KR20050062122A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서 제 1 도전형의 반도체기판 상에 소자의 활성영역을 한정하는 필드산화막을 형성하고 활성영역 상에 게이트산화막을 개재시켜 게이트와 캡층을 형성하는 공정과, 게이트 및 캡층의 측면에 측벽을 형성하고 반도체기판의 노출된 부분에 제 2 도전형의 제 1 및 제 2 불순물영역을 형성하고 반도체기판 상에 활성영역 일부분을 노출시키는 제 1 층간절연층을 형성하는 공정과, 제 1 층간절연층 상에 측벽 사이를 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 채워 상기 제 1 및 제 2 불순물영역과 접촉되는 제 1 및 제 2 랜딩패드를 형성하는 공정과, 제 1 및 제 2 랜딩 패드의 표면을 선택적으로 실리사이드화하여 제 1 및 제 2 저저항층을 형성하는 공정과, 제 1 층간절연층 상에 제 1 저저항층을 노출시키는 제 1 접촉홀을 갖는 제 2 층간절연층을 형성하고 제 2 층간절연층 상에 제 1 접촉홀을 통해 제 1 랜딩패드와 접촉되는 비트라인을 형성하는 공정과, 제 2 층간절연층 상에 비트라인을 덮으며 제 2 저저항층을 노출시키는 제 2 접촉홀을 갖는 제 3 절연층을 형성하고 제 2 접촉홀 내에 다결정실리콘을 채워 플러그를 형성하는 공정을 구비한다. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a field oxide film defining an active region of an element on a first conductive semiconductor substrate, and forming a gate and a cap layer by interposing a gate oxide layer on the active region; Forming sidewalls on the side surfaces of the gate and cap layers, forming first and second impurity regions of the second conductivity type in the exposed portions of the semiconductor substrate, and forming a first interlayer dielectric layer exposing a portion of the active region on the semiconductor substrate. Forming a first and a second landing pad in contact with the first and second impurity regions by filling polycrystalline silicon doped with impurities between sidewalls on the first interlayer insulating layer; Selectively silencing the surface of the landing pad to form first and second low resistance layers, and first contact holes exposing the first low resistance layers on the first interlayer insulating layer. Forming a second interlayer dielectric layer and forming a bit line in contact with the first landing pad through the first contact hole on the second interlayer dielectric layer; and covering the bit line on the second interlayer dielectric layer Forming a third insulating layer having a second contact hole for exposing the low resistance layer, and filling the second contact hole with polysilicon to form a plug.
Description
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 랜딩패드(landing pad)와 스토리지노드 플러그 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device capable of reducing contact resistance between a landing pad and a storage node plug.
반도체장치의 집적도가 증가되면서 디자인 룰(design rule)이 축소되어 소오스 및 드레인영역을 이루는 불순물영역의 크기가 감소된다. 그러므로, 불순물영역을 이 후에 형성될 다른 층들과 전기적으로 연결하기 위한 플러그나 랜딩 패드를 자기 정렬 접촉(Self Align Contact : SAC) 방법으로 형성한다.As the degree of integration of semiconductor devices is increased, design rules are reduced to reduce the size of the impurity regions forming the source and drain regions. Therefore, a plug or a landing pad for electrically connecting the impurity region with other layers to be formed later is formed by a Self Align Contact (SAC) method.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조방법을 도시하는 공정도이다.1A to 1E are process drawings showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 1a를 참조하면, P형의 반도체기판(11)에 필드산화막(13)을 형성하여 활성영역을 한정한다. 상기에서 필드산화막(13)을 STI(Shallow Trench Isolation) 방법 또는 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 방법으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1A, a field oxide film 13 is formed on a P-type semiconductor substrate 11 to define an active region. The field oxide layer 13 may be formed by a shallow trench isolation (STI) method or a local oxide of silicon (LOCOS) method.
