KR20010068540A - The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices - Google Patents

The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices Download PDF

Info

Publication number
KR20010068540A
KR20010068540A KR1020000000492A KR20000000492A KR20010068540A KR 20010068540 A KR20010068540 A KR 20010068540A KR 1020000000492 A KR1020000000492 A KR 1020000000492A KR 20000000492 A KR20000000492 A KR 20000000492A KR 20010068540 A KR20010068540 A KR 20010068540A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact pad
forming
conductive layer
semiconductor substrate
spacer
Prior art date
Application number
KR1020000000492A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오용철
이상현
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1020000000492A priority Critical patent/KR20010068540A/en
Publication of KR20010068540A publication Critical patent/KR20010068540A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/05Making the transistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/32055Deposition of semiconductive layers, e.g. poly - or amorphous silicon layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for forming a contact pad of a semiconductor memory device is provided to improve junction feature of a cell transistor by forming a contact pad as a multi-layered poly silicon layer and controlling density of a dopant. CONSTITUTION: The first conductive layer(314) and the second conductive layer(316) are smoothed through an etch-back or a CMP process so as for an upper part of an interlayer dielectric(310) to be exposed, thereby forming a contact pad(318). A gate pattern(306) is formed on a semiconductor substrate on which active regions are formed. A spacer dielectric layer is formed in a conformal manner on a front surface of the semiconductor substrate including the gate pattern. An interlayer dielectric(310) is formed on the spacer dielectric layer. The interlayer dielectric is patterned. The spacer dielectric layer exposed at this time is etched to form a gate spacer. At the same time, a contact pad hole is formed so as for at least one of the active regions to be exposed. A conductive layer is formed with a plurality of layers on the interlayer dielectric including the contact pad hole. A contact pad is formed on the interlayer dielectric.

Description

반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법{THE METHOD OF FORMING AN CONTACT PAD IN SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICES}The contact pad formation method of a semiconductor memory device {THE METHOD OF FORMING AN CONTACT PAD IN SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICES}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a contact pad of a semiconductor memory device.

반도체 장치가 고집적화되면서, 반도체 장치를 구성하는 반도체 소자들의 크기는 점차 감소한다. 이에 따라 반도체 소자를 포함하는 반도체 장치들의 제조 방법은 복잡하고 엄격하게 통제된다. 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 장치와 같은 반도체 메모리 장치의 제조 방법에서는 디자인 룰(design rule)이 감소되면서, 제한된 크기의 셀(cell)상에 미세화된 반도체 소자를 형성해야 하므로 제조 방법의 어려움이 증대된다.As the semiconductor device is highly integrated, the size of the semiconductor elements constituting the semiconductor device gradually decreases. Accordingly, the manufacturing method of semiconductor devices including semiconductor elements is complicated and strictly controlled. In particular, in the method of manufacturing a semiconductor memory device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) device, as design rules are reduced, it is necessary to form a miniaturized semiconductor device on a limited-size cell, which makes the manufacturing method difficult. Is increased.

예를 들면, 반도체 메모리 장치의 제조 공정에서, 반도체 기판의 활성 영역내에 형성되는 소오스(source)/드레인(drain) 영역과 캐패시터(capacitor) 사이의 스토리지 노드 콘택(storage node contact) 형성 공정 또는 상기 소오스/드레인 영역과 비트 라인(bit line) 사이의 비트 라인 콘택(bit line contact) 형성 공정 등이 있다. 상기 콘택들을 형성하기 위해 층간 절연막을 식각하여 콘택 홀(hole)을 형성하게 되는데, 이때 오정렬(misalign)이 발생하면 게이트 전극이 손상되는 문제점이 발생한다. 따라서 이와 같은 오정렬에 의한 문제점을 해소하기 위하여 반도체 기판의 소오스/드레인 영역상에 콘택 패드(contact pad)를 형성하고, 상기 콘택 패드상에 콘택을 형성한다. 이때 게이트 전극 측벽에 게이트 스페이서(gate spacer)를 형성하고, 콘택 형성시 식각저지막으로 이용하는 자기 정렬 콘택(Self-Aligned Contact, SAC) 형성 방법이 널리 사용되기도 한다.For example, in a manufacturing process of a semiconductor memory device, a storage node contact forming process between a source / drain region and a capacitor formed in an active region of a semiconductor substrate, or the source Bit line contact forming process between the / drain region and the bit line. In order to form the contacts, an interlayer insulating layer is etched to form a contact hole. In this case, when misalignment occurs, the gate electrode is damaged. Therefore, in order to solve the problem caused by misalignment, a contact pad is formed on the source / drain region of the semiconductor substrate, and a contact is formed on the contact pad. In this case, a gate spacer is formed on the sidewall of the gate electrode, and a method of forming a self-aligned contact (SAC), which is used as an etch stop layer when forming a contact, is widely used.

