KR20010006944A - Semiconductor integrated circuit device and process for fabricating thereof - Google Patents

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KR20010006944A
KR20010006944A KR1020000017110A KR20000017110A KR20010006944A KR 20010006944 A KR20010006944 A KR 20010006944A KR 1020000017110 A KR1020000017110 A KR 1020000017110A KR 20000017110 A KR20000017110 A KR 20000017110A KR 20010006944 A KR20010006944 A KR 20010006944A
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호리바신이찌
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가네꼬 히사시
닛본 덴기 가부시끼가이샤
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Abstract

PURPOSE: To facilitate scale down of a semiconductor device by respectively forming a contact plug to the predetermined contact hole amount a plurality of contact holes and a first wiring layer on the remaining contact holes with single dry-etching process of the one conductive film. CONSTITUTION: An element isolation region 2 is formed in the predetermined region at the surface of a silicon substrate 1 and moreover a gate insulation film 3 is also formed. On the gate insulation film 3, a gate electrode 4 is covered with a protection insulation film 5 to form diffused layers 6, 6a in the region located between the gate electrodes 4. A first conductive layer 8 is formed in such a manner as being connected with the diffused layer 6 as the wiring layer in the contact hole formed in the region including a first interlayer insulation film 7. Moreover, a contact plug 9 is formed in such a manner as being connected with the diffused layer 6a in the contact hole formed in the region including the first interlayer insulation film 7. There first conductive layer 8 and contact plug 9 are processed with single dry-etching process.

Description

반도체 집적 회로 장치 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT DEVICE AND PROCESS FOR FABRICATING THEREOF}Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method therefor {SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT DEVICE AND PROCESS FOR FABRICATING THEREOF}

본 발명은 반도체 집적 회로 장치, 보다 구체적으로 도전 배선들 사이의 접촉부가 레벨을 달리하여 형성되어 있는 반도체 집적 회로 장치 및 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which contacts between conductive wires are formed at different levels.

반도체 집적 회로 장치의 집적 밀도가 향상되므로 인하여 회로 부품들이 소형화되고 있다.Due to the increased integration density of semiconductor integrated circuit devices, circuit components are miniaturized.

이들 회로 부품은 수평 방향에서 뿐만 아니라 수직 방향에서도 축소되고 있다. 그러나, 수직 방향에서의 축소는 수평 방향에서의 축소보다 완화되어 있다. 이로 인하여 반도체 집적 회로 장치의 표면의 요철이 증대한다. 즉, 집적 밀도가 향상되면, 반도체 집적 회로 장치의 형상이 증대하게 된다.These circuit components are reduced not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. However, the reduction in the vertical direction is lessened than the reduction in the horizontal direction. This increases the unevenness of the surface of the semiconductor integrated circuit device. In other words, when the integrated density is improved, the shape of the semiconductor integrated circuit device is increased.

반도체 집적 회로 장치의 형상은 반도체 집적 회로 장치의 수직 접촉부에 의해서 크게 영향을 받는다. 접촉홀의 애스팩트비가 증대한다. 그래서, 큰 애스팩트비를 가진 접촉홀을 통한 상호 접속은 종래의 접촉홀을 통한 상호 접속보다 어렵다.The shape of the semiconductor integrated circuit device is greatly affected by the vertical contacts of the semiconductor integrated circuit device. The aspect ratio of the contact hole increases. Thus, interconnection through contact holes with large aspect ratios is more difficult than interconnection through conventional contact holes.

큰 애스팩트비를 가진 접촉홀을 통해 도전부를 접속하기 위해서, 접촉홀을 도전재로 매립한다. 도전재는 소위 접촉 플러그로서 불리운다. 레벨을 달리하고 있는 불순물 영역 및 도전성 스트립 또는 도전성 스트립들은 접촉 플러그를 통해서 접속된다.In order to connect a conductive part through a contact hole with a large aspect ratio, the contact hole is filled with a conductive material. The conductive material is called as a so-called contact plug. Impurity regions and conductive strips or conductive strips of varying levels are connected through contact plugs.

접촉 플러그를 형성하기 위한 방법의 전형적인 일례는 일본 미심사 공개 특허 공보 제9-191084호에 개시되어 있다. 종래의 방법은 도1a 내지 1g에 예시되어 있다.A typical example of a method for forming a contact plug is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-191084. The conventional method is illustrated in Figures 1A-1G.

종래의 방법은 실리콘 기판(101)을 준비하는 것으로부터 시작된다. ??은 트렌치 절연부와 같은 절연 영역(102)이 선택적으로 실리콘 기판(101) 상에 형성된다. 실리콘 기판(101)의 표면부는 실리콘 기판(101)이 얇은 실리콘 산화물층(103)으로 피복되도록 산화된다. 이어서, 얇은 실리콘 산화물층(103) 위에 도전재가 피착되어 도전층(104)이 형성된다. 도전층(104) 위에 실리콘 질화물이 피착되고 도 1a에 도시된 바와 같이 도전층(104) 상에 실리콘 질화물층(105)이 적층된다.The conventional method starts with preparing the silicon substrate 101. An insulating region 102, such as trench isolation, is optionally formed on the silicon substrate 101. The surface portion of the silicon substrate 101 is oxidized so that the silicon substrate 101 is covered with a thin silicon oxide layer 103. Subsequently, a conductive material is deposited on the thin silicon oxide layer 103 to form the conductive layer 104. Silicon nitride is deposited on the conductive layer 104 and a silicon nitride layer 105 is deposited on the conductive layer 104 as shown in FIG. 1A.

비록 도 1b에는 도시되어 있지 않지만, 포토리소그래픽 기술을 사용함으로써 실리콘 질화물층(105) 상에 에칭 마스크가 패턴되고, 실리콘 질화물층(105), 도전층(104) 및 얇은 실리콘 산화물층(103)이 건식 에칭에 의해서 선택적으로 에칭된다. 그 결과, 도 1b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연층(103), 게이트 전극(107) 및 상부 보호 절연층(106)이 실리콘 기판(101)상에 남게 된다. 게이트 절연층(103), 게이트 전극(107) 및 상부 보호 절연층(106)이 결합되어 게이트 구조를 형성한다.Although not shown in FIG. 1B, an etching mask is patterned on the silicon nitride layer 105 by using photolithographic techniques, and the silicon nitride layer 105, the conductive layer 104, and the thin silicon oxide layer 103 are formed. It is selectively etched by this dry etching. As a result, as shown in FIG. 1B, the gate insulating layer 103, the gate electrode 107, and the upper protective insulating layer 106 remain on the silicon substrate 101. The gate insulating layer 103, the gate electrode 107, and the upper protective insulating layer 106 are combined to form a gate structure.

이어서, 측벽 스페이서(108)가 게이트 구조(103/107/106)상에 형성되고, 도펀트 불순물이 실리콘 기판(101)의 노출 표면으로 도입된다. 따라서, 소정의 간격으로 실리콘 기판(101) 내에 불순물 영역(109)이 형성된다. 실리콘 산화물이 화학 기상 증착법에 의해서 전표면 위에 피착되어 실리콘 산화물층이 형성된다. 실리콘 산화물층은 화학적 기계식 폴리싱을 통하여 평탄화되고, 도 1c에 도시된 바와 같이 제1 층간 절연층(110)이 형성된다.Subsequently, sidewall spacers 108 are formed on the gate structures 103/107/106, and dopant impurities are introduced into the exposed surface of the silicon substrate 101. Therefore, the impurity regions 109 are formed in the silicon substrate 101 at predetermined intervals. Silicon oxide is deposited on the entire surface by chemical vapor deposition to form a silicon oxide layer. The silicon oxide layer is planarized through chemical mechanical polishing, and the first interlayer insulating layer 110 is formed as shown in FIG. 1C.

에칭 마스크(도시 생략)는 포토리소그래픽 기술을 사용함으로써 제1 층간 절연층(110)상에 형성되며, 제1 층간 절연층(110)은 선택적으로 에칭된다. 그리고 도 1d에 도시된 바와 같이 접촉홀(111)이 형성된다.An etch mask (not shown) is formed on the first interlayer insulating layer 110 by using photolithographic techniques, and the first interlayer insulating layer 110 is selectively etched. And the contact hole 111 is formed as shown in Figure 1d.