그리고, 반도체기판(11)의 활성영역 상에 게이트산화막(15)을 개재시켜 게이트(20)와 캡층(21)을 형성한다. 상기에서 게이트산화막(15)을 반도체기판(11)의 활성영역을 열산화하여 형성한다. 그리고, 게이트산화막(15) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘층(17), 실리사이드층(19) 및 캡층(21)을 순차적으로 적층한 후 RIE(Reactive Ion Etch) 등의 이방성 식각을 포함하는 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝한다. 상기에서 다결정실리콘층(17)과 실리사이드층(19)은 게이트(20)가 된다. 또한, 실리사이드층(19)은 텅스텐 등의 실리사이드이며, 캡층(21)은 질화실리콘 등을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착하므로써 형성된다.The gate 20 and the cap layer 21 are formed on the active region of the semiconductor substrate 11 with the gate oxide film 15 interposed therebetween. The gate oxide film 15 is formed by thermally oxidizing an active region of the semiconductor substrate 11. In addition, after the polycrystalline silicon layer 17, the silicide layer 19, and the cap layer 21 doped with impurities are sequentially stacked on the gate oxide layer 15, a photo including anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE) or the like. Patterned by lithographic method. In the above, the polysilicon layer 17 and the silicide layer 19 become the gate 20. The silicide layer 19 is a silicide such as tungsten, and the cap layer 21 is formed by depositing silicon nitride or the like by chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as CVD).
도 1b를 참조하면, 반도체기판(11) 상에 게이트(20) 및 캡층(21)을 덮도록 질화실리콘과 식각 선택비가 다른 산화실리콘을 CVD 방법으로 증착한 후 반도체기판(11)이 및 캡층(19)의 상부 표면이 노출되도록 에치백하여 게이트(20) 및 캡층(21)의 측면에 측벽(23)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, silicon oxide having a different etching selectivity from silicon nitride is deposited by a CVD method to cover the gate 20 and the cap layer 21 on the semiconductor substrate 11, and then the semiconductor substrate 11 and the cap layer ( The upper surface of 19 is etched back to form sidewalls 23 on the sides of gate 20 and cap layer 21.
캡층(21) 및 측벽(23)을 마스크로 사용하여 반도체기판(11)의 노출된 부분에 인(P) 또는 아세닉(As) 등의 N형의 불순물을 이온 주입하여 소자의 소오스 및 드레인영역이 되는 제 1 및 제 2 불순물영역(25)(27)을 형성한다.Source and drain regions of the device by ion implanting N-type impurities such as phosphorus (P) or arsenic (As) into the exposed portions of the semiconductor substrate 11 using the cap layer 21 and the sidewalls 23 as masks. First and second impurity regions 25 and 27 are formed.
그리고, 반도체기판(11) 상에 캡층(21) 및 측벽(23)을 덮도록 산화실리콘 등을 CVD 방법으로 증착하고 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 평탄화하여 제 1 층간절연층(29)을 형성한다. 그 다음, 제 1 층간절연층(29)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 반도체기판(11)의 활성영역 일부분을 노출시킨다.Then, silicon oxide or the like is deposited on the semiconductor substrate 11 to cover the cap layer 21 and the sidewall 23 by the CVD method, and planarized by the chemical mechanical polishing (CMP) method to form the first interlayer insulating layer 29. do. Next, the first interlayer insulating layer 29 is patterned by photolithography to expose a portion of the active region of the semiconductor substrate 11.
도 1c를 참조하면, 제 1 층간절연층(29) 상에 측벽(23) 사이를 채워 제 1 및 제 2 불순물영역(25)(27)과 접촉되도록 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 증착한다. 그리고, 증착된 다결정실리콘을 캡층(21)이 노출되도록 RIE 방법으로 에치백하거나 또는 CMP 방법으로 연마하여 측벽(21) 사이에 각각 제 1 및 제 2 불순물영역(25)(27)과 접촉되는 제 1 및 제 2 랜딩패드(31)(33)를 형성한다. 이 때, 제 1 층간절연층(29)도 식각되어 캡층(21)과 단차가 없게된다.Referring to FIG. 1C, polycrystalline silicon doped with impurities is deposited on the first interlayer insulating layer 29 by contacting the first and second impurity regions 25 and 27 with CVD. do. Then, the deposited polysilicon is etched back by RIE method or polished by CMP method so that the cap layer 21 is exposed and contacted with the first and second impurity regions 25 and 27 between the sidewalls 21, respectively. First and second landing pads 31 and 33 are formed. At this time, the first interlayer insulating layer 29 is also etched so that there is no step with the cap layer 21.
