KR20040080637A - Semiconductor device having improving reliability and method forming the same - Google Patents

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KR20040080637A
KR20040080637A KR1020030015502A KR20030015502A KR20040080637A KR 20040080637 A KR20040080637 A KR 20040080637A KR 1020030015502 A KR1020030015502 A KR 1020030015502A KR 20030015502 A KR20030015502 A KR 20030015502A KR 20040080637 A KR20040080637 A KR 20040080637A
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor device and a manufacturing method thereof are provided to prevent short between a plate electrode and a contact plug and to secure photo-misalign margin by forming a spacer at both sidewalls of an insulating layer and a bit line contact hole. CONSTITUTION: A plurality of cell transistors(220) are formed on a substrate(100). The first interlayer dielectric(240) is formed on the cell transistor and provided with a storage node contact pad(260) and a bit line contact pad(280). A plurality of cell capacitors are formed on the first interlayer dielectric and provided with storage electrodes(360) and a dielectric film(380a) and a plate electrode(400a). The second interlayer dielectric is formed on the resultant structure. An insulating layer(480) is formed at end parts of the plate electrode. Spacers(500) are formed at both sidewalls of the insulating layer and a bit line contact hole. The third insulating layer(540a) is formed on the resultant structure. A plurality of bit line plugs(600) are formed in the bit line contact hole to connect the bit line contact pad.

Description

신뢰성이 향상된 반도체 장치 및 반도체 장치 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING IMPROVING RELIABILITY AND METHOD FORMING THE SAME}Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device with improved reliability {SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING IMPROVING RELIABILITY AND METHOD FORMING THE SAME}

본 발명은 신뢰성이 향상된 반도체 장치 및 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 플레이트 전극의 단부에 절연층과 비트라인 개구부의 측벽에 스페이서(SPACER)을 가지는 반도체 장치 및 반도체 장치 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device having improved reliability. It is about.

고속정보화가 발달함에 따라 고속 메모리의 필요성이 증대 되었다. 또한 이러한 필요성과 함께 전반적으로 향상된 성능의 시스템을 구축하기 위해 기존의 메모리 소자와 논리 소자를 같은 웨이퍼에 집적하는 MML(Memory-megred-Logic)의 필요성이 증대되었다. 이러한 MML중에서도 저비용의 고집적화를 가능하게 하는 디램(DRAM)과 논리 소자를 함께 집적한 칩(Chip)이 많이 사용된다.The development of high-speed information technology has increased the need for high-speed memory. In addition to these needs, the need for memory-megred-logic (MML), which integrates existing memory devices and logic devices onto the same wafer, has been increased to build a system with improved overall performance. Among such MMLs, a chip in which DRAMs and logic elements are integrated together, which enables low-cost high integration, is used.

디램은 정보를 저장하는 셀(Cell)들의 집합체인 셀 어레이(Cell Array)와 정보를 외부에 정확하고 빠르게 전달하여 주는 주변 회로(Peripheral Circuit)로 구성되어 있는 반도체 메모리 장치이다. 따라서 반도체 메모리 장치인 디램에 있어서 중요한 요소가 되는 것은 정보를 저장하는 셀 캐패시터의 정전용량이다. 데이터를 저장하는 상기 캐패시터의 정전요량은 알파(α)-입자에 의한 소프트 에러(Soft Error)나 노이즈(Noise)에 의한 저장된 정보의 손실을 방지할 수 있도록 셀 캐패시터당 25fF는 유지되어야 한다.A DRAM is a semiconductor memory device including a cell array, which is a collection of cells that store information, and a peripheral circuit that transfers information to the outside accurately and quickly. Therefore, an important factor in the DRAM of the semiconductor memory device is the capacitance of the cell capacitor that stores the information. The capacitance of the capacitor that stores the data should be maintained at 25 fF per cell capacitor to prevent loss of stored information due to soft errors or noise by alpha-alpha particles.

