KR20030094742A - Method for manufacturing semiconductor device including silicide process - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device including silicide process Download PDF

Info

Publication number
KR20030094742A
KR20030094742A KR1020020032015A KR20020032015A KR20030094742A KR 20030094742 A KR20030094742 A KR 20030094742A KR 1020020032015 A KR1020020032015 A KR 1020020032015A KR 20020032015 A KR20020032015 A KR 20020032015A KR 20030094742 A KR20030094742 A KR 20030094742A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
interlayer insulating
etch stop
insulating layer
core region
Prior art date
Application number
KR1020020032015A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김지영
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020020032015A priority Critical patent/KR20030094742A/en
Publication of KR20030094742A publication Critical patent/KR20030094742A/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823418MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the source or drain structures, e.g. specific source or drain implants or silicided source or drain structures or raised source or drain structures
    • 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
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823437MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate conductors, e.g. particular materials, shapes
    • H01L21/823443MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate conductors, e.g. particular materials, shapes silicided or salicided gate conductors

Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a semiconductor device including a silicide process is provided to effectively reduce contact resistance by introducing a source/drain layer or a conductive contact and by performing self-aligned silicide process on the surface of the source/drain layer or conductive contact. CONSTITUTION: A gate stack(200) is formed on a semiconductor substrate(100) including a cell region and a core region. The source/drain layer(350) raised from the surface of the substrate exposed to the gate stack is grown by a selectively epitaxial growth(SEG) process. The raised source/drain layer is covered with an interlayer dielectric. A conductive contact(370) penetrates the interlayer dielectric to be electrically connected to the raised source/drain layer in the cell region. The interlayer dielectric on the core region is selectively removed to expose the upper surface of the raised source/drain layer on the core region. A silicide layer is formed by simultaneously performing a silicide process on the surface of the exposed raised source/drain layer and the surface of the conductive contact.

Description

실리사이드 과정을 포함하는 반도체 소자 제조 방법{Method for manufacturing semiconductor device including silicide process}Method for manufacturing semiconductor device including silicide process {Method for manufacturing semiconductor device including silicide process}

본 발명은 반도체 소자 제조에 관한 것으로, 특히, 저항의 감소를 구현하기 위한 실리사이드 과정(silicide process)을 포함하는 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor device manufacturing, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing method including a silicide process for implementing a reduction in resistance.

디램(DRAM:Dynamic Random Access Memory) 소자와 같은 반도체 기억 소자의 집적화가 높아짐에 따라, 패턴 미세화 또는 디자인 룰(design rule)의 감소가 급속히 진행되고 있다. 디자인 룰의 감소에 따라 집적된 소자들 간의 전기적인 연결을 보다 안정적으로 확보하는 것이 중요시되고 있다. 이를 위해서 소자들 간의 전기적인 연결 시에 수반되는 전기적인 저항을 감소시키는 방안들이 제시되고 있다.As semiconductor memory devices, such as DRAM (DRAM) devices, have been increasingly integrated, pattern miniaturization or design rules have been rapidly decreasing. As design rules decrease, it is important to more secure electrical connection between integrated devices. To this end, methods for reducing the electrical resistance involved in the electrical connection between the devices have been proposed.

예를 들어, DRAM 소자의 코아(core) 영역 또는 주변 회로 영역들에서 소오스 및 드레인(source and drain)에의 접촉 저항을 감소시키기 위해서 실리사이드 과정이 도입되고 있다. 또한, DRAM 소자의 셀(cell) 영역에서는 도전성 콘택(conductive contact)에의 접촉 저항을 감소시킬 목적으로 실리사이드 과정이 도입되고 있다. 그런데, 이러한 실리사이드 과정은 각각의 목적에 따라 별도로 현재 도입되고 있다. 따라서, DRAM 소자의 제조 중에 목적별로 여러 실리사이드 과정들을 다수 도입함에 따라 전체 DRAM 소자의 제조 과정이 더욱 복잡해지고 있다. 이러한 전체 DRAM 소자의 제조 과정이 복잡화되는 것은 이러한 실리사이드 과정을 효과적으로 도입하는 데 제약으로 작용하고 있다.For example, silicide processes are being introduced to reduce contact resistance to source and drain in the core region or peripheral circuit regions of a DRAM device. In addition, in the cell region of the DRAM device, a silicide process is introduced in order to reduce contact resistance to conductive contact. However, this silicide process is currently introduced separately for each purpose. Therefore, as many silicide processes are introduced for each purpose during the manufacture of DRAM devices, the manufacturing process of the entire DRAM device becomes more complicated. The complexity of the manufacturing process of the entire DRAM device is a constraint on the effective introduction of the silicide process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전체 반도체 소자의 제조 과정이 매우 복잡해지는 것을 방지하며, 실리사이드 과정을 포함하여 저항의 감소를 효과적으로 구현할 수 있는 반도체 소자 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing a manufacturing process of an entire semiconductor device from becoming very complicated and effectively reducing a resistance including a silicide process.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 실리사이드(silicide) 과정을 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.1 to 9 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a semiconductor device including a silicide process according to a first embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 17은 본 발명의 제2실시예에 의한 실리사이드 과정을 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.2 to 17 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a semiconductor device including a silicide process according to a second embodiment of the present invention.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 셀 영역(cell region)과 코어 영역(core region) 상에 실리사이드(silicide) 과정을 동시에 수행하는 반도체 소자 제조 방법을 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, there is provided a semiconductor device manufacturing method for performing a silicide process on a cell region (core region) and a core region (core region) at the same time.

상기 제조 방법은 셀 영역(cell region)과 코어 영역(core region)을 포함하는 반도체 기판 상에 게이트 스택(gate stack)을 형성하는 단계와, 상기 게이트 스택에 노출되는 상기 반도체 기판 표면으로부터 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계와, 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 덮는 층간 절연층을 형성하는 단계와, 상기 층간 절연층을 관통하여 상기 셀 영역의 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)에 전기적으로 연결되는 도전성 콘택을 형성하는 단계와, 상기 코어 영역 상의 상기 층간 절연층 부분을 선택적으로 제거하여 상기 코어 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)의 상측 표면을 노출시키는 단계, 및 노출되는 상기 올려진 소오스 및 드레인층의 표면과 상기 도전성 콘택의 표면에 동시에 실리사이드 과정을 수행하여 실리사이드층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.The manufacturing method includes forming a gate stack on a semiconductor substrate including a cell region and a core region, and a source raised from a surface of the semiconductor substrate exposed to the gate stack. And growing a raised source and drain layer to selectively epitaxial growth (SEG), and forming an interlayer insulating layer covering the raised source and drain layer. Forming a conductive contact electrically penetrating the interlayer insulating layer and electrically connected to the raised source and drain layer of the cell region, and the interlayer insulating layer portion on the core region. Selectively removing the oxide to expose the top surface of the raised source and drain layer of the core region, and And forming a silicide layer by simultaneously performing a silicide process on the surface of the raised source and drain layers and the surface of the conductive contact.

