)을 에치백하여 비트라인(15)을 매몰시킨다.Referring to FIG. 2, after removing the photoresist pattern 13, a polycrystalline silicon layer is deposited on the resultant and etched back to form a bit line 15. Subsequently, an oxide is deposited on top of the resultant to form the insulating layer 16, and then the insulating layer 16 is etched back to bury the bit line 15.

상술한 종래 방법에 의하면, 매몰형 비트라인을 형성하기 위해 추가의 사진 공정이 필요하게 된다. 또한, 셀 어레이 영역을 제외한 주변 회로 영역의 비트라인이 분리 영역의 하부에 형성되기 때문에 실제 공정에 적용하기가 어렵다는 단점이 있다.According to the conventional method described above, an additional photographic process is required to form the buried bit line. In addition, since the bit line of the peripheral circuit region except the cell array region is formed under the isolation region, it is difficult to apply to the actual process.

따라서, 본 발명의 목적은 추가의 사진 공정없이 매몰형 비트라인을 형성할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming an buried bit line without an additional photographic process.

도 1 및 도 2는 종래 방법에 의한 반도체 장치의 매몰형 비트라인의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a buried bit line in a semiconductor device by a conventional method.

도 3은 본 발명에 의한 반도체 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a semiconductor device according to the present invention.

도 4a 내지 도 12b는 도 3에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 12B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the device shown in FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 실리콘 기판110a, 110b : 분리 영역100 silicon substrate 110a, 110b separation region

114 : 제1 절연층116 : 비트라인114: first insulating layer 116: bit line

118 : 제2 절연층120 : 제3 절연층118: second insulating layer 120: third insulating layer

122 : 게이트124 : 측벽 스페이서122: gate 124: sidewall spacer

126 : 소오스/드레인 영역128 : 제1 층간 절연막126 source / drain region 128 first interlayer insulating film

132a, 132b : 콘택홀134 : 제3 도전층132a, 132b: contact hole 134: third conductive layer

136 : 제2 층간 절연막138 : 매몰 콘택홀136: second interlayer insulating film 138: buried contact hole

140 : 스토리지 전극140: storage electrode

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 메모리 셀이 형성되는 셀 어레이 영역과, 셀을 구동시키기 위한 주변 회로 영역을 갖는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 반도체 기판을 제공하는 단계; 활성 영역을 형성하기 위한 마스크를 이용하여 비트라인이 매몰될 제1 분리 영역의 폭과 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역의 폭이 서로 다르도록 반도체 기판을 식각하는 단계; 결과물의 상부에 제1 절연층을 침적하여, 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역을 제1 절연층으로 완전히 충진시키는 단계; 결과물의 상부에 제1 도전층을 침적하고, 제1 도전층을 에치백하여 제1 분리 영역 내에 비트라인을 형성하는 단계; 그리고 결과물의 상부에 제2 절연층을 침적하고 제2 절연층을 평탄화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device manufacturing method comprising a cell array region in which a plurality of memory cells are formed, and a peripheral circuit region for driving the cell; Etching the semiconductor substrate using a mask for forming the active region so that the width of the first isolation region where the bit line is to be buried is different from the width of the second isolation region where the bit line is not to be buried; Depositing a first insulating layer on top of the resultant to completely fill the second insulating region with the first insulating layer where the bit line will not be buried; Depositing a first conductive layer on top of the resultant, and etching back the first conductive layer to form a bit line in the first isolation region; And depositing a second insulating layer on top of the resultant and planarizing the second insulating layer.

바람직하게는, 활성 영역을 형성하기 위한 마스크는 비트라인이 매몰될 제1 분리 영역의 폭이 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역의 폭과 비트라인의 선폭을 합한 것보다 크도록 레이아웃된다.Preferably, the mask for forming the active region is laid out such that the width of the first isolation region where the bit line is to be buried is greater than the sum of the line widths of the bit line and the width of the second isolation region where the bit line will not be buried.