이러한 점을 감안하여 각 업체에서 캐패시터의 전하 저장 능력를 증가시키기 위하여 유전 상수가 큰 물질을 사용하는 방법, 유전물질의 두께를 낮추는 방법 및 캐패시터의 표면적을 늘리는 방법 등을 연구하고 있으며 이들의 방법 중에 최근에는 캐패시터의 표면적을 증대시키는 방법이 주로 이용되고 있다. 이와 같은 반도체 소자의 고집적화와 동시에 캐패시터의 고용량화는 새로운 문제점을 야기하게 된다. 즉, 고집적, 고용량화의 메모리 장치 제작에 따른 디자인 룰의 감소로 플레이트 전극과 비트라인 콘택 간의 간격 부족에 의한 포토 미스얼라인 마진(PHOTO MISALIGN MARGIN), 비트라인 콘택 크기, 플레이트 전극 크기 등의 여유가 없으므로 디자인 룰에 영향을 주어 소자 크기를 줄이는데 문제가 있다. 그리고 플레이트 전극과 비트라인 콘택 플러그 간의 절연마진이 부족하여 도통 발생 가능성이 많았다. 그러므로 저 수율 및 신뢰성 문제을 가지고 있다.In light of this, each company is studying how to use materials with large dielectric constants to increase the charge storage capacity of capacitors, how to reduce the thickness of dielectric materials, and how to increase the surface area of capacitors. The method of increasing the surface area of a capacitor is mainly used. Such high integration of semiconductor devices and high capacity of capacitors cause new problems. In other words, due to the reduction of design rules due to the fabrication of high density and high capacity memory devices, the margin of photo misalignment, bit line contact size, and plate electrode size due to insufficient gap between plate electrode and bit line contact Therefore, there is a problem in reducing the device size by affecting design rules. Insufficient insulation margin between the plate electrode and the bit line contact plug caused the possibility of conduction. Therefore, there is a problem of low yield and reliability.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 플레이트 전극과 비트라인 콘택 플러그 간의 구조를 개선한 반도체 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having an improved structure between a plate electrode and a bit line contact plug in order to solve the above problems.

또 다른 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 플레이트 전극과 비트라인 콘택 플러그 간의 구조를 개선한 반도체 장치 제조방법을 제공하는 것이다.Another object is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having an improved structure between a plate electrode and a bit line contact plug in order to solve the above problems.

도 1a 내지 도 1m는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.1A to 1M are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

<주요 도면의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Main Drawings>

100 : 반도체 기판 120 : 소자격리 영역100 semiconductor substrate 120 device isolation region

140 : 활성영역 160,180 : 게이트 전극140: active region 160,180: gate electrode

200 : 게이트 보호막 220 : 게이트 라인(트랜지스터)200: gate protective film 220: gate line (transistor)

240 : 제1 층간 절연막 260 : 스토로지 전극 콘택 패드240: first interlayer insulating film 260: storage electrode contact pad

280 : 비트라인 콘택 패드 300 : 식각 저지막280: bit line contact pad 300: etch stop film

320 : 제2 층간 절연막 340 : 스토로지 전극용 개구부320: second interlayer insulating film 340: opening for storage electrode

360 : 스토로지 전극 380 : 유전막360: storage electrode 380: dielectric film

400 : 플레이트 전극용 제2 도전막 420 : 실리콘 질화막400: second conductive film for plate electrode 420: silicon nitride film

420a: 하드마스크층 440 : 제1 비트라인 개구부420a: hard mask layer 440: first bit line opening

460 : 제2 비트라인 개구부 480 : 절연층460: second bit line opening 480: insulating layer

500 : 스페이서 520 : 제3 비트라인 개구부500: spacer 520: third bit line opening

540 : 제3 층간 절연막 560 : 포토레지스트 패턴540: third interlayer insulating film 560: photoresist pattern

580 : 비트라인 콘택 홀 600 : 비트라인 콘택 플러그580: bit line contact hole 600: bit line contact plug