여기서, 상기 도전성 콘택을 형성하는 단계는 상기 층간 절연층에 하부의 상기 셀 영역의 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계, 및 노출되는 상기 올려진 소오스 및 드레인층 표면으로부터 상기 도전성 콘택을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제조 방법은 상기 도전성 콘택을 성장시키는 단계 이후에 성장된 상기 도전성 콘택에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein forming the conductive contact comprises forming a contact hole in the interlayer insulating layer exposing the raised source and drain layers of the cell region below, and from the exposed source and drain layer surfaces. The method may include growing the conductive contact to selectively epitaxial growth (SEG). In this case, the manufacturing method may further include performing ion implantation into the conductive contact grown after the growing of the conductive contact.

상기 제조 방법은 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 성장시킨 후 상기 올려진 소오스 및 드레인층에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include performing ion implantation on the raised source and drain layers after growing the raised source and drain layers.

상기 제조 방법은 상기 층간 절연층 하부에 식각 종료층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 식각 종료층은 상기 코어 영역 상의 상기 층간 절연층 부분을 선택적으로 제거할 때 식각 종료로 작용할 수 있다. 여기서, 상기 식각 종료는 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분에서 이루어지고, 상기 제조 방법은 식각 종료로 작용된 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may further include forming an etch stop layer under the interlayer insulating layer, and the etch stop layer may serve as an etch stop when selectively removing a portion of the interlayer insulating layer on the core region. The etching termination may be performed at a portion located on the core region of the etching termination layer, and the manufacturing method may include selectively removing a portion located on the core region of the etching termination layer serving as an etching termination layer. It may further include.

여기서, 상기 제조 방법은 상기 식각 종료층 하부에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 식각 종료층은 실리콘 질화물층을 포함하여 이루어지고, 상기 버퍼층은 실리콘 산화물층을 포함하여 이루어질 수 있다.The manufacturing method may further include forming a buffer layer under the etch stop layer. In this case, the etching termination layer may include a silicon nitride layer, and the buffer layer may include a silicon oxide layer.

상기 제조 방법은 상기 실리사이드층을 덮는 제2식각 종료층 및 제2층간 절연층을 순차적으로 형성하는 단계, 및 상기 제2식각 종료층을 식각 종료로 이용하여 상기 제2층간 절연층을 평탄화하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may include sequentially forming a second etch stop layer and a second interlayer insulating layer covering the silicide layer, and planarizing the second interlayer insulating layer by using the second etch stop layer as an etch stop. It may further include.

또한, 상기 제조 방법은 셀 영역(cell region)과 코어 영역(core region)을 포함하는 반도체 기판 상에 게이트 스택(gate stack)을 형성하는 단계와, 상기 게이트 스택을 덮는 제1층간 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제1층간 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 코어 영역의 상기 반도체 기판 부분을 노출하고 상기 셀 영역의 상기 반도체 기판 부분을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 노출되는 반도체 기판 표면으로부터 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계와, 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)에 실리사이드 과정을 수행하여 실리사이드층을 형성하는 단계, 및 상기 실리사이드층을 덮고 평탄화된 표면을 가지는 제2층간 절연층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the manufacturing method includes forming a gate stack on a semiconductor substrate including a cell region and a core region, and forming a first interlayer insulating layer covering the gate stack. Selectively etching the first interlayer insulating layer to form a contact hole exposing the semiconductor substrate portion of the core region and exposing the semiconductor substrate portion of the cell region, and the exposed semiconductor substrate Growing a raised source and drain layer from a surface to selectively epitaxial growth (SEG) and silicide process on the raised source and drain layer Forming a silicide layer, and forming a second interlayer insulating layer covering the silicide layer and having a planarized surface. It may be made, including.

여기서, 상기 제조 방법은 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 성장시킨 후 상기 올려진 소오스 및 드레인층에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the manufacturing method may further comprise the step of performing ion implantation to the raised source and drain layer after growing the raised source and drain layer.

상기 제조 방법은 상기 제1층간 절연층 하부에 식각 종료층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 식각 종료층은 상기 코어 영역 상의 상기 제1층간 절연층 부분을 선택적으로 제거할 때 식각 종료로 작용할 수 있다. 상기 식각 종료는 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분에서 이루어지고, 상기 제조 방법은 식각 종료로 작용된 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming an etch stop layer under the first interlayer insulating layer, wherein the etch stop layer may serve as an etch stop when selectively removing a portion of the first interlayer insulating layer on the core region. Can be. The etch termination is performed at a portion located on the core region of the etch termination layer, and the manufacturing method further includes selectively removing a portion located on the core region of the etch termination layer serving as an etch termination. can do.

상기 제조 방법은 상기 실리사이드층을 덮는 제2식각 종료층 및 제2층간 절연층을 순차적으로 형성하는 단계, 및 상기 제2식각 종료층을 식각 종료로 이용하여 상기 제2층간 절연층을 평탄화하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method may include sequentially forming a second etch stop layer and a second interlayer insulating layer covering the silicide layer, and planarizing the second interlayer insulating layer by using the second etch stop layer as an etch stop. It may further include.

본 발명에 따르면, 전체 반도체 소자의 제조 과정이 매우 복잡해지는 것을 방지하며, 반도체 소자의 셀 영역에서의 도전성 콘택 패드와 주변 회로 영역 또는 코아(core) 영역의 소오스 및 드레인에의 접촉 저항을 감소시키기 위해서 실리사이드 과정을 도입한 반도체 소자 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the manufacturing process of the entire semiconductor device from becoming very complicated, and to reduce the contact resistance of the conductive contact pads in the cell region of the semiconductor element and the source and drain of the peripheral circuit region or core region. In order to provide a method for manufacturing a semiconductor device incorporating a silicide process.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나,본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer or semiconductor substrate, the layer may exist in direct contact with the other layer or semiconductor substrate, or a third layer therebetween. May be interposed.

본 발명의 실시예에서는 반도체 소자의 저항 감소를 위해서 실리사이드 과정을 효과적으로 도입하는 바를 제시한다. 예를 들어, DRAM과 같은 반도체 소자에서 셀 영역의 콘택 패드와 코아 영역(또는 주변 회로 영역)의 소오스 및 드레인에 실리사이드 과정을 동시에 수행하는 바를 제시한다. 이와 같이 반도체 소자 내의 서로 다른 영역들에 요구되는 실리사이드 과정을 동시에 수행함으로써, 전체 반도체 소자 제조 과정들이 더욱 복잡해지는 것을 최대한 방지하며 실리사이드 과정에 의한 저항 감소 효과를 최대한 구현할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it is proposed to effectively introduce a silicide process to reduce the resistance of a semiconductor device. For example, a method of simultaneously performing a silicide process on the source and drain of a contact pad and a core region (or a peripheral circuit region) of a cell region in a semiconductor device such as a DRAM is presented. As described above, by simultaneously performing the silicide process required for different regions in the semiconductor device, the entire semiconductor device manufacturing process may be prevented from becoming more complicated and the resistance reduction effect of the silicide process may be realized to the maximum.