이하 도면을 참조하여 상술한 종래 기술에 의한 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법을 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method for forming a contact pad of a semiconductor memory device according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 의한 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 공정들을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.1A through 1E are cross-sectional views sequentially illustrating contact pad forming processes of a conventional semiconductor memory device.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(100)상에 소자 격리막(102)을 형성하여 활성 영역(104)을 정의한다. 상기 소자 격리막(102) 즉, 필드 산화막은 LOCOS(LOCal Oxidation Silicon) 방법 또는 STI(Shallow Trench Isolation) 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다. 다음으로, 상기 반도체 기판(100)상에 게이트 산화막(도면에 미도시)을 얇게, 예를 들면 70Å 내지 80Å의 두께로 형성한다. 다음으로, 폴리 실리콘 막질, 실리사이드 막질 및 캡핑층(capping layer)을 차례로 적층한 후 패터닝하여 상기 폴리 실리콘 막질 및 실리사이드 막질로 이루어지는 게이트 전극(106a) 및 캡핑층(106b)을 포함하는 게이트 패턴(106)을 형성한다. 그런 다음에, 상기 게이트 패턴(106) 양측으로 노출되는 반도체 기판(100)내에 이온 주입 공정을 통하여 소오스/드레인 영역(107)을 형성한다. 상기 이온 주입 공정은 원하는 도펀트(dopant) 이온을 형성하고, 도펀트 이온이 에너지를 갖도록 조작하여 도펀트를 웨이퍼 표면에 원하는 깊이만큼 일정량 주입하여 반도체 웨이퍼의 일부를 도전화시키는 일련의 공정을 말한다. 이때 상기 소오스/드레인 영역(107) 사이의 상기 게이트 패턴(106) 하부의 반도체 기판(100)은 채널 영역이 되며, 상기 채널 영역의 길이, 즉 소오스/드레인 영역(107)간의 거리는 L로 형성된다.Referring to FIG. 1A, an isolation region 102 is formed on a semiconductor substrate 100 to define an active region 104. The device isolation layer 102, that is, the field oxide layer may be formed by any one of a LOCOS (LOCal Oxidation Silicon) method or a shallow trench isolation (STI) method. Next, a gate oxide film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 100 in a thin thickness, for example, in a thickness of 70 kPa to 80 kPa. Next, the polysilicon film, the silicide film, and the capping layer are sequentially stacked and patterned to form a gate pattern 106 including the gate electrode 106a and the capping layer 106b formed of the polysilicon film and the silicide film. ). Then, the source / drain regions 107 are formed in the semiconductor substrate 100 exposed to both sides of the gate pattern 106 through an ion implantation process. The ion implantation process is a series of processes for forming a desired dopant ions, manipulating the dopant ions to have energy, and injecting a certain amount of the dopant to a desired depth into the wafer surface to conduct a portion of the semiconductor wafer. At this time, the semiconductor substrate 100 under the gate pattern 106 between the source / drain regions 107 becomes a channel region, and the length of the channel region, that is, the distance between the source / drain regions 107 is formed as L. FIG. .