이상의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체장치는, 반도체 기판의 표면에 형성된 복수의 셀트랜지스터들과 상기 복수의 셀트랜지스터들을 덮고, 각 셀트랜지스터의 제1콘택영역(소오스. SOURCE)과 콘택된 스토로지 전극 콘택 패드와 제2콘택영역(드레인, DRAIN)과 콘택된 비트라인 콘택 패드를 포함한 제1층간절연막과 상기 제1층간절연막 상에 형성되고, 상기 복수의 셀트랜지스터들의 스토로지 전극 콘택 패드와 각각 접촉된 복수의 스토리지 전극과, 상기 복수의 스토리지 전극을 덮는 유전막과, 상기 유전막을 덮는 플레이트 전극을 가지는 복수의 셀캐패시터들과 상기 복수의 셀캐패시터들을 덮는 제2층간절연막과 상기 복수의 스토리지 전극들 사이에 각각 위치하고, 대응하는 셀트랜지스터의 비트라인 콘택 패드의 탑부와 오버랩되는 영역을 포함하는 개구부의 측벽에 노출되는 상기 플레이트 전극의 단부를 절연시키기 위하여 상기 플레이트 전극의 단부에 형성된 절연층과 상기 개구부의 측벽에 각각 형성된 복수의 측벽 스페이서들과 상기 제2층간절연막 및 복수의 측벽 스페이서들을 덮는 제3층간절연막과 상기 제3층간절연막의 표면으로부터 상기 각 측벽 스페이서로 한정된 영역을 통하여 셀프얼라인 방식으로 하부 층간절연막들에 형성되고 바닥에 대응하는 셀트랜지스터의 비트라인 콘택 패드 탑부가 노출된 비트라인 콘택홀에 매립되어 비트라인 콘택 패드와 전기적으로 연결된 복수의 비트라인 플러그들을 구비한 것이다.In order to achieve the above object, the semiconductor device according to the present invention covers a plurality of cell transistors and the plurality of cell transistors formed on a surface of a semiconductor substrate, and contacts the first contact region (source. SOURCE) of each cell transistor. A storage electrode contact pad of the plurality of cell transistors is formed on the first interlayer insulating layer and the first interlayer insulating layer including a storage electrode contact pad and a bit line contact pad contacting the second contact region (drain, DRAIN). A plurality of cell capacitors having a plurality of storage electrodes in contact with each other, a dielectric layer covering the plurality of storage electrodes, a plate electrode covering the dielectric layer, a second interlayer insulating layer covering the plurality of cell capacitors, and the plurality of storage electrodes. Regions respectively located between the electrodes and overlapping the top portions of the bit line contact pads of the corresponding cell transistors. An insulating layer formed at an end of the plate electrode, a plurality of sidewall spacers formed on each of the sidewalls of the opening, and the second interlayer insulating film and a plurality of sidewalls to insulate an end of the plate electrode exposed to the sidewall of the opening. The bit line contact pad top portion of the cell transistors formed on the lower interlayer insulating layers in a self-aligned manner from the surface of the third interlayer insulating layer covering the spacers and the surface of the third interlayer insulating layer to the bottom interlayer insulating layers in a self-aligned manner. A plurality of bit line plugs are embedded in the exposed bit line contact holes and electrically connected to the bit line contact pads.

본 발명에 따른 반도체 장치 제조 방법은 상기 복수의 셀캐패시터의 플레이트 전극을 제1절연막으로 덮는 단계와 상기 제1절연층에 비트라인 개구부를 형성하는 단계와 상기 비트라인 개구부의 측벽에 노출된 상기 플레이트 전극의 노출단부를 절연층으로 형성하는 단계와 상기 비트라인 개구부의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계와 상기 제1절연막과 비트라인 개구부를 제2절연막으로 덮는 단계와 상기 제2절연막의 표면으로부터 상기 측벽 스페이서로 한정된 영역을 통하여 셀프얼라인방식으로 하부 절연막에 비트라인 콘택홀을 형성하는 단계와 상기 비트라인 콘택홀 내에 비트라인 플러그를 형성하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.A semiconductor device manufacturing method according to the present invention comprises the steps of covering the plate electrodes of the plurality of cell capacitors with a first insulating film, forming a bit line opening in the first insulating layer and the plate exposed on the sidewalls of the bit line openings Forming an exposed end of an electrode as an insulating layer, forming a spacer on a sidewall of the bitline opening, covering the first insulating film and the bitline opening with a second insulating film, and forming the sidewall from the surface of the second insulating film. And forming a bit line contact hole in the lower insulating film in a self-aligned manner through a region defined by a spacer, and forming a bit line plug in the bit line contact hole.