이어서, 인 도핑된 다결정 실리콘과 같은 도전재가 최종 구조물의 전면에 피착된다. 이 도전재는 접촉홀(111)을 매립하고 부풀어 올라 도전재층을 이룬다. 제1 층간 절연층(110)상의 도전재층은 최종 구조물로부터 제거되고, 접촉 플러그(112/112a)이 접촉홀 내에 남게 된다. 접촉 플러그(112/112a)는 불순물 영역(109)과 접촉 상태로 유지된다. 이 접촉 플러그(112/112a)를 접촉 패드라고 부른다. 이어서 실리콘 산화물이 최종 구조물의 전면에 피착되어 도 1e에 도시된 바와 같이 제2 층간 절연층(113)이 형성된다.Subsequently, a conductive material such as phosphorus doped polycrystalline silicon is deposited on the front surface of the final structure. The conductive material fills and swells the contact hole 111 to form a conductive material layer. The conductive material layer on the first interlayer insulating layer 110 is removed from the final structure, and the contact plugs 112 / 112a remain in the contact holes. The contact plugs 112 / 112a are kept in contact with the impurity region 109. This contact plug 112 / 112a is called a contact pad. Silicon oxide is then deposited on the front of the final structure to form a second interlayer dielectric layer 113 as shown in FIG. 1E.

이어서, 제2 접촉홀(114)이 제2 층간 절연층(113) 내에 형성되고, 몇몇의 접촉 플러그(112)가 제2 접촉홀(114)에 대하여 노출된다. 제1 레벨의 도전성 스트립(115)은 제2 층간 절연층(113) 상에 형성된다. 도전성 스트립(115)은 제2 접촉홀(114)속으로 침투하여 도 1f에 도시된 바와 같이 접촉 플러그(112)와 접촉 상태로 유지된다.Subsequently, a second contact hole 114 is formed in the second interlayer insulating layer 113, and some contact plugs 112 are exposed with respect to the second contact hole 114. The first level of conductive strip 115 is formed on the second interlayer insulating layer 113. The conductive strip 115 penetrates into the second contact hole 114 and remains in contact with the contact plug 112 as shown in FIG. 1F.

이어서, 최종 구조물의 전면에 실리콘 산화물이 피착되어 제3 층간 절연층(116)이 형성된다. 제3 접촉홀(117)은 제2 및 제3 층간 절연층(113/116) 내에 형성되며, 접촉 플러그(112a)는 도 1c에 도시된 바와 같이 제3 접촉홀(117)에 대하여 노출된다.Subsequently, silicon oxide is deposited on the entire surface of the final structure to form a third interlayer insulating layer 116. The third contact hole 117 is formed in the second and third interlayer insulating layers 113 and 116, and the contact plug 112a is exposed with respect to the third contact hole 117 as shown in FIG. 1C.

비록 도면들에는 도시되어 있지는 않지만, 제2 레벨의 도전성 스트립이 제3 층간 절연층(116) 상에 형성되며, 제3 접촉홀을 통해서 접촉 플러그(112a)와 접촉 상태로 유지된다.Although not shown in the figures, a second level conductive strip is formed on the third interlayer insulating layer 116 and remains in contact with the contact plug 112a through the third contact hole.

그러나, 종래의 방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, 종래의 방법은 다수의 공정 단계를 포함함으로 제조 공정이 복잡하다. 먼저, 접촉 플러그(112a/112a)가 제1 레벨의 도전성 스트립(115) 및 제2 레벨의 도전성 스트립용으로 형성되며, 그 후에 제1 레벨의 도전성 스트립(115) 및 제2 레벨의 도전성 스트립이 계단형으로 형성된다. 이들 단계를 위해서 포토리소그래피 및 에칭이 반복되어 종래의 공정은 복잡하게 된다. 이러한 이유로 인하여, 종래의 공정은 비용이 많이 들고 제조 비용이 상승된다. 이것이 종래 방법에 내재된 제1의 문제점이다.However, the conventional method has the following problems. First, the conventional method involves a large number of process steps, which makes the manufacturing process complicated. First, contact plugs 112a / 112a are formed for the first level conductive strip 115 and the second level conductive strip, and then the first level conductive strip 115 and the second level conductive strip are formed. It is formed in a step shape. Photolithography and etching are repeated for these steps, which complicates the conventional process. For this reason, the conventional process is expensive and the manufacturing cost is increased. This is the first problem inherent in the conventional method.

제2의 문제점은 집적 회로에 요구되는 대형의 반도체 기판(101)이다. 제1 레벨의 도전성 스트립(115)은 접촉 플러그(112)의 상부면에 위치되는 것으로 예상되며, 제2의 레벨의 도전성 스트립은 접촉 플러그(112a)의 상부면에 위치되는 것으로 예상된다. 그러나, 포토리소그래피의 경우에는 정합 마진이 요구된다. 이것은 접촉홀(111)이 서로 폭넓게 공간 이격되는 것을 의미한다. 따라서, 제작자는 정합 마진으로 인하여 대형의 실리콘 기판(101)을 필요로 하는 것이다. 즉, 종래의 방법은 차세대의 초대규모 반도체 집적 회로 장치에 적합하지 못하다.A second problem is the large semiconductor substrate 101 required for integrated circuits. The first level of conductive strip 115 is expected to be located on the top surface of the contact plug 112, and the second level of conductive strip 115 is expected to be located on the top surface of the contact plug 112a. However, in the case of photolithography, a matching margin is required. This means that the contact holes 111 are widely spaced from each other. Therefore, the manufacturer needs a large silicon substrate 101 due to the matching margin. That is, the conventional method is not suitable for the next generation of ultra-large scale semiconductor integrated circuit devices.

따라서, 본 발명의 중요한 목적은 제작자가 집적 밀도를 향상시킬 수 구조의 반도체 집적 회로를 제공하는 것이다.Therefore, an important object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit of a structure that allows the manufacturer to improve the integration density.

또한, 본 발명의 중요한 목적은 간단하면서 제작자가 제조 비용을 절감할 수 있는 구조의 반도체 집적 회로를 제공하는 것이다.It is also an important object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit having a structure that is simple and allows a manufacturer to reduce manufacturing costs.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 접촉 플러그 및 제1 레벨의 도전성 스트립을 동시에 형성하는 것을 제안하고 있다.In order to achieve this object, the present invention proposes simultaneously forming a contact plug and a first level conductive strip.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 반도체 기판 상에 제조되는 반도체 집적 회로 장치는 반도체 기판의 주표면 위에 형성된 적어도 2개의 도전부, 상기 적어도 2개의 도전부를 피복하며 상기 적어도 2개의 도전부가 노출되는 홀들을 갖는 제1 절연층, 상기 홀들중 하나에 형성되며 상기 적어도 2개의 도전부중 관련된 도전부와 접촉 상태로 유지되는 접촉 플러그, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 홀들중 관련된 홀을 통해서 상기 적어도 2개의 도전부중 다른 도전부와 접촉 상태로 유지되는 제1 도전성 스트립, 상기 제1 절연층 및 상기 제1 도전성 스트립을 피복하며 상기 접촉 플러그가 노출되는 홀을 가진 제2 절연층, 및 상기 제2 절연층 상에 형성되며 상기 홀을 통하여 접촉 플러그와 접촉 상태로 유지된 제2 도전성 스트립을 포함한다.According to one feature of the invention, a semiconductor integrated circuit device manufactured on a semiconductor substrate includes at least two conductive portions formed on a main surface of the semiconductor substrate, a hole covering the at least two conductive portions and exposing the at least two conductive portions. A first insulating layer having one of the holes, a contact plug formed in one of the holes and held in contact with an associated conductive part of the at least two conductive parts, and formed on the first insulating layer and through the at least one of the holes. A first conductive strip which is kept in contact with another of the two conductive parts, a second insulating layer having the first insulating layer and the first conductive strip covering the first conductive strip and having a hole through which the contact plug is exposed, and the second And a second conductive strip formed on the insulating layer and held in contact with the contact plug through the hole.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법은, 반도체 기판을 준비하는 단계, 상기 반도체 기판의 주표면 위에 적어도 2개의 도전부를 형성하는 단계, 제1 절연층으로 상기 적어도 2개의 도전부를 피복하는 단계, 상기 적어도 2개의 도전부가 홀들에 각각 노출되도록 하는 방식으로 상기 절연층 내에 홀들을 형성하는 단계, 홀들을 매립하고 상기 제1 절연층 상으로 연장하는 도전층을 형성하는 단계, 상기 도전층을, 상기 홀들중 관련된 홀을 통해서 적어도 2개의 도전부중 하나와 접촉 상태로 유지된 접촉 플러그 및 상기 홀들중 나머지 홀을 통해서 상기 적어도 2개의 도전부중 다른 도전부와 접촉 상태로 유지되며 상기 접촉 플러그와는 높이가 다른 제1 도전성 스트립으로 패터닝하는 단계, 제2 절연층으로 상기 제1 절연층, 접촉 플러그 및 제1 도전성 스트립을 피복하는 단계, 접촉 플러그가 홀에 대하여 노출되도록 하는 방식으로 제2 절연층 내에 홀을 형성하는 단계, 및 상기 홀을 통하여 상기 접촉 플러그와 접촉 상태로 유지되며 상기 제2 절연층 상으로 연장하는 제2 도전성 스트립을 형성하는 단계를 포함한다.According to another feature of the invention, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the method comprising the steps of preparing a semiconductor substrate, forming at least two conductive portions on the main surface of the semiconductor substrate, the at least Covering the two conductive portions, forming holes in the insulating layer in a manner such that the at least two conductive portions are respectively exposed to the holes, forming a conductive layer filling the holes and extending onto the first insulating layer. A contact plug held in contact with one of the at least two conductive portions through an associated one of the holes and a contact plug with the other conductive portion of the at least two conductive portions through a remaining hole of the holes; Patterning the first conductive strip having a height different from that of the contact plug, the first insulating layer as a second insulating layer, Covering the contact plug and the first conductive strip, forming a hole in the second insulating layer in a manner that exposes the contact plug to the hole, and maintains contact with the contact plug through the hole and the first plug; Forming a second conductive strip extending over the second insulating layer.