제1실시예First embodiment

도 1 내지 도 9는 본 발명의 제1실시예에 의한 실리사이드 과정을 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.1 to 9 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a semiconductor device including a silicide process according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 게이트 스택(gate stack:200)이 형성된 반도체 기판(100)을 도입하는 단계를 개략적으로 나타낸다. 구체적으로, 반도체 기판(100)에 소자 분리를 위한 소자 분리층(150)을 형성한다. 이후에, 소자 분리층(150)에 의해서 설정되는 반도체 기판(100) 상에 게이트 유전층(210)을 도입하고, 그 상에 게이트(220) 및 캐핑층(capping layer:230)을 형성한다. 이후에, 게이트 스페이서(gate spacer:240)를 형성하여 게이트 스택(200)을 이룬다.Referring to FIG. 1, a step of introducing a semiconductor substrate 100 having a gate stack 200 is schematically illustrated. Specifically, the device isolation layer 150 for device isolation is formed on the semiconductor substrate 100. Thereafter, the gate dielectric layer 210 is introduced onto the semiconductor substrate 100 set by the device isolation layer 150, and a gate 220 and a capping layer 230 are formed thereon. Thereafter, a gate spacer 240 is formed to form the gate stack 200.

DRAM과 같은 반도체 소자 제조 방법에 따라, 게이트 스페이서(240)를 형성하는 과정, 예컨대, 스페이서층을 형성하고 이방성 식각하는 단계를 포함하는 과정 이전에, 게이트(220)에 인근하는 반도체 기판(100) 내에 트랜지스터의 드레인 및 소오스를 위한 불순물층(310)을 이온 주입할 수 있다. 이러한 불순물층(310)은 NMOS의 경우 n-도전형으로 이루어질 수 있다.According to a method of manufacturing a semiconductor device such as a DRAM, the semiconductor substrate 100 adjacent to the gate 220 may be formed before the process of forming the gate spacer 240, for example, forming and anisotropically etching the spacer layer. An impurity layer 310 for drain and source of the transistor may be ion implanted into the transistor. The impurity layer 310 may be formed of n conductive type in the case of NMOS.

도 2를 참조하면, 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer:350)을 형성한다. 구체적으로 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)을 이용하여 게이트 스택(200)에 의해서 노출되는 반도체 기판(100)의 실리콘 표면으로부터 실리콘층을 에피택셜 성장시킨다. 선택적 에피택셜 성장은 게이트 스페이서(240)의 실리콘 질화물이나 소자 분리층(150)의 실리콘 산화물 표면으로부터는 실리콘이 에피택셜 성장되지 않고, 노출된 실리콘의 반도체 기판(100)의 실리콘 표면으로부터 실리콘층이 에피택셜 성장되는 것을 이용한 실리콘층 성장 방법이다. 이러한 선택적 에피택셜 성장에 의해서 게이트 스택(200)에 인근하는 반도체 기판(100)의 표면으로부터 바람직하게 단결정 실리콘층이 성장된다. 이러한 실리콘층은 실질적으로 트랜지스터의 소오스 및 드레인으로부터 성장된 상태이므로, 올려진 소오스 및 드레인층(350)으로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 2, a raised source and drain layer 350 is formed. Specifically, the silicon layer is epitaxially grown from the silicon surface of the semiconductor substrate 100 exposed by the gate stack 200 using selectively epitaxial growth (SEG). Selective epitaxial growth is that silicon is not epitaxially grown from the silicon nitride of the gate spacer 240 or the silicon oxide surface of the device isolation layer 150, and the silicon layer is formed from the silicon surface of the exposed semiconductor substrate 100. It is a silicon layer growth method using epitaxial growth. By such selective epitaxial growth, a single crystal silicon layer is preferably grown from the surface of the semiconductor substrate 100 adjacent to the gate stack 200. Since the silicon layer is substantially grown from the source and the drain of the transistor, it may be referred to as a raised source and drain layer 350.

이와 같이 올려진 소오스 및 드레인층(350)을 형성한 후, 이러한 올려진 소오스 및 드레인층(350)에 이온 주입을 실시한다. 이러한 이온 주입은 고농도의 불순물 도즈, 예컨대, n+도전형으로 수행될 수 있다. 한편, 이러한 고농도 도즈의 이온 주입으로 코어 영역의 제1불순물층에 일부 겹쳐지게 고농도의 제2불순물층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 이에 따라, LDD(Lightly Doped Drain) 구조가 코어 영역의 트랜지스터에 형성될 수 있다.After the raised source and drain layers 350 are formed, ion implantation is performed on the raised source and drain layers 350. Such ion implantation can be performed with a high concentration of impurity doses, such as n + conductivity type. On the other hand, a high concentration of the second impurity layer (not shown) may be formed to partially overlap the first impurity layer of the core region by ion implantation of the high concentration dose. Accordingly, a lightly doped drain (LDD) structure may be formed in the transistor of the core region.

도 3을 참조하면, 올려진 소오스 및 드레인층(350) 상에 제1식각 종료층(first etch stopper:410)을 형성한다. 구체적으로, 올려진 소오스 및 드레인층(350)이 형성된 결과물 전체에 제1식각 종료층(410)을 증착한다. 이러한 제1식각 종료층(410)은 후속의 ILD1(first Inter Layer Dielectric)을 선택적으로 제거하는 식각 공정에서 식각 종료로 주로 이용된다. 따라서, 제1식각 종료층(410)은 ILD1을 이룰 물질, 예컨대, 실리콘 산화물과 충분한 식각 선택비를 구현할 수 있는 물질, 예컨대, 실리콘 질화물(Si3N4) 등으로 바람직하게 이루어진다. 이러한 제1식각 종료층(410)은 대략 100?? 정도의 두께의 라이너(liner) 형태로 형성될 수 있으나, 후속의 식각 과정에 따라 그 두께는 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3, a first etch stopper 410 is formed on the raised source and drain layers 350. In detail, the first etch finish layer 410 is deposited on the entire product on which the raised source and drain layers 350 are formed. The first etch stop layer 410 is mainly used as an etch stop in an etching process for selectively removing subsequent first inter layer dielectric (ILD1). Accordingly, the first etch stop layer 410 is preferably made of a material for forming ILD1, such as silicon oxide, and a material capable of achieving a sufficient etching selectivity, such as silicon nitride (Si 3 N 4 ). The first etch stop layer 410 is approximately 100 ?? The thickness may be formed in the form of a liner having a thickness, but the thickness may vary according to the subsequent etching process.

이러한 제1식각 종료층(410)을 실리콘 질화물로 바람직하게 형성할 경우, 실리콘 질화물과 올려진 소오스 및 드레인층(350) 사이의 스트레스(stress)를 완화시킬 목적으로 버퍼층(buffer layer:415)이 도입될 수 있다. 이러한 버퍼층(415)은 실리콘 산화물층으로 도입될 수 있다. 스트레스 발생이 미미할 경우 이러한 버퍼층(415)의 도입은 생략될 수 있다.When the first etch stop layer 410 is preferably formed of silicon nitride, a buffer layer 415 may be used to relieve stress between the silicon nitride and the raised source and drain layers 350. Can be introduced. The buffer layer 415 may be introduced into the silicon oxide layer. If the stress is minimal, the introduction of the buffer layer 415 may be omitted.

