KR20060070290A - Method of fabricating phase change memory device including fine contact point formation process - Google Patents
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Abstract
상변화 메모리 소자의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 리소그래피 장비를 폴리실리콘층을 패터닝하여 폴리실리콘 패턴을 형성하고, 폴리실리콘 패턴을 산화시켜 임계선폭이 작은 폴리실리콘 패턴을 형성한다. 상기 임계선폭이 작은 폴리실리콘 패턴을 이용하여 금속 마스크막에 미세홀을 형성할 수 있고, 상기 미세홀에 의해 절연층에 미세 접점을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 미세 접점 형성 공정을 이용하여 저소비전력형 고밀도 상변화 메모리 소자를 제조할 수 있다. A method of manufacturing a phase change memory device is provided. The present invention forms a polysilicon pattern by patterning a polysilicon layer in a lithography apparatus, and forms a polysilicon pattern having a small critical line width by oxidizing the polysilicon pattern. Fine holes may be formed in the metal mask layer using the polysilicon pattern having a smaller critical line width, and fine contacts may be formed in the insulating layer by the micro holes. Accordingly, the present invention can manufacture a low power consumption type high density phase change memory device using the fine contact forming process.
Description
도 1은 본 발명에 따른 상변화 메모리 소자의 제조방법중 미세 접점 형성 공정만을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating only a fine contact forming process in a method of manufacturing a phase change memory device according to the present invention.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 미세 접점 형성 공정을 포함한 상변화 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a phase change memory device including a fine contact forming process according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 미세 접점 형성 공정을 포함한 상변화 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a phase change memory device including a process of forming a fine contact according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 상변화 메모리 소자 제조시 형성한 미세 접점을 도시한 사진이다.FIG. 12 is a photo illustrating fine contacts formed when a phase change memory device is manufactured according to the present invention.
본 발명은 상변화 메모리 소자에 관한 것으로, 더 자세하게는 미세 접점 형성 공정을 포함하는 상변화 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a phase change memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a phase change memory device including a fine contact forming process.
정보를 저장한 후, 전원을 차단하더라도 저장된 정보가 사라지지 않고 보존 되는 특징을 가지고 있는 비휘발성 메모리 소자는 최근의 휴대용 개인 단말 기기의 폭발적인 수요 증가와 함께 비약적인 기술의 발전을 이루고 있다. 현재 모바일 기기용 비휘발성 메모리 소자 시장의 대부분은 플래쉬 메모리가 점하고 있는 실정이다. 이는 플래쉬 메모리 소자가 기존의 실리콘 반도체 공정을 기반으로 저비용/고밀도의 장점을 십분 발휘하고 있기 때문이다. The nonvolatile memory device, which has the characteristic that the stored information does not disappear even after the power is cut off after storing the information, has made rapid progress with the recent explosive demand of portable personal terminal devices. Currently, flash memory occupies most of the market for nonvolatile memory devices for mobile devices. This is because flash memory devices offer the advantages of low cost and high density based on existing silicon semiconductor processes.
하지만, 플래쉬 메모리 소자는 정보의 저장에 비교적 높은 전압을 사용해야 한다는 점과 정보의 반복 저장 횟수가 제한된다는 점 등의 문제 때문에, 이를 극복하기 위한 차세대 비휘발성 메모리 소자에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. However, due to problems such as the use of a relatively high voltage for storing information and the limited number of repetitive storage of information, researches and developments of next-generation nonvolatile memory devices have been actively conducted to overcome them. .
차세대 비휘발성 메모리 소자는 정보 저장 방법에 따라 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있다. 첫번째는 커패시터형 메모리 소자이며, 두번째는 레지스터형 메모리소자이다. 커패시터형 메모리 소자의 대표적인 예로는 강유전체 재료를 이용한 강유전체 메모리 소자가 대표적이다. 강유전체 메모리 소자는 전압을 인가하였을 때 커패시터를 구성하는 강유전체 박막의 분극 방향을 일정 방향으로 정렬시켜 이 분극 방향의 차이로부터 저장된 정보의 종류를 판독하는 형식을 취한다. 사용되는 강유전체 재료는 주로 강유전체 산화물 재료가 대부분이나, 최근에는 강유전체 유기물 재료를 이용한 비휘발성 메모리 소자에 대해서도 연구가 진행중이다. Next-generation nonvolatile memory devices can be classified into two types according to information storage methods. The first is a capacitor type memory device, the second is a resistor type memory device. A representative example of a capacitor type memory device is a ferroelectric memory device using a ferroelectric material. The ferroelectric memory element has a form in which the polarization direction of the ferroelectric thin film constituting the capacitor is aligned in a predetermined direction when a voltage is applied, and the type of stored information is read out from the difference in the polarization direction. Ferroelectric materials used are mainly ferroelectric oxide materials, but recently, research is being conducted on nonvolatile memory devices using ferroelectric organic materials.
레지스터형 비휘발성 메모리 소자는 자기저항 메모리 소자와 상변화 메모리소자가 대표적이다. 자기저항 메모리 소자(Magneto-resistive RAM, MRAM)의 경우, 두 자성 재료 사이에 매우 얇은 절연층을 삽입한 형태의 소자 구조를 가지고 있다. 자기저항 메모리 소자는 절연층을 둘러싼 두 자성 재료의 스핀 분극 방향을 제어하여 정보를 저장하며, 스핀 분극 방향이 동일한 경우와 상이한 경우 사이의 절연층을 통과하는 터널 전류의 크기, 즉 저항의 크기로부터 저장된 정보의 종류를 판독하는 방식이다. Resistor-type nonvolatile memory devices are typical of magnetoresistive memory devices and phase change memory devices. Magneto-resistive RAM (MRAM) has a device structure in which a very thin insulating layer is inserted between two magnetic materials. The magnetoresistive memory element stores information by controlling the spin polarization direction of two magnetic materials surrounding the insulating layer, and from the magnitude of the tunnel current passing through the insulating layer between the cases where the spin polarization directions are the same and different from each other, that is, the magnitude of the resistance. The type of stored information is read.