도 1a 내지 1g는 종래 방법을 나타내는 단면도.1A to 1G are cross-sectional views showing a conventional method.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법을 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

도 3a 내지 3g는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법을 나타내는 단면도.3A-3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 다른 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법을 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing another semiconductor integrated circuit device in accordance with the present invention.

도 5a 내지 5g는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법을 나타내는 단면도.5A-5G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in accordance with the present invention.

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

1 : 실리콘 기판1: silicon substrate

2 : 절연 영역2: insulation area

3 : 게이트 절연층3: gate insulating layer

4 : 게이트 전극4: gate electrode

5 : 보호 절연층5: protective insulation layer

6a/6 : 소스/드레인 영역6a / 6: Source / Drain Area

7 : 제1 층간 절연층7: first interlayer insulating layer

8 : 제1 레벨의 도전성 스트립8: first level conductive strip

9 : 접촉 플러그9: contact plug

10 : 제2 층간 절연층10: second interlayer insulating layer

11 : 제2 레벨의 도전성 스트립11: second level conductive strip

반도체 집적 회로 장치 및 방법의 특징 및 장점에 대해서는 첨부하는 도면들과 연계하여 설명되는 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 용이하게 이해될 것이다Features and advantages of the semiconductor integrated circuit device and method will be more readily understood from the following detailed description, which is described in conjunction with the accompanying drawings.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 반도체 집적 회로 장치는 실리콘 기판(1)상에서 제조된다. 절연 영역(2)은 실리콘 기판(1)에 형성되며 복수의 활성 영역을 한정한다. 복수의 전계 효과 트랜지스터는 상기 복수의 활성 영역에 선택적으로 할당된다. 소스/드레인 영역(6a/6)은 소정의 간격으로 실리콘 기판(1)의 표면부에 형성되며 소스/드레인 영역(6a/6) 사이의 실리콘 기판(1)은 전계 효과 트랜지스터의 채널 영역으로서 작용한다. 채널 영역은 게이트 절연층(4)으로 피복되며, 게이트 전극(4)은 얇은 게이트 절연층(3)에 각각 적층된다. 게이트 전극(4)은 보호 절연층(5)에 의해서 각각 둘러싸인다. 보호 절연층(5) 사이에는 갭이 한정된다. 제1 층간 절연층(7)은 보호 절연층(5) 상에 형성되며 제1 층간 절연층(7)에 접촉홀이 형성된다. 갭이 접촉홀에 이어져있으므로 소스/드레인 영역이 접촉홀 방향으로 열려져 있다.First, referring to FIG. 2, the semiconductor integrated circuit device of the present invention is manufactured on a silicon substrate 1. An insulating region 2 is formed in the silicon substrate 1 and defines a plurality of active regions. A plurality of field effect transistors is selectively assigned to the plurality of active regions. The source / drain regions 6a / 6 are formed in the surface portion of the silicon substrate 1 at predetermined intervals, and the silicon substrate 1 between the source / drain regions 6a / 6 serves as a channel region of the field effect transistor. do. The channel region is covered with the gate insulating layer 4, and the gate electrode 4 is laminated on the thin gate insulating layer 3, respectively. The gate electrode 4 is surrounded by the protective insulating layer 5, respectively. The gap is defined between the protective insulating layers 5. The first interlayer insulating layer 7 is formed on the protective insulating layer 5, and contact holes are formed in the first interlayer insulating layer 7. Since the gap is connected to the contact hole, the source / drain area is opened in the direction of the contact hole.

접촉 플러그(9)는 접촉홀과 갭 내에 선택적으로 형성되며 소스 영역(6a)과 접촉 상태로 유지되어 있다. 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 제1 층간 절연층(7)상에 형성되며, 접촉홀 및 갭을 통해서 드레인 영역(6)과 직접 접촉 상태로 유지되어 있다.The contact plug 9 is selectively formed in the contact hole and the gap and remains in contact with the source region 6a. The first level of conductive strip 8 is formed on the first interlayer insulating layer 7 and is kept in direct contact with the drain region 6 via contact holes and gaps.

제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 제2 층간 절연층(10)으로 피복되며 접촉홀은 제2 층간 절연층(10)에 형성된다. 접촉 플러그(9)는 제2 층간 절연층(10) 내에 형성된 접촉홀에 대하여 노출되어 있다. 제2 레벨의 도전성 스트립(11)은 제2 층간 절연층(11)상에 형성되며 제2 층간 절연층(10) 내에 형성된 접촉홀을 통해서 접촉 플러그(9)와 접촉 상태로 유지되어 있다.The first level of conductive strip 8 is covered with a second interlayer insulating layer 10 and contact holes are formed in the second interlayer insulating layer 10. The contact plug 9 is exposed to the contact holes formed in the second interlayer insulating layer 10. The second level conductive strip 11 is formed on the second interlayer insulating layer 11 and is kept in contact with the contact plug 9 through a contact hole formed in the second interlayer insulating layer 10.

제1 레벨의 도전성 스트립(8)과 실리콘 기판(1)간의 거리는 제2 레벨의 도전성 스트립(11)과 실리콘 기판(1)간의 거리보다 짧다. 제2 레벨의 도전성 스트립(11)의 경우에는 접촉 플러그(9)가 요구되지만, 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 실리콘 기판(1)에 대하여 제2 레벨의 도전성 스트립(11)보다 가까워서 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 어떤 접촉 플러그 없이도 드레인 영역(6)과 접촉 상태로 유지되어 있다. 이것은 제1 레벨의 도전성 스트립(8)에 대해서는 어떤 정합 마진이 필요하지 않다는 것을 의미한다. 이로 인하여 전계 효과 트랜지스터들은 고밀도로 실리콘 기판(1)상에 집적된다. 따라서, 도 2에 도시된 구조는 차세대의 초대규모 반도체 집적 회로 장치에 바람직하다.The distance between the first level conductive strip 8 and the silicon substrate 1 is shorter than the distance between the second level conductive strip 11 and the silicon substrate 1. In the case of the second level conductive strip 11, a contact plug 9 is required, but the first level conductive strip 8 is closer to the silicon substrate 1 than the second level conductive strip 11. The one level conductive strip 8 remains in contact with the drain region 6 without any contact plugs. This means that no matching margin is needed for the first level of conductive strip 8. As a result, the field effect transistors are integrated on the silicon substrate 1 at a high density. Therefore, the structure shown in FIG. 2 is desirable for the next generation of ultra-large scale semiconductor integrated circuit device.

반도체 집적 회로 장치는 다음과 같이 제조된다. 도 3a 내지 도 3g는 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법을 도시하고 있다. 그 방법은 실리콘 기판(1)을 준비하는 단계로부터 시작되며, 절연 영역(2)은 실리콘 기판(1)의 표면 부분에 선택적으로 형성된다. 얇은 실리콘 산화물층(3a)은 실리콘 기판(1)의 주표면 상에 성장되며 10㎚ 두께 정도이다.The semiconductor integrated circuit device is manufactured as follows. 3A-3G illustrate a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device. The method starts with the step of preparing the silicon substrate 1, wherein the insulating region 2 is selectively formed in the surface portion of the silicon substrate 1. The thin silicon oxide layer 3a is grown on the main surface of the silicon substrate 1 and is about 10 nm thick.