도 1d를 참조하면, 상술한 구조의 전 표면에 산화실리콘 등을 CVD 방법으로 증착하여 제 2 층간절연층(35)을 형성하고, 포토리쏘그래피 방법으로 제 2 층간절연층(35)을 패터닝하여 제 1 랜딩패드(31)를 노출시키는 제 1 접촉홀(37)을 형성한다.Referring to FIG. 1D, silicon oxide or the like is deposited on the entire surface of the above-described structure by CVD to form a second interlayer insulating layer 35, and the second interlayer insulating layer 35 is patterned by a photolithography method. A first contact hole 37 exposing the first landing pad 31 is formed.
제 2 층간절연층(35) 상에 베리어 금속인 Ti/TiN을 순차적으로 증착하고 열처리하여 제 1 접촉홀(37)에 의해 노출된 제 1 랜딩패드(31)와 접촉하는 확산방지층(39)을 형성한다. 이 때, 확산방지층(39)과 제 1 랜딩패드(31)의 접촉 계면에 Ti가 Si과 반응하여 TiSi2로 이루어진 저저항 특성을 갖는 저저항층(41)이 생성된다. 상기에서 저저항층(41)은 제 1 랜딩패드(31)와 확산방지층(39) 사이의 저항을 감소시킨다.The diffusion barrier layer 39 in contact with the first landing pad 31 exposed by the first contact hole 37 is deposited by sequentially depositing and heat-treating Ti / TiN, which is a barrier metal, on the second interlayer insulating layer 35. Form. At this time, Ti reacts with Si at the contact interface between the diffusion barrier layer 39 and the first landing pad 31 to form a low resistance layer 41 having a low resistance characteristic made of TiSi 2. The low resistance layer 41 reduces the resistance between the first landing pad 31 and the diffusion barrier layer 39.
그리고, 확산방지층(39) 상에 Co, Ta, Pt, W 또는 Mo 등의 금속을 제 1 접촉홀(37)을 채우도록 증착하고 포토리쏘그래피 방법으로 확산방지층(39)도 제거되어 제 2 층간절연층(35)이 노출되게 패터닝하여 비트라인(43)을 형성한다. 이 때, 비트라인(43)을 제 1 접촉홀(37)을 채워 확산방지층(39) 및 저저항층(41)을 통해 제 1 랜딩패드(31)와 전기적으로 연결되게 형성한다.Then, a metal such as Co, Ta, Pt, W, or Mo is deposited on the diffusion barrier layer 39 so as to fill the first contact hole 37, and the diffusion barrier layer 39 is also removed by a photolithography method to remove the second interlayer. The insulating layer 35 is patterned to form a bit line 43. At this time, the bit line 43 is formed to fill the first contact hole 37 to be electrically connected to the first landing pad 31 through the diffusion barrier layer 39 and the low resistance layer 41.
도 1e를 참조하면, 제 2 층간절연층(35) 상에 산화실리콘 또는 질화실리콘을 비트라인(43)을 덮도록 CVD 방법으로 증착하여 제 3 층간절연층(45)을 형성한다. 그리고, 제 3 및 제 2 절연층(45)(35)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 제 2 랜딩패드(33)를 노출시켜 스토리지 노드 콘택을 위한 제 2 접촉홀(47)을 형성한다. Referring to FIG. 1E, silicon oxide or silicon nitride is deposited on the second interlayer insulating layer 35 by CVD to cover the bit line 43 to form a third interlayer insulating layer 45. The third and second insulating layers 45 and 35 are patterned by photolithography to expose the second landing pads 33 to form second contact holes 47 for storage node contacts.