바람직하게는, 제2 절연층을 평탄화시키는 단계 후, 활성 영역의 상부에 제2 도전층으로 이루어진 게이트 및 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계; 결과물의 상부에 층간 절연막을 형성하고, 층간 절연막 및 제2 절연층을 식각하여 비트라인을 노출시키는 제1 콘택홀 및 드레인 영역을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계; 그리고 결과물의 상부에 제3 도전층을 침적하고 제1 콘택홀과 제2 콘택홀을 연결시키도록 제3 도전층을 패터닝하는 단계를 더 구비한다. 바람직하게는, 제3 도전층은 주변 회로 영역에서 비트라인으로 제공되도록 패터닝한다.Preferably, after the planarizing of the second insulating layer, forming a gate and a source / drain region of the second conductive layer on top of the active region; Forming an interlayer insulating layer on the resultant, and etching the interlayer insulating layer and the second insulating layer to form a first contact hole exposing the bit line and a second contact hole exposing the drain region; And depositing a third conductive layer on top of the resultant, and patterning the third conductive layer to connect the first contact hole and the second contact hole. Preferably, the third conductive layer is patterned to be provided as bit lines in the peripheral circuit area.

본 발명에 의하면, 활성 영역을 형성하기 위한 마스크를 X축 방향의 분리 영역의 폭이 Y축 방향의 분리 영역의 폭보다 작도록 제작함으로써, 좁은 폭의 분리 영역을 절연층으로 완전히 충진시키고 넓은 폭의 분리 영역에만 비트라인을 매몰 시킨다. 따라서, 추가의 사진 공정없이 셀프-얼라인 방식으로 매몰형 비트라인을 형성할 수 있다.According to the present invention, the mask for forming the active region is manufactured such that the width of the separation region in the X-axis direction is smaller than the width of the separation region in the Y-axis direction, so that the narrow separation region is completely filled with the insulating layer and the wide width is obtained. Buried the bit line only in the separation region Thus, the buried bitline can be formed in a self-aligned manner without further photographic processing.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 반도체 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a semiconductor device according to the present invention.

도 3을 참조하면, X축 방향의 분리 영역(110b)의 폭이 Y축 방향의 분리 영역(110a)의 폭보다 작게 형성된다. 이에 따라, X축 방향의 분리 영역(110b)은 절연층으로 완전히 충진되며, Y축 방향의 분리 영역(110a)에만 제1 도전층으로 이루어진 비트라인(116)이 셀프-얼라인되어 매몰된다. 바람직하게는, Y축 방향의 분리 영역(110a)의 폭은 X축 방향의 분리 영역(110b)의 폭과 비트라인 저항을 고려한 비트라인(116)의 선폭을 합한 것보다 커야 한다.Referring to FIG. 3, the width of the separation region 110b in the X-axis direction is smaller than the width of the separation region 110a in the Y-axis direction. Accordingly, the isolation region 110b in the X-axis direction is completely filled with the insulating layer, and the bit line 116 made of the first conductive layer is self-aligned and buried only in the isolation region 110a in the Y-axis direction. Preferably, the width of the isolation region 110a in the Y-axis direction should be larger than the sum of the width of the isolation region 110b in the X-axis direction and the line width of the bit line 116 in consideration of the bit line resistance.

매몰형 비트라인(116)이 형성된 실리콘 기판의 활성 영역에는 제2 도전층으로 이루어진 게이트(122) 및 소오스/드레인 영역(126)으로 이루어진 트랜지스터가 형성된다. 트랜지스터를 포함한 기판의 상부에는 제1 층간 절연막(도시하지 않음)이 형성된다. 매몰형 비트라인(116)을 노출시키는 제1 콘택홀(132a) 및 트랜지스터의 드레인 영역(126)을 노출시키는 제2 콘택홀(132b)이 제1 층간 절연막을 관통하여 형성된다.In the active region of the silicon substrate where the buried bit line 116 is formed, a transistor including a gate 122 formed of a second conductive layer and a source / drain region 126 is formed. A first interlayer insulating film (not shown) is formed on the substrate including the transistor. A first contact hole 132a exposing the buried bit line 116 and a second contact hole 132b exposing the drain region 126 of the transistor are formed through the first interlayer insulating layer.