이어서, 텅스텐 실리사이드가 박박 실리콘 산화물층(3a)위에 피착되어 200㎚ 두께의 텅스텐 실리사이드층(12)을 형성한다. 텅스텐 실리사이드층(12)상에 실리콘 질화물층이 피착되어 150㎚ 두께의 실리콘 질화물층(13)을 형성한다. 도 3a에 최종의 구조물이 도시되어 있다.Then, tungsten silicide is deposited on the thin silicon oxide layer 3a to form a 200 nm thick tungsten silicide layer 12. A silicon nitride layer is deposited on the tungsten silicide layer 12 to form a 150 nm thick silicon nitride layer 13. The final structure is shown in Figure 3a.

포토레지스트 용액이 실리콘 질화물층(13)상에 스핀온되어 소부됨으로써 포토레지스트층이 형성된다. 게이트 전극에 대한 패턴 이미지는 포토레지스트층으로 전사되며 포토레지스트층에 잠상이 형성된다. 잠상이 현상되고 포토레지스트층은 포토레지스트 에칭 마스크(도시 생략)로 패턴된다. 따라서, 포토레지스트 에칭 마스크는 포토리소그래피를 통하여 실리콘 질화물층(13)상에 형성된다.The photoresist solution is spun on and baked on the silicon nitride layer 13 to form a photoresist layer. The pattern image for the gate electrode is transferred to the photoresist layer and a latent image is formed on the photoresist layer. The latent image is developed and the photoresist layer is patterned with a photoresist etching mask (not shown). Thus, a photoresist etching mask is formed on the silicon nitride layer 13 through photolithography.

실리콘 질화물층(13), 텅스텐 실리사이드층(12) 및 실리콘 산화물층(3)은 건식 에칭에 의해서 선택적으로 에칭된다. 건식 에칭의 완료후에, 얇은 게이트 절연층(3), 게이트 전극(4) 및 상부 절연층(14)이 도 3b에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(1)의 주표면 상에 남게 된다. 게이트 전극(4)은 길이가 200㎚ 정도이며 200㎚의 간격으로 서로 공간 이격되어 있다. 게이트 절연층(3), 게이트 전극(4) 및 상부 절연층(14)은 전체적으로 게이트 구조를 구성한다.The silicon nitride layer 13, tungsten silicide layer 12 and silicon oxide layer 3 are selectively etched by dry etching. After completion of the dry etching, the thin gate insulating layer 3, the gate electrode 4 and the upper insulating layer 14 remain on the main surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 3B. The gate electrodes 4 are about 200 nm long and spaced apart from each other at intervals of 200 nm. The gate insulating layer 3, the gate electrode 4 and the upper insulating layer 14 constitute a gate structure as a whole.

이어서, 최종 구조물의 전면에 실리콘 질화물이 피착되며, 50㎚ 두께의 실리콘 질화물층이 동형으로 형성된다. 실리콘 질화물층은 에치백되며 측벽 스페이서(15)는 게이트 구조물의 측면에 형성된다. 상부 절연층(14) 및 측벽 스페이서(15)는 전체적으로 보호 절연층(5)을 구성한다.Subsequently, silicon nitride is deposited on the front surface of the final structure, and a 50 nm thick silicon nitride layer is formed homogeneously. The silicon nitride layer is etched back and sidewall spacers 15 are formed on the sides of the gate structure. The upper insulating layer 14 and the sidewall spacers 15 constitute the protective insulating layer 5 as a whole.

도펀트 불순물은 측벽 스페이서(15) 사이의 갭에 노출된 실리콘 기판(1)으로 도입되며, 소스/드레인 영역(6a/6)을 형성한다. 수소 함유 실리콘 산화물의 용액은 최종 구조물의 전면 위로 확산되며 100 내지 200℃에서 열처리된다. 이어서, 최종의 구조물은 수소 함유 실리콘 산화물층으로 피복된다. 수소 함유 실리콘 산화물층은 450℃에서 10-9torr 내지 10-3torr의 진공중에서 어닐링된다. 어닐링이 완료된 후에 수소 함유 실리콘 산화물층은 수 % 정도의 수소를 더 함유하게 된다. 수소 실세스큐옥산( Hydrogen silsesquioxane), 축약어로 "HSQ"는 수소 함유 실리콘 산화물로서 사용될 수 있다. 따라서, 최종의 구조물은 도 3c에 도시된 바와 같이 수소 함유 실리콘 산화물층으로 피복되어 제1 층간 절연층(7)으로서 작용한다.Dopant impurities are introduced into the silicon substrate 1 exposed in the gap between the sidewall spacers 15 and form source / drain regions 6a / 6. The solution of hydrogen containing silicon oxide diffuses over the front of the final structure and is heat treated at 100 to 200 ° C. The final structure is then covered with a hydrogen containing silicon oxide layer. The hydrogen containing silicon oxide layer is annealed at 450 ° C. in a vacuum of 10 −9 torr to 10 −3 torr. After the annealing is completed, the hydrogen-containing silicon oxide layer further contains about several percent hydrogen. Hydrogen silsesquioxane, abbreviation "HSQ", may be used as the hydrogen containing silicon oxide. Thus, the final structure is covered with a hydrogen containing silicon oxide layer as shown in FIG. 3C to act as the first interlayer insulating layer 7.

이어서, 포토레지스트 에칭 마스크(16)가 포토리소그래피에 의해서 제1 층간 절연층(7)상에서 패턴되어 제1 층간 절연층(7)이 선택적으로 에칭된다. 보호 절연층(5)은 거의 에칭되지 않는데, 그 이유는 보호 절연층이 실리콘 질화물로 구성되어 있기 때문이다. 따라서, 접촉홀(17)이 제1 층간 절연층(7)내에 형성되고 도 3d에 도시된 게이트 구조물 사이의 갭에 이어져 있다. 접촉홀(17)은 200㎚ 정도의 치수를 갖는다.The photoresist etch mask 16 is then patterned on the first interlayer insulating layer 7 by photolithography to selectively etch the first interlayer insulating layer 7. The protective insulating layer 5 is hardly etched because the protective insulating layer is made of silicon nitride. Thus, a contact hole 17 is formed in the first interlayer insulating layer 7 and leads to a gap between the gate structures shown in FIG. 3D. The contact hole 17 has a dimension of about 200 nm.

이어서, 인 도핑된 다결정 실리콘 또는 비소 도핑된 다결정 실리콘이 최종 구조물의 전면에 피착된다. 도핑된 다결정 실리콘은 갭 및 접촉홀(17)을 매립하고 부풀어 올라 도전층(18)을 이룬다. 다결정 텅스텐 실리사이드는 도전층(18) 위에 피착되며 도 3e에 도시된 바와 같이 150㎚ 두께의 실리사이드층(19)을 형성한다.Subsequently, phosphorus doped polycrystalline silicon or arsenic doped polycrystalline silicon is deposited on the front surface of the final structure. Doped polycrystalline silicon fills and swells the gap and contact hole 17 to form a conductive layer 18. Polycrystalline tungsten silicide is deposited over the conductive layer 18 and forms a 150 nm thick silicide layer 19 as shown in FIG. 3E.

200㎚ 두께의 하드 마스크(20)는 실리사이드층(19)상에서 패턴된다. 예를 들면, 하드 마스크(20)는 화학 기상 증착에 의해서 피착된 실리콘 산화물로 형성되며 300㎚ 정도의 치수를 갖는다. 하드 마스크(20)를 에칭 마스크로 사용하고 다음의 조건에서 이방성 건식 에칭을 사용함으로써 실리사이드층(19) 및 도전층(18)이 선택적으로 에칭된다. 플라즈마가 발생되는 공급 가스로서는 Cl2, HBr 및 O2의 가스 혼합물이 사용된다. 제1 층간 절연층(7)이 노출될 때에 수소가 제1 층간 절연층(7)으로부터 방출된다. 수소는 공급 가스와 반응하며 플라즈마 상태에서 종(species)의 양을 감소시킨다. 이로 인하여 이방성 건식 에칭이 종료된다. 따라서, 제1 층간 절연층(7)은 하드 마스크(20) 내에 형성된 움푹 들어간 공간 아래에서 갭에 노출되고 접촉 플러그(9) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 도 3f에 도시된 바와 같이 동시에 형성된다. 예를 들면, 접촉 플러그(9)의 각각은 하부 부분보다 폭이 넓은 상부 부분을 갖고 접촉 패드로 분류된다. 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 도핑된 다결정 실리콘층 및 실리사이드층의 적층 구조를 갖는다.A 200 nm thick hard mask 20 is patterned on the silicide layer 19. For example, the hard mask 20 is formed of silicon oxide deposited by chemical vapor deposition and has a dimension of about 300 nm. The silicide layer 19 and the conductive layer 18 are selectively etched by using the hard mask 20 as an etching mask and using anisotropic dry etching under the following conditions. As a feed gas from which plasma is generated, a gas mixture of Cl 2 , HBr and O 2 is used. Hydrogen is released from the first interlayer insulating layer 7 when the first interlayer insulating layer 7 is exposed. Hydrogen reacts with the feed gas and reduces the amount of species in the plasma state. This ends the anisotropic dry etching. Thus, the first interlayer insulating layer 7 is exposed to a gap below the recessed space formed in the hard mask 20 and the contact plug 9 and the first level conductive strip 8 are shown in FIG. 3F. Formed at the same time. For example, each of the contact plugs 9 has a wider upper portion than the lower portion and is classified as a contact pad. The first level of conductive strip 8 has a stacked structure of doped polycrystalline silicon layer and silicide layer.