도 4를 참조하면, ILD1로 이용될 제1층간 절연층(510)을 형성한다. 이러한 제1층간 절연층(510)의 증착 이후에 이러한 제1층간 절연층(510)을 평탄화하는 과정이 도입될 수 있다. 이러한 평탄화 과정은 화학 기계적 연마(CMP:Chemical Mechanical Polishing)로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 4, a first interlayer insulating layer 510 to be used as the ILD1 is formed. After the deposition of the first interlayer insulating layer 510, a process of planarizing the first interlayer insulating layer 510 may be introduced. This planarization process may be performed by chemical mechanical polishing (CMP).

셀 영역에 도전성 콘택을 위한 콘택홀(515)을 자기 정렬 콘택 식각(SAC etch:Self Aligned Contact etch)을 이용하여 형성한다. 이에 따라, 콘택홀(515)은 셀 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(350)을 노출하게 된다. 코아 영역 또는 주변 회로 영역에서는 이러한 콘택홀(515)이 도입되지 않는다.A contact hole 515 for conductive contact is formed in the cell region by using self aligned contact etch (SAC etch). Accordingly, the contact hole 515 exposes the raised source and drain layers 350 of the cell region. The contact hole 515 is not introduced in the core region or the peripheral circuit region.

도 5를 참조하면, 콘택홀(515)을 채우는 도전성 콘택(370)을 형성한다. 이러한 도전성 콘택(370)은 선택적 에피택셜 성장으로 성장되는 실리콘층으로 이루어진다. 이때, 실리콘층은 바람직하게 단결정 실리콘층으로 성장될 수 있다. 이후에, 이러한 실리콘의 도전성 콘택(370)에 이온 주입을 수행한다. 이러한 이온 주입 과정은 도전성 콘택(370) 및 도전성 콘택(370) 아래의 올려진 소오스 및 드레인층(350)에 도전성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 이러한 이온 주입은 고농도 불순물 도즈(dose), 예를 들어, n+도전형으로 수행될 수 있다.Referring to FIG. 5, the conductive contact 370 filling the contact hole 515 is formed. The conductive contact 370 is made of a silicon layer grown by selective epitaxial growth. At this time, the silicon layer may preferably be grown into a single crystal silicon layer. Thereafter, ion implantation is performed in the conductive contact 370 of the silicon. The ion implantation process may serve to provide conductivity to the conductive contact 370 and the raised source and drain layers 350 under the conductive contact 370. Such ion implantation can be performed with a high concentration of impurity doses, for example n + conductivity.

도 6을 참조하면, 코어 영역 상을 여는 식각 공정을 수행한다. 즉, 코어 영역 상의 제1층간 절연층(510) 부분을 식각하여 제거한다. 이러한 코어 영역 상의 제1층간 절연층(510) 부분을 제거하는 식각은 코어 영역 상의 제1식각 종료층(410) 부분에서 종료된다. 이후에 식각을 계속하여 노출된 제1식각 종료층(410) 부분을 제거한다. 이러한 제1식각 종료층(410)의 노출된 부분의 제거는 하부의 버퍼층(415) 부분에서 식각 종료한다. 그리고, 노출되는 버퍼층(415) 부분을 습식 식각 등으로 제거한다.Referring to FIG. 6, an etching process of opening the core region is performed. That is, the portion of the first interlayer insulating layer 510 on the core region is etched and removed. The etching for removing the portion of the first interlayer insulating layer 510 on the core region is terminated at the portion of the first etch termination layer 410 on the core region. Subsequently, etching is continued to remove portions of the exposed first etch finish layer 410. The removal of the exposed portion of the first etch finish layer 410 is etched off the portion of the buffer layer 415 below. Then, the exposed portion of the buffer layer 415 is removed by wet etching.

이러한 코어 영역 상을 여는 식각 과정에 의해서, 코어 영역 상에 형성되어 있던 올려진 소오스 및 드레인층(350)의 표면이 노출되게 된다.By the etching process of opening the core region, the surfaces of the raised source and drain layers 350 formed on the core region are exposed.

도 7을 참조하면, 노출된 도전성 콘택(370) 및 올려진 소오스 및 드레인층(390)에 실리사이드 과정을 자기 정렬 실리사이드(SAC:Self Aligned Silicide)의 과정을 따라 수행한다. 예를 들어, 코발트층을 증착한 후 열처리하여 도전성 콘택(370) 및 코아 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(390)의 실리콘과 코발트 간의 실리사이드화를 진행한다. 이후에, 실리사이드화 되지 않은 코발트층 부분을 제거하여 도전성 콘택(370)의 상측 표면에 선택적으로 실리사이드층(390)을 형성하고, 이와 함께 코아 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(390)의 표면에 선택적으로 실리사이드층(390)을 역시 형성한다. 이러한 실리사이드층(390)은 코발트 실리사이드(CoSix)로 이루어지는 것으로 기술되었으나, 다른 금속층을 도입하여 이러한 실리사이드 과정을 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 7, a silicide process is performed on the exposed conductive contacts 370 and the raised source and drain layers 390 in accordance with a process of self aligned silicide (SAC). For example, a cobalt layer is deposited and then thermally treated to suicide between the silicon and cobalt of the conductive contact 370 and the raised source and drain layers 390 of the core region. Thereafter, a portion of the unsilicided cobalt layer is removed to selectively form a silicide layer 390 on the upper surface of the conductive contact 370, and together with the surface of the raised source and drain layer 390 in the core region. Optionally, silicide layer 390 is also formed. Although the silicide layer 390 is described as being made of cobalt silicide (CoSi x ), this silicide process may be performed by introducing another metal layer.

이러한 실리사이드층(390)은 접촉 저항을 감소시키는 바람직한 효과를 구현하여, 전체 반도체 소자의 저항을 감소시키는 효과를 구현하게 된다.The silicide layer 390 may implement a desirable effect of reducing contact resistance, thereby reducing the resistance of the entire semiconductor device.

도 8을 참조하면, 제1층간 절연층(510)의 상측 표면을 덮는 제2식각 종료층(430)을 형성한다. 이러한 제2식각 종료층(430)은 후속에 ILD1을 이루는 다른 제2층간 절연층을 평탄화하는 과정에서 식각 종료의 역할을 주로 하게 된다. 따라서, 제2층간 절연층을 바람직하게 이룰 실리콘 산화물과 충분한 식각 선택비를 구현할 수 있는 물질, 예컨대, 실리콘 질화물로 제2식각 종료층(430)이 이루어지는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 8, a second etching finish layer 430 is formed to cover an upper surface of the first interlayer insulating layer 510. The second etch finish layer 430 serves as an etch finish mainly in the process of planarizing another second interlayer insulating layer forming ILD1. Therefore, it is preferable that the second etch finish layer 430 is formed of a material capable of achieving a sufficient etching selectivity with a silicon oxide, which is preferably the second interlayer insulating layer, for example, silicon nitride.