본 발명에 의하면 상기 비트라인 개구부 내에서 노출된 플레이트 전극의 단부에 각각 형성된 복수의 표면처리 절연층과 비트라인 개구부 측벽에 각각 형성된 복수의 측벽 스페이서들을 형성함으로 포토 미스얼라인(PHOTO MISALIGN) 마진의 확보하였다. 그리고 플레이트 전극과 비트라인 콘택 플러그 간의 도통를 방지하여 수율을 향상과 소자 신뢰성을 확보하였다.According to the present invention, a plurality of surface treatment insulating layers respectively formed at the ends of the plate electrodes exposed in the bit line openings and a plurality of side wall spacers respectively formed on the sidewalls of the bit line openings are used to form a photo mistliner. Secured. In addition, by preventing conduction between the plate electrode and the bit line contact plug, yield is improved and device reliability is secured.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail according to the present invention.

도 1a 내지 도 1m는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.1A to 1M are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판상(100)에 활성영역 및 비활성영역을 정의하기 위해 STI(Shallow Trench Isolation)공정이 사용된다. 즉, 반도체 기판(100)이 소정의 깊이로 식각되어 트렌치(Trench)가 형성되고 상기 트렌치에 트렌치 격리막(120)이 채워지면 트렌치 격리가 완성되며 상기 트렌치 격리막(120)에 의해 둘러싸인 반도체 기판은 활성영역(140)으로 정의된다.Referring to FIG. 1A, a shallow trench isolation (STI) process is used to define an active region and an inactive region on a semiconductor substrate 100. That is, when the semiconductor substrate 100 is etched to a predetermined depth to form a trench and the trench isolation layer 120 is filled in the trench, trench isolation is completed and the semiconductor substrate surrounded by the trench isolation layer 120 is active. Is defined as region 140.

다음 공정은 상기 반도체 기판(100)에 트랜지스터를 형성하는 공정으로 먼저 웰(Well) 및 트랜지스터 문턱전압(Threshold Voltage)의 조절을 위한 이온 주입 공정이 통상적인 방법으로 진행된다.The next process is to form a transistor in the semiconductor substrate 100. First, an ion implantation process for adjusting a well and a transistor threshold voltage is performed in a conventional manner.

다음, 통상적인 방법으로 상기 반도체 기판(100)에 게이트 산화막(미도시),게이트 전극(160,180) 및 게이트 보호막(200)으로 구성된 트랜지스터(220)가 형성된다. 상기 게이트 전극막은 금속 실리사이드 및 폴리 실리콘의 이중막으로 형성되며, 상기 게이트 보호막은 질화막 스페이서로 구성된다.Next, a transistor 220 including a gate oxide layer (not shown), gate electrodes 160 and 180, and a gate protection layer 200 is formed on the semiconductor substrate 100 by a conventional method. The gate electrode layer is formed of a double layer of metal silicide and polysilicon, and the gate protective layer is formed of a nitride spacer.

이와 같이 형성된 트랜지스터를 셀 단위로 분리하기 위해서 상기 반도체 기판 전면에 제1 층간 절연막(240)이 증착된 후, 평탄화를 위한 식각이 진행되어 평탄화가 된다. 상기 제1 층간 절연막은 산화막으로 형성된다.After the first interlayer insulating film 240 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate in order to separate the formed transistors in units of cells, etching for planarization is performed to planarize. The first interlayer insulating film is formed of an oxide film.

다음 상기 트랜지스터를 캐패시터의 스토로지 전극과 비트라인에 전기적으로 연결하기 위하여 사진 식각 공정을 이용하여 스토로지 전극 콘택 홀(미도시)과 비트라인 콘택 홀(미도시)이 형성된다. 즉 상기 게이트 라인 사이의 제1 층간 절연막이 사진 공정을 통해 식각된다. 그리고 상기 스토로지 전극 콘택 홀과 비트라인 콘택 홀에 도전성 폴리실리콘으로 형성된다. 상기 도전성 폴리실리콘이 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 또는 에치 백(EtchBack) 공정이 수행되어 스토로지 전극 콘택 패드(260)와 비트라인 콘택 패드(280)가 형성된다.Next, a storage electrode contact hole (not shown) and a bit line contact hole (not shown) are formed by using a photolithography process to electrically connect the transistor to the storage electrode and the bit line of the capacitor. That is, the first interlayer insulating film between the gate lines is etched through the photolithography process. In addition, the storage electrode contact hole and the bit line contact hole are formed of conductive polysilicon. The conductive polysilicon is subjected to a chemical mechanical polishing (CMP) or etch back process to form a storage electrode contact pad 260 and a bit line contact pad 280.