제1 레벨의 도전성 스트립(8), 즉 드레인 영역(6)과 접촉 상태로 유지된 하부 부분과 제1 층간 절연층(7) 상의 상부 부분 간의 경계부에 대해서는 정합 마진이 요구되지 않는다. 따라서, 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 종래의 제1 레벨의 도전성 스트립(115)의 것보다 더 좁은 간격으로 제1 층간 절연층(7)에 형성된다.No matching margin is required for the conductive strip 8 of the first level, i.e. the boundary between the lower part kept in contact with the drain region 6 and the upper part on the first interlayer insulating layer 7. Thus, the first level of conductive strip 8 is formed in the first interlayer insulating layer 7 at a narrower interval than that of the conventional first level of conductive strip 115.

이어서, 제2 층간 절연층(10)은 화학 기상 증착에 의해서 최종 구조물 상에 형성되고 제2 접촉홀(21)은 제2 층간 절연층(10)에 형성된다. 접촉 플러그(9)는 도 3g에 도시된 바와 같이 제2 접촉홀(21)에 노출된다.Subsequently, the second interlayer insulating layer 10 is formed on the final structure by chemical vapor deposition and the second contact hole 21 is formed in the second interlayer insulating layer 10. The contact plug 9 is exposed to the second contact hole 21 as shown in FIG. 3G.

마지막으로, 제2 레벨의 도전성 스트립(11)은 제2 층간 절연층(10)상에 형성되며 도 2에 도시된 바와 같이 접촉 플러그(9)에 접속된다.Finally, a second level conductive strip 11 is formed on the second interlayer insulating layer 10 and connected to the contact plug 9 as shown in FIG.

상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 접촉 플러그(9) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 이방성 건식 에칭을 통하여 동시에 형성된다. 접촉 플러그(112/112a)에 대한 포토리소그래피 및 건식 에칭은 본 발명에 따른 공정에서 제거되었다. 따라서, 본 발명에 따른 공정은 종래의 공정보다 간단하다.As can be seen from the above description, the contact plug 9 and the first level conductive strip 8 are formed simultaneously through anisotropic dry etching. Photolithography and dry etching on the contact plugs 112 / 112a were removed in the process according to the present invention. Thus, the process according to the invention is simpler than the conventional process.

수소 함유 실리콘 산화물이 에칭 스토퍼로서 작용함으로써 제작자는 수소 함유 실리콘 산화물의 제1 층간 절연층(7)을 사용하여 이방성 에칭을 정확히 제어한다.By acting as an etch stopper, the hydrogen containing silicon oxide allows the manufacturer to precisely control the anisotropic etching using the first interlayer insulating layer 7 of the hydrogen containing silicon oxide.

제2 실시예Second embodiment

도 4는 본 발명에 따른 다른 반도체 집적 회로 장치의 구조를 도시한 것이다. 제2 실시예의 반도체 집적 회로 장치는 접촉 플러그(9a)를 제외하고 제1 실시예의 반도체 집적 회로 장치와 유사하다. 제2 실시예의 다른 층 및 영역은 설명의 간략화를 위해서 제1 실시예의 대응층 및 영역을 나타내는 참조 번호로 병기되어 있다.4 illustrates a structure of another semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The semiconductor integrated circuit device of the second embodiment is similar to the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment except for the contact plug 9a. Other layers and regions of the second embodiment are denoted by reference numerals representing corresponding layers and regions of the first embodiment for simplicity of explanation.

전계 효과 트랜지스터(3/4/6/6a)는 보호 절연층(5)으로 피복되어 있으며, 접촉 플러그(9a)는 제1 층간 절연층에 형성된 접촉홀 내에 형성되어 있다. 제1 층간 절연층은 보호 절연층(5) 사이의 갭 내에 남아있다. 접촉 플러그(9a)는 보호 절연층(5)의 상부 표면으로 연장되지 않는다. 접촉 플러그(9a)는 소스 영역(6a)과 접촉 상태로 유지된다.The field effect transistor 3/4/6 / 6a is covered with the protective insulating layer 5, and the contact plug 9a is formed in the contact hole formed in the first interlayer insulating layer. The first interlayer insulating layer remains in the gap between the protective insulating layers 5. The contact plug 9a does not extend to the upper surface of the protective insulating layer 5. The contact plug 9a is kept in contact with the source region 6a.

제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 도전성 절연층(5)상에서 직접 패턴되며 드레인 영역(6)과 접촉 상태로 유지된다. 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 제2 층간 절연층(10)으로 피복되어 있으며 접촉홀은 제2 층간 절연층 내에 형성되어 있다. 접촉 플러그(9a)는 접촉홀에 대해 노출되며 제2 레벨의 도전성 스트립(11)은 층간 절연층(10) 내에 형성된 접촉홀을 통하여 접촉홀(9a)과 접촉 상태로 유지된다.The first level of conductive strip 8 is patterned directly on the conductive insulating layer 5 and remains in contact with the drain region 6. The first level of conductive strip 8 is covered with a second interlayer insulating layer 10 and contact holes are formed in the second interlayer insulating layer. The contact plug 9a is exposed to the contact hole and the second level conductive strip 11 is kept in contact with the contact hole 9a through a contact hole formed in the interlayer insulating layer 10.

반도체 집적 회로 장치는 다음과 같이 제조된다. 도 5a 내지 5g는 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 공정을 도시하고 있는 것이다. 절연 영역(2)은 제1 실시예와 유사하게 실리콘 기판(1)에 형성된다. 얇은 실리콘 산화물층(3a)은 실리콘 기판(1)의 주표면 상에 성장되며, 5㎚ 정도의 두께로 형성된다.The semiconductor integrated circuit device is manufactured as follows. 5A through 5G illustrate a process of manufacturing a semiconductor integrated circuit device. The insulating region 2 is formed in the silicon substrate 1 similarly to the first embodiment. The thin silicon oxide layer 3a is grown on the main surface of the silicon substrate 1 and is formed to a thickness of about 5 nm.

이어서, 텅스텐 실리사이드가 얇은 실리콘 산화물층(3a)위에 피착되며 150㎚ 두께의 텅스텐 실리사이드층(12)을 형성한다. 실리콘 질화믈은 텅스텐 실리사이드층(12)위에 피착되며 100㎚ 두께의 실리콘 질화물층(13)을 형성한다. 최종의 구조물이 도 5a에 도시되어 있다.Then, tungsten silicide is deposited on the thin silicon oxide layer 3a to form a 150 nm thick tungsten silicide layer 12. Silicon nitride is deposited on the tungsten silicide layer 12 to form a silicon nitride layer 13 having a thickness of 100 nm. The final structure is shown in FIG. 5A.

포토레지스트 에칭 마스크가 포토리소그래피를 통해서 실리콘 질화물층(13)상에서 형성된다. 실리콘 질화물층(13), 텅스텐 실리사이드층(12) 및 실리콘 산화물층(3)은 건식 에칭에 의해서 선택적으로 에칭된다. 건식 에칭 완료 후에, 얇은 게이트 절연층(3), 게이트 전극(4) 및 상부 절연층(14)이 도 5b에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(1)의 주표면 상에 남게 된다. 게이트 전극(4)은 150㎚ 정도의 길이를 가지며 150㎚의 간격으로 서로 이격되어 있다. 게이트 절연층(3), 게이트 전극(4) 및 상부 절연층(14)는 전체로서 게이트 구조를 구성한다.A photoresist etch mask is formed on the silicon nitride layer 13 through photolithography. The silicon nitride layer 13, tungsten silicide layer 12 and silicon oxide layer 3 are selectively etched by dry etching. After the dry etching is completed, the thin gate insulating layer 3, the gate electrode 4 and the upper insulating layer 14 remain on the main surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 5B. The gate electrodes 4 have a length of about 150 nm and are spaced apart from each other at intervals of 150 nm. The gate insulating layer 3, the gate electrode 4 and the upper insulating layer 14 constitute a gate structure as a whole.