이러한 제2식각 종료층(430)은 코어 영역 상의 실리사이드층(390) 부분을 덮도록 연장되는 것이 바람직하다. 연장된 제2식각 종료층(430) 부분은 제2층간 절연층의 어닐링(annealing) 과정에서 발생할 수 있는 산화를 방지하는 역할을 또한 하게 된다.The second etch stop layer 430 preferably extends to cover the portion of the silicide layer 390 on the core region. An extended portion of the second etch finish layer 430 may also serve to prevent oxidation that may occur during annealing of the second interlayer insulating layer.

도 9를 참조하면, 제2식각 종료층(430) 상에 제2층간 절연층(550)을 형성하고 평탄화하여 제1층간 절연층(510) 및 제2층간 절연층(550)으로 이루어지는 ILD1을 이룬다. 구체적으로, 제2식각 종료층(430) 상에 제2층간 절연층(550)을 적어도 제1층간 절연층(510) 이상의 두께로 증착한 후, 제1층간 절연층(510) 상의 제2식각 종료층(430) 부분을 식각 종료로 이용하여 제2층간 절연층(550)을 평탄화한다. 이에 따라, 제1층간 절연층(510)과 제2층간 절연층(500)의 높이가 실질적으로 대등해지게 되고, 제1층간 절연층(510)과 제2층간 절연층(500)을 포함하여 이루어지는 ILD1이 형성된다.Referring to FIG. 9, an ILD1 including the first interlayer insulating layer 510 and the second interlayer insulating layer 550 is formed by forming and planarizing a second interlayer insulating layer 550 on the second etch finish layer 430. Achieve. Specifically, after depositing the second interlayer insulating layer 550 to the thickness of at least the first interlayer insulating layer 510 on the second etch finish layer 430, the second etching on the first interlayer insulating layer 510 The second interlayer insulating layer 550 is planarized using a portion of the termination layer 430 as the end of etching. Accordingly, the heights of the first interlayer insulating layer 510 and the second interlayer insulating layer 500 become substantially equal, and include the first interlayer insulating layer 510 and the second interlayer insulating layer 500. ILD1 is formed.

본 발명의 제1실시예에 의한 반도체 소자 제조 방법은, 실리사이드 과정을도입하여 반도체 소자의 접촉 저항을 감소시키는 효과를 구현한다. 이러한 실리사이드 과정은 반도체 소자의 셀 영역의 도전성 콘택(370)의 상측 표면에 수행되고, 이와 함께, 코어 영역의 소오스 및 드레인 영역에 접촉하는 실리사이드층(390)이 형성되도록 수행된다. 이를 위해서, 도전성 콘택(370)을 선택적 에피택셜 성장으로 형성하고, 코아 영역에 올려진 소오스 및 드레인층(350)을 도입한다.The semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention implements an effect of reducing the contact resistance of the semiconductor device by introducing a silicide process. This silicide process is performed on the upper surface of the conductive contact 370 of the cell region of the semiconductor device, and together with the silicide layer 390 in contact with the source and drain regions of the core region. To this end, the conductive contact 370 is formed by selective epitaxial growth, and the source and drain layers 350 mounted on the core region are introduced.

이와 같은 제1실시예의 일부 과정은 공정에 따라 변형될 수 있다. 이러한 변형되는 예를 다음의 제2실시예를 예시하여 설명한다.Some processes of this first embodiment may be modified according to the process. This modified example will be described by illustrating the following second embodiment.

제2실시예Second embodiment

도 10 내지 도 17은 본 발명의 제2실시예에 의한 실리사이드 과정을 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다. 제2실시예에서 제1실시예에서와 동일한 참조 부호는 대등한 부재를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.10 to 17 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a semiconductor device including a silicide process according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same reference numerals as in the first embodiment can be understood to mean equivalent members.

먼저, 도 1을 참조하여 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 게이트 스택(200)이 형성된 반도체 기판(100)을 도입한다.First, as described in the first embodiment with reference to FIG. 1, the semiconductor substrate 100 on which the gate stack 200 is formed is introduced.

도 10을 참조하면, 게이트 스택(200)을 덮는 제1식각 종료층(first etch stopper:410')를 형성한다. 구체적으로, 게이트 스택(200)이 형성된 결과물 전체에 제1식각 종료층(410')을 증착한다. 이러한 제1식각 종료층(410')은 후속의 ILD1을 선택적으로 제거하는 식각 공정, 예컨대, 코아 영역을 여는 식각 공정에서 식각 종료로 주로 이용된다. 따라서, 제1식각 종료층(410')은 ILD1을 이룰 물질, 예컨대, 실리콘 산화물과 충분한 식각 선택비를 구현할 수 있는 물질, 예컨대, 실리콘 질화물(Si3N4) 등으로 바람직하게 이루어진다. 이러한 제1식각 종료층(410')은 대략 100?? 정도의 두께의 라이너(liner) 형태로 형성될 수 있으나, 후속의 식각 과정에 따라 그 두께는 달라질 수 있다.Referring to FIG. 10, a first etch stopper 410 ′ covering the gate stack 200 is formed. In detail, the first etch stop layer 410 ′ is deposited on the entire product on which the gate stack 200 is formed. The first etch termination layer 410 ′ is mainly used as an etch termination in an etching process for selectively removing subsequent ILD1, for example, an etching process for opening a core region. Accordingly, the first etch stop layer 410 'is preferably made of a material for forming ILD1, for example, silicon oxide and a material capable of achieving a sufficient etching selectivity, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ). The first etch stop layer 410 ′ is approximately 100 ?? The thickness may be formed in the form of a liner having a thickness, but the thickness may vary according to the subsequent etching process.

이러한 제1식각 종료층(410')을 실리콘 질화물로 바람직하게 형성할 경우, 실리콘 질화물과 반도체 기판(100)을 바람직하게 이루는 실리콘 사이에 발생할 수 있는 스트레스(stress)를 완화시킬 목적으로 버퍼층(buffer layer:415')을 도입할 수 있다. 이러한 버퍼층(415')은 실리콘 산화물층으로 도입될 수 있으나, 경우에 따라 버퍼층(415')의 도입은 생략될 수 있다.When the first etch stop layer 410 ′ is preferably formed of silicon nitride, a buffer layer may be used to alleviate stress that may occur between silicon nitride and silicon, which preferably forms the semiconductor substrate 100. layer: 415 '). The buffer layer 415 'may be introduced into the silicon oxide layer, but in some cases, the introduction of the buffer layer 415' may be omitted.

도 11을 참조하면, ILD1로 이용될 제1층간 절연층(510')을 형성한다. 이러한 제1층간 절연층(510')의 증착 이후에 이러한 제1층간 절연층(510')을 평탄화하는 과정이 CMP 과정으로 도입될 수 있다.Referring to FIG. 11, a first interlayer insulating layer 510 ′ to be used as ILD1 is formed. After the deposition of the first interlayer insulating layer 510 ′, the process of planarizing the first interlayer insulating layer 510 ′ may be introduced into the CMP process.