제 3 절연층(45) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 제 2 접촉홀(47)을 채워 제 2 랜딩패드(33)와 접촉되게 증착한다. 그리고, 증착된 다결정실리콘을 제 2 접촉홀(47)에만 남도록 제 3 층간절연층(45)이 노출되게 에치백하거나 또는 CMP하여 플러그(49)를 형성한다.Polycrystalline silicon doped with impurities on the third insulating layer 45 is deposited to contact the second landing pad 33 by filling the second contact hole 47 by the CVD method. The plug 49 is formed by etching or CMPing the deposited polysilicon so that the third interlayer insulating layer 45 is exposed so as to remain only in the second contact hole 47.
상술한 바와 같이 종래의 반도체장치의 제조방법은 제 1 랜딩 패드 상에 확산방지층을 형성할 때 저저항 특성을 갖는 저저항층을 형성하므로 제 1 랜딩 패드와 비트라인사이의 접촉 저항을 감소시킨다.As described above, the conventional method of manufacturing a semiconductor device forms a low resistance layer having low resistance when forming the diffusion barrier layer on the first landing pad, thereby reducing the contact resistance between the first landing pad and the bit line.
그러나, 제 2 랜딩 패드와 플러그 사이에는 저저항층이 형성되지 않아 접촉 저항이 증가되므로 쓰기 동작시 데이터가 입력되기 까지의 시간인 TWR(Write Recovery Time)이 지연되므로 소자 특성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since a low resistance layer is not formed between the second landing pad and the plug, the contact resistance is increased. Therefore, the TWR (Write Recovery Time), which is a time until data is input during the write operation, is delayed, thereby deteriorating device characteristics. there was.
따라서, 본 발명의 목적은 제 2 랜딩 패드와 플러그 사이의 접촉 저항을 감소시켜 TWR(Write Recovery Time)을 단축시켜 소자 특성을 향상시킬 수 있는 반도체장치의 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving device characteristics by reducing the contact resistance between the second landing pad and the plug to shorten the write recovery time (T WR ).
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 제 1 도전형의 반도체기판 상에 소자의 활성영역을 한정하는 필드산화막을 형성하고 상기 활성영역 상에 게이트산화막을 개재시켜 게이트와 캡층을 형성하는 공정과, 상기 게이트 및 캡층의 측면에 측벽을 형성하고 상기 반도체기판의 노출된 부분에 제 2 도전형의 제 1 및 제 2 불순물영역을 형성하고 상기 반도체기판 상에 활성영역 일부분을 노출시키는 제 1 층간절연층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층간절연층 상에 상기 측벽 사이를 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 채워 상기 제 1 및 제 2 불순물영역과 접촉되는 제 1 및 제 2 랜딩패드를 형성하는 공정과, 상기 제 1 및 제 2 랜딩 패드의 표면을 선택적으로 실리사이드화하여 제 1 및 제 2 저저항층을 형성하는 공정과, 상기 제 1 층간절연층 상에 제 1 저저항층을 노출시키는 제 1 접촉홀을 갖는 제 2 층간절연층을 형성하고 상기 제 2 층간절연층 상에 상기 제 1 접촉홀을 통해 상기 제 1 랜딩패드와 접촉되는 비트라인을 형성하는 공정과, 상기 제 2 층간절연층 상에 상기 비트라인을 덮으며 상기 제 2 저저항층을 노출시키는 제 2 접촉홀을 갖는 제 3 절연층을 형성하고 상기 제 2 접촉홀 내에 다결정실리콘을 채워 플러그를 형성하는 공정을 구비한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is to form a field oxide film defining an active region of a device on a first conductivity type semiconductor substrate, and the gate and cap layer by interposing a gate oxide film on the active region Forming sidewalls on side surfaces of the gate and cap layers, and forming first and second impurity regions of a second conductivity type on exposed portions of the semiconductor substrate and exposing a portion of the active region on the semiconductor substrate. Forming a first interlayer dielectric layer; and filling first polysilicon doped with impurities between the sidewalls on the first interlayer dielectric layer to contact the first and second impurity regions. Forming a first and second low-resistance layers by selectively silicifying the surfaces of the first and second landing pads, and forming the first and second low resistance layers. Forming a second interlayer insulating layer having a first contact hole exposing a first low resistance layer on the insulating layer and contacting the first landing pad through the first contact hole on the second interlayer insulating layer And forming a third insulating layer having a second contact hole covering the bit line and exposing the second low resistance layer on the second interlayer insulating layer, and forming a polycrystal in the second contact hole. And filling the silicon to form a plug.