상기 게이트 패턴(106) 및 상기 소오스/드레인 영역(107)의 형성을 위하여 식각 공정 및 이온 주입 공정을 진행한다. 이때 식각 공정은 건식 식각 방법을 사용하며, 이때 가속된 에천트에 노출되는 반도체 기판의 활성 영역(104) 표면은 에천트에 의한 타격에 의해 손상된다. 또한 이온 주입 공정시에도 높은 에너지를 가지도록 형성되는 주입 이온들에 의하여 반도체 기판의 활성 영역 표면이 손상된다(Ⅰ 부위). 이에 따라 반도체 기판의 활성 영역 표면 및 내부에는 반도체 기판을 이루는 실리콘의 격자들이 손상되어 결함들이 발생한다. 상기 결함들은 점 결함, 라인 결함 등을 포함하며, 상기 결함들로 인하여 소오스/드레인 영역이 치밀하지 못한 격자 구조를 가지게 된다.An etching process and an ion implantation process are performed to form the gate pattern 106 and the source / drain regions 107. At this time, the etching process uses a dry etching method, wherein the surface of the active region 104 of the semiconductor substrate exposed to the accelerated etchant is damaged by the impact caused by the etchant. In addition, during the ion implantation process, the surface of the active region of the semiconductor substrate is damaged by the implanted ions formed to have high energy (site I). Accordingly, the gratings of silicon constituting the semiconductor substrate are damaged on the surface and the inside of the active region of the semiconductor substrate, thereby causing defects. The defects include point defects, line defects, etc., and these defects have a lattice structure in which the source / drain regions are not dense.

도 1b를 참조하면, 상기 게이트 패턴(106)을 포함하는 반도체 기판(100)상에 스페이서 형성 및 게이트 패턴 보호를 위한 스페이서 절연막(108)을 콘포멀(conformal)하게 형성한다. 다음으로, 상기 스페이서 절연막(108)을 포함하는 상기 반도체 기판(100) 전면에 층간 절연막(110)을 형성한다. 이때 상기 층간 절연막(110)은 산화막, 예를 들면 BPSG(BoroPhosphor Silicate Glass) 등의 유동성이 좋은 막질로 이루어지며, 이 경우 열처리를 통하여 상기 층간 절연막(110)을 플로우시킴으로써 상기 층간 절연막(110)의 평탄화 공정을 진행한다.Referring to FIG. 1B, a spacer insulating layer 108 for forming a spacer and protecting a gate pattern is conformally formed on a semiconductor substrate 100 including the gate pattern 106. Next, an interlayer insulating layer 110 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 including the spacer insulating layer 108. In this case, the interlayer insulating layer 110 is formed of an oxide film, for example, a fluidity film having good fluidity such as BPSG (BoroPhosphor Silicate Glass). The planarization process is performed.

도 1c를 참조하면, 상기 층간 절연막(110)을 패터닝(patterning)하고, 이때 노출되는 상기 스페이서 절연막(108)을 전면식각하여 게이트 스페이서(111)를 형성하는 동시에 상기 소오스/드레인 영역(107)이 노출되도록 콘택 패드 홀(112)을 형성한다. 이때 상기 전면식각은 건식 식각 방법으로 진행한다.Referring to FIG. 1C, the interlayer insulating layer 110 is patterned, and the spacer insulating layer 108 exposed at this time is etched to form a gate spacer 111, and the source / drain region 107 is formed. The contact pad hole 112 is formed to be exposed. In this case, the front etching is performed by a dry etching method.

도 1d 및 도 1e를 참조하면, 상기 콘택 패드 홀(112)을 채우도록 상기 콘택 패드 홀(112)을 포함하는 상기 층간 절연막(110)상에 도전막(114)을 적층한다. 상기 도전막(114)은 고농도로 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어지며, 상기 도전막(114)을 평탄화하여 콘택 패드(116)를 형성한다. 상기 평탄화는 에치백(etch-back) 또는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 방법을 통하여 이루어진다.1D and 1E, a conductive film 114 is stacked on the interlayer insulating layer 110 including the contact pad hole 112 to fill the contact pad hole 112. The conductive layer 114 is made of polysilicon doped with a high concentration, and planarizes the conductive layer 114 to form a contact pad 116. The planarization is accomplished through an etch-back or chemical mechanical polishing (CMP) method.