도 12를 참조하면, 제1층간 절연층(510')을 평탄화한 후, 셀 영역에 도전성 콘택을 위한 콘택홀(515')을 자기 정렬 콘택 식각(SAC etch)을 이용하여 형성한다. 평탄화는 CMP 등으로 수행될 수 있으며, 제1식각 종료층(410')을 식각 종료(혹은 연마 종료)로 이용하여 수행될 수 있다.Referring to FIG. 12, after the first interlayer insulating layer 510 ′ is planarized, a contact hole 515 ′ for conductive contact is formed in the cell region using self aligned contact etching (SAC etch). The planarization may be performed by CMP or the like, and may be performed by using the first etch finish layer 410 ′ as an etch finish (or polishing end).

콘택홀(515')은 셀 영역의 게이트 스택(200)에 인접하는 반도체 기판(100) 부분, 즉, 실질적으로 소오스 및 드레인 영역의 반도체 기판(100) 부분의 표면을 노출하게 된다. 코아 영역 또는 주변 회로 영역에서는 이러한 콘택홀(515')이 도입되지 않는다.The contact hole 515 ′ exposes a surface of a portion of the semiconductor substrate 100 adjacent to the gate stack 200 in the cell region, that is, a portion of the semiconductor substrate 100 in the source and drain regions. The contact hole 515 'is not introduced in the core region or the peripheral circuit region.

도 13을 참조하면, 코어 영역 상을 여는 식각 공정을 수행한다. 즉, 사진 공정으로 코어 영역을 노출하는 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 식각 마스크(etch mask)로 도입하여, 코어 영역 상의 제1층간 절연층(510') 부분을 식각하여 제거한다. 이러한 코어 영역 상의 제1층간 절연층(510') 부분을 제거하는 식각은 코어 영역 상의 제1식각 종료층(410') 부분에서 종료된다. 이후에 식각을 계속하여 노출된 제1식각 종료층(410') 부분을 완전히 제거한다. 이러한 제1식각 종료층(410')의 노출된 부분의 제거는 하부의 버퍼층(415) 부분에서 식각 종료한다. 그리고, 노출되는 버퍼층(415') 부분을 습식 식각 등으로 제거한다.Referring to FIG. 13, an etching process of opening the core region is performed. That is, a photoresist pattern (not shown) that exposes the core region by a photo process is introduced as an etch mask to etch and remove a portion of the first interlayer insulating layer 510 'on the core region. The etching for removing the portion of the first interlayer insulating layer 510 'on the core region is terminated at the portion of the first etch termination layer 410' on the core region. Subsequently, etching is continued to completely remove the exposed portion of the first etching termination layer 410 '. The removal of the exposed portion of the first etch stop layer 410 ′ ends the etch at the portion of the buffer layer 415 below. Then, the exposed portion of the buffer layer 415 'is removed by wet etching.

이러한 코어 영역 상을 여는 식각 과정에 의해서, 코어 영역 상에 형성된 게이트 스택(200)에 인접하는 반도체 기판(100) 표면, 즉, 실질적으로 소오스 및 드레인 영역의 반도체 기판(100) 표면이 노출되게 된다.By the etching process of opening the core region, the surface of the semiconductor substrate 100 adjacent to the gate stack 200 formed on the core region, that is, the surface of the semiconductor substrate 100 in the source and drain regions is exposed. .

도 14를 참조하면, 셀 영역과 코어 영역(혹은 주변 회로 영역)의 노출되는 반도체 기판(100)의 표면으로부터 실리콘층을 선택적으로 에피택셜 성장(SEG)시킨다. 선택적 에피택셜 성장은 게이트 스페이서(240)의 실리콘 질화물이나 소자 분리층(150)의 실리콘 산화물 표면으로부터는 실리콘이 에피택셜 성장되지 않고, 노출된 실리콘의 반도체 기판(100)의 실리콘 표면으로부터 실리콘층이 에피택셜 성장되는 것을 이용한 실리콘층 성장 방법이다. 이에 따라, 셀 영역의 콘택홀(515')에 의해서 노출되는 반도체 기판(100) 표면으로부터, 그리고, 코어 영역의 노출된 반도체 기판(100) 표면으로부터 선택적으로 성장된 올려진 소오스 및 드레인층(360)이 형성된다.Referring to FIG. 14, the silicon layer is selectively epitaxially grown (SEG) from the surface of the semiconductor substrate 100 exposed in the cell region and the core region (or the peripheral circuit region). Selective epitaxial growth is that silicon is not epitaxially grown from the silicon nitride of the gate spacer 240 or the silicon oxide surface of the device isolation layer 150, and the silicon layer is formed from the silicon surface of the exposed semiconductor substrate 100. It is a silicon layer growth method using epitaxial growth. Accordingly, the raised source and drain layers 360 selectively grown from the surface of the semiconductor substrate 100 exposed by the contact holes 515 'in the cell region and from the exposed surface of the semiconductor substrate 100 in the core region. ) Is formed.

이와 같이 올려진 소오스 및 드레인층(360)을 형성한 후, 이러한 올려진 소오스 및 드레인층(360)에 도전성을 부여하기 위한 이온 주입을 실시한다. 이러한 이온 주입은 고농도의 불순물 도즈, 예컨대, n+도전형으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 셀 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(360)은 실질적으로 콘택홀(515')을 채우는 도전성 콘택으로의 역할도 함께 수행할 수 있다.After the raised source and drain layers 360 are formed in this manner, ion implantation for imparting conductivity to the raised source and drain layers 360 is performed. Such ion implantation can be performed with a high concentration of impurity doses, such as n + conductivity type. Accordingly, the raised source and drain layers 360 of the cell region may also serve as conductive contacts to substantially fill the contact holes 515 '.

도 15를 참조하면, 올려진 소오스 및 드레인층(360)에 실리사이드 과정을 자기 정렬 실리사이드(SAC)의 과정을 따라 수행한다. 예를 들어, 코발트층을 증착한 후 열처리하여 올려진 소오스 및 드레인층(360)의 실리콘과 코발트 간의 실리사이드화를 진행한다. 이후에, 실리사이드화 되지 않은 코발트층 부분을 제거하여 셀 영역 및 코아 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(360)의 표면에 선택적으로 실리사이드층(390')을 동시에 형성한다. 이러한 실리사이드층(390')은 코발트 실리사이드(CoSix)로 이루어지는 것으로 기술되었으나, 다른 금속층을 도입하여 이러한 실리사이드 과정을 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 15, a silicide process is performed on the raised source and drain layers 360 in accordance with a process of self-aligned silicide (SAC). For example, a silicide is formed between silicon and cobalt of the source and drain layers 360 which are heated by depositing a cobalt layer and then performing heat treatment. Thereafter, the unsilicided cobalt layer portion is removed to selectively form a silicide layer 390 'on the surface of the raised source and drain layers 360 of the cell region and the core region simultaneously. Although the silicide layer 390 ′ is described as being made of cobalt silicide (CoSi x ), this silicide process may be performed by introducing another metal layer.