제1 층간 절연막의 상부에는 제3 도전층(134)이 형성된다. 제3 도전층(134)은 제1 콘택홀(132a)과 제2 콘택홀(132b)을 연결하도록 패터닝된다. 즉, 제3 도전층(134)에 의해 매몰형 비트라인(116)과 트랜지스터의 드레인 영역(126)이 전기적으로 연결된다. 또한, 제3 도전층(134)은 셀 어레이 영역을 제외한 주변 회로 영역에서 비트라인으로 제공되도록 패터닝된다.The third conductive layer 134 is formed on the first interlayer insulating layer. The third conductive layer 134 is patterned to connect the first contact hole 132a and the second contact hole 132b. That is, the buried bit line 116 and the drain region 126 of the transistor are electrically connected by the third conductive layer 134. In addition, the third conductive layer 134 is patterned to be provided as a bit line in the peripheral circuit region except for the cell array region.

도 4a 내지 도 12b는 도 3에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 여기서, 각 a도는 도 3의 Y축 방향에 따른 단면도이고, 각 b도는 도 3의 X축 방향에 따른 단면도이다.4A to 12B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the device shown in FIG. 3. Here, each a degree is sectional drawing along the Y-axis direction of FIG. 3, and each b degree is sectional drawing along the X-axis direction of FIG.

도 4a 및 도 4b는 분리 영역(108a, 108b)을 정의하는 단계를 도시한다. 실리콘 기판(100)의 상부에 열 산화 방법에 의해 제1 산화막(102)을 약 100∼200Å의 두께로 얇게 형성한 후, 그 상부에 질화막(104)을 저압 화학 기상 침적(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD) 방법에 의해 약 1000∼2000Å의 두께로 침적한다. 이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 X축 방향의 분리 영역(110a)의 폭이 0.3μm이고 Y축 방향의 분리 영역(110b)의 폭이 0.6μm로 레이아웃된 활성 영역 형성용 마스크를 이용한 사진 공정을 통해 질화막(104)의 상부에 포토레지스트 패턴(106)을 형성함으로써, 분리 영역(108a, 108b)을 정의한다.4A and 4B illustrate the step of defining the isolation regions 108a and 108b. After the first oxide film 102 is formed thin on the silicon substrate 100 by a thermal oxidation method, the nitride film 104 is formed on the upper portion of the silicon oxide film 100 by low pressure chemical vapor deposition. It is deposited to a thickness of about 1000 to 2000 kPa by the LPCVD method. Next, as shown in FIG. 3, the photolithography process is performed using an active region forming mask in which the width of the separation region 110a in the X-axis direction is 0.3 μm and the width of the separation region 110b in the Y-axis direction is 0.6 μm. By forming the photoresist pattern 106 on the nitride film 104 through, the isolation regions 108a and 108b are defined.

도 5a 및 도 5b는 분리 영역(110a, 110b)을 형성하는 단계를 도시한다. 포토레지스트 패턴(106)을 식각 마스크로 이용하여 질화막(104) 및 제1 산화막(102)을 차례로 건식 식각한다. 이어서, 에싱 및 스트립 방법으로 포토레지스트 패턴(106)을 제거한 후, 질화막(104)을 식각 마스크로 이용하여 실리콘 기판(100)을 소정 깊이, 예컨대 약 4000∼5000Å의 깊이로 건식 식각함으로써 분리 영역(110a, 110b)을 형성한다. 이때, X축 방향의 분리 영역(110a)의 폭이 Y축 방향의 분리 영역(110b)의 폭보다 작게 형성된다.5A and 5B illustrate forming isolation regions 110a and 110b. The nitride film 104 and the first oxide film 102 are sequentially dry-etched using the photoresist pattern 106 as an etching mask. Subsequently, after the photoresist pattern 106 is removed by an ashing and stripping method, the silicon substrate 100 is dry-etched to a predetermined depth, for example, a depth of about 4000 to 5000 mm 3 using the nitride film 104 as an etching mask. 110a, 110b). At this time, the width of the separation region 110a in the X-axis direction is smaller than the width of the separation region 110b in the Y-axis direction.