그런데 이와 같이 콘택 패드를 형성하는 방법에서, 상기 콘택 패드(116)를 이루는 도전막(114)은 고농도로 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어지며, 상기 폴리 실리콘막은 상술한 바와 같이 반도체 기판의 실리콘 격자가 손상되어 발생한 결함 발생 부위(도 1a의 Ⅰ 부위)와 접촉하여 형성된다. 따라서 폴리 실리콘 내에 고농도로 도핑된 도펀트들이 격자가 손상되어 상기 결함 발생 부위로 확산되어 접합 특성을 저하시키는 문제점이 발생한다. 예를 들면, 결함 발생 부위로 확산되는 도펀트들로 인하여 셀 트랜지스터의 채널 영역 길이가 L′로 짧아져서 문턱 전압 이전에 전류가 흐르는 펀치 쓰루(punch through) 현상으로 인한 누설 전류(leakage current)가 발생하게 된다. 따라서 반도체 DRAM 장치의 접합(junction) 특성이 저하되고, 반도체 DRAM 장치의 리플래쉬(refresh) 동작의 불량을 유발하는 등의 소자 동작 불량이 발생한다.However, in the method of forming the contact pad as described above, the conductive film 114 constituting the contact pad 116 is made of highly doped polysilicon, and as described above, the silicon lattice of the semiconductor substrate is damaged. It is formed in contact with the defect generation site | part (I site | part of FIG. 1A) which generate | occur | produced. Therefore, the dopants heavily doped in polysilicon may damage the lattice and diffuse to the defect-producing sites, thereby degrading bonding properties. For example, the dopants diffused to the defect site shorten the channel region length of the cell transistor to L ′, resulting in leakage current due to the punch through phenomenon in which current flows before the threshold voltage. Done. Accordingly, the junction characteristics of the semiconductor DRAM device are degraded, and device operation defects such as causing a failure in the refresh operation of the semiconductor DRAM device occur.

본 발명은 상술한 종래 기술에 따라 반도체 메모리 장치의 콘택 패드를 형성할 때의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 콘택 패드를 다층의 폴리 실리콘층으로 형성하고 도펀트의 농도를 조절하여 셀 트랜지스터의 접합 특성을 향상시킬 수 있는 새로운 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the problem of forming a contact pad of a semiconductor memory device according to the above-described prior art, wherein the contact pad is formed of a multi-layer polysilicon layer and the dopant concentration is adjusted to bond the cell transistors. An object of the present invention is to provide a method for forming a contact pad of a semiconductor memory device which can improve characteristics.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 공정들을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.1A through 1E are cross-sectional views sequentially illustrating contact pad forming processes of a semiconductor memory device according to the related art.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 공정들을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating contact pad forming processes of a semiconductor memory device according to example embodiments.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명* Brief description of the main parts of the drawing

100, 300 : 반도체 기판 102, 302 : 소자 격리막100, 300: semiconductor substrate 102, 302: device isolation film

104, 304 : 활성 영역 106, 306 : 게이트 패턴104, 304: active region 106, 306: gate pattern

107, 307 : 소오스/드레인 영역 108, 308 : 스페이서 절연막107, 307: source / drain regions 108, 308: spacer insulating film

110, 310 : 층간 절연막 111, 311 : 게이트 스페이서110, 310: interlayer insulating film 111, 311: gate spacer

112, 312 : 콘택 패드 홀 114 : 콘택 패드 도전막112 and 312: contact pad hole 114: contact pad conductive film

314 : 제 1 도전막 316 : 제 2 도전막314: First conductive film 316: Second conductive film

상기 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법은, 먼저 활성 영역이 정의된 반도체 기판상에 게이트 패턴을 형성하고 상기 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판 전면에 스페이서 절연막을 콘포멀하게 형성한다. 다음으로 상기 스페이서 절연막상에 층간 절연막을 형성하고 패터닝하여 이때 노출되는 상기 스페이서 절연막을 전면식각하여 게이트 스페이서를 형성하는 동시에 활성 영역중 적어도 한 곳이 노출되도록 콘택 패드 홀을 형성한다. 다음으로 상기 콘택 패드 홀을 포함하는 상기 층간 절연막상에 적어도 2층 이상의 다층으로 이루어지는 도전막을 형성하고 평탄화하여 콘택 패드를 형성한다.The contact pad forming method of the semiconductor memory device according to the present invention for achieving the above object, first to form a gate pattern on a semiconductor substrate in which an active region is defined and to form a spacer insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate including the gate pattern Form. Next, an interlayer insulating film is formed and patterned on the spacer insulating film to etch the spacer insulating film exposed at this time to form a gate spacer, and to form a contact pad hole so that at least one of the active regions is exposed. Next, a conductive film including at least two or more multilayers is formed on the interlayer insulating film including the contact pad hole and planarized to form a contact pad.