다음 식각 저지막(300)이 형성된다. 상기 식각저지막(300)은 후속 캐패시터 스토로지 전극 형성 시 식각 저지막으로 작용한다. 상기 식각저지막(300)은 실리콘 질화막으로 형성된다.Next, an etch stop layer 300 is formed. The etch stop layer 300 serves as an etch stop layer when the next capacitor storage electrode is formed. The etch stop layer 300 is formed of silicon nitride.

다음 제2 층간 절연막(320, 일명 몰드(MOLD) 산화막)이 상기 식각저지막(300) 상에 형성된다. 상기 제2 층간 절연막(320)은 목적하는 커패시턴스를 얻기 위한 캐패시터 스토로지 전극의 높이를 결정하도록 그 두께가 결정되어 진다.A second interlayer insulating film 320 (also called a mold oxide film) is formed on the etch stop film 300. The thickness of the second interlayer insulating layer 320 is determined so as to determine the height of the capacitor storage electrode to obtain the desired capacitance.

상기 제2 층간 절연막(320)과 상기 식각 저지막(300)이 식각되어 상기 셀 영역의 트랜지스터의 제1 콘택 영역인 반도체 기판(소오스 영역)에 연결시키는 캐패시터 스토로지 전극용 개구부(340)가 형성된다.The second interlayer insulating layer 320 and the etch stop layer 300 are etched to form an opening 340 for a capacitor storage electrode that is connected to a semiconductor substrate (a source region) that is a first contact region of a transistor in the cell region. do.

다음 도 1b를 참조하면, 상기 개구부(340) 내부와 제2절연막(320) 상에 캐패시터 스토로지 전극용 제1도전막(미도시)을 형성한다. 상기 제1도전막은 예를 들면 도전성 폴리실리콘 또는 Ti, Ta, W 등의 내열성 금속이나, TiN, TiSiN, TiAlN, TaN, TaSiN, TaAlN, WN 등의 내열성 금속의 화합물로 형성된다. 다음에 스토로지 전극를 분리하기 위하여 상기 스토로지 전극용 제1도전막(미도시)에 노드 분리 공정을 진행하여 노드 분리된 스토로지 전극(360)형성한다.Next, referring to FIG. 1B, a first conductive layer (not shown) for a capacitor storage electrode is formed on the inside of the opening 340 and the second insulating layer 320. The first conductive film is formed of, for example, a conductive polysilicon or a heat resistant metal such as Ti, Ta, W, or a heat resistant metal compound such as TiN, TiSiN, TiAlN, TaN, TaSiN, TaAlN, WN. Next, in order to separate the storage electrodes, a node separation process is performed on the first conductive film (not shown) for the storage electrodes to form the storage electrodes 360 separated from each other.

다음 도 1c를 참조하면, 다음 유전막(380)이 형성된다. 상기 노드 분리된 스토로지 전극(360) 상과 제2 층간 절연막(320) 상에 연속적으로 캐패시터 유전막(380)을 증착한다. 상기 캐패시터 유전막(380)은 TiO2막, Ta2O5막 Al2O3막, BaTiO3막, SrTiO3막, Bi4Ti3O12막, PbTiO3막, SiO2막, (Ba, Sr)TiO3막, (Pb, La)(Zr,Ti)O3막, Pb(Zr, Ti)O3막, SrBi2Ta2O9막 및 SiN막에서 선택된 어느 하나의 물질막 및 이를 포함하는 복합막일 수 있다.Next, referring to FIG. 1C, the next dielectric layer 380 is formed. A capacitor dielectric layer 380 is sequentially deposited on the node storage device 360 and the second interlayer insulating layer 320. The capacitor dielectric film 380 includes a TiO2 film, a Ta2O5 film, an Al2O3 film, a BaTiO3 film, an SrTiO3 film, a Bi4Ti3O12 film, a PbTiO3 film, a SiO2 film, a (Ba, Sr) TiO3 film, a (Pb, La) (Zr, Ti) O3 film. The Pb (Zr, Ti) O3 film, the SrBi2Ta2O9 film, and any one material film selected from the SiN film and the composite film including the same.