이어서, 식각 공정으로 인한 실리콘 기판(100)의 격자 손상을 회복시키기 위한 열 산화 공정을 실시하여 분리 영역(110a, 110b)의 측벽에 제2 산화막(112)을 약 50∼200Å의 두께로 형성한다.Subsequently, a thermal oxidation process is performed to recover the lattice damage of the silicon substrate 100 due to the etching process to form the second oxide film 112 on the sidewalls of the isolation regions 110a and 110b to a thickness of about 50 to about 200 Å. .

도 6a 및 도 6b는 제1 절연층(114) 및 제1 도전층(116')을 형성하는 단계를 도시한다. 결과물의 상부에 절연 물질, 예컨대 USG(undoped silicate glass)를 화학 기상 침적 방법에 의해 좁은 폭의 분리 영역(110b)을 완전히 충진시킬 수 있을 정도의 두께, 예컨대 약 1700Å의 두께로 침적함으로써 제1 절연층(114)을 형성한다. 이어서, 제1 절연층(114)의 상부에 제1 도전층(116)으로서, 예컨대 다결정 실리콘층을 저압 화학 기상 침적 방법에 의해 약 3000∼4000Å의 두께로 침적한다.6A and 6B illustrate forming the first insulating layer 114 and the first conductive layer 116 ′. The first insulation is deposited by depositing an insulating material, such as USG (undoped silicate glass), on top of the resultant to a thickness sufficient to completely fill the narrow separation region 110b by chemical vapor deposition, for example about 1700 kPa. Form layer 114. Subsequently, a polycrystalline silicon layer is deposited on the upper portion of the first insulating layer 114 as a first conductive layer 116 to a thickness of about 3000 to 4000 kPa, for example, by a low pressure chemical vapor deposition method.

도 7a 및 도 7b는 제1 도전층(116')을 에치백하여 약 1500Å의 두께를 갖는 매몰형 비트라인(116)을 넓은 폭을 갖는 Y축 방향의 분리 영역(110a) 내에 형성하는 단계를 도시한다. 이때, 좁은 폭을 갖는 X축 방향의 분리 영역(110b) 위의 제1 도전층(116')은 모두 식각된다.7A and 7B illustrate etching the first conductive layer 116 ′ to form a buried bit line 116 having a thickness of about 1500 GPa in the isolation region 110a having a wide width in the Y-axis direction. Illustrated. At this time, all of the first conductive layer 116 ′ on the isolation region 110b in the narrow X-axis direction are etched.

도 8a 및 도 8b는 결과물을 평탄화시키는 단계를 도시한다. 매몰형 비트라인(116)이 형성된 결과물의 상부에 USG와 같은 절연 물질을 화학 기상 침적 방법에 의해 약 5000Å의 두께로 침적하여 제2 절연층(118)을 형성한다. 이어서, 화학 물리적 연마 공정을 질화막(104)의 일부까지 식각되도록 진행하여 결과물을 평탄화시킬 수 있다. 그 결과, 좁은 폭을 갖는 X축 방향의 분리 영역(110b) 위의 제2 절연층(118)은 모두 식각된다.8A and 8B show the step of flattening the result. An insulating material, such as USG, is deposited on the top of the resultant buried bitline 116 to a thickness of about 5000 mm by chemical vapor deposition to form a second insulating layer 118. Subsequently, a chemical physical polishing process may be performed to etch a portion of the nitride film 104 to planarize the resultant product. As a result, all of the second insulating layers 118 on the isolation region 110b in the X-axis direction having a narrow width are etched.