본 발명의 실시예에 의하면 상기 도전막을 형성하는 방법은, 상기 콘택 패드 홀을 포함하는 상기 층간 절연막상에 제 1 도전막을 콘포멀하게 형성하는 단계; 상기 제 1 도전막상에 상기 콘택 패드 홀을 채우도록 제 2 도전막을 형성하되, 상기 제 1 도전막 및 제 2 도전막은 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어지며, 상기 제 1 도전막이 상기 제 2 도전막에 비해 저농도의 도펀트 농도를 가지는 폴리 실리콘으로 형성하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of forming a conductive film may include: conformally forming a first conductive film on the interlayer insulating film including the contact pad hole; A second conductive layer is formed on the first conductive layer to fill the contact pad hole, wherein the first conductive layer and the second conductive layer are made of doped polysilicon, and the first conductive layer is lower than the second conductive layer. Forming into polysilicon having a low concentration of dopant concentration.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 도전막은 도펀트를 포함하지 않는(undoped) 폴리 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 상기 제 2 도전막에 비하여 얇은 두께, 예를 들면, 100 내지 1,000Å의 두께로 형성된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the first conductive layer may be made of polysilicon undoped, and may be formed to have a thickness thinner than that of the second conductive layer, for example, 100 to 1,000 mm3. do.

(실시예)(Example)

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 콘택패드 형성 방법을 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of forming a contact pad of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 공정들을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating contact pad forming processes of a semiconductor memory device according to example embodiments.

도 2a에 있어서, 반도체 기판(300)상에 소자 격리막(302)을 형성하여 활성 영역(304)을 정의한다. 상기 소자 격리막(302) 즉, 필드 산화막(field oxide)은 LOCOS(LOCal Oxidation Silicon) 방법 또는 STI(Shallow Trench Isolation) 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다. 다음으로, 상기 반도체 기판(300)상에 게이트 산화막(도면에 미도시)을 얇게, 예를 들면 70Å 내지 80Å의 두께로 형성한다. 다음으로, 상기 게이트 산화막을 포함하는 상기 반도체 기판(300)상에 게이트 폴리 실리콘, 실리사이드 막질 및 캡핑층(capping layer)을 차례로 적층한 후 패터닝하여 게이트 패턴(306)을 형성한다. 이때 상기 게이트 패턴(306)은 폴리 실리콘 막질 및 실리사이드 막질을 포함하는 게이트 전극(306a) 및 캡핑층(306b)로 이루어진다. 다음으로, 상기 게이트 패턴(106) 양측으로 노출되는 반도체 기판(100)의 활성 영역(304)상에 이온 주입 공정을 통하여 소오스/드레인 영역(307)을 형성한다.In FIG. 2A, the device isolation layer 302 is formed on the semiconductor substrate 300 to define the active region 304. The device isolation layer 302, that is, the field oxide layer, may be formed by any one of a LOCOS (LOCal Oxidation Silicon) method or a shallow trench isolation (STI) method. Next, a gate oxide film (not shown) is formed thin on the semiconductor substrate 300 to have a thickness of, for example, 70 kPa to 80 kPa. Next, a gate pattern 306 is formed by sequentially stacking and patterning a gate polysilicon, a silicide layer, and a capping layer on the semiconductor substrate 300 including the gate oxide layer. In this case, the gate pattern 306 includes a gate electrode 306a and a capping layer 306b including a polysilicon film and a silicide film. Next, a source / drain region 307 is formed on the active region 304 of the semiconductor substrate 100 exposed to both sides of the gate pattern 106 through an ion implantation process.