상기에서 제 1 및 제 2 저저항층을 상기 제 1 및 제 2 랜딩 패드 상에 텅스텐을 선택적으로 증착하고 열처리하여 형성한다.The first and second low resistance layers are formed by selectively depositing and thermally treating tungsten on the first and second landing pads.
상기에서 텅스텐을 SiH4 가스 : WF6 가스를 1 : 0.5 ∼ 1.0 비율의 혼합비로 흘리면서 250 ∼ 400℃의 온도와 100 ∼ 200mTorr의 압력 상태에서 LPCVD 방법으로 증착한다.Tungsten is deposited by the LPCVD method at a temperature of 250 to 400 ° C. and a pressure of 100 to 200 mTorr while flowing tungsten with a SiH 4 gas: WF 6 gas at a mixing ratio of 1: 0.5 to 1.0.
상기에서 텅스텐을 50 ∼ 200Å의 두께로 증착한다.In the above, tungsten is deposited to a thickness of 50 to 200 kPa.
상기에서 텅스텐을 N2 또는 Ar의 불활성 가스 분위기에서 700 ∼ 800℃의 온도로 급속 열처리하여 실리사이드화한다.In the above, tungsten is silicided by rapid heat treatment at a temperature of 700 to 800 ° C. in an inert gas atmosphere of N 2 or Ar.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법을 도시하는 공정도이다.2A to 2E are process drawings showing the manufacturing method of the semiconductor device according to the present invention.
도 2a를 참조하면, P형의 반도체기판(51)에 필드산화막(53)을 형성하여 소자가 형성될 활성영역을 한정한다. 상기에서 필드산화막(53)을 STI 방법 또는 LOCOS 방법으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2A, a field oxide film 53 is formed on a P-type semiconductor substrate 51 to define an active region in which an element is to be formed. The field oxide film 53 may be formed by the STI method or the LOCOS method.
그리고, 반도체기판(51)의 활성영역 상에 게이트산화막(55)을 개재시켜 게이트(60)와 캡층(61)을 형성한다. 상기에서 게이트산화막(55)을 반도체기판(51)의 활성영역을 열산화하여 형성한다. 그리고, 게이트산화막(55) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘층(57), 실리사이드층(59) 및 캡층(61)을 순차적으로 적층한 후 RIE 등의 이방성 식각을 포함하는 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝한다. 상기에서 패터닝된 다결정실리콘층(57)과 실리사이드층(59)은 게이트(60)가 된다. 또한, 실리사이드층(59)은 텅스텐 실리사이드이며, 캡층(61)은 질화실리콘 등을 CVD 방법으로 증착하므로써 형성된다.The gate 60 and the cap layer 61 are formed on the active region of the semiconductor substrate 51 via the gate oxide film 55. The gate oxide film 55 is formed by thermally oxidizing an active region of the semiconductor substrate 51. Then, the polysilicon layer 57, the silicide layer 59, and the cap layer 61 doped with impurities are sequentially stacked on the gate oxide layer 55, and then patterned by a photolithography method including anisotropic etching such as RIE. do. The polysilicon layer 57 and the silicide layer 59 patterned above become the gate 60. The silicide layer 59 is tungsten silicide, and the cap layer 61 is formed by depositing silicon nitride or the like by the CVD method.