도 9a 및 도 9b도는 게이트(122) 및 소오스/드레인 영역(126)을 형성하는 단계를 도시한다. 질화막(104) 및 제1 산화막(102)을 습식 식각 방법으로 제거한 후, 결과물의 상부에 제3 절연층(120)을 저압 화학 기상 침적 방법에 의해 약 50∼150Å의 두께로 형성한다. 제3 절연층(120)은 트랜지스터의 게이트 절연층으로 제공된다. 이어서, 결과물의 상부에 제2 도전층으로서, 예컨대 다결정 실리콘층을 저압 화학 기상 침적 방법에 의해 약 1000∼3000Å의 두께로 침적한 후, 사진 및 식각 공정을 통해 제2 도전층을 패터닝함으로써 트랜지스터의 게이트(122)를 형성한다.9A and 9B illustrate forming gate 122 and source / drain regions 126. After the nitride film 104 and the first oxide film 102 are removed by a wet etching method, a third insulating layer 120 is formed on the resultant to a thickness of about 50 to 150 kPa by a low pressure chemical vapor deposition method. The third insulating layer 120 serves as a gate insulating layer of the transistor. Subsequently, a second conductive layer, for example, a polycrystalline silicon layer was deposited to a thickness of about 1000 to 3000 kPa by a low pressure chemical vapor deposition method on top of the resultant, and then the second conductive layer was patterned through a photolithography and etching process. The gate 122 is formed.

이어서, 결과물의 상부에 산화물을 화학 기상 침적 방법에 의해 약 500∼1000Å의 두께로 침적하고 이를 에치백함으로써 게이트(122)의 양 엣지에 측벽 스페이서들(124)을 형성한다. 측벽 스페이서(124) 및 게이트(122)를 이온주입 마스크로 이용하여 기판(100)의 표면에 불순물을 이온주입함으로써, 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(126)을 형성한다.Subsequently, the oxide is deposited on the top of the resultant to a thickness of about 500 to 1000 mm by chemical vapor deposition and etched back to form sidewall spacers 124 at both edges of the gate 122. The source / drain regions 126 of the transistor are formed by implanting impurities into the surface of the substrate 100 using the sidewall spacers 124 and the gate 122 as ion implantation masks.

도 10a 및 도 10b는 제1 콘택홀(132a) 및 제2 콘택홀(132b)을 형성하는 단계를 도시한다. 트랜지스터가 형성된 결과물의 상부에 절연 물질, 예컨대 USG를 화학 기상 침적 방법에 의해 약 3000∼8000Å의 두께로 침적하여 제1 층간 절연막(128)을 형성한다.10A and 10B illustrate forming a first contact hole 132a and a second contact hole 132b. An insulating material, such as USG, is deposited to a thickness of about 3000 to 8000 kPa by a chemical vapor deposition method on top of the resultant in which the transistor is formed to form a first interlayer insulating film 128.

이어서, 사진 공정을 통해 제1 층간 절연막(128)의 상부에 콘택홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴(130)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(130)을 식각 마스크로 이용하여 제1 층간 절연막(128) 및 제2 절연층(118)을 건식 식각하여 매몰형 비트라인(116)을 노출시키는 제1 콘택홀(132a) 및 트랜지스터의 드레인 영역(126)을 노출시키는 제2 콘택홀(132b)을 형성한다.Next, a photoresist pattern 130 for forming a contact hole is formed on the first interlayer insulating layer 128 through a photolithography process. The first contact hole 132a and the transistor exposing the buried bit line 116 by dry etching the first interlayer insulating layer 128 and the second insulating layer 118 using the photoresist pattern 130 as an etching mask. A second contact hole 132b is formed to expose the drain region 126 of the.