이어서, 실리콘 질화물이 최종 구조물의 전면에 피착되며 30㎚ 두께의 실리콘 질화물층이 동형으로 형성된다. 실리콘 질화물층이 에치백되며 게이트 구조물의 측면에 측벽 스페이서가 형성된다. 상부 절연층(14) 및 측벽 스페이서는 전체적으로 보호 절연층(5)을 구성한다. 도펀트 불순물은 보호 절연층(5) 사이의 갭에 노출된 실리콘 기판(1)으로 도입되며 소스/드레인 영역(6a/6)을 형성한다.Subsequently, silicon nitride is deposited on the front surface of the final structure and a 30 nm thick silicon nitride layer is formed homogeneously. The silicon nitride layer is etched back and sidewall spacers are formed on the sides of the gate structure. The upper insulating layer 14 and the sidewall spacers constitute the protective insulating layer 5 as a whole. Dopant impurities are introduced into the silicon substrate 1 exposed in the gap between the protective insulating layers 5 and form source / drain regions 6a / 6.

실리콘 산화물은 화학 기상 증착에 의해서 최종 구조의 전면에 피착된다. 실리콘 산화물은 보호 절연층(5) 사이의 갭을 매립하고 실리콘 산화물층으로 부풀어 오른다. 실리콘 산화물층은 화학적으로 기계식으로 연마되며 제1 층간 절연층(7a)은 도 5c에 도시된 바와 같이 보호 절연층(5)사이의 갭에 남겨진다. 보호 절연층(5)은 연마 스토퍼로서 작용하며 제1 층간 절연층(7a)은 결코 보호 절연층(5)상에 남겨지지 않는다.Silicon oxide is deposited on the front of the final structure by chemical vapor deposition. Silicon oxide fills in the gap between the protective insulating layers 5 and swells into the silicon oxide layer. The silicon oxide layer is chemically mechanically polished and the first interlayer insulating layer 7a is left in the gap between the protective insulating layers 5 as shown in FIG. 5C. The protective insulating layer 5 acts as a polishing stopper and the first interlayer insulating layer 7a is never left on the protective insulating layer 5.

이어서, 포토레지스트 에칭 마스크(16)가 포토리소그래피에 의해서 보호 절연층(5) 및 제1 층간 절연층(7) 상에서 패턴되며 제1 층간 절연층(7)은 선택적으로 에칭된다. 보호 절연층(5)은 거의 에칭되지 않는데, 그 이유는 보호층이 실리콘 질화물로 형성되어 있기 때문이다. 따라서, 접촉홀(17a)이 제1 층간 절연층(7a)에 형성되고, 소스/드레인 영역(6a/6)이 도 5d에 도시된 바와 같이 접촉홀(17a)에 노출된다. 접촉홀(17a)은 100㎚ 정도의 치수를 갖는다.The photoresist etch mask 16 is then patterned on the protective insulating layer 5 and the first interlayer insulating layer 7 by photolithography and the first interlayer insulating layer 7 is selectively etched. The protective insulating layer 5 is hardly etched because the protective layer is formed of silicon nitride. Thus, a contact hole 17a is formed in the first interlayer insulating layer 7a, and the source / drain regions 6a / 6 are exposed to the contact hole 17a as shown in FIG. 5D. The contact hole 17a has a dimension of about 100 nm.

이어서, 최종 구조는 도전층(18a)으로 피복되며, 150㎚ 두께의 실리사이드층(19)은 도 5e에 도시된 바와 같이 도전층(18a)상에 적층된다. 예를 들면, 도전층(18a)은 인 도핑된 비정질 실리콘 또는 비소 도핑된 비정질 실리콘으로 형성되며 실리사이드층(19)도 비정질이다.The final structure is then covered with a conductive layer 18a, and a 150 nm thick silicide layer 19 is deposited on the conductive layer 18a as shown in FIG. 5E. For example, the conductive layer 18a is formed of phosphorus doped amorphous silicon or arsenic doped amorphous silicon, and the silicide layer 19 is also amorphous.

200㎚ 두께의 하드 마스크(20)는 실리사이드층(19)상에서 패턴된다. 예를 들면, 하드 마스크(20)는 플라즈마 화학 기상 증착에 의해서 피착된 실리콘 산화물로 형성되며 200㎚ 정도의 치수를 갖는다. 하드 마스크(20)를 에칭 마스크로 사용하고, 이방성 건식 에칭을 사용함으로써 실리사이드층(19) 및 도전층(18a)이 선택적으로 에칭된다. 이방성 에칭은 제1 실시예와 유사한 조건에서 행해졌다. 상술한 바와 같이, 도전층(18a) 및 실리사이드층(19)은 비정질이므로, 표면 구성은 제1 실시예의 표면 구성보다 더욱 완화된다. 이러한 이유로, 이방성 건식 에칭의 종료가 쉽게 결정된다. 접촉 플러그(9a) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 도 5f에 도시된 바와 같이 동시에 형성된다. 예를 들면, 접촉 플러그(9)의 각각은 보호 절연층(5)의 상부면보다 높지 않은 상부면을 갖는다.A 200 nm thick hard mask 20 is patterned on the silicide layer 19. For example, the hard mask 20 is formed of silicon oxide deposited by plasma chemical vapor deposition and has a dimension of about 200 nm. The silicide layer 19 and the conductive layer 18a are selectively etched by using the hard mask 20 as an etching mask and using anisotropic dry etching. Anisotropic etching was performed on the conditions similar to 1st Example. As described above, since the conductive layer 18a and the silicide layer 19 are amorphous, the surface configuration is more relaxed than the surface configuration of the first embodiment. For this reason, the end of the anisotropic dry etching is easily determined. The contact plug 9a and the first level of conductive strip 8 are formed simultaneously as shown in FIG. 5F. For example, each of the contact plugs 9 has an upper surface which is not higher than the upper surface of the protective insulating layer 5.

비정질 실리콘 및 비정질 실리사이드는 열처리를 통해서 결정화되며, 다결정 실리콘 및 다결정 실리사이드로 피복된다. 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 도프된 다결정 실리콘층 및 다결정 실리사이드층의 적층 구조를 가지며 접촉 플러그(9a)는 다결정 실리콘으로 형성된다.Amorphous silicon and amorphous silicide are crystallized through heat treatment and coated with polycrystalline silicon and polycrystalline silicide. The first level conductive strip 8 has a laminated structure of a doped polycrystalline silicon layer and a polycrystalline silicide layer and the contact plug 9a is formed of polycrystalline silicon.

제1 레벨의 도전성 스트립(8), 즉 드레인 영역(6)과 접촉 상태로 유지된 하부 부분과 보호 절연층(5) 위의 상부 부분 간의 경계부에 대해서는 정합 마진이 요구되지 않는다. 따라서, 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 종래의 제1 레벨의 도전성 스트립(115)의 것보다 더 좁은 간격으로 보호 절연층(5)에 형성된다.No matching margin is required for the conductive strip 8 of the first level, i.e. the boundary between the lower part kept in contact with the drain region 6 and the upper part over the protective insulating layer 5. Therefore, the first level conductive strip 8 is formed in the protective insulating layer 5 at a narrower interval than that of the conventional first level conductive strip 115.

이어서, 제2 층간 절연층(10)은 화학 기상 증착에 의해서 최종 구조물 상에 형성되고 제2 접촉홀(21)은 제2 층간 절연층(10)에 형성된다. 접촉 플러그(9)는 도 5g에 도시된 바와 같이 제2 접촉홀(21)에 노출된다.Subsequently, the second interlayer insulating layer 10 is formed on the final structure by chemical vapor deposition and the second contact hole 21 is formed in the second interlayer insulating layer 10. The contact plug 9 is exposed to the second contact hole 21 as shown in FIG. 5G.

마지막으로, 제2 레벨의 도전성 스트립(11)은 제2 층간 절연층(10)상에 형성되며 도 4에 도시된 바와 같이 접촉 플러그(9)에 접속된다.Finally, a second level conductive strip 11 is formed on the second interlayer insulating layer 10 and connected to the contact plug 9 as shown in FIG.