도 2b를 참조하면, 반도체기판(51) 상에 게이트(60) 및 캡층(61)을 덮도록 질화실리콘과 식각 선택비가 다른 산화실리콘을 CVD 방법으로 증착한 후 반도체기판(51)이 및 캡층(59)의 상부 표면이 노출되도록 에치백하여 게이트(60) 및 캡층(61)의 측면에 측벽(63)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, silicon oxide having a different etching selectivity from silicon nitride is deposited by a CVD method to cover the gate 60 and the cap layer 61 on the semiconductor substrate 51, and then the semiconductor substrate 51 and the cap layer ( The upper surface of 59 is etched back to form sidewalls 63 on the sides of gate 60 and cap layer 61.
캡층(61) 및 측벽(63)을 마스크로 사용하여 반도체기판(51)의 노출된 부분에 인(P) 또는 아세닉(As) 등의 N형의 불순물을 이온 주입하여 소자의 소오스 및 드레인영역이 되는 제 1 및 제 2 불순물영역(65)(67)을 형성한다.Source and drain regions of the device by ion implanting N-type impurities such as phosphorus (P) or arsenic (As) into the exposed portions of the semiconductor substrate 51 using the cap layer 61 and the sidewall 63 as masks. First and second impurity regions 65 and 67 are formed.
그리고, 반도체기판(51) 상에 캡층(61) 및 측벽(63)을 덮도록 산화실리콘 등을 CVD 방법으로 증착하고 CMP 방법으로 평탄화하여 제 1 층간절연층(69)을 형성한다. 그 다음, 제 1 층간절연층(69)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 반도체기판(51)의 활성영역 일부분을 노출시킨다.Then, silicon oxide or the like is deposited on the semiconductor substrate 51 by the CVD method to cover the cap layer 61 and the sidewall 63, and the first interlayer insulating layer 69 is formed by planarization by the CMP method. Next, the first interlayer insulating layer 69 is patterned by photolithography to expose a portion of the active region of the semiconductor substrate 51.
도 2c를 참조하면, 제 1 층간절연층(69) 상에 측벽(63) 사이를 채워 제 1 및 제 2 불순물영역(65)(67)과 접촉되도록 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 증착한다. 그리고, 증착된 다결정실리콘을 캡층(61)이 노출되도록 RIE 방법으로 에치백하거나 또는 CMP 방법으로 연마하여 측벽(61) 사이에 각각 제 1 및 제 2 불순물영역(65)(67)과 접촉되어 전기적으로 연결되는 제 1 및 제 2 랜딩 패드(71)(73)를 형성한다. 이 때, 제 1 층간절연층(69)도 식각되어 캡층(61)과 단차가 없게된다.Referring to FIG. 2C, polycrystalline silicon doped with impurities is deposited on the first interlayer insulating layer 69 by contact with the first and second impurity regions 65 and 67 by CVD. do. Then, the deposited polysilicon is etched back by RIE method or polished by CMP method to expose the cap layer 61 and contacted with the first and second impurity regions 65 and 67 between the sidewalls 61, respectively. First and second landing pads 71 and 73 are connected to each other. At this time, the first interlayer insulating layer 69 is also etched so that there is no step with the cap layer 61.
제 1 및 제 2 랜딩 패드(71)(73) 상에 텅스텐을 선택적으로 증착하고 열처리하여 텅스텐 실리사이드(WSix)로 이루어져 저저항 특성을 갖는 제 1 및 제 2 저저항층(75)(77)을 형성한다. 상기에서 제 1 및 제 2 저저항층(75)(77)은 텅스텐을 SiH4 가스 : WF6 가스를 1 : 0.5 ∼ 1.0 비율의 혼합비로 흘리면서 250 ∼ 400℃의 온도와 100 ∼ 200mTorr의 압력 상태에서 LPCVD 방법으로 50 ∼ 200Å의 두께로 증착하고 N2 또는 Ar 등의 불활성 가스 분위기에서 700 ∼ 800℃의 온도로 급속 열처리하므로써 형성된다.Tungsten is selectively deposited and heat-treated on the first and second landing pads 71 and 73 to form first and second low resistance layers 75 and 77 having tungsten silicide (WSix). Form. In the above, the first and second low resistance layers 75 and 77 are LPCVD at a temperature of 250 to 400 ° C. and a pressure of 100 to 200 mTorr while flowing tungsten with a mixing ratio of SiH 4 gas: WF 6 gas at a ratio of 1: 0.5 to 1.0. It is formed by vapor deposition to a thickness of 50 to 200 kPa by rapid heat treatment at a temperature of 700 to 800 ° C. in an inert gas atmosphere such as N 2 or Ar.