도 11a 및 도 11b는 제3 도전층(134)을 형성하는 단계를 도시한다. 에싱 및 스트립 방법으로 포토레지스트 패턴(130)을 제거한 후, 제1 콘택홀(132a) 및 제2 콘택홀(132b)을 포함한 제1 층간 절연막(128)의 상부에 다결정 실리콘을 저압 화학 기상 침적 방법에 의해 약 1000∼3000Å의 두께로 침적하여 제3 도전층(134)을 형성한다. 이어서, 사진 및 식각 공정을 통해 제1 콘택홀(132a)과 제2 콘택홀(132b)을 서로 연결시키도록 제3 도전층(134)을 패터닝한다. 그 결과, 매몰형 비트라인(116)과 트랜지스터의 드레인 영역(126)이 제3 도전층(134)에 의해 전기적으로 연결된다. 바람직하게는, 제3 도전층(134)은 셀 어레이 영역을 제외한 주변 회로 영역에서 비트라인으로 제공되도록 패터닝된다. 따라서, 셀 어레이 영역에서 매몰형 비트라인(116)과 트랜지스터의 드레인 영역(126)을 연결시키는 단계에서, 주변 회로 영역의 비트라인을 함께 형성한다.11A and 11B illustrate forming a third conductive layer 134. After removing the photoresist pattern 130 by ashing and stripping, polycrystalline silicon is deposited on top of the first interlayer insulating layer 128 including the first contact hole 132a and the second contact hole 132b. Is deposited to a thickness of about 1000 to 3000 mm 3 to form the third conductive layer 134. Subsequently, the third conductive layer 134 is patterned to connect the first contact hole 132a and the second contact hole 132b to each other through a photolithography and an etching process. As a result, the buried bit line 116 and the drain region 126 of the transistor are electrically connected by the third conductive layer 134. Preferably, the third conductive layer 134 is patterned to be provided as a bit line in the peripheral circuit region except for the cell array region. Therefore, in the step of connecting the buried bit line 116 and the drain region 126 of the transistor in the cell array region, the bit lines of the peripheral circuit region are formed together.

도 12a 및 도 12b는 스토리지 전극(140)을 형성하는 단계를 도시한다. 결과물의 상부에 절연 물질, 예컨대 USG를 화학 기상 침적 방법에 의해 약 2000∼8000Å의 두께로 침적하여 제2 층간 절연막(136)을 형성한다.12A and 12B illustrate forming storage electrode 140. An insulating material, such as USG, is deposited on the resultant to a thickness of about 2000 to 8000 kPa by chemical vapor deposition to form a second interlayer insulating film 136.

이어서, 사진 공정을 통해 제2 층간 절연막(136)의 상부에 콘택홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 제2 층간 절연막(136) 및 제1 층간 절연막(128)을 건식 식각함으로써 트랜지스터의 소오스 영역(126)을 노출시키는 매몰 콘택홀(138)을 형성한다.Subsequently, a photoresist pattern (not shown) for forming a contact hole is formed on the second interlayer insulating layer 136 through a photolithography process. The second interlayer insulating layer 136 and the first interlayer insulating layer 128 are dry etched using the photoresist pattern as an etch mask to form a buried contact hole 138 that exposes the source region 126 of the transistor.

에싱 및 스트립 방법으로 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 매몰 콘택홀(138)을 포함한 제2 층간 절연막(136)의 상부에 다결정 실리콘층을 저압 화학 기상 침적 방법에 의해 약 6000Å의 두께로 침적하고 이를 사진 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 캐패시터의 스토리지 전극(140)을 형성한다. 스토리지 전극(140)은 매몰 콘택홀(138)을 통해 트랜지스터의 소오스 영역(126)에 전기적으로 연결된다.After removing the photoresist pattern by ashing and stripping, a polycrystalline silicon layer was deposited on the upper portion of the second interlayer insulating film 136 including the buried contact hole 138 to a thickness of about 6000 kPa by a low pressure chemical vapor deposition method and photographed. And the storage electrode 140 of the capacitor is patterned by an etching process. The storage electrode 140 is electrically connected to the source region 126 of the transistor through the buried contact hole 138.