다음 도 1d를 참조하면, 상기 도 1c에 나타난 결과물 상에 플레이트 전극용 제2도전막(400)으로 TiN을 형성한다. 또한 플레이트 전극용 제2도전막(400)으로는 예를 들어 금속막, 금속 산화물막 또는 이들의 복합막으로 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속막은 Pt막, Ir막, Ru막, Rh막, Os막 또는 Pd막일 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물막은 RuO2막, IrO2막, (Ca, Sr)RuO3막 또는 LaSrCoO3막일 수 있다.Next, referring to FIG. 1D, TiN is formed as the second conductive layer 400 for the plate electrode on the resultant shown in FIG. 1C. In addition, the second conductive film 400 for a plate electrode may be formed of, for example, a metal film, a metal oxide film, or a composite film thereof. Specifically, the metal film may be a Pt film, an Ir film, a Ru film, an Rh film, an Os film, or a Pd film. The metal oxide film may be a RuO 2 film, an IrO 2 film, a (Ca, Sr) RuO 3 film, or a LaSrCoO 3 film.

다음 도 1e를 참조하면, 상기 플레이트 전극용 제2도전막(400) 상에 실리콘 질화막(420)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1E, a silicon nitride film 420 is formed on the second conductive film 400 for the plate electrode.

다음 도 1f를 참조하면, 실리콘 질화막(420)을 패터닝하여 인근한 스토리지 전극들간의 비트라인 형성용 영역을 노출하는 제1 비트라인 개구부(440)를 갖는 하드마스크층(420a)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1F, the silicon nitride layer 420 is patterned to form a hard mask layer 420a having a first bit line opening 440 that exposes a bit line forming region between adjacent storage electrodes.

다음 도 1g를 참조하면, 상기 하드마스크층을 에칭 마스크로 이용하여 상기 플레이트 전극용 도전막을 패터닝하여 제2 비트라인 개구부(460)를 갖는 플레이트 전극을 형성한다.Referring to FIG. 1G, the plate electrode conductive layer is patterned using the hard mask layer as an etching mask to form a plate electrode having a second bit line opening 460.

다음 도 1h를 참조하면, 상기 플레이트 전극의 노출된 측벽을 표면처리하여 절연층(480)을 형성한다. 이때 표면 처리는 산소(O2), 불소(F) 및 염소(Cl) 가스를 이용하는 PLASMA 처리를 하여 TiO2, TiF 및 TiCL 등으로 전환된 절연층(480)을 형성한다.Referring to FIG. 1H, an exposed sidewall of the plate electrode is surface treated to form an insulating layer 480. At this time, the surface treatment is a PLASMA treatment using oxygen (O2), fluorine (F) and chlorine (Cl) gas to form an insulating layer 480 converted to TiO2, TiF, TiCL and the like.

다음 도 1i를 참조하면, 상기 하드마스크 패턴(420a) 및 상기 절연층(480) 및 제2 층간 절연막(320) 상에 연속적으로 실리콘 질화막을 증착한 후 이방성 식각하여 스페이서(500)를 형성한다.Next, referring to FIG. 1I, a silicon nitride layer is continuously deposited on the hard mask pattern 420a, the insulating layer 480, and the second interlayer insulating layer 320, and then anisotropically etched to form a spacer 500.

다음 도 1j를 참조하면, 상기 도 1i에 나타난 결과물 상에 상기 제3 비트라인 개구부(520)를 매립하는 제3 층간 절연막(540)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1J, a third interlayer insulating layer 540 is formed on the resultant shown in FIG. 1I to fill the third bit line opening 520.

다음 도 1k를 참조하면, 상기 제3 층간 절연막상(540)에 비트라인 콘택홀을 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(560)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1K, a photoresist pattern 560 for forming a bit line contact hole is formed on the third interlayer insulating layer 540.

다음 도 1l을 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(560)을 에칭 마스크로 사용하여 상기 비트라인 형성부에 존재하는 제3층간 절연막(540) 및 상기 스페이서(500)에 의해 한정되는 제2층간 절연막(320)을 순차적으로 에칭하여 상기 비트라인 콘택 패드(280)를 노출하는 비트라인 콘택홀(580)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1L, using the photoresist pattern 560 as an etching mask, a second interlayer insulating film 540 and a second interlayer insulating film defined by the spacer 500 are formed on the bit line forming portion. The bit line contact holes 580 exposing the bit line contact pads 280 are sequentially formed by etching 320.

이때 에칭시 상기 절연층(480)과 상기 스페이서(500)를 이용한 자기 정렬(self align) 식각을 진행함으로 공정 마진을 확보할 수 있다. 구체적으로, 제3 층간 절연막(540), 스페이서(500), 제2 층간 절연막(320), 식각저지막(300)을 통하여 상기 셀 영역의 트랜지스터 다른 측의 반도체 기판(드레인 영역)을 연결시키는 비트라인 콘택 홀(580)이 형성된다.In this case, a process margin may be secured by performing self alignment etching using the insulating layer 480 and the spacer 500 during etching. Specifically, a bit connecting the semiconductor substrate (drain region) on the other side of the transistor in the cell region through the third interlayer insulating layer 540, the spacer 500, the second interlayer insulating layer 320, and the etch stop layer 300. The line contact hole 580 is formed.

다음 도 1m를 참조하면, 상기 제3 층간 절연막(540) 상과 비트라인 콘택 홀(580)에 연속적으로 폴리실리콘 또는 텅스텐 등을 증착한 후 평탄화 공정이나 에치 백(etchback)하여 비트라인 콘택 플러그(600)를 형성한다.Next, referring to FIG. 1M, polysilicon or tungsten is sequentially deposited on the third interlayer insulating layer 540 and the bit line contact hole 580, and then the bit line contact plug is formed by planarization or etching back. 600).

본 발명에 의하면 플레이트 전극의 단부에 형성된 표면처리 절연층과 비트라인 개구부 측벽에 형성된 측벽 스페이서들을 형성함으로 포토 미스얼라인(PHOTO MISALIGN) 마진의 확보하였다. 그리고 플레이트 전극과 비트라인 콘택 플러그 간의 도통를 방지하여 수율을 향상과 소자 신뢰성을 확보하였다.According to the present invention, the photo-misaligned margin is secured by forming the surface treatment insulating layer formed at the end of the plate electrode and the sidewall spacers formed at the sidewall of the bit line opening. In addition, by preventing conduction between the plate electrode and the bit line contact plug, yield is improved and device reliability is secured.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. You can understand that you can.

Claims (6)

반도체 기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체 기판의 표면에 형성된 복수의 셀트랜지스터들;A plurality of cell transistors formed on a surface of the semiconductor substrate; 상기 복수의 셀트랜지스터들을 덮고, 각 셀트랜지스터의 제1콘택영역과 콘택된 스토로지 전극 콘택 패드와 제2콘택영역과 콘택된 비트라인 콘택 패드를 포함한 제1층간절연막;A first interlayer insulating layer covering the plurality of cell transistors and including a storage electrode contact pad contacted with the first contact region of each cell transistor and a bit line contact pad contacted with the second contact region; 상기 제1층간절연막 상에 형성되고, 상기 복수의 셀트랜지스터들의 스토로지 전극 콘택 패드와 각각 접촉된 복수의 스토리지 전극과, 상기 복수의 스토리지 전극을 덮는 유전막과, 상기 유전막을 덮는 플레이트 전극을 가지는 복수의 셀캐패시터들;A plurality of storage electrodes formed on the first interlayer insulating layer and having a plurality of storage electrodes in contact with the storage electrode contact pads of the plurality of cell transistors, a dielectric film covering the plurality of storage electrodes, and a plate electrode covering the dielectric film, respectively. Cell capacitors; 상기 복수의 셀캐패시터들을 덮는 제2층간절연막;A second interlayer insulating film covering the plurality of cell capacitors; 상기 복수의 스토리지 전극들 사이에 각각 위치하고, 대응하는 셀트랜지스터의 비트라인 콘택 패드의 탑부와 오버랩되는 영역을 포함하는 개구부의 측벽에 노출되는 상기 플레이트 전극의 단부를 절연시키기 위하여 상기 개구부의 측벽에 각각 형성된 복수의 측벽 스페이서들;Each sidewall of the opening to insulate an end of the plate electrode positioned between the plurality of storage electrodes and exposed to the sidewall of the opening including an area overlapping the top of the bitline contact pad of the corresponding cell transistor. A plurality of sidewall spacers formed; 상기 제2층간절연막 및 복수의 측벽 스페이서들을 덮는 제3층간절연막; 및A third interlayer insulating film covering the second interlayer insulating film and the plurality of sidewall spacers; And 상기 제3층간절연막의 표면으로부터 상기 각 측벽 스페이서로 한정된 영역을 통하여 셀프얼라인 방식으로 하부 층간절연막들에 형성되고 바닥에 대응하는 셀트랜지스터의 비트라인 콘택 패드 탑부가 노출된 비트라인 콘택홀에 매립되어 비트라인 콘택 패드와 전기적으로 연결된 복수의 비트라인 플러그들을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.Is formed in the lower interlayer insulating films in a self-aligned manner through a region defined by the respective sidewall spacers from the surface of the third interlayer insulating film and is buried in the exposed bitline contact hole of the bit line contact pad top of the cell transistor corresponding to the bottom. And a plurality of bit line plugs electrically connected to the bit line contact pads. 제1항에 있어서, 상기 플레이트 전극의 단부를 절연시키기 위하여 상기 플레이트 전극의 단부에 형성된 복수의 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치The semiconductor device according to claim 1, further comprising a plurality of insulating layers formed at the ends of the plate electrodes to insulate the ends of the plate electrodes. 제2항에 있어서, 상기 플레이트 전극의 단부에 형성된 복수의 절연층은 TiO2, TiF 및 TiCl 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The semiconductor device according to claim 2, wherein the plurality of insulating layers formed at the end of the plate electrode is any one selected from TiO 2, TiF, and TiCl. 복수의 셀트랜지스터 및 복수의 셀캐패시터를 포함하고, 상기 복수의 셀캐패시터 상에 형성된 비트라인을 갖는 반도체 장치의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a semiconductor device comprising a plurality of cell transistors and a plurality of cell capacitors, and having a bit line formed on the plurality of cell capacitors, 상기 복수의 셀캐패시터의 플레이트 전극을 제1절연막으로 덮는 단계;Covering plate electrodes of the plurality of cell capacitors with a first insulating layer; 상기 제1절연막에 비트라인 개구부를 형성하는 단계;Forming a bit line opening in the first insulating layer; 상기 비트라인 개구부의 측벽에 노출된 상기 플레이트 전극의 노출단부를 절연층으로 형성하는 단계;Forming an exposed end of the plate electrode exposed to the sidewall of the bit line opening as an insulating layer; 상기 비트라인 개구부의 측벽에 측벽 스페이서를 형성하는 단계;Forming sidewall spacers on sidewalls of the bitline openings; 상기 제1절연막과 개구부를 제2절연막으로 덮는 단계;Covering the first insulating layer and the opening with a second insulating layer; 상기 제2절연막의 표면으로부터 상기 측벽 스페이서로 한정된 영역을 통하여 셀프얼라인 방식으로 하부 절연막에 비트라인 콘택홀을 형성하는 단계; 및Forming a bit line contact hole in the lower insulating film in a self-aligned manner from a surface of the second insulating film to a region defined by the sidewall spacers; And 상기 비트라인 콘택홀 내에 비트라인 플러그를 형성하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조방법.And forming a bit line plug in the bit line contact hole. 제4항에 있어서, 상기 복수의 셀캐패시터의 플레이트 전극으로는 TiN을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein TiN is used as plate electrodes of the plurality of cell capacitors. 제4항에 있어서, 상기 비트라인 개구부의 측벽에 노출된 상기 플레이트 전극의 노출단부를 절연층으로 형성하는 단계는 O2 PLASMA, F PLASMA 및 Cl PLASMA 처리 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.The semiconductor device of claim 4, wherein forming the exposed end of the plate electrode exposed to the sidewall of the bit line opening as an insulating layer is any one selected from among O 2 PLASMA, F PLASMA, and Cl PLASMA processes. Manufacturing method.
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