이러한 실리사이드층(390')은 접촉 저항을 감소시키는 바람직한 효과를 구현하여, 전체 반도체 소자의 저항을 감소시키는 효과를 구현하게 된다.The silicide layer 390 ′ implements a desirable effect of reducing contact resistance, thereby reducing the resistance of the entire semiconductor device.

도 16을 참조하면, 제1층간 절연층(510')의 상측 표면을 덮는 제2식각 종료층(430')을 형성한다. 이러한 제2식각 종료층(430')은 후속에 ILD1을 함께 이루는 다른 제2층간 절연층을 평탄화하는 과정에서 식각 종료의 역할을 주로 하게 된다. 따라서, 제2층간 절연층을 바람직하게 이룰 실리콘 산화물과 충분한 식각 선택비를구현할 수 있는 물질, 예컨대, 실리콘 질화물로 제2식각 종료층(430')이 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 제2식각 종료층(430')은 실리사이드층(390') 부분을 덮도록 연장되는 것이 바람직하다. 연장된 제2식각 종료층(430') 부분은 제2층간 절연층의 어닐링(annealing) 과정에서 발생할 수 있는 산화를 방지하는 역할을 또한 하게 된다.Referring to FIG. 16, a second etching finish layer 430 ′ covering an upper surface of the first interlayer insulating layer 510 ′ is formed. The second etch stop layer 430 ′ may mainly serve as an etch stop in the process of planarizing another second interlayer insulating layer constituting ILD1. Therefore, it is preferable that the second etch finish layer 430 'is made of a material capable of achieving a sufficient etch selectivity with a silicon oxide, which preferably forms the second interlayer insulating layer. The second etch finish layer 430 ′ preferably extends to cover the silicide layer 390 ′. The extended second etch stop layer 430 ′ may also serve to prevent oxidation that may occur during annealing of the second interlayer insulating layer.

도 17을 참조하면, 제2식각 종료층(430') 상에 제2층간 절연층(550')을 형성하고 평탄화하여 제1층간 절연층(510') 및 제2층간 절연층(550')으로 이루어지는 ILD1을 이룬다. 구체적으로, 제2식각 종료층(430') 상에 제2층간 절연층(550')을 증착한 후, 제1층간 절연층(510) 상 또는 게이트 스택(200) 상의 제2식각 종료층(430') 부분을 식각 종료로 이용하여 제2층간 절연층(550')을 평탄화한다. 이에 따라, 제1층간 절연층(510')과 제2층간 절연층(500')을 포함하여 이루어지는 ILD1이 형성된다.Referring to FIG. 17, the first interlayer insulating layer 510 ′ and the second interlayer insulating layer 550 ′ may be formed and planarized on the second etching finish layer 430 ′. ILD1 consists of. Specifically, after depositing the second interlayer insulating layer 550 ′ on the second etch stop layer 430 ′, the second etch finish layer (on the first interlayer insulating layer 510 or on the gate stack 200 ( The second interlayer insulating layer 550 'is planarized using the portion 430') as the end of etching. As a result, an ILD1 including the first interlayer insulating layer 510 'and the second interlayer insulating layer 500' is formed.

본 발명의 제2실시예에 의한 반도체 소자 제조 방법은, 실리사이드 과정을 도입하여 반도체 소자의 접촉 저항을 감소시키는 효과를 구현한다. 이러한 실리사이드 과정은 반도체 소자의 셀 영역 및 코어 영역에 함께 도입된 올려진 소오스 및 드레인층(360)의 표면에서 자기 정렬되게 수행된다.The semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention implements the silicide process to reduce the contact resistance of the semiconductor device. This silicide process is performed to self-align at the surface of the raised source and drain layers 360 introduced together in the cell and core regions of the semiconductor device.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

상술한 본 발명에 따르면, 선택적 에피택셜 성장(SEG)에 의해서 올려진 소오스 및 드레인층을 도입하거나 도전성 콘택을 도입한 후, 이들의 표면에 자기 정렬에 의한 실리사이드 과정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 접촉 저항을 효과적으로 줄일 수 있다. 더욱이, 셀 영역과 코어 영역(혹은 주변 회로 영역)에 동시에 실리사이드 과정을 수행할 수 있어, 전체 반도체 제조 과정이 매우 복잡해지는 것을 방지하며 효과적으로 실리사이드 과정을 제조 과정 중에 도입할 수 있다.According to the present invention described above, after introducing a source and drain layer raised by selective epitaxial growth (SEG) or introducing a conductive contact, it is possible to perform a silicide process by self-alignment on their surface. Accordingly, the contact resistance can be effectively reduced. Furthermore, the silicide process can be performed simultaneously in the cell region and the core region (or peripheral circuit region), thereby preventing the entire semiconductor manufacturing process from becoming very complicated and effectively introducing the silicide process during the manufacturing process.

Claims (16)