이어서, 도시하지는 않았으나, 스토리지 전극(140)의 상부에 유전체층 및 플레이트 전극을 순차적으로 적층함으로써 캐패시터를 형성한다.Subsequently, although not shown, a capacitor is formed by sequentially stacking a dielectric layer and a plate electrode on the storage electrode 140.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 활성 영역을 형성하기 위한 마스크를 X축 방향의 분리 영역의 폭이 Y축 방향의 분리 영역의 폭보다 작도록 제작함으로써, 좁은 폭의 분리 영역을 절연층으로 완전히 충진시키고 넓은 폭의 분리 영역에만 비트라인을 매몰 시킨다. 따라서, 추가의 사진 공정없이 셀프-얼라인 방식으로 매몰형 비트라인을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, the mask for forming the active region is manufactured such that the width of the separation region in the X-axis direction is smaller than the width of the separation region in the Y-axis direction, thereby completely narrowing the narrow separation region to the insulating layer. Fill and bury bitlines only in wide separation areas. Thus, the buried bitline can be formed in a self-aligned manner without further photographic processing.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.

Claims (4)

다수의 메모리 셀이 형성되는 셀 어레이 영역과, 상기 셀을 구동시키기 위한 주변 회로 영역을 갖는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,A method of manufacturing a semiconductor device having a cell array region in which a plurality of memory cells are formed and a peripheral circuit region for driving the cells, 반도체 기판을 제공하는 단계;Providing a semiconductor substrate; 활성 영역을 형성하기 위한 마스크를 이용하여 비트라인이 매몰될 제1 분리 영역의 폭과 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역의 폭이 서로 다르도록 상기 반도체 기판을 식각하는 단계;Etching the semiconductor substrate using a mask for forming an active region so that a width of the first isolation region where the bit line is to be buried and a width of the second isolation region where the bit line is not to be buried are different from each other; 상기 결과물의 상부에 제1 절연층을 침적하여 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역을 상기 제1 절연층으로 완전히 충진시키는 단계;Depositing a first insulating layer on top of the resultant to completely fill the second insulating region with the first insulating layer where the bit line will not be buried; 상기 결과물의 상부에 제1 도전층을 침적하고, 상기 제1 도전층을 에치백하여 상기 제1 분리 영역 내에 비트라인을 형성하는 단계; 그리고Depositing a first conductive layer on top of the resultant, and etching back the first conductive layer to form a bit line in the first isolation region; And 상기 결과물의 상부에 제2 절연층을 침적하고 상기 제2 절연층을 평탄화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.Depositing a second insulating layer on top of the resultant and planarizing the second insulating layer. 제1항에 있어서, 상기 활성 영역을 형성하기 위한 마스크는 비트라인이 매몰될 제1 분리 영역의 폭이 상기 비트라인이 매몰되지 않을 제2 분리 영역의 폭과 상기 비트라인의 선폭을 합한 것보다 크도록 레이아웃된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.The mask of claim 1, wherein the width of the first isolation region where the bit line is to be buried is greater than the width of the second isolation region where the bit line is not to be buried and the line width of the bit line. A method for manufacturing a semiconductor device, which is laid out to be large. 제1항에 있어서, 상기 제2 절연층을 평탄화시키는 단계 후, 상기 활성 영역의 상부에 제2 도전층으로 이루어진 게이트 및 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 결과물의 상부에 층간 절연막을 형성하고, 상기 층간 절연막 및 제2 절연층을 식각하여 상기 비트라인을 노출시키는 제1 콘택홀 및 상기 드레인 영역을 노출시키는 제2 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 결과물의 상부에 제3 도전층을 침적하고 상기 제1 콘택홀과 제2 콘택홀을 연결시키도록 상기 제3 도전층을 패터닝하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising: after the planarization of the second insulating layer, forming a gate and a source / drain region including a second conductive layer on the active region; Forming an interlayer insulating layer on the resultant, etching the interlayer insulating layer and the second insulating layer to form a first contact hole exposing the bit line and a second contact hole exposing the drain region; And patterning the third conductive layer to deposit a third conductive layer on top of the resultant and to connect the first contact hole and the second contact hole. 제3항에 있어서, 상기 제3 도전층을 패터닝하는 단계에서, 상기 제3 도전층은 상기 주변 회로 영역에서 비트라인으로 제공되도록 패터닝하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 3, wherein in the patterning of the third conductive layer, the third conductive layer is patterned to be provided as a bit line in the peripheral circuit region.
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