도 5a 내지 5g에 도시된 공정은 종래의 공정보다도 더욱 간단하며, 접촉 플러그(9a)는 제1 레벨의 도전성 스트립(8)과 결코 쇼트되지 않는다. 그 이유는 접촉 플러그(9a)가 접촉홀(17a)의 내부에 형성되어 있기 때문이다.The process shown in FIGS. 5A-5G is simpler than the conventional process, and the contact plug 9a is never shorted with the conductive strip 8 of the first level. This is because the contact plug 9a is formed inside the contact hole 17a.

도 2 및 도 4에 도시된 구조는 다이내믹 랜덤 액세스 메모리셀에 적용될 수 있다. 예를 들면, 제1 도전성 스트립(8)은 비트 라인으로서 작용하며, 전계 효과 트랜지스터(3/4/6/6a)은 다이내믹 랜덤 액세스 메모리셀의 액세스 트랜지스터로 각각 작용한다. 제2 도전성 스트립(11)은 유전층으로 피복되며, 카운터 전극은 유전층을 통해서 제2 도전성 스트립(11)에 대향된다.2 and 4 may be applied to a dynamic random access memory cell. For example, the first conductive strip 8 acts as a bit line, and the field effect transistors 3/4/6 / 6a each act as an access transistor of a dynamic random access memory cell. The second conductive strip 11 is covered with a dielectric layer and the counter electrode is opposed to the second conductive strip 11 through the dielectric layer.

상술한 설명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 드레인 영역(6)과 직접 접촉 상태로 유지되며, 제1 레벨의 도전성 스트립에 대해서 어떤 정합 마진이 필요하지 않게 된다. 이러한 이유로 인하여, 제1 레벨의 도전성 스트립(8)은 고밀도로 배열된다. 따라서, 본 발명에 따른 공정은 차세대의 초대규모 반도체 집적 회로 장치에 적용될 수 있다.As can be seen from the description above, the first level of conductive strip 8 remains in direct contact with the drain region 6 and no matching margin is required for the first level of conductive strip. . For this reason, the conductive strip 8 of the first level is arranged at a high density. Therefore, the process according to the present invention can be applied to the next generation of ultra-large scale semiconductor integrated circuit device.

또한, 접촉 플러그(9a) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8)이 동시에 형성됨으로써 공정 시퀀스가 종래의 공정보다 단순화된다.In addition, the contact plug 9a and the first level of conductive strip 8 are formed simultaneously to simplify the process sequence than the conventional process.

제1 층간 절연층이 수소 함유 실리콘 산화물로 형성되는 경우에, 수소가 노출후에 건식 에칭 동안에 수소 함유 실리콘 산화물로부터 방출되어 자동적으로 건식 에칭을 종료시킨다. 따라서, 수소 함유 실리콘 산화물로 인하여 건식 에칭이 양호하게 제어된다.In the case where the first interlayer insulating layer is formed of hydrogen containing silicon oxide, hydrogen is released from the hydrogen containing silicon oxide during the dry etching after exposure to automatically terminate the dry etching. Therefore, dry etching is well controlled due to the hydrogen containing silicon oxide.

본 발명의 특정한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙련된 자에게는 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변화가 이루어 질 수 있음을 알 수 있을 것이다.While specific embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

예를 들면, 본 발명은 층간 절연층에 형성된 관통홀 내의 수직 상호 접속부에 적용될 수 있다.For example, the present invention can be applied to vertical interconnects in through holes formed in an interlayer insulating layer.

상술한 실시예에서는 접촉 플러그(9a) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8)이 게이트 전극(4)과 교대로 배치되어 있지만, 접촉 플러그(9a) 및 제1 레벨의 도전성 스트립(8) 사이에 하나 이상의 게이트 전극을 형성할 수도 있다.In the above-described embodiment, the contact plug 9a and the first level conductive strip 8 are alternately arranged with the gate electrode 4, but between the contact plug 9a and the first level conductive strip 8. One or more gate electrodes may be formed.

Claims (17)

반도체 기판(1) 상에 제조된 반도체 집적 회로 장치에 있어서,In the semiconductor integrated circuit device manufactured on the semiconductor substrate 1, 상기 반도체 기판의 주표면 위에 형성된 적어도 2개의 도전부(6/6a),At least two conductive portions 6 / 6a formed on the main surface of the semiconductor substrate, 상기 적어도 2개의 도전부를 피복하며 상기 적어도 2개의 도전부가 노출되는 홀(17, 17a)을 갖는 제1 절연층(5/7, 5/7a),A first insulating layer 5/7, 5 / 7a covering the at least two conductive portions and having holes 17, 17a exposing the at least two conductive portions, 상기 홀중 하나의 홀에 형성되며 상기 적어도 2개의 도전부중 관련된 도전부(6a)와 접촉 상태로 유지되어 있는 접촉 플러그(9, 9a),Contact plugs 9 and 9a formed in one of the holes and held in contact with an associated conductive portion 6a of the at least two conductive portions, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 적어도 2개의 도전부중 다른 도전부(6)에 전기적으로 접속된 제1 도전성 스트립(8),A first conductive strip 8 formed on the first insulating layer and electrically connected to another of the at least two conductive parts 6, 상기 제1 절연층 및 상기 제1 도전성 스트립을 피복하며 상기 접촉 플러그가 노출되는 홀(21)를 가진 제2 절연층(10), 및A second insulating layer 10 having a hole 21 covering the first insulating layer and the first conductive strip and exposing the contact plug, and 상기 제2 절연층 상에 형성되며 상기 홀을 통하여 상기 접촉 플러그와 접촉 상태로 유지되어 있는 제2 도전성 스트립(11)A second conductive strip 11 formed on the second insulating layer and held in contact with the contact plug through the hole; 을 포함하며Including 상기 제1 도전성 스트립(8)은 상기 홀중 관련된 홀을 통하여 상기 적어도 2개의 도전부중 다른 도전부(6)와 접촉 상태로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.And said first conductive strip (8) is held in contact with another of said at least two conductive parts (6) through an associated one of said holes. 제1항에 있어서, 소정의 간격으로 상기 주표면에 형성된 각 게이트 구조(3/4/5), 및 상기 반도체 기판의 표면 부분에 형성되며, 상기 게이트 구조물 사이에 한정되어 상기 홀의 일부로서 작용하는 갭에 노출된 소스 및 드레인 영역(6/6a)을 포함하는 복수의 전계 효과 트랜지스터를 더 포함하며, 상기 도전부는 2개의 소스/드레인 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.2. The gate structure according to claim 1, wherein each gate structure (3/4/5) formed on the main surface at predetermined intervals, and a surface portion of the semiconductor substrate, are defined between the gate structures and act as part of the holes. And a plurality of field effect transistors comprising source and drain regions (6 / 6a) exposed in the gap, wherein the conductive portion is comprised of two source / drain regions. 제2항에 있어서, 상기 게이트 구조는 소정의 간격으로 상기 주표면에 형성된 각 게이트 절연층(3), 상기 게이트 절연층(3)상에 각각 형성된 각 게이트 전극(4), 및 상기 게이트 전극을 피복하고 상기 갭을 한정하며 상기 제1 절연층의 일부로서 작용하는 각 보호 절연층(5)을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.3. The gate structure according to claim 2, wherein the gate structure comprises a gate insulating layer 3 formed on the main surface, a gate electrode 4 formed on the gate insulating layer 3, and the gate electrode at predetermined intervals. And each protective insulating layer (5) covering and defining said gap and acting as part of said first insulating layer. 제3항에 있어서, 상기 게이트 구조의 보호 절연층(5)은 상기 제1 절연층의 다른 부분으로서 작용하는 제1 층간 절연층(7)에 의해서 피복되며, 상기 접촉 플러그(9)는 상기 제1 층간 절연층(7)에 형성되며 상기 홀중 하나의 홀의 다른 부분으로서 작용하는 움푹파인 공간(hollow space)의 보호 절연층(5)의 상부 표면을 차지하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.4. The protective insulating layer (5) of the gate structure is covered by a first interlayer insulating layer (7) which acts as another part of the first insulating layer, and the contact plug (9) A semiconductor integrated circuit device, characterized in that it is formed in an interlayer insulating layer (7) and occupies the upper surface of the protective insulating layer (5) of a hollow space acting as another part of one of the holes. 제4항에 있어서, 상기 제1 층간 절연층(7)은 제조 동안 에칭 스토퍼로서 더 작용하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the first interlayer insulating layer (7) further acts as an etch stopper during manufacture. 제2항에 있어서, 상기 보호 절연층(5)의 측면은 상기 보호 절연층과 함께 상기 제1 절연층을 형성하는 제1 층간 절연층(7a)으로 피복되며, 상기 홀(17a)은 상기 갭에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.The side surface of the protective insulating layer (5) is covered with a first interlayer insulating layer (7a) forming the first insulating layer together with the protective insulating layer, and the hole (17a) is the gap. The semiconductor integrated circuit device, characterized in that located in. 제6항에 있어서, 상기 접촉 플러그(9a)는 상기 보호 절연층의 상부 표면과 공동 평면 또는 그 이하의 상부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the contact plug (9a) has a top surface coplanar or less than the top surface of the protective insulating layer. 제2항에 있어서, 상기 복수의 전계 효과 트랜지스터(3/4/5/6/6a)의 하나, 상기 제1 도전성 스트립(8) 및 상기 제2 도전성 스트립(11)은 다이내믹 랜덤 액세스 메모리 셀의 액세스 트랜지스터, 비트 라인 및 상기 랜덤 액세스 메모리 셀의 저장 커패시터의 축적 전극으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치.3. The method of claim 2, wherein one of the plurality of field effect transistors (3/4/5/6 / 6a), the first conductive strip (8) and the second conductive strip (11) are formed of a dynamic random access memory cell. And an accumulation transistor of an access transistor, a bit line and a storage capacitor of said random access memory cell. 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a) 반도체 기판(1)을 준비하는 단계,a) preparing a semiconductor substrate 1, b) 상기 반도체 기판의 주표면 위에 적어도 2개의 도전부(6/6a)를 형성하는 단계,b) forming at least two conductive portions 6 / 6a on the main surface of the semiconductor substrate, c) 제1 절연층(5/7, 5/7a)으로 상기 적어도 2개의 도전부를 피복하는 단계,c) covering the at least two conductive portions with a first insulating layer 5/7, 5 / 7a, d) 상기 적어도 2개의 도전부(6/6a)가 상기 홀에 각각 노출되도록 하는 방식으로 상기 제1 절연층에 홀(17/17a)을 형성하는 단계,d) forming holes 17 / 17a in the first insulating layer in such a manner that the at least two conductive portions 6 / 6a are respectively exposed in the holes, e) 상기 홀을 매립하고 상기 제1 절연층 상으로 연장하는 도전층(18/19, 18a/19)을 형성하는 단계,e) forming a conductive layer (18/19, 18a / 19) filling the hole and extending over the first insulating layer, f) 상기 도전층(18/19, 18a/19)을, 상기 홀중 관련된 홀을 통하여 상기 적어도 2개의 도전부중 하나와 접촉 상태로 유지되는 접촉 플러그(9, 9a) 및 상기 홀의 나머지를 통해서 상기 적어도 2개의 도전부중 다른 도전부와 접촉 상태로 유지되고 상기 접촉 플러그와는 높이가 다른 제1 도전성 스트립(8)으로 패터닝하는 단계,f) contacting the conductive layers 18/19, 18a / 19 with at least one of the contact plugs 9, 9a which are held in contact with one of the at least two conductive portions through the associated one of the holes and the rest of the holes. Patterning with a first conductive strip 8 which remains in contact with the other of the two conductive parts and is different in height from the contact plug, g) 상기 제1 절연층, 상기 접촉 플러그 및 상기 제1 도전성 스트립을 제2 절연층(10)으로 피복하는 단계,g) covering the first insulating layer, the contact plug and the first conductive strip with a second insulating layer 10, h) 상기 접촉 플러그가 상기 홀에 노출되도록 하는 방식으로 상기 제2 절연층에 홀(21)을 형성하는 단계, 및h) forming a hole 21 in the second insulating layer in such a way that the contact plug is exposed in the hole, and i) 상기 홀을 통해서 상기 접촉 플러그와 접촉 상태로 유지되며 상기 제2 절연층 상으로 연장하는 제2 도전성 스트립(11)을 형성하는 단계i) forming a second conductive strip 11 which remains in contact with the contact plug through the hole and extends onto the second insulating layer 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a. 제9항에 있어서, 상기 단계 c) 및 f)는,The method of claim 9, wherein the steps c) and f), c-1) 상기 반도체 기판(1)의 표면 부분에 적어도 2개의 도전부(6/6a)가 교대로 배치되어 있는 각 채널 영역 위에 형성된 게이트 전극(4)을 제1 절연재로 형성되고 그 사이에 갭을 한정하는 보호 절연층(5)으로 피복하는 단계,c-1) A gate electrode 4 formed on each channel region in which at least two conductive portions 6 / 6a are alternately arranged on the surface portion of the semiconductor substrate 1 is formed of a first insulating material, and therebetween. Covering with a protective insulating layer 5 defining a gap, c-2) 상기 제1 절연재와는 다른 제2 절연재를 피착하여 제1 층간 절연층(7, 7a)을 형성하는 단계-상기 보호 절연층 및 상기 제1 층간 절연층은 결합되어 상기 제1 절연층을 형성함-,c-2) depositing a second insulating material different from the first insulating material to form first interlayer insulating layers 7 and 7a-the protective insulating layer and the first interlayer insulating layer are combined to form the first insulating material. Forming a layer, f-1) 상기 제1 도전성 스트립 속에 형성될 상기 도전층(18/19, 18a/19)의 일부를 에칭 마스크(20)로 피복하는 단계, 및f-1) covering a portion of the conductive layers 18/19, 18a / 19 to be formed in the first conductive strip with an etching mask 20, and f-2) 상기 제1 층간 절연층이 노출될 때까지 상기 에칭 마스크로 피복되지 않은 상기 도전층의 다른 부분을 에칭하는 단계f-2) etching another portion of the conductive layer not covered with the etching mask until the first interlayer insulating layer is exposed 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising a. 제10항에 있어서, 상기 제1 층간 절연층은 에칭 스토퍼로서 작용하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.The method of claim 10, wherein the first interlayer insulating layer acts as an etching stopper. 제11항에 있어서, 상기 제1 층간 절연층(7)은 상기 에칭을 자동적으로 종료시키기 위해서 상기 단계 f-2)에서 에칭 종(etching species)을 불활성화하는 화학 물질을 발생시키는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.12. The method according to claim 11, characterized in that the first interlayer insulating layer (7) generates a chemical which deactivates the etching species in step f-2) to automatically terminate the etching. Semiconductor integrated circuit device manufacturing method. 제12항에 있어서, 상기 화학 물질은 상기 제1 층간 절연층(7)에 포함된 수소이며, 상기 도전층은 상기 단계 f-2)에서 건식 에칭에 의해서 선택적으로 에칭되는 도프된 다결정 실리콘층(18) 및 내화성 금속 실리사이드층(19)로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.13. The doped polycrystalline silicon layer according to claim 12, wherein the chemical is hydrogen contained in the first interlayer insulating layer (7), and the conductive layer is selectively etched by dry etching in step f-2). 18) and a refractory metal silicide layer (19). 제13항에 있어서, 상기 도프된 다결정 실리콘 및 상기 내화성 금속 실리사이드층은 Cl2및 HBr을 함유하는 공급 가스로부터 발생된 플라즈마에 노출되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.The method of claim 13, wherein the doped polycrystalline silicon and the refractory metal silicide layer are exposed to a plasma generated from a feed gas containing Cl 2 and HBr. 제13항에 있어서, 상기 제1 층간 절연층은 수소 실세스큐옥산(hydrogen silsesquioxane)으로 형성되며, 상기 도핑된 다결정 실리콘 및 상기 내화성 금속 실리사이드층은 Cl2및 HBr을 함유하는 공급 가스로부터 발생된 플라즈마에 노출되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.The plasma of claim 13, wherein the first interlayer dielectric layer is formed of hydrogen silsesquioxane, and the doped polycrystalline silicon and the refractory metal silicide layer are plasma generated from a feed gas containing Cl 2 and HBr. A semiconductor integrated circuit device manufacturing method, characterized in that exposed to. 제10항에 있어서, 상기 제1 절연재 및 상기 제2 절연재는 각각 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물인 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.The method of claim 10, wherein the first insulating material and the second insulating material are silicon nitride and silicon oxide, respectively. 제9항에 있어서, 상기 도전층은 도핑된 비정질 다결정 실리콘층(18a) 및 비정질 내화성 금속 실리사이드층(19)의 결합인 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로 장치 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the conductive layer is a combination of a doped amorphous polycrystalline silicon layer (18a) and an amorphous refractory metal silicide layer (19).
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