그런데 상술한 바와 같이 건식 식각을 포함하는 게이트 패턴 형성 공정과 고에너지를 가지는 도펀트들이 반도체 기판의 활성 영역에 강제 주입되는 이온 주입 공정을 진행하면, 반도체 기판의 활성 영역 표면 및 내부가 손상되는 문제점이 발생한다. 이때 손상된 반도체 기판의 상기 활성 영역 표면 및 내부에서 반도체 기판을 이루는 실리콘의 격자들이 손상되어 결함들이 발생한다. 상기 결함들은 점 결함, 라인 결함 등을 포함하며, 상기 결함들로 인하여 이온 주입이 이루어지는 반도체 기판의 활성 영역, 즉 소오스/드레인 영역의 실리콘 웨이퍼는 치밀하지 못한 격자 구조를 가지게 된다.As described above, when the gate pattern forming process including dry etching and the ion implantation process in which the dopants having high energy are forcibly injected into the active region of the semiconductor substrate are damaged, the surface and the inside of the active region of the semiconductor substrate are damaged. Occurs. At this time, the lattice of silicon constituting the semiconductor substrate on and in the surface of the active region of the damaged semiconductor substrate is damaged and defects are generated. The defects include point defects, line defects, and the like, and the defects cause the silicon wafer in the active region of the semiconductor substrate, ie, the source / drain regions, to which ion implantation is performed, to have a dense lattice structure.

도 2b에 있어서, 상기 게이트 패턴(306)을 포함하는 반도체 기판(300)상에 스페이서 형성 및 게이트 패턴 보호를 위한 스페이서 절연막(308)을 콘포멀(conformal)하게 형성한다. 다음으로, 상기 스페이서 절연막(308)을 포함하는 상기 반도체 기판(300) 전면에 층간 절연막(310)을 형성한다. 이때 상기 층간 절연막(310)은 산화막, 예를 들면 BPSG(BoroPhosphor Silicate Glass) 등의 유동성이 좋은 막질로 이루어지며, 이와 같이 상기 층간 절연막(310)이 불순물을 포함하는 BPSG 등의 산화막으로 형성되는 경우 열처리를 통하여 상기 층간 절연막(310)을 플로우시키고 CMP 공정을 진행하여 상기 층간 절연막(310)를 평탄화한다.In FIG. 2B, a spacer insulating layer 308 for forming a spacer and protecting a gate pattern is conformally formed on a semiconductor substrate 300 including the gate pattern 306. Next, an interlayer insulating layer 310 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 300 including the spacer insulating layer 308. In this case, the interlayer insulating film 310 is formed of an oxide film, for example, a fluidity film having good fluidity such as BPSG (BoroPhosphor Silicate Glass), and the like. The interlayer insulating layer 310 is flowed through heat treatment and the CMP process is performed to planarize the interlayer insulating layer 310.

도 2c에 있어서, 상기 층간 절연막(310)을 패터닝(patterning)하고, 이때 노출되는 상기 스페이서 절연막(308)을 전면식각하여 게이트 스페이서(311)를 형성하는 동시에 상기 소오스/드레인 영역(307)이 노출되도록 콘택 패드 홀(312)을 형성한다.In FIG. 2C, the interlayer insulating layer 310 is patterned, and the spacer insulating layer 308 exposed at this time is etched to form a gate spacer 311 and the source / drain region 307 is exposed. The contact pad hole 312 is formed as much as possible.

도 2d 및 도 2e에 있어서, 상기 콘택 패드 홀(312) 내부 및 층간 절연막(310) 상부에 제 1 도전막(314)을 콘포멀(conformal)하게 형성한다. 상기 제 1 도전막(314)은 저농도의 폴리 실리콘으로 이루어지며, 100Å 내지 1,000Å의 두께로 형성한다. 상기 제 1 도전막(314)은 도펀트를 함유하지 않은(undoped) 폴리 실리콘으로 형성할 수도 있다. 다음으로, 상기 제 1 도전막(314)상에 상기 콘택 패드 홀(312)을 채우도록 제 2 도전막(316)을 형성한다. 상기 제 2 도전막(316)은 고농도로 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어진다.2D and 2E, a first conductive layer 314 is conformally formed inside the contact pad hole 312 and on the interlayer insulating layer 310. The first conductive film 314 is made of low concentration polysilicon and is formed to a thickness of 100 kPa to 1,000 kPa. The first conductive layer 314 may be formed of polysilicon that does not contain a dopant. Next, a second conductive layer 316 is formed on the first conductive layer 314 to fill the contact pad hole 312. The second conductive layer 316 is made of polysilicon doped at a high concentration.