도 2d를 참조하면, 상술한 구조의 전 표면에 산화실리콘 등을 CVD 방법으로 증착하여 제 2 층간절연층(79)을 형성하고, 포토리쏘그래피 방법으로 제 2 층간절연층(79)을 패터닝하여 제 1 저저항층(75)을 노출시키는 제 1 접촉홀(81)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, silicon oxide or the like is deposited on the entire surface of the above-described structure by CVD to form a second interlayer insulating layer 79, and the second interlayer insulating layer 79 is patterned by photolithography. The first contact hole 81 exposing the first low resistance layer 75 is formed.
제 2 층간절연층(75) 상에 베리어 금속인 Ti/TiN을 300 ∼ 500Å의 두께로 제 1 접촉홀(81)에 의해 노출된 제 1 랜딩패드(75)와 접촉되게 증착하여 확산방지층(83)을 형성한다. 그리고, 확산방지층(83) 상에 Co, Ta, Pt, W 또는 Mo 등의 금속을 제 1 접촉홀(81)을 채우도록 증착하고 포토리쏘그래피 방법으로 확산방지층(83)도 제거되어 제 2 층간절연층(79)이 노출되도록 패터닝하여 비트라인(85)을 형성한다. 이 때, 비트라인(85)을 제 1 접촉홀(81)을 채우도록 형성되어 확산방지층(83) 및 제 1 저저항층(75)을 통해 제 1 랜딩패드(71)와 전기적으로 연결되게 형성한다. 상기에서 제 1 저저항층(75)은 저저항 특성을 가지므로 제 1 랜딩패드(71)와 확산방지층(83) 사이의 접촉 저항을 감소시킨다.The diffusion barrier layer 83 is formed by depositing Ti / TiN, which is a barrier metal, on the second interlayer insulating layer 75 to be in contact with the first landing pad 75 exposed by the first contact hole 81 at a thickness of 300 to 500 Å. ). Then, a metal such as Co, Ta, Pt, W, or Mo is deposited on the diffusion barrier layer 83 to fill the first contact hole 81, and the diffusion barrier layer 83 is also removed by a photolithography method to remove the second interlayer. The bit line 85 is formed by patterning the insulating layer 79 to expose the insulating layer 79. In this case, the bit line 85 is formed to fill the first contact hole 81 to be electrically connected to the first landing pad 71 through the diffusion barrier layer 83 and the first low resistance layer 75. do. Since the first low resistance layer 75 has low resistance, the contact resistance between the first landing pad 71 and the diffusion barrier layer 83 is reduced.
도 2e를 참조하면, 제 2 층간절연층(79) 상에 산화실리콘 또는 질화실리콘을 비트라인(85)을 덮도록 CVD 방법으로 증착하여 제 3 층간절연층(87)을 형성한다. 그리고, 제 3 및 제 2 절연층(87)(79)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 제 2 저저항층(77)를 노출시켜 스토리지 노드 콘택을 위한 제 2 접촉홀(89)을 형성한다. Referring to FIG. 2E, silicon oxide or silicon nitride is deposited on the second interlayer insulating layer 79 by CVD to cover the bit line 85 to form a third interlayer insulating layer 87. The third and second insulating layers 87 and 79 are patterned by photolithography to expose the second low resistance layer 77 to form second contact holes 89 for storage node contacts.