상변화 메모리(Phase-Change RAM, PRAM) 소자는 재료가 갖는 결정 상태에 따라 그 저항값이 바뀌는 상변화 재료를 이용하여 적절한 조건의 전류 또는 전압의 인가 방법을 선택함으로써 재료가 갖는 결정 상태를 제어하는 방법으로 정보를 저장하고, 재료의 결정 상태에 따른 저항값의 변화로부터 저장된 정보의 종류를 판독하는 방식이다. Phase-Change RAM (PRAM) devices control the crystal state of a material by selecting a method of applying current or voltage under appropriate conditions by using a phase-change material whose resistance value changes according to the crystal state of a material. It is a method of storing information and reading the type of stored information from the change of the resistance value according to the crystal state of the material.
각 형태의 비휘발성 메모리 소자는 각각의 장단점을 가진다. 예를 들어, 강유전체 메모리 소자의 경우, 연구 개발의 역사가 길며, 차세대 비휘발성 메모리 소자로서의 요구 성능을 대부분 만족하고 있다. 그러나, 강유전체 메모리 소자는 미세화에 어려움을 겪고 있어, 현재의 기술을 이용하여 플래쉬 메모리 소자 이상의 집적도를 실현하는 데는 문제가 있다.Each type of nonvolatile memory device has its advantages and disadvantages. For example, a ferroelectric memory device has a long history of research and development, and satisfies most of the performance required as a next generation nonvolatile memory device. However, the ferroelectric memory device has difficulty in miniaturization, and there is a problem in realizing the degree of integration beyond the flash memory device using current technology.
자기 저항 메모리 소자는 동작 속도가 매우 빠르다는 장점을 가지고 있으나, 소자의 미세화에 따라 소자의 동작 특성이 나빠질 가능성이 많다는 점, 그리고 소자의 소비 전력이 소자의 미세화에 수반하여 필연적으로 증가한다는 점 등의 단점이 있다.Magneto-resistive memory devices have the advantage of very high operating speeds, but the device's operating characteristics are likely to deteriorate with the miniaturization of the device, and the power consumption of the device is inevitably increased with the miniaturization of the device. There are disadvantages.
이에 비해 상변화 메모리 소자는 현재까지 CD-RW나 DVD 등의 광저장 정보 장치에 주로 사용되어 오던 칼코게나이드 금속 합금계의 상변화 재료를 그대로 사용 할 수 있으며, 제조 공정이 기존의 실리콘 기반 소자 제작 공정과 잘 정합하기 때문에 DRAM과 동등한 정도 이상의 집적도를 쉽게 구현할 수 있다는 점이 장점이다. 따라서, 지금까지의 기술 개발 상황으로 보아 현재의 플래쉬 메모리 소자를 대체할 수 있는 가장 유력한 차세대 비휘발성 메모리 소자 후보로서 큰 주목을 모으고 있다.On the other hand, the phase change memory device can use the chalcogenide metal alloy phase change material, which has been mainly used for optical storage information devices such as CD-RW and DVD, and the manufacturing process is conventional silicon-based device. The good match with the manufacturing process is that it can easily achieve the same degree of integration as DRAM. Therefore, in view of the state of the art development so far, it is attracting great attention as the most promising next-generation nonvolatile memory device candidate that can replace the current flash memory device.
다만, 상변화 메모리 소자의 실용화를 위해서는 구동에 필요한 소비전력을 크게 줄여야 할 필요가 있다. 상변화 메모리 소자는 앞서 설명한 바와 같이 저항체에 전류를 흘렸을 때 발생하는 주울열을 이용하여 상변화 재료의 결정 상태를 제어하는 방법으로 구동하기 때문에 필연적으로 많은 전력을 소모할 가능성이 있다. 아울러 이러한 문제는 상변화 메모리 소자가 다른 비휘발성 메모리에 비해 비교적 유리한 장점들을 가지고 있으면서도 최근에 들어서야 주목을 받기 시작한 것과 관련이 있다. However, in order to commercialize the phase change memory device, it is necessary to greatly reduce power consumption required for driving. As described above, since the phase change memory device is driven by a method of controlling the crystal state of the phase change material by using Joule heat generated when a current flows through the resistor, it may inevitably consume a lot of power. In addition, this problem is related to the fact that the phase change memory device has recently gained attention in recent years, while having relatively advantageous advantages over other nonvolatile memories.
즉, 반도체 공정에 사용되는 설계 규칙은 일정한 스케일링 방법에 의해 축소되어 왔으며, 비교적 큰 치수의 소자를 제작하던 종래의 반도체 공정을 이용하여 상변화 메모리 소자를 제작하는 경우, 전체 시스템이 감당할 수 없을 정도의 전력과 열이 발생하는 문제 때문에 메모리 소자의 실현은 불가능했다. 그러나, 설계 규칙의 지속적인 축소와 함께 소자 자체의 크기도 크게 줄어들어 현재 일반적으로 사용되고 있는 반도체 공정의 설계 규칙을 이용한다면 상변화 메모리 소자의 동작에 요구되는 소비전력도 큰 폭으로 절감할 수 있게 되었다.In other words, the design rules used in the semiconductor process have been reduced by a certain scaling method, and when manufacturing a phase change memory device using a conventional semiconductor process that manufactured a relatively large sized device, the entire system cannot afford it. The realization of the memory device was impossible due to the problem of power and heat generation. However, the size of the device itself is greatly reduced along with the continuous reduction of design rules, and using the design rules of the semiconductor process, which is generally used now, can significantly reduce the power consumption required for the operation of the phase change memory device.
상변화 메모리 소자의 동작을 위한 전류의 크기를 줄이는 노력은 현재도 진 행 중이며, 이것은 상변화 메모리 소자의 고밀도화와 밀접한 관련이 있다. 고집적도를 가지는 상변화 메모리 소자의 신뢰성 있는 메모리 동작을 보장하기 위해서는 저소비전력형 소자 구조의 개발이 필수적이다. 이것은 전체 상변화 메모리 어레이가 소모하는 절대적인 소비전력을 줄이기 위한 것 이외에도 다른 하나의 중요한 목적을 가진다. Efforts to reduce the amount of current for the operation of phase change memory devices are ongoing, which is closely related to the densification of phase change memory devices. Development of a low power consumption device structure is essential to ensure reliable memory operation of a high density phase change memory device. This has another important purpose in addition to reducing the absolute power consumption of the entire phase change memory array.
즉, 특정 소자의 메모리 동작시에 발생한 열이 인접한 메모리 소자에 저장된 정보를 파괴하거나 변경해서는 안된다는 것이다. 특히, 고집적도를 가지는 메모리 어레이 내에서 각 소자의 간격은 매우 축소될 가능성이 크며, 경우에 따라서는 특정 셀 메모리 동작 자체가 인접 셀의 메모리 동작을 저해하는 요인이 될 수 있다. That is, the heat generated during the memory operation of a particular device should not destroy or change the information stored in the adjacent memory device. In particular, the spacing of each device in the memory array having a high density is very likely to be reduced, and in some cases, a specific cell memory operation itself may be a factor that inhibits the memory operation of an adjacent cell.
상변화 메모리 소자의 동작에 필요한 전류의 값을 줄이기 위해서는 대표적으로 다음의 두 가지 방법이 사용된다. In order to reduce the value of the current required to operate the phase change memory device, two methods are typically used.
첫째로, 녹는점이 비교적 낮은 상변화 재료를 채용하여 상전이에 필요한 온도를 낮춤으로써 필요 전류값을 줄이는 방법이다. 이것은 동일 소자 구조를 이용하고 상변화 재료 자체를 변경하여 상변화 메모리 소자의 전체 소비전력을 줄이는 방법이다.First, a method of reducing the required current value by lowering the temperature required for phase transition by employing a phase change material having a relatively low melting point. This uses the same device structure and changes the phase change material itself to reduce the overall power consumption of the phase change memory device.
둘째로, 상변화 메모리 소자의 동작 핵심 부분인 상변화 영역을 최소화하여 필요 전류값을 줄이는 방법이다. 즉, 상변화 메모리 소자는 상변화 재료와 전극 재료의 접촉 부분에서 발생하는 열을 이용하여 상전이 상태를 경험하게 되기 때문에, 이 접촉 부분을 최소화함으로써 상변화메모리의 전체 소비전력을 크게 줄일 수 있다. Second, a method of reducing a required current value by minimizing a phase change region, which is an operation core part of a phase change memory device. That is, since the phase change memory device experiences a phase transition state using heat generated at the contact portion of the phase change material and the electrode material, the total power consumption of the phase change memory can be greatly reduced by minimizing the contact portion.
이중에서, 상기 둘째 방법을 달성하기 위한 가장 일반적인 방법은 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있는 리소그래피 공정을 사용하여 미세 접점을 형성하는 것이다. 즉, 상변화 메모리 소자의 제작에 필요한 미세 접점의 크기는 다른 특별한 방법이 채용되지 않는 한 사용한 리소그래피 공정의 해상도의 한계로 결정된다. 따라서, 현재 사용 가능한 리소그래피 장비 중 가장 높은 해상도를 갖는 전자빔 리소그래피를 이용한다면 이론적으로 수십 나노미터의 크기를 갖는 미세 접점을 가공하는 것은 가능하다. Of these, the most common way to achieve the second method is to form fine contacts using a lithography process that can form finer patterns. That is, the size of the fine contact required for the fabrication of the phase change memory device is determined by the limitation of the resolution of the lithography process used unless another special method is employed. Thus, using electron beam lithography with the highest resolution of currently available lithography equipment, it is theoretically possible to machine fine contacts with dimensions of tens of nanometers.
그러나, 소자 제작의 전체 공정 중 접점 형성만을 전자빔 리소그래피 장비를 이용하여 가공하기에는 공정상의 번거로움과 많은 비용을 부담하지 않으면 안된다. 따라서, 보다 효과적인 것은 미세 접점 이외의 다른 패턴을 가공하는 리소그래피 공정을 동일하게 사용하면서 상변화메모리 소자의 제작에 있어서 상변화 재료와 전극 재료가 갖는 미세 접점의 크기를 사용하는 리소그래피 공정의 해상도 이상으로 형성할 수 있다면, 메모리 소자의 저소비전력화에 크게 기여할 것임은 명백하다. However, only the contact formation during the entire process of device fabrication has to be incurred in process complexity and cost. Therefore, it is more effective than the resolution of the lithography process using the size of the fine contact of the phase change material and the electrode material in the fabrication of the phase change memory device while using the same lithography process to process patterns other than the fine contact. If it can be formed, it is obvious that it will greatly contribute to the low power consumption of the memory device.
또한, 형성되는 미세 접점은 소정의 기판 상의 일정 면적에 있어서 동일한 크기로 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 미세 접점 형성 방법이 소정의 기판 상에서 일정 분포 이상의 크기 차이를 유발할 가능성이 많다면 그러한 형성 방법을 실제 메모리 소자의 제작에 있어서 채용하기는 어렵다. 그 이유는, 미세 접점의 크기가 작을수록 필요한 전류량의 크기는 줄어들며, 미세 접점 크기의 소자간 분포는 동일 전류 조건에서 동작 셀 사이의 상이한 동작을 야기할 가능성이 많아 상변화메모리 소자의 저소비전력화와 상반되는 결과를 초래하기 때문이다.In addition, it is preferable that the formed fine contact is made to the same size in a predetermined area on a predetermined substrate. In addition, if the method of forming a fine contact is likely to cause a size difference of more than a certain distribution on a predetermined substrate, it is difficult to employ such a formation method in the fabrication of an actual memory device. The reason is that the smaller the size of the micro-contact, the smaller the amount of current required, and the distribution between the elements of the size of the micro-contact is more likely to cause different operation between operating cells under the same current conditions. This is because the opposite results.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 리소그래피 공정을 사용하면서 미세 접점의 크기를 리소그래피 공정의 해상도 이상으로 형성하고, 동일 기판 상에서 균일하게 형성하는 미세 접점 형성 공정을 포함하여 저소비전력형 상변화 메모리 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to change the phase of low power consumption, including the process of forming a micro-contact point to form the size of the micro-contact point more than the resolution of the lithography process, and uniformly formed on the same substrate while using a conventional lithography process The present invention provides a method for manufacturing a memory device.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 상변화 메모리 소자는 반도체 기판 상에 제1 절연층. 하부 금속 전극층, 발열성 금속 전극층 및 제2 절연층. 희생 산화층 및 폴리실리콘층을 순차적으로 형성하는 것을 포함한다. 이어서, 상기 폴리실리콘층을 패터닝하여 임계선폭이 L1인 제1 폴리실리콘 패턴을 형성한다. 상기 제1 폴리실리콘 패턴을 산화시켜 임계선폭이 L1보다 작은 L2인 제2 폴리실리콘 패턴을 형성한다. 상기 제2 폴리실리콘 패턴을 식각 마스크로 상기 희생 산화층을 식각하여 희생 산화 패턴을 형성한다. 상기 제2 폴리실리콘 패턴 및 희생 산화 패턴의 적층 구조 사이의 상기 제2 절연층 상에 금속 마스크막을 형성한다. 상기 희생 산화 패턴 및 제2 폴리실리콘 패턴을 제거하여 미세홀을 갖는 금속 마스크 패턴을 형성한다. 상기 미세홀을 갖는 금속 마스크 패턴을 식각 마스크로 상기 제2 절연층을 식각하여 미세 접점을 형성한다. 상기 금속 마스크 패턴을 제거한다. In order to achieve the above technical problem, the phase change memory device of the present invention is a first insulating layer on a semiconductor substrate. A lower metal electrode layer, a heat generating metal electrode layer, and a second insulating layer. Sequentially forming a sacrificial oxide layer and a polysilicon layer. Subsequently, the polysilicon layer is patterned to form a first polysilicon pattern having a critical line width of L1. The first polysilicon pattern is oxidized to form a second polysilicon pattern having a critical line width L2 smaller than L1. The sacrificial oxide layer is etched using the second polysilicon pattern as an etch mask to form a sacrificial oxide pattern. A metal mask layer is formed on the second insulating layer between the stacked structure of the second polysilicon pattern and the sacrificial oxide pattern. The sacrificial oxide pattern and the second polysilicon pattern are removed to form a metal mask pattern having micro holes. The second insulating layer is etched using the metal mask pattern having the fine holes as an etch mask to form fine contacts. The metal mask pattern is removed.
상기 제2 폴리실리콘 패턴은 상기 제1 폴리실리콘 패턴을 산화시켜 산화층을 형성하고, 상기 산화층을 제거하여 얻어질 수 있다. 상기 제2 폴리실리콘 패턴 상에도 금속 마스크막이 형성되고, 상기 희생 산화 패턴 및 제2 폴리실리콘 패턴은 리프트오프 방법에 의하여 제거될 수 있다. 상기 제2 절연층은 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다. The second polysilicon pattern may be obtained by oxidizing the first polysilicon pattern to form an oxide layer and removing the oxide layer. A metal mask layer may also be formed on the second polysilicon pattern, and the sacrificial oxide pattern and the second polysilicon pattern may be removed by a liftoff method. Preferably, the second insulating layer is formed of a nitride film.
상기 미세접점은 상기 제1 폴리실리콘 패턴의 산화량에 따라 결정될 수 있다. 상기 미세 접점을 형성한 후, 상기 미세 접점에 상변화층을 형성하고, 상기 상변화층을 오픈하는 콘택홀을 갖는 제3 절연층을 형성하고, 상기 콘택홀에 형성되어 상기 상변화층과 접촉되는 상부 금속 전극층을 형성할 수 있다. The microcontact point may be determined according to the amount of oxidation of the first polysilicon pattern. After the fine contact is formed, a phase change layer is formed on the fine contact point, a third insulating layer having a contact hole to open the phase change layer is formed, and is formed in the contact hole to contact the phase change layer. The upper metal electrode layer may be formed.
상기 미세 접점을 형성한 후, 상기 미세 접점에 매몰되는 상변화층을 형성하고, 상기 상변화층 및 제2 절연층 상에 상기 상변화층과 접속되는 상부 금속 전극층을 형성할 수 있다. After forming the fine contact, a phase change layer buried in the fine contact may be formed, and an upper metal electrode layer connected to the phase change layer may be formed on the phase change layer and the second insulating layer.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the size or thickness of films or regions is exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명에 따른 상변화 메모리 소자의 제조방법중 미세 접점 형성 공정만을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating only a fine contact forming process in a method of manufacturing a phase change memory device according to the present invention.
구체적으로, 하부 금속 전극층까지 형성된 상변화 메모리 소자 제조용 기판 상에 적당한 공정방법을 이용하여 절연층을 형성한다. 이때 형성되는 절연층은 후속 공정과의 연관 관계를 고려하여 질화막으로 형성한다(스텝 100). Specifically, the insulating layer is formed on the substrate for manufacturing the phase change memory device formed up to the lower metal electrode layer by using a suitable process method. At this time, the insulating layer formed is formed of a nitride film in consideration of the relationship with the subsequent process (step 100).
상기 절연층 형성 공정이 종료되면 상기 절연층 상에 희생 산화층과 폴리실리콘층을 연속적으로 형성한다. 상기 희생 산화층 및 폴리실리콘층의 두께는 후속 공정과의 연관 관계를 고려하여 적당히 선택한다(스텝 102). After the insulating layer forming process is completed, the sacrificial oxide layer and the polysilicon layer are continuously formed on the insulating layer. The thickness of the sacrificial oxide layer and the polysilicon layer is appropriately selected in consideration of the correlation with the subsequent process (step 102).
상기 폴리실리콘층 형성 공정이 종료되면 리소그래피 장비를 이용하여 폴리실리콘층을 패터닝하여 제1 폴리실리콘 패턴을 형성한다. 이때, 사용되는 리소그래피 장비는 광원으로 i-line, KrF, 또는 ArF을 사용한다. 상기 제1 폴리실리콘 패턴의 임계선폭은 사용하는 리소그래피 장비의 해상도에 의해 결정된다(스텝 104).After the polysilicon layer forming process is completed, the polysilicon layer is patterned using a lithography apparatus to form a first polysilicon pattern. At this time, the lithography equipment used is i-line, KrF, or ArF as a light source. The critical line width of the first polysilicon pattern is determined by the resolution of the lithographic equipment used (step 104).
상기 폴리실리콘층의 패터닝 공정이 종료되면, 제1 폴리실리콘 패턴을 건식 또는 습식 산화법에 의해 산화한다. 이에 따라, 제1 폴리실리콘 패턴은 산화되어 제1 폴리실리콘 패턴의 표면 및 양측벽에 산화층이 형성된다(스텝 106). When the patterning process of the polysilicon layer is completed, the first polysilicon pattern is oxidized by a dry or wet oxidation method. Accordingly, the first polysilicon pattern is oxidized to form an oxide layer on the surface and both sidewalls of the first polysilicon pattern (step 106).
상기 제1 폴리실리콘 패턴의 산화 공정이 종료되면, 상기 제1 폴리실리콘 패턴의 표면 및 양측벽 상에 형성된 산화층을 불화수소(HF) 수용액을 이용한 습식 식각 공정을 통해 제거한다. 이렇게 되면, 제1 폴리실리콘 패턴의 높이 및 임계선폭은 리소그래피 장비의 해상도 이하로 낮아져 제2 폴리실리콘 패턴이 된다. 다시 말해, 제1 폴리실리콘 패턴의 임계 선폭보다 낮은 제2 폴리실리콘 패턴이 형성된다(스텝 107). When the oxidation process of the first polysilicon pattern is completed, the oxide layer formed on the surface and both sidewalls of the first polysilicon pattern is removed through a wet etching process using an aqueous hydrogen fluoride (HF) solution. In this case, the height and the critical line width of the first polysilicon pattern are lowered below the resolution of the lithographic apparatus to become the second polysilicon pattern. In other words, a second polysilicon pattern lower than the critical line width of the first polysilicon pattern is formed (step 107).
다음에, 상기 리소그래피 장비의 해상도 이하로 낮아진 제2 폴리실리콘 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 희생 산화층을 식각한다. 이 공정은 높은 식각 이방성을 요구하므로 건식 식각 공정을 이용한다(스텝 108). Next, the sacrificial oxide layer is etched using the second polysilicon pattern lowered below the resolution of the lithographic apparatus as an etching mask. Since this process requires high etching anisotropy, a dry etching process is used (step 108).
상기 희생 산화층의 식각 공정이 종료되면, 후속 공정에서 마스크로 사용할 소정의 금속 마스크막을 증착한다. 상기 금속 마스크막의 종류 및 두께는 후속 공정과의 연관 관계를 고려하여 적당히 선택된다. 이어서, 불화수소 수용액을 이용하여 희생 산화층, 폴리실리콘 패턴 및 금속 마스크막의 적층 구조를 리프트오프(Lift-off) 공정에 의해 제거한다(스텝 110). When the etching process of the sacrificial oxide layer is finished, a predetermined metal mask film to be used as a mask is deposited in a subsequent process. The type and thickness of the metal mask film are appropriately selected in consideration of the relationship with subsequent processes. Subsequently, the laminated structure of the sacrificial oxide layer, the polysilicon pattern, and the metal mask film is removed by a lift-off process using an aqueous hydrogen fluoride solution (step 110).
상기 희생 산화층, 폴리실리콘 패턴 및 금속 마스크막으로 이루어진 적층 구조를 제거하면 기판 상에는 금속 마스크막 사이에 소정의 크기를 갖는 미세한 홀이 형성된다. 다시 말해, 절연층 상에 미세홀을 갖는 금속 마스크 패턴이 형성된다(스텝 112).When the laminated structure including the sacrificial oxide layer, the polysilicon pattern, and the metal mask layer is removed, minute holes having a predetermined size are formed on the substrate between the metal mask layers. In other words, a metal mask pattern having fine holes is formed on the insulating layer (step 112).
미세홀을 갖는 금속 마스크 패턴을 식각마스크로 이용하여 절연층을 식각한다. 상기 절연층의 식각공정 역시 높은 식각 이방성을 요구하므로 건식 식각 공정을 이용한다(스텝 113). The insulating layer is etched using a metal mask pattern having fine holes as an etching mask. Since the etching process of the insulating layer also requires high etching anisotropy, a dry etching process is used (step 113).
금속 마스크 패턴을 제거하거나 경우에 따라서는 상기 절연층 식각 공정중 금속 마스크 패턴이 모두 제거되는 식각 조건을 이용하여 절연층에 미세 접점을 형성한다. 상기 미세 접점의 크기는 앞서 리소그래피 공정에 의해 형성되는 제1 폴리실리콘 패턴의 크기, 제1 폴리실리콘 패턴을 산화시키는 산화 공정의 산화 온도 및 시간으로 결정되는 제1 폴리실리콘 패턴의 산화율에 따라 결정된다(스텝 114). The metal contact pattern may be removed or, in some cases, fine contacts may be formed on the insulating layer by using an etching condition in which all of the metal mask patterns are removed during the insulating layer etching process. The size of the fine contact point is determined according to the oxidation rate of the first polysilicon pattern, which is determined by the size of the first polysilicon pattern formed by the lithography process, the oxidation temperature and the time of the oxidation process of oxidizing the first polysilicon pattern. (Step 114).
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 미세 접점 형성 공정을 포함한 상변화 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 2 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a phase change memory device including a fine contact forming process according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 반도체 기판(10), 예컨대 실리콘 기판 상에 제1 절연층(12)을 형성한다. 상기 제1 절연층(12)은 실리콘 기판을 열산화하여 형성하는 실리 콘 산화막이나, 그 외에 다른 절연층으로 형성한다. 상기 제1 절연층(12)은 반도체 기판(10)과 상변화 메모리 소자를 전기적 또는 열적으로 절연할 수 있는 재료로 형성한다. 상기 제1 절연층(12) 상에는 상변화 메모리 소자의 하부 금속 전극층(14) 및 발열성 금속 전극층(16)을 순차적으로 적층한다. Referring to FIG. 2, a first insulating
상기 하부 금속 전극층(14)은 상변화 메모리 소자의 하부 단자 역할을 하며 저저항의 금속막으로 형성한다. 상기 하부 금속 전극층(14)은 백금(Pt), 텅스텐(W) 또는 티탄텅스텐합금(TiW)으로 형성한다. 상기 하부 금속 전극층(14)은 일반적인 금속 전극 형성 방법에 의해 형성된다. The lower
상기 발열성 금속 전극층(16)은 후에 형성되는 상변화층(도 10의 38)과의 접촉 부분에서 상변화층(38)의 결정 상태를 변화시키기에 충분한 열을 발생시키는 역할을 한다. 이것은 하부 금속 전극층(14)을 통해 공급된 전류에 의해 달성되며, 따라서 발열성 금속 전극층(16)의 저항은 일반적인 금속 전극에 비해 높다. 상기 발열성 금속 전극층(16)을 구성하는 재료의 선택은 상변화 메모리 소자의 동작 특성을 결정짓는 중요한 요소이다. 상기 발열성 금속 전극층(16)은 티탄질화물(TiN), 티탄산질화물(TiON), 티탄알루미늄질화물(TiAlN), 탄탈알루미늄질화물(TaAlN) 또는 탄탈실리콘질화물(TiSiN)로 형성한다. The heat generating
도 3을 참조하면, 상기 발열성 금속 전극층(16) 상에 제2 절연층(18)을 형성한다. 상기 제2 절연층(18)은 후속 공정에서 사용할 희생 산화층과 다른 종류로 형성한다. 그 이유는 도 1에서 설명한 바와 같이 후속 공정에서 사용하게 될 희생 산화층의 식각 공정시 희생 산화층과의 식각 선택성을 확보하기 위함이다. 따라서, 본 실시예에서는 실리콘 산화막 이외의 절연층인 실리콘 질화막을 이용하는 것이 가장 바람직하나, 경우에 따라서는 유사한 성능을 갖는 기타 재료의 절연층을 형성하는 것도 가능하다. Referring to FIG. 3, a second insulating
상기 제2 절연층(18) 상에는 희생 산화층(20) 및 폴리실리콘층(22)을 형성한다. 상기 희생 산화층(20)의 두께는 도 1에서 설명한 바와 같이 후속의 리프트오프 공정이 문제없이 수행될 수 있는 정도로 충분히 두껍게 형성한다. 본 실시예에서, 상기 희생 산화층(20)은 적어도 500nm 이상의 두께로 형성한다. 그리고, 본 실시예에서 폴리실리콘층(22)의 두께는 형성하고자 하는 미세 접점의 크기를 고려하여 선택한다. 이것은 도 1에서 설명한 바와 같이 후속의 제1 폴리실리콘 패턴의 산화시 산화율을 고려하여 선택한다. The
도 4를 참조하면, 상기 폴리실리콘층(22)을 리소그래피 장비를 이용하여 패터닝하여 L1의 임계선폭을 갖는 제1 폴리실리콘 패턴(24)을 형성한다. 상기 제1 폴리실리콘 패턴(24)의 임계선폭 L1은 사용하는 리소그래피 장비의 해상도에 의해 결정되며, 준비된 포토마스크의 패턴 형상에 따라 소정의 형상을 갖는다. 예컨대, 500nm의 선폭을 갖는 마스크 패턴과 이를 형성하는 데 충분한 해상도를 갖는 포토 리소그래피 장비를 준비한다면, 500nm의 선폭을 갖는 제1 폴리실리콘 패턴(24)이 형성된다. Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 상기 제1 폴리실리콘 패턴(24)을 건식 또는 습식 산화법에 의해 산화하여 산화층(28)을 형성한다. 이렇게 되면, 제1 폴리실리콘 패턴(24)은 임계선폭이 L1 보다 작은 L2를 갖는 제2 폴리실리콘 패턴(26)이 된다. 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(24)의 산화 조건은 형성하고자 하는 미세 접점의 크기를 고려하여 결정된다. 상기 산화 조건을 결정하기 위해 사전에 제1 폴리실리콘 패턴(24)의 정확한 산화율을 확보한다. 상기 확보된 제1 폴리실리콘 패턴(24)의 산화율과 형성하고자 하는 미세 접점의 크기로부터 상기 산화 공정의 조건이 결정된다. Referring to FIG. 5, the
도 6을 참조하면, 상기 제1 폴리실리콘 패턴(26) 상에 형성되어 있는 산화층(28)을 불화수소(HF) 수용액을 이용한 습식 식각 공정을 통해 제거한다. 이러한 습식 식각 공정을 통해 상기 제2 폴리실리콘 패턴(26)의 표면 및 양측벽에 형성되어 있는 산화층(28)은 모두 제거된다. 물론, 상기 제2 폴리실리콘 패턴(26) 이외의 부분에 존재하는 희생 산화층(20)도 일부 제거될 수 있다. 결과적으로, 상기 산화층(28)이 제거되고 나면, 임계선폭이 L2인 제2 폴리실리콘 패턴(26)이 형성된다. 상기 제2 폴리실리콘 패턴(26)의 임계선폭은 이론적으로 본 실시예에 따라 형성되는 미세 접점의 크기를 결정한다. Referring to FIG. 6, the
이어서, 제2 폴리실리콘 패턴(26)을 식각마스크로 하부의 희생 산화층(20)을 식각하여 희생 산화 패턴(30)을 형성한다. 상기 희생 산화 패턴(30) 형성을 위한 식각 공정은 높은 식각 이방성을 요구하므로 건식 식각 공정을 이용한다. 더하여, 짧은 시간의 습식 식각 공정을 한 번 더 수행하여 희생 산화층(20)과 그 하부에 존재하는 제2 절연층(18)과의 계면을 정확히 노출시킬 수 있다. 이것은 희생 산화층(20)과 그 하부에 존재하는 제2 절연층(18) 사이의 불화수소 수용액을 이용한 습식 식각 공정에서의 식각 선택성을 이용하여 수행한다. Subsequently, the
도 7을 참조하면, 상기 희생 산화 패턴(30)과 제2 폴리실리콘 패턴(26)의 적 층 구조가 형성된 기판(10)의 전면에 금속 마스크막(32)을 형성한다. 상기 금속 마스크막(32)은 상기 적층 구조 사이의 제2 절연층(18) 상에 형성된다. 상기 금속 마스크막(32)의 형성 방법은 가능한 한 금속 원소의 증착 직진성이 뛰어난 방법을 통해 형성한다. 그 이유는 금속 마스크막(32)이 희생 산화 패턴(30) 및 제2 폴리실리콘 패턴(26)의 적층 구조의 벽면에 증착되어 도 1에서 설명한 후속의 리프트오프 공정에서 문제가 생기지 않게 하기 위함이다. 상기 금속 마스크막(32)의 종류는 도 1에서 설명한 바와 같이 후속 리프트오프 공정에서 사용하게 될 불화수소 수용액에 대한 약품 내성이 충분한 재료를 이용하여 형성한다. Referring to FIG. 7, the
도 8을 참조하면, 상기 희생 산화 패턴(30), 폴리실리콘 패턴(26) 및 금속 마스크막(32)의 적층 구조를 리프트오프(Lift-off) 공정에 의해 제거한다. 상기 리프트오프 공정은 불화수소 수용액을 이용하여 수행한다. 다시 말해, 상기 리프트오프 공정은 상기 불화수소 용액 상에서 제거 가능한 희생 산화 패턴(30)의 기둥 구조를 제거함으로써 상부의 제2 폴리실리콘 패턴(26) 및 금속 마스크막(32) 적층 구조를 일괄 제거하는 공정이다. Referring to FIG. 8, the stacked structure of the
상기 희생 산화 패턴(30)의 두께는 충분히 두꺼울 필요가 있으며, 금속 마스크막(32)의 형성 방법은 양호한 증착 직진성을 확보할 필요가 있다. 본 리프트오프 공정 수행의 결과, 상기 희생 산화 패턴(30), 폴리실리콘 패턴(26) 및 금속 마스크막(32)으로 이루어진 적층 구조가 제거되면 기판(10) 상에는 소정의 크기를 갖는 미세홀(31)을 갖는 금속 마스크 패턴(33)이 형성된다. 상기 홀(31)의 크기는 후속 공정에서 형성되는 미세 접점의 크기와 동일하게 된다.The thickness of the
도 9를 참조하면, 상기 미세홀(31)을 갖는 금속 마스크 패턴(33)을 식각마스크로 상기 제2 절연층(18)을 식각한다. 상기 제2 절연층(18)의 식각공정은 높은 식각 이방성이 요구되므로 건식 식각 공정을 이용한다. 상기 공정이 종료되면, 최종적으로 금속 마스크 패턴(33)을 제거하거나, 경우에 따라서는 식각 공정 중 금속 마스크 패턴(33)이 모두 제거되는 식각 조건을 이용하여 제2 절연층(18)에 미세 접점(36)이 형성된다. Referring to FIG. 9, the second insulating
상기 제2 절연층(18)은 후공정에서 형성되는 상변화층(도 10의 38)과, 하부의 발열성 금속 전극층(16) 및 하부 금속 전극층(14)을 전기적으로 절연하는 역할을 한다. 또한, 상기 제2 절연층(18)은 상변화층(38)과 발열성 금속 전극층(14)을 극히 일부분에서만 접촉시켜 각 재료를 열적으로 절연하는 역할을 동시에 한다. 또한, 상기 제2 절연층(18)의 열 전달특성은 상변화 메모리 소자의 동작 특성에 매우 중요한 영향을 미쳐 재료의 선택에 신중을 기할 필요가 있다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 제2 절연층(18)을 질화막으로 형성한다.The second insulating
본 실시예에서 형성되는 미세 접점(36)의 크기는 이론적으로 수십 나노미터 정도까지 축소하는 것이 가능하다. 즉, 미세 접점(36)의 크기는 리소그래피 장비를 이용한 상기 폴리실리콘층(22)을 패터닝할 때 공정 해상도와, 제1 폴리실리콘 패턴(24)의 산화 공정의 제어 정도에 따라 달라질 수 있다. The size of the
실제적으로는 일정한 크기를 갖는 기판 상에 제작되는 상변화 메모리 소자가 갖는 미세 접점의 크기를 되도록 균일하게 유지하는 것은 매우 중요하고, 미세 접점의 크기는 이 기준에 의해 결정될 가능성이 높다. 다만, 본 발명에서 제공된 공 정 방법들은 이미 충분한 기술 실적이 축적되어 있는 신뢰성 있는 공정만을 이용하므로 선행 기술에서 제시하고 있는 기타의 방법을 사용한 미세 접점 가공 방법에 비해 높은 균일도를 얻을 수 있다.In practice, it is very important to keep the size of the fine contact of the phase change memory device fabricated on a substrate having a constant size as uniform as possible, and the size of the fine contact is likely to be determined by this criterion. However, since the process methods provided in the present invention use only a reliable process in which sufficient technical records have already been accumulated, high uniformity can be obtained in comparison with the fine contact processing method using other methods proposed in the prior art.
도 10을 참조하면, 상기 금속 마스크 패턴(33)을 제거한다. 이어서, 상기 미세홀(36)을 매몰하면서 제2 절연층(18) 상에 상변화층(38)을 형성한다. 상기 상변화층(38)은 상변화 메모리 소자를 구성하는 가장 핵심적인 재료이다. Referring to FIG. 10, the
상기 상변화층(38)은 칼코게나이드 계열 금속 원소의 합금으로 구성된다. 상변화층(38)은 금속 합금의 구성 원소 및 조성에 따라 다양한 상변화 특성을 가지며, 이것은 상변화 메모리 소자의 동작에 매우 중요한 역할을 한다. 상기 상변화층(38)을 구성하는 칼코게나이드 계열 금속 원소의 대표적인 예는, Ge, Se, Sb, Te, Sn, As 등이며, 이 원소들의 적절한 조합에 의해 상기 칼코게나이드 상변화 재료가 형성된다. 아울러, 상기 상변화층(38)의 특성 향상을 위해서는 상기 칼코게나이드계 금속 원소의 조합 이외에, Ag, In, Bi, Pb 등의 원소가 혼합될 수 있다. 광 저장 장치의 응용예에서 폭넓게 사용되는 재료로는, Ge, Sb, Te이 2:2:5 의 비율로 조합된 Ge2Sb2Te5가 가장 일반적이며, 상변화 메모리 소자의 제조에도 이 재료를 사용할 수 있다. 상기 상변화층(38)의 형성 방법으로는 다원계 스퍼터링 성막법 또는 일원계 전자빔 증착법 등을 사용할 수 있다. The
다음에, 상변화층(38) 및 제2 절연층(18) 상에 상기 상변화층(38) 상부를 노출하는 콘택홀(39)을 갖는 제3 절연층(40)을 형성한다. 상기 제3 절연층(40)은 하 부의 상변화층(38)과 후에 형성되는 상부 금속 전극(42)을 전기적으로 절연하는 역할을 한다. 상기 제3 절연층(40)은 가능한 한 저온에서 형성해야 할 필요가 있다. 그 이유는 상변화층(38)의 산화를 막고 제3 절연층(40)의 형성 공정이 상변화층(38)의 결정 상태를 크게 변화시키지 않아야 하기 때문이다.Next, a third insulating
다음에, 상기 콘택홀(39)을 매립하여 상기 상변화층(38)과 접속되면서 제3 절연층(40) 상에 상부 금속 전극층(42)을 형성한다. 상기 상부 금속 전극층(42)은 상변화 메모리 소자의 상부 단자 역할을 하며, 하부 금속 전극층과 마찬가지로 일반적으로 사용되는 저저항의 금속막으로 형성된다. 하지만, 경우에 따라서는 상부 금속 전극층(42)과 상변화층(38)의 접촉 특성을 좋게 하고 계면에서 일어날 수 있는 불필요한 반응이나 원소의 이동 등을 막기 위해 확산 방지의 성질을 갖는 여분의 금속층이 삽입될 수도 있다. Next, the
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 미세 접점 형성 공정을 포함한 상변화 메모리 소자 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 11에서, 도 2 내지 도 10과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a phase change memory device including a process of forming a fine contact according to another exemplary embodiment of the present invention. In Fig. 11, the same reference numerals as Figs. 2 to 10 denote the same members.
구체적으로, 도 2 내지 도 9에 도시한 제조방법을 수행한다. 이어서, 상기 금속 마스크 패턴(33)을 제거한 후, 미세 접점(36) 내에만 상변화층(38)을 형성한다. 다시 말해, 상변화층(38)이 제2 절연층(18) 내에 형성된 미세 접점(36)을 모두 채우는 형태로 형성하고 제2 절연층(18) 상에는 형성하지 않는다.Specifically, the manufacturing method shown in FIGS. 2 to 9 is performed. Subsequently, after the
이것은 상변화 메모리 소자의 스택 구조를 구성하는 상변화층의 체적을 최소화하는 동시에, 하부의 발열성 금속 전극층(14)에서 발생한 열을 미세 접점 구조 안에 묻혀있는 상변화층에 모두 공급하고 아울러 그 효과를 극대화하기 위한 것이다. 이러한 구조는 반도체 공정에서 일반적으로 사용되는 화학적/기계적 연마 평탄화 공정(CMP, Chemical-Mechanical Planarization)을 적절한 조건에서 활용하는 방법에 의해 달성될 수 있다. This minimizes the volume of the phase change layer constituting the stack structure of the phase change memory device, and simultaneously supplies all of the heat generated from the bottom heat generating
상기 상변화층(38) 및 제2 절연층(18)의 일부에 상부 금속 전극층(42)을 형성한다. 이렇게 구성한 구조는 도 10과 같이 상변화층(38) 상부에 제3 절연층(40) 형성 공정을 수행할 필요가 없이 상변화층(38) 상부에 바로 상부 금속 전극층(42)을 배치하는 구조로 상변화 메모리 소자를 제작할 수도 있다. An upper
도 12는 본 발명에 따른 상변화 메모리 소자 제조시 형성한 미세 접점을 도시한 사진이다.FIG. 12 is a photo illustrating fine contacts formed when a phase change memory device is manufactured according to the present invention.
구체적으로, 제시된 실제 공정의 사진은 상기 도 8에서 설명한 미세홀이 형성된 금속 마스크 패턴의 형상을 나타낸다. 도 4에서 설명한 리소그래피 공정을 이용하여 형성된 제1 폴리실리콘의 패턴 크기는 약 850nm이며, 사용한 리소그래피 장비는 i-line의 광원을 사용하였다. 본 발명에 따른 미세 접점 형성 방법의 실시예를 적용한 결과, 약 500nm의 미세 접점을 형성하는 것이 가능하다. Specifically, the photograph of the actual process presented shows the shape of the metal mask pattern in which the micro holes described in FIG. 8 are formed. The pattern size of the first polysilicon formed using the lithography process described in FIG. 4 was about 850 nm, and the lithography equipment used used an i-line light source. As a result of applying the embodiment of the method for forming a fine contact according to the present invention, it is possible to form a fine contact of about 500 nm.
이것은 본 발명에 따른 미세 접점 형성 방법이 실제 공정에서 충분히 활용 가능함을 보여주는 결과이다. 물론, 도 12에서 참조된 본 발명에 따른 미세 접점 형성 방법을 이용하여 제작된 미세접점은 본 발명에서 요구하는 정도의 충분히 작은 크기로 형성된 것은 아니다. 하지만, 이것은 본 발명에 따른 미세 접점 형성 방법이 실제 공정에서 충분히 활용 가능함을 보여주는 결과이며, 각 공정 조건의 최 적화에 의해 보다 작은 크기를 가지는 미세 접점이 본 발명의 실시예를 적용하여 가공 가능함을 증명하는 결과이다. This is a result showing that the method for forming a fine contact according to the present invention can be sufficiently utilized in the actual process. Of course, the microcontact made using the method for forming a microcontact according to the present invention referenced in Figure 12 is not formed to a sufficiently small size as required by the present invention. However, this is a result showing that the method for forming a fine contact according to the present invention can be fully utilized in the actual process, and that the fine contact having a smaller size can be processed by applying the embodiment of the present invention by optimizing each process condition. The result is proof.
이상과 같이 본 발명은 상변화 메모리 소자의 미세 접점을 포토 리소그래피용 공정 장비를 사용하면서 장비의 해상도보다 낮고 안정되게 반도체 공정을 통해 형성할 수 있다. As described above, the present invention can form the fine contact of the phase change memory device through the semiconductor process to be lower than the resolution of the equipment while using the process equipment for photolithography.
본 발명은 상변화 메모리 소자 제조를 위한 미세 접점 형성 공정을 활용하면, 리소그래피 장비의 해상도 한계에 구애받지 않고도, 소정의 크기를 가지는 상변화 메모리 소자의 미세 접점을 효과적으로 형성할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 상변화 메모리 소자의 소비전력을 크게 줄일 수 있다. According to the present invention, by using a fine contact forming process for manufacturing a phase change memory device, it is possible to effectively form a fine contact of a phase change memory device having a predetermined size without being limited to the resolution limitation of the lithography apparatus. As a result, the present invention can greatly reduce the power consumption of the phase change memory device.
본 발명은 기존의 리소그래피 공정을 이용하여 리소그래피 공정이 보장하는 해상도 이상의 미세한 크기를 가지는 접점을 형성하는 공정을 제공한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 미세 접점 형성 공정을 이용하여 저소비전력형 고밀도 상변화메모리 소자의 제조가 가능하다. The present invention provides a process for forming a contact having a fine size beyond the resolution guaranteed by the lithography process using a conventional lithography process. Accordingly, it is possible to manufacture a low power consumption type high density phase change memory device using the fine contact forming process according to the present invention.
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