도 2f에 있어서, 상기 제 1 도전막(314) 및 상기 제 2 도전막(316)을 에치백(etch-back) 또는 CMP 공정을 통하여 상기 층간 절연막(310)의 상부가 노출되도록 평탄화하여 콘택 패드(318)를 형성한다.In FIG. 2F, the first conductive layer 314 and the second conductive layer 316 are planarized so as to expose an upper portion of the interlayer insulating layer 310 through an etch-back or CMP process. 318 is formed.

본 발명에 따르면, 상기 제 1 도전막(314)은 저농도로 도핑된 폴리 실리콘 또는 도펀트를 포함하지 않는(undoped) 폴리 실리콘으로 형성된다. 따라서 상기 제 1 도전막(314)은 콘택 패드의 대부분을 이루는 제 2 도전막(316) 내의 고농도 도펀트들이 반도체 기판의 소오스/드레인 영역 내로 확산하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라 콘택 패드 내부의 도펀트들이 상기 반도체 기판의 소오스/드레인 영역에서 발생하는 결함들을 통하여 소오스/드레인 영역 내로 확산하는 것을 막아 소오스/드레인 영역간의 거리, 즉 채널 길이(L)를 일정하게 유지할 수 있다. 또한 채널 영역에서 누설 전류의 형성 및 펀치 쓰루(punch through) 현상을 방지할 수 있어 반도체 DRAM 장치의 접합 특성, 리플래쉬(refresh) 특성 및 저항 특성을 안정하게 유지할 수 있다.According to the present invention, the first conductive layer 314 is formed of low concentration doped polysilicon or undoped polysilicon. Accordingly, the first conductive layer 314 prevents the high concentration dopants in the second conductive layer 316 forming the majority of the contact pads from diffusing into the source / drain regions of the semiconductor substrate. Accordingly, the dopants inside the contact pads are prevented from diffusing into the source / drain regions through defects occurring in the source / drain regions of the semiconductor substrate, thereby maintaining a constant distance between the source / drain regions, that is, the channel length L. . In addition, the formation of leakage current and punch through phenomenon in the channel region can be prevented, so that the bonding characteristics, the refresh characteristics, and the resistance characteristics of the semiconductor DRAM device can be maintained stably.

본 발명에 따르면, 반도체 메모리 장치의 콘택 패드를 이루는 도전막을 다층화하고, 콘택 홀 내의 제 1 도전막을 저농도 또는 도펀트를 도핑시키지 않은 폴리 실리콘으로 형성함으로써 셀 트랜지스터의 소오스/드레인 영역과 콘택 패드 사이의 안정된 접촉 상태를 유지하면서 콘택 패드를 형성할 수 있다. 이에 따라 셀 트랜지스터의 채널 영역에서의 전류 누설 현상을 방지하고 안정한 접합 상태를 유지하게되므로 반도체 DRAM 장치의 리플래쉬 특성을 개선할 수 있으며, 트랜지스터의 안정한 동작 특성을 얻을 수 있다.According to the present invention, the conductive film forming the contact pad of the semiconductor memory device is multilayered, and the first conductive film in the contact hole is formed of polysilicon without low concentration or dopant doping, so that the source / drain region of the cell transistor and the contact pad are stabilized. The contact pad can be formed while maintaining the contact state. This prevents current leakage in the channel region of the cell transistor and maintains a stable junction state, thereby improving refresh characteristics of the semiconductor DRAM device and obtaining stable operation characteristics of the transistor.

Claims (3)