제 3 절연층(87) 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 제 2 접촉홀(89)을 채워 제 2 저저항층(77)와 접촉되게 증착한다. 그리고, 증착된 다결정실리콘을 제 2 접촉홀(89)에만 남도록 제 3 층간절연층(87)이 노출되게 에치백하거나 또는 CMP하여 스토리지 노드 접촉을 하기 위한 플러그(91)를 형성한다. Polycrystalline silicon doped with impurities on the third insulating layer 87 is deposited to contact the second low resistance layer 77 by filling the second contact hole 89 by a CVD method. Then, the third poly interlayer insulating layer 87 is etched back or CMP so that the deposited polysilicon remains only in the second contact hole 89, thereby forming a plug 91 for contacting the storage node.
상기에서 플러그(91)는 이 후에 형성될 커패시터의 하부 전극(도시되지 않음)과 접촉되어 전기적으로 연결되는 것으로 저저항 특성을 갖는 제 2 저저항층(77)에 의해 제 2 랜딩 패드(73)과 사이의 접촉 저항이 감소된다. 제 2 랜딩 패드(73)와 플러그(91) 사이의 접촉 저항 감소에 의해 신호 속도가 빨라져 TWR(Write Recovery Time)을 단축시키므로 소자 특성을 향상시킨다.The plug 91 is electrically connected in contact with a lower electrode (not shown) of a capacitor to be formed thereafter. The second landing pad 73 is formed by the second low resistance layer 77 having a low resistance characteristic. The contact resistance between and is reduced. Second speed because the landing pad 73 and the signal speed faster T WR (Write Recovery Time) by the contact resistance decrease between the plugs (91) to improve the device characteristics.
상술한 바와 같이 본 발명은 제 2 층간절연층을 형성하기 전에 제 1 및 제 2 랜딩 패드 상에 제 1 및 제 2 저저항층을 형성하므로 제 1 본딩 패드와 확산장벽층 사이의 접촉 저항 뿐만 아니라 제 2 본딩 패드와 플러그 사이의 접촉 저항도 감소시킨다.As described above, the present invention forms the first and second low resistance layers on the first and second landing pads before forming the second interlayer dielectric layer, so that not only the contact resistance between the first bonding pad and the diffusion barrier layer but also the The contact resistance between the second bonding pad and the plug is also reduced.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
따라서, 본 발명은 제 2 저저항층에 의해 제 2 랜딩 패드와 플러그 사이의 접촉 저항 감소에 의해 신호 속도가 빠르게 되어 TWR(Write Recovery Time)을 단축시키므로 소자 특성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.Accordingly, the present invention has the advantage to improve the second low by the resistor layer is the signaling rate faster by the contact resistance decrease between the second landing pad and the plug element characteristics because shortening the T WR (Write Recovery Time) .
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조방법을 도시하는 공정도.1A to 1E are process drawings showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법을 도시하는 공정도.2A to 2E are process drawings showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
51 : 반도체기판 53 : 필드산화막51 semiconductor substrate 53 field oxide film
55 : 게이트산화막 60 : 게이트55 gate oxide film 60 gate
61 : 캡층 63 : 측벽61: cap layer 63: side wall
65, 67 : 제 1 및 제 불순물영역 69 : 제 1 층간절연층65, 67 first and impurity regions 69 first interlayer insulating layer
71, 73 : 제 1 및 제 2 랜딩패드 75, 77 : 제 1 및 제 2 저저항층71 and 73: first and second landing pads 75 and 77: first and second low resistance layers
79 : 제 2 층간절연층 81 : 제 1 접촉홀79: second interlayer insulating layer 81: first contact hole
83 : 확산방지층 85 : 비트라인83: diffusion barrier layer 85: bit line
87 : 제 3 층간절연층 89 : 제 2 접촉홀87: third interlayer insulating layer 89: second contact hole
91 : 플러그 91: plug
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KR100813389B1 (en) * | 2006-01-30 | 2008-03-12 | 산요덴키가부시키가이샤 | Method of manufacturing semiconductor device |
KR101128893B1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-03-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for Manufacturing Semiconductor Device |
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