셀 영역(cell region)과 코어 영역(core region)을 포함하는 반도체 기판 상에 게이트 스택(gate stack)을 형성하는 단계;Forming a gate stack on a semiconductor substrate including a cell region and a core region; 상기 게이트 스택에 노출되는 상기 반도체 기판 표면으로부터 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계;Growing a source and drain layer raised from the surface of the semiconductor substrate exposed to the gate stack to selectively epitaxial growth (SEG); 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 덮는 층간 절연층을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating layer covering the raised source and drain layer; 상기 층간 절연층을 관통하여 상기 셀 영역의 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)에 전기적으로 연결되는 도전성 콘택을 형성하는 단계;Forming a conductive contact through said interlayer insulating layer and electrically connected to said raised source and drain layer of said cell region; 상기 코어 영역 상의 상기 층간 절연층 부분을 선택적으로 제거하여 상기 코어 영역의 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)의 상측 표면을 노출시키는 단계; 및Selectively removing portions of the interlayer dielectric layer on the core region to expose an upper surface of a raised source and drain layer of the core region; And 노출되는 상기 올려진 소오스 및 드레인층의 표면과 상기 도전성 콘택의 표면에 동시에 실리사이드 과정을 수행하여 실리사이드층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And performing a silicide process on the exposed surface of the raised source and drain layers and the surface of the conductive contact at the same time to form a silicide layer. 제1항에 있어서, 상기 도전성 콘택을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein forming the conductive contact 상기 층간 절연층에 하부의 상기 셀 영역의 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계; 및Forming a contact hole in the interlayer insulating layer exposing the raised source and drain layers of the cell region below; And 노출되는 상기 올려진 소오스 및 드레인층 표면으로부터 상기 도전성 콘택을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.Growing said conductive contact in selective epitaxial growth (SEG) from said raised source and drain layer surfaces. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 도전성 콘택을 성장시키는 단계 이후에 성장된 상기 도전성 콘택에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And performing ion implantation into the conductive contacts grown after the growing of the conductive contacts. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 성장시킨 후 상기 올려진 소오스 및 드레인층에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자제조 방법.And growing the raised source and drain layers and performing ion implantation into the raised source and drain layers. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 층간 절연층 하부에 식각 종료층을 형성하는 단계를 더 포함하고,The method may further include forming an etch stop layer under the interlayer insulating layer. 상기 식각 종료층은 상기 코어 영역 상의 상기 층간 절연층 부분을 선택적으로 제거할 때 식각 종료로 작용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And the etch stop layer serves as an etch stop when selectively removing the interlayer insulating layer portion on the core region. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 식각 종료는 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분에서 이루어지고,The etching termination is at a portion located on the core region of the etching termination layer, 상기 식각 종료로 작용된 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And selectively removing a portion located on the core region of the etch finish layer acting as the etch stop. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 식각 종료층 하부에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And forming a buffer layer under the etch stop layer. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 식각 종료층은 실리콘 질화물층을 포함하여 이루어지고, 상기 버퍼층은실리콘 산화물층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.The etching finish layer comprises a silicon nitride layer, the buffer layer is a semiconductor device manufacturing method characterized in that it comprises a silicon oxide layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리사이드층을 덮는 제2식각 종료층 및 제2층간 절연층을 순차적으로 형성하는 단계; 및Sequentially forming a second etch stop layer and a second interlayer insulating layer covering the silicide layer; And 상기 제2식각 종료층을 식각 종료로 이용하여 상기 제2층간 절연층을 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And planarizing the second interlayer insulating layer using the second etch stop layer as an etch stop. 셀 영역(cell region)과 코어 영역(core region)을 포함하는 반도체 기판 상에 게이트 스택(gate stack)을 형성하는 단계;Forming a gate stack on a semiconductor substrate including a cell region and a core region; 상기 게이트 스택을 덮는 제1층간 절연층을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating layer covering the gate stack; 상기 제1층간 절연층을 선택적으로 식각하여 상기 코어 영역의 상기 반도체 기판 부분을 노출하고 상기 셀 영역의 상기 반도체 기판 부분을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계;Selectively etching the first interlayer insulating layer to form a contact hole exposing the semiconductor substrate portion of the core region and exposing the semiconductor substrate portion of the cell region; 상기 노출되는 반도체 기판 표면으로부터 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)을 선택적 에피택셜 성장(SEG:Selectively Epitaxial Growth)으로 성장시키는 단계;Growing a source and drain layer raised from the exposed surface of the semiconductor substrate to selectively epitaxial growth (SEG); 상기 올려진 소오스 및 드레인층(raised source and drain layer)에 실리사이드 과정을 수행하여 실리사이드층을 형성하는 단계; 및Forming a silicide layer by performing a silicide process on the raised source and drain layer; And 상기 실리사이드층을 덮고 평탄화된 표면을 가지는 제2층간 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.Forming a second interlayer insulating layer covering the silicide layer and having a planarized surface. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 올려진 소오스 및 드레인층을 성장시킨 후 상기 올려진 소오스 및 드레인층에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And growing the raised source and drain layers and then performing ion implantation into the raised source and drain layers. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1층간 절연층 하부에 식각 종료층을 형성하는 단계를 더 포함하고,The method may further include forming an etch stop layer under the first interlayer insulating layer. 상기 식각 종료층은 상기 코어 영역 상의 상기 제1층간 절연층 부분을 선택적으로 제거할 때 식각 종료로 작용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And the etch stop layer acts as an etch stop when selectively removing the first interlayer insulating layer portion on the core region. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 식각 종료는 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분에서 이루어지고,The etching termination is at a portion located on the core region of the etching termination layer, 상기 식각 종료로 작용된 상기 식각 종료층의 상기 코어 영역 상에 위치한 부분을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And selectively removing a portion located on the core region of the etch finish layer acting as the etch stop. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 식각 종료층 하부에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And forming a buffer layer under the etch stop layer. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 식각 종료층은 실리콘 질화물층을 포함하여 이루어지고, 상기 버퍼층은 실리콘 산화물층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.The etching finish layer comprises a silicon nitride layer, the buffer layer is a semiconductor device manufacturing method, characterized in that comprises a silicon oxide layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리사이드층을 덮는 제2식각 종료층 및 제2층간 절연층을 순차적으로 형성하는 단계; 및Sequentially forming a second etch stop layer and a second interlayer insulating layer covering the silicide layer; And 상기 제2식각 종료층을 식각 종료로 이용하여 상기 제2층간 절연층을 평탄화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.And planarizing the second interlayer insulating layer using the second etch stop layer as an etch stop.
KR1020020032015A 2002-06-07 2002-06-07 Method for manufacturing semiconductor device including silicide process KR20030094742A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020032015A KR20030094742A (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method for manufacturing semiconductor device including silicide process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020032015A KR20030094742A (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method for manufacturing semiconductor device including silicide process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030094742A true KR20030094742A (en) 2003-12-18

Family

ID=32386266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020032015A KR20030094742A (en) 2002-06-07 2002-06-07 Method for manufacturing semiconductor device including silicide process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030094742A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100614574B1 (en) * 2004-05-06 2006-08-25 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor device with landing-plug and method for manufacturing the same
US7755133B2 (en) 2006-11-03 2010-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device and related fabrication method
US7867865B2 (en) 2007-07-02 2011-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating semiconductor devices including elevated source and drain regions

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100614574B1 (en) * 2004-05-06 2006-08-25 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor device with landing-plug and method for manufacturing the same
US7755133B2 (en) 2006-11-03 2010-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device and related fabrication method
US8273620B2 (en) 2006-11-03 2012-09-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device and related fabrication method
US7867865B2 (en) 2007-07-02 2011-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating semiconductor devices including elevated source and drain regions
US8552494B2 (en) 2007-07-02 2013-10-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices including elevated source and drain regions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4446949B2 (en) Method for forming elevated salicide source / drain regions
KR100546369B1 (en) High integrated semiconductor device with silicide layer securing contact margin and method for manufacturing the same
US5324673A (en) Method of formation of vertical transistor
US6737308B2 (en) Semiconductor device having LDD-type source/drain regions and fabrication method thereof
KR100521381B1 (en) Method Of Fabricating Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
KR20100028910A (en) Semiconductor device having bar type active pattern and method of manufacturing the same
US6159808A (en) Method of forming self-aligned DRAM cell
US6689654B2 (en) Methods of manufacturing integrated circuit devices having reduced contact resistance between a substrate and a contact pad while maintaining separation of the substrate and the contact pad
JP4086099B2 (en) Method for forming semiconductor device
US6284610B1 (en) Method to reduce compressive stress in the silicon substrate during silicidation
US6130121A (en) Method for fabricating a transistor
US6204185B1 (en) Method for forming self-align stop layer for borderless contact process
KR20030094742A (en) Method for manufacturing semiconductor device including silicide process
US6458702B1 (en) Methods for making semiconductor chip having both self aligned silicide regions and non-self aligned silicide regions
KR100442780B1 (en) Method of manufacturing short-channel transistor in semiconductor device
US7803692B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device having self-aligned contact
KR20010054169A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4457426B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100552592B1 (en) Method of manufacturing the semiconductor device
KR100713927B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20040107779A (en) Bipolar junction transistor and method for fabricating the same
US7095086B2 (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
KR100250098B1 (en) Isolation area and method
KR100734259B1 (en) Method for fabricating semiconductor devices
US6136633A (en) Trench-free buried contact for locos isolation

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