활성 영역이 정의된 반도체 기판상에 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a gate pattern on a semiconductor substrate in which an active region is defined; 상기 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판 전면에 스페이서 절연막을 콘포멀하게 형성하는 단계;Conformally forming a spacer insulating film on an entire surface of the semiconductor substrate including the gate pattern; 상기 스페이서 절연막상에 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film on the spacer insulating film; 상기 층간 절연막을 패터닝하고, 이때 노출되는 상기 스페이서 절연막을 전면식각하여 게이트 스페이서를 형성하는 동시에 활성 영역중 적어도 한 곳이 노출되도록 콘택 패드 홀을 형성하는 단계; 그리고Patterning the interlayer insulating film, wherein the spacer insulating film is etched through the entire surface to form a gate spacer, and at least one contact pad hole is formed to expose at least one active region; And 상기 콘택 패드 홀을 포함하는 상기 층간 절연막상에 적어도 2층 이상의 다층으로 이루어지는 도전막을 형성하고 평탄화하여 콘택 패드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법.Forming a contact pad by forming and planarizing a conductive film formed of at least two layers on the interlayer insulating film including the contact pad hole, and forming a contact pad. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전막을 형성하는 단계는,Forming the conductive film, 상기 콘택 패드 홀을 포함하는 상기 층간 절연막상에 제 1 도전막을 콘포멀하게 형성하는 단계; 그리고Conformally forming a first conductive film on the interlayer insulating film including the contact pad hole; And 상기 제 1 도전막상에 상기 콘택 패드 홀을 채우도록 제 2 도전막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지되,And forming a second conductive layer on the first conductive layer to fill the contact pad hole. 상기 제 1 도전막 및 제 2 도전막은 도핑된 폴리 실리콘으로 이루어지며, 상기 제 1 도전막이 상기 제 2 도전막에 비해 저농도의 도펀트 농도를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법.Wherein the first conductive layer and the second conductive layer are made of doped polysilicon, and wherein the first conductive layer has a lower concentration of dopant than the second conductive layer. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 도전막은 도펀트를 포함하지 않는 폴리 실리콘으로 이루어지며, 100 내지 1,000Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치의 콘택 패드 형성 방법.The first conductive layer is made of polysilicon without a dopant, and has a thickness of 100 to 1,000 Å.
KR1020000000492A 2000-01-06 2000-01-06 The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices KR20010068540A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000000492A KR20010068540A (en) 2000-01-06 2000-01-06 The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000000492A KR20010068540A (en) 2000-01-06 2000-01-06 The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010068540A true KR20010068540A (en) 2001-07-23

Family

ID=19636758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000000492A KR20010068540A (en) 2000-01-06 2000-01-06 The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010068540A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100644778B1 (en) * 2005-08-02 2006-11-14 연일화섬공업(주) A process for Water-Proof Construction
KR100973175B1 (en) * 2008-10-17 2010-07-30 연일화섬공업(주) Method for attaching a fiixing blade to nowoven fabric and noweven fabirc with the fixation blade

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100644778B1 (en) * 2005-08-02 2006-11-14 연일화섬공업(주) A process for Water-Proof Construction
KR100973175B1 (en) * 2008-10-17 2010-07-30 연일화섬공업(주) Method for attaching a fiixing blade to nowoven fabric and noweven fabirc with the fixation blade

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100320332B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6759704B2 (en) Method for fabricating semiconductor device, and semiconductor device, having storage node contact plugs
US6399987B2 (en) MOS transistor having self-aligned well bias area
KR20040027269A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
US6815300B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device having increased effective channel length
CN115295494B (en) Manufacturing method of semiconductor structure
US6680511B2 (en) Integrated circuit devices providing improved short prevention
KR100522475B1 (en) Maskless process for self-aligned contacts
KR100396896B1 (en) Fabrication method of DRAM semiconductor device
US20150214234A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR20000015464A (en) Method for forming a self-aligned contact of a semiconductor device
KR20090096996A (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
US6635536B2 (en) Method for manufacturing semiconductor memory device
KR100268422B1 (en) Contact pad of semiconductor device and method of forming the same
KR20010068540A (en) The method of forming an contact pad in semiconductor memory devices
KR100586553B1 (en) Gate of semiconductor device and method thereof
KR100707538B1 (en) method for manufacturing of semiconductor device
US6780737B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device with buried conductive lines
KR20050052027A (en) Semiconductor device having a recessed gate electrode and fabrication method thereof
KR100745063B1 (en) Method for fabricating a landing plug of semiconductor device
KR20040034107A (en) Method of forming gate for semiconductor device
KR20060062525A (en) Method of manufacturing semiconducter with gate of recess gate
KR20010109677A (en) Fabrication method of MOS transistor in semiconductor device and MOS transistor fabricated thereby
KR20000038331A (en) Fabrication method of semiconductor memory device
KR20020084480A (en) Method of manufacturing semiconductor device using self-aligned contact process

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid