KR20060108432A - Dram device and methodp of forming the same - Google Patents

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KR20060108432A
KR20060108432A KR1020050030809A KR20050030809A KR20060108432A KR 20060108432 A KR20060108432 A KR 20060108432A KR 1020050030809 A KR1020050030809 A KR 1020050030809A KR 20050030809 A KR20050030809 A KR 20050030809A KR 20060108432 A KR20060108432 A KR 20060108432A
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이미진
전정식
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삼성전자주식회사
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets

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Abstract

본 발명은 디램 장치 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 비트라인 구조물 측벽을 덮는 스페이서를 비트라인 콘택트 패드 상부까지 확장하여 형성함으로써 스토리지 콘택트 플러그 형성시 비트라인 콘택트 패드와 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있어 디램 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a DRAM device and a method of forming the same. By forming a spacer covering a sidewall of a bitline structure to an upper portion of a bitline contact pad, a short circuit and a bitline contact pad can be prevented from occurring when a storage contact plug is formed. The reliability of the DRAM device can be improved.

디램 , 비트라인 콘택트 패드, 스토리지 콘택트 플러그, 스페이서 DRAM, Bitline Contact Pads, Storage Contact Plugs, Spacers

Description

디램 장치 및 그 형성방법{DRAM DEVICE AND METHODP OF FORMING THE SAME}DRAM DEVICE AND METHODP OF FORMING THE SAME

도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도,1 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining the prior art;

도 2는 디램 장치의 레이아웃(layout)을 나타내는 도면,2 is a diagram illustrating a layout of a DRAM device;

도 3내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디램 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도,3 to 8 are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining a method of forming a DRAM device according to an embodiment of the present invention;

도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예의 변형예를 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining a modified example of the embodiment of the present invention.

♧도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♧♧ explanation of symbols for main parts of drawing

10, 100 : 반도체 기판 12, 120 : 소자 분리막10, 100: semiconductor substrate 12, 120: device isolation film

14, 140 : 드레인 영역 16, 160 : 소스 영역 14, 140: drain region 16, 160: source region

18, 180 : 제1 층간절연막 20, 200 : 비트라인 콘택트 패드18, 180: first interlayer insulating film 20, 200: bit line contact pads

22, 220 : 스토리지 콘택트 패드 24, 240 : 제2 층간절연막22, 220: storage contact pads 24, 240: second interlayer insulating film

26, 260 : 배리어 금속막 패턴 28, 280 : 비트라인 콘택트 플러그26, 260: barrier metal film pattern 28, 280: bit line contact plug

30, 300 : 비트라인 패턴 32, 320 : 하드 마스크 패턴30, 300: bit line pattern 32, 320: hard mask pattern

33, 330 : 비트라인 구조물 34, 340 : 스페이서33, 330: bit line structure 34, 340: spacer

360 : 제3 층간절연막 38, 380 : 스토리지 콘택트 플러그360: third interlayer insulating film 38, 380: storage contact plug

AR : 활성영역 BL : 비트라인AR: Active area BL: Bit line

WL : 워드라인 DC : 비트라인 콘택트 플러그WL: Wordline DC: Bitline Contact Plug

BC : 스토리지 콘택트 패드BC: Storage Contact Pads

본 발명은 반도체 장치 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디램 장치 및 그 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method of forming the same, and more particularly to a DRAM device and a method of forming the same.

반도체 장치의 초고집적화로 디자인 룰은 지속적으로 감소하고 있다. 디자인 룰이 감소하는 것은 반도체 장치에서 단위 메모리 셀이 차지하는 면적이 줄어드는 것을 의미한다. 특히, 6F²구조를 갖는 디램은 비트라인 콘택트 패드에 대한 스토리지 콘택트 플러그의 오정렬 마진(miss align margin)이 부족하므로 스토리지 콘택트 플러그와 비트라인 콘택트 패드간에 단락(short)이 발생하는데 취약하다. 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Due to the high integration of semiconductor devices, design rules are continuously decreasing. Decreased design rules mean that the area occupied by unit memory cells in the semiconductor device is reduced. In particular, a DRAM having a 6F² structure is vulnerable to shorting between the storage contact plug and the bitline contact pad because of a lack of a misalignment margin of the storage contact plug to the bitline contact pad. It will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도이다. 단, 스토리지 콘택트 플러그 상에 위치하는 커패시터의 도시는 생략하였다.1 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining the prior art. However, illustration of the capacitor located on the storage contact plug is omitted.

반도체 기판(10)상에 소자분리막(12)을 형성하여 활성영역(미도시)을 정의한다. 상기 반도체 기판상에 복수개의 서로 평행한 워드라인(미도시)을 형성한다. 상기 워드라인을 이온주입 마스크로 이용하여 이온주입 공정을 진행하여 상기 활성영역에 불순물 도핑 영역, 즉 소스 영역(16)과 드레인 영역(14)을 형성한다. 상기 워드라인이 형성된 상기 반도체 기판(10) 전면상에 제1 층간절연막(18)을 형성한다. 상기 제1 층간절연막(18)에 대해 평탄화 공정을 실시한다. 상기 워드라인사이의 상기 제1 층간절연막(18)의 소정 부분들을 식각하여 콘택트 홀(미도시)을 형성하고 도전물질을 채우고 평탄화하여 비트라인 콘택트 패드(20) 및 스토리지 콘택트 패드(22)를 형성한다. 이때, 상기 비트라인 콘택트 패드(20)는 상기 드레인 영역(14)에 접하고, 상기 스토리지 콘택트 패드는 상기 소스 영역(16)에 접한다. 상기 콘택트 패드가 형성된 반도체 기판의 결과물 전면상에 제2 층간절연막(24)을 형성한다. 상기 제2 층간절연막(24)의 상부면을 평탄화한다. 상기 제2 층간절연막(24)을 패터닝하여 상기 비트라인 콘택트 패드(20) 상부면의 중앙 부분을 노출시키는 비트라인 콘택트 홀(미도시)을 형성한다.An isolation region 12 is formed on the semiconductor substrate 10 to define an active region (not shown). A plurality of word lines parallel to each other (not shown) are formed on the semiconductor substrate. An ion implantation process is performed using the word line as an ion implantation mask to form an impurity doped region, that is, a source region 16 and a drain region 14 in the active region. A first interlayer insulating film 18 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10 on which the word line is formed. A planarization process is performed on the first interlayer insulating film 18. Certain portions of the first interlayer dielectric layer 18 between the word lines are etched to form contact holes (not shown), and to fill and planarize conductive materials to form bit line contact pads 20 and storage contact pads 22. do. In this case, the bit line contact pad 20 is in contact with the drain region 14, and the storage contact pad is in contact with the source region 16. A second interlayer insulating film 24 is formed on the entire surface of the resultant semiconductor substrate on which the contact pads are formed. The upper surface of the second interlayer insulating film 24 is planarized. The second interlayer insulating layer 24 is patterned to form bit line contact holes (not shown) that expose a center portion of the upper surface of the bit line contact pad 20.

상기 비트라인 콘택트 홀이 형성된 반도체 기판 결과물 전면에 배리어 금속막, 도전막 및 하드 마스크를 차례로 형성한다. 상기 배리어 금속막, 상기 도전막, 상기 하드 마스크가 형성된 반도체 기판 결과물 전면에 대하여 사진공정과 식각공정을 실시하여 비트라인 구조물 상부와 상기 제2 층간절연막(24)을 노출시킨다. 배리어 금속막 패턴(26)은 상기 비트라인 콘택트 플러그(28) 하부를 둘러싸는 요철모양으로 형성된다. 이어서 상기 비트라인 구조물(33) 상부 측벽에 스페이서(34)를 형성한다. 상기 스페이서(34)가 형성된 반도체 기판 결과물 전면에 제3 층간절연막(미도시)을 형성한다. 상기 제3 층간절연막 및 상기 제2 층간절연막을 패터닝하여 상기 스페이서(34), 상기 제1 층간절연막(18) 및 상기 스토리지 콘택트 패드(22)를 노출시키는 스토리지 콘택트 홀(미도시)을 형성한다. 이어서 상기 스토리지 콘택트 홀에 도전물질 예를 들어 도핑된 폴리 실리콘 등을 침적하여 스토리지 콘택트 플러 그(38)를 형성한다.A barrier metal layer, a conductive layer, and a hard mask are sequentially formed on an entire surface of the semiconductor substrate formed with the bit line contact holes. A photo process and an etching process are performed on the entire surface of the semiconductor substrate on which the barrier metal layer, the conductive layer, and the hard mask are formed to expose the upper portion of the bit line structure and the second interlayer insulating layer 24. The barrier metal layer pattern 26 is formed in a concave-convex shape surrounding the lower portion of the bit line contact plug 28. Subsequently, a spacer 34 is formed on the upper sidewall of the bit line structure 33. A third interlayer insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate product on which the spacers 34 are formed. The third interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer are patterned to form a storage contact hole (not shown) that exposes the spacer 34, the first interlayer insulating layer 18, and the storage contact pad 22. Subsequently, a conductive material, for example, doped polysilicon or the like is deposited in the storage contact hole to form a storage contact plug 38.

상기 종래 기술에 의하여 형성된 디램 장치의 구조에 있어서 문제점은 다음과 같다. 비트라인 콘택트 패드(20)와 스토리지 콘택트 패드(22)사이의 공간이 매우 작기 때문에 스토리지 콘택트 패드(22)상에 형성되는 스토리지 콘택트 플러그의 오정렬 마진이 부족하게 된다. 따라서, 도 1의 비트라인 콘택트 패드 상부 양쪽 끝부분의 원안에 도시되어 있는 바와 같이 스토리지 콘택트 플러그(38)와 비트라인 콘택트 패드(20)간에 단락이 발생할 수 있다. Problems in the structure of the DRAM device formed by the prior art are as follows. Since the space between the bit line contact pad 20 and the storage contact pad 22 is very small, the misalignment margin of the storage contact plug formed on the storage contact pad 22 is insufficient. Thus, a short may occur between the storage contact plug 38 and the bitline contact pad 20 as shown in the circle at both ends of the upper portion of the bitline contact pad of FIG. 1.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디램 장치 특히, 6F²구조를 갖는 디램에서 스토리지 콘택트 플러그와 비트라인 콘택트 패드간의 단락을 방지하여 높은 신뢰성을 갖는 디램 장치 및 그 형성 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a DRAM device having a high reliability and a method of forming the same by preventing a short circuit between a storage contact plug and a bit line contact pad in a DRAM device, in particular, a DRAM having a 6F² structure.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 디램 장치는 반도체 기판; 상기 반도체 기판을 덮는 제1 층간절연막; 상기 제1 층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 접하는 비트라인 콘택트 패드 및 스토리지 콘택트 패드; 상기 제1 층간절연막, 상기 비트라인 콘택트 패드 및 상기 스토리지 콘택트 패드를 덮는 제2 층간절연막; 상기 제2 층간절연막을 관통하여 상기 비트라인 콘택트 패드상에 형성되는 비트라인 구조물; 상기 비트라인 구조물 측벽과 상기 비트라인 콘택트 패드 상부면을 덮는 스페이서; 상기 스페이서 및 제2 층간절연막을 덮는 제3층간절연막; 그리고 상기 제2 층간절연막 및 상기 제3 층간절연막을 관통하여 상기 스토리 지 콘택트 패드에 접하는 스토리지 콘택트 플러그를 포함한다.The DRAM device according to the present invention for achieving the above technical problem is a semiconductor substrate; A first interlayer insulating film covering the semiconductor substrate; A bit line contact pad and a storage contact pad penetrating the first interlayer insulating layer to contact the semiconductor substrate; A second interlayer insulating layer covering the first interlayer insulating layer, the bit line contact pads, and the storage contact pads; A bit line structure formed on the bit line contact pad through the second interlayer insulating film; A spacer covering a sidewall of the bitline structure and an upper surface of the bitline contact pad; A third interlayer insulating film covering the spacer and the second interlayer insulating film; And a storage contact plug penetrating the second interlayer insulating layer and the third interlayer insulating layer to contact the storage contact pad.

따라서, 본 발명에 의한 디램 장치는 상기 비트라인 콘택트 패드 상부의 양쪽 끝부분을 상기 스페이서가 덮고 있어 상기 스토리지 콘택트 플러그와 상기 비트라인 콘택트 패드간의 단락 발생을 방지할 수 있고, 상기 디램 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, in the DRAM device according to the present invention, the spacer covers both ends of the upper portion of the bit line contact pad to prevent a short circuit between the storage contact plug and the bit line contact pad, thereby improving reliability of the DRAM device. Can be improved.

상기 디램 장치에서 상기 스페이서는 상기 제2 층간절연막 및 상기 제3 층간절연막에 대하여 식각 선택비가 큰 물질로 형성되는 것이 바람직하다.In the DRAM device, the spacer may be formed of a material having a high etching selectivity with respect to the second interlayer insulating layer and the third interlayer insulating layer.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 디램 장치의 형성 방법은 반도체 기판상에 제1 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제1 층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 접하는 비트라인 콘택트 패드 및 스토리지 콘택트 패드를 형성하는 단계; 상기 제1 층간절연막, 상기 비트라인 콘택트 패드 및 상기 스토리지 콘택트 패드상에 제2 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제2 층간절연막을 패터닝하여 상기 비트라인 콘택트 패드를 노출시키는 비트라인 콘택트 홀을 형성하는 단계; 상기 노출된 비트라인 콘택트 패드상에 비트라인 구조물을 형성하는 단계; 상기 비트라인 구조물 측벽과 상기 비트라인 콘택트 패드 상부면을 덮는 스페이서를 형성하는 단계; 상기 스페이서 및 제2 층간절연막을 덮는 제3 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 제3 층간절연막 및 제2 층간절연막을 패터닝하여 상기 스토리지 콘택트 패드 및 상기 제1 층간절연막을 노출시키는 스토리지 콘택트 홀을 형성하는 단계; 그리고 상기 스토리지 콘택트 홀을 도전물질로 매립하여 스토리지 콘택트 플러그를 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a DRAM device comprising: forming a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate; Forming a bit line contact pad and a storage contact pad penetrating the first interlayer insulating layer to be in contact with the semiconductor substrate; Forming a second interlayer dielectric layer on the first interlayer dielectric layer, the bit line contact pads and the storage contact pads; Patterning the second interlayer insulating layer to form a bit line contact hole exposing the bit line contact pad; Forming a bitline structure on the exposed bitline contact pads; Forming a spacer covering a sidewall of the bitline structure and an upper surface of the bitline contact pad; Forming a third interlayer insulating film covering the spacer and the second interlayer insulating film; Patterning the third interlayer insulating film and the second interlayer insulating film to form a storage contact hole exposing the storage contact pad and the first interlayer insulating film; And filling the storage contact hole with a conductive material to form a storage contact plug.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있게 하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 반도체 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 반도체 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. In addition, where a layer is said to be "on" another layer or semiconductor substrate, it may be formed directly on the other layer or semiconductor substrate, or a third layer may be interposed therebetween. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

도 2는 6F²구조를 갖는 디램의 일반적인 레이아웃을 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a general layout of a DRAM having a 6F² structure.

도 3내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디램 장치의 형성 방법을 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도이다.3 to 8 are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining a method of forming a DRAM device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 반도체 기판(100)상에 소자분리막(120)을 형성하여 활성영역(AR)을 정의한다. 상기 소자분리막(120)은 얕은 트렌치 격리(Shallow Trench Isolation;STI) 방법에 의해 형성될 수 있다. 도 3에 도시되지는 않았지만 상기 반도체 기판(100)상에 복수개의 서로 평행한 워드라인(WL)을 형성한다. 상기 워드라인(WL)은 차례로 적층된 게이트 절연막, 게이트 전극 및 캐핑막 패턴과 측벽을 덮는 스페이서를 구비하도록 형성될 수 있다. 상기 워드라인(WL)을 이온주입 마 스크로 이용하여 이온주입 공정을 진행하여 상기 활성영역(AR)에 불순물 도핑 영역 즉, 소스 영역(160)과 드레인 영역(140)을 형성한다. 상기 워드라인(WL)이 형성된 상기 반도체 기판(100) 전면상에 제1 층간절연막(180)을 형성한다. 상기 제1 층간절연막(180)에 대해 평탄화 공정을 실시한다. 이때, 상기 워드라인(WL)의 상부면인 캐핑막을 노출시킬 수 있다. 상기 워드라인(WL)사이의 상기 제1 층간절연막(180)의 소정 부분들을 식각하여 콘택트 홀(미도시)을 형성하고 도전물질을 채우고 평탄화하여 비트라인 콘택트 패드(200) 및 스토리지 콘택트 패드(BC,220)를 형성한다. 이때, 상기 비트라인 콘택트 패드(200)는 상기 드레인 영역(140)에 접하고, 상기 스토리지 콘택트 패드(BC,220)는 상기 소스 영역(160)에 접한다. 또한, 상기 콘택트 패드(200,220)는 자기 정렬 콘택트(self align contact;SAC) 형성 방법으로 형성될 수 있다. 상기 콘택트 패드(200,220)가 형성된 반도체 기판의 결과물 전면상에 제2 층간절연막(240)을 형성한다. 상기 제2 층간절연막(240)의 상부면을 평탄화한다. 상기 제2 층간절연막(240)을 패터닝하여 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부면의 중앙 부분을 노출시키는 비트라인 콘택트 홀(280h)을 형성한다.2 and 3, an isolation region 120 is formed on a semiconductor substrate 100 to define an active region AR. The device isolation layer 120 may be formed by a shallow trench isolation (STI) method. Although not shown in FIG. 3, a plurality of word lines WL parallel to each other are formed on the semiconductor substrate 100. The word line WL may be formed to include a gate insulating layer, a gate electrode, a capping layer pattern, and a spacer covering sidewalls, which are sequentially stacked. An ion implantation process is performed using the word line WL as an ion implantation mask to form an impurity doping region, that is, a source region 160 and a drain region 140 in the active region AR. A first interlayer insulating layer 180 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 on which the word line WL is formed. A planarization process is performed on the first interlayer insulating layer 180. In this case, a capping layer, which is an upper surface of the word line WL, may be exposed. Certain portions of the first interlayer dielectric layer 180 between the word lines WL are etched to form contact holes (not shown), fill and planarize conductive materials to form the bit line contact pads 200 and the storage contact pads BC. 220. In this case, the bit line contact pad 200 is in contact with the drain region 140, and the storage contact pads BC 220 are in contact with the source region 160. In addition, the contact pads 200 and 220 may be formed by a method of forming a self align contact (SAC). A second interlayer insulating layer 240 is formed on the entire surface of the resultant semiconductor substrate on which the contact pads 200 and 220 are formed. The upper surface of the second interlayer insulating film 240 is planarized. The second interlayer insulating layer 240 is patterned to form a bit line contact hole 280h exposing a center portion of an upper surface of the bit line contact pad 200.

도 4를 참조하면, 상기 비트라인 콘택트 홀이 형성된 반도체 기판의 결과물 전면에 배리어 금속막(250), 도전막(270) 및 하드 마스크(310)를 차례로 형성한다.Referring to FIG. 4, the barrier metal layer 250, the conductive layer 270, and the hard mask 310 are sequentially formed on the entire surface of the semiconductor substrate on which the bit line contact holes are formed.

도 5를 참조하면, 상기 배리어 금속막, 상기 도전막, 상기 하드 마스크가 형성된 반도체 기판의 결과물 전면에 대하여 사진공정과 식각공정을 실시하여 하드 마스크 패턴(320), 비트라인 패턴(300), 비트라인 콘택트 플러그(280) 및 배리어 금속막 패턴(265)을 형성한다. 이때, 상기 제2 층간절연막(240)이 노출된다. 상기 배리어 금속막 패턴(265)은 상기 비트라인 콘택트 플러그(280) 하부를 둘러싸는 요철모양으로 형성되어 있다.Referring to FIG. 5, a hard mask pattern 320, a bit line pattern 300, and a bit may be formed by performing a photo process and an etching process on the entire surface of the semiconductor substrate on which the barrier metal layer, the conductive layer, and the hard mask are formed. The line contact plug 280 and the barrier metal film pattern 265 are formed. In this case, the second interlayer insulating layer 240 is exposed. The barrier metal layer pattern 265 is formed in a concave-convex shape surrounding a lower portion of the bit line contact plug 280.

도 6을 참조하면, 도 5에 나타나는 반도체 기판의 결과물을 형성한 후 식각공정을 추가적으로 실시하여, 상기 비트라인 콘택트 플러그(280)와 상기 제2 층간절연막(240)사이에 개재하고 있는 배리어 금속막을 식각한다. 이때, 식각되는 상기 배리어 금속막과 접하고 있는 상기 제2 층간절연막(240)의 일부도 함께 식각하여 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부의 양쪽 끝부분을 상기 비트라인 구조물(330)과 상기 제2 층간절연막(240)사이에 노출시킨다. 이때, 새로운 배리어 금속막 패턴(260)이 형성된다. 따라서, 상기 배리어 금속막 패턴(260), 상기 비트라인 콘택트 플러그(280), 상기 비트라인 패턴(300) 및 상기 하드 마스크 패턴(320)의 적층 구조로 형성된 비트라인 구조물(330)이 상기 비트라인 콘택트 패드(200)상에 형성된다. 그리고, 상기 비트라인 구조물(330)은 제2 층간절연막(240)과는 격리된 상태로 형성된다. 상기 비트라인 구조물(330) 하부의 상기 배리어 금속막 패턴(260)은 도 5에서 나타나는 배리어 금속막 패턴(도 5의 참조부호:265)의 모양과 달리 상기 비트라인 콘택트 플러그(280) 밑에만 형성된다.Referring to FIG. 6, a barrier metal film interposed between the bit line contact plug 280 and the second interlayer insulating film 240 is formed by further performing an etching process after forming the resultant of the semiconductor substrate shown in FIG. 5. Etch it. In this case, a portion of the second interlayer insulating layer 240 in contact with the barrier metal layer to be etched is also etched to form both ends of the upper portion of the bit line contact pad 200 at the bit line structure 330 and the second layer. The interlayer insulating film 240 is exposed. At this time, a new barrier metal film pattern 260 is formed. Accordingly, the bit line structure 330 formed of a stacked structure of the barrier metal film pattern 260, the bit line contact plug 280, the bit line pattern 300, and the hard mask pattern 320 may be formed in the bit line structure. It is formed on the contact pad 200. The bit line structure 330 is formed to be insulated from the second interlayer insulating layer 240. The barrier metal layer pattern 260 under the bit line structure 330 is formed only under the bit line contact plug 280 unlike the shape of the barrier metal layer pattern shown in FIG. 5 (reference numeral 265 of FIG. 5). do.

도 7을 참조하면, 상기 비트라인 구조물(330) 측벽에 스페이서(340)를 형성한다. 상기 스페이서(340) 및 상기 제2 층간절연막(240)을 덮는 제3 층간절연막(360)을 형성한다. 상기 스페이서(340)는 통상적으로 실리콘산화물로 형성되는 상기 제2 층간절연막(240) 및 상기 제3 층간절연막(360)에 비하여 식각 선택비가 큰 물질 예를 들어 실리콘질화물 등으로 형성된다. 따라서, 종래의 형성 공정에서는 비트라인 콘택트 패드 상부의 양쪽 끝부분을 배리어 금속막과 제2 층간절연막이 덮게 되는데 비하여 본 발명에 의하면 상기 비트라인 구조물(330) 상부의 측벽을 덮는 상기 스페이서(340)가 상기 비트라인 구조물(330)의 하부까지 내려와서 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부의 양쪽 끝부분을 덮게 된다.Referring to FIG. 7, spacers 340 are formed on sidewalls of the bit line structure 330. A third interlayer dielectric layer 360 is formed to cover the spacer 340 and the second interlayer dielectric layer 240. The spacer 340 is formed of a material having a higher etching selectivity, for example, silicon nitride, etc., than the second interlayer insulating film 240 and the third interlayer insulating film 360, which are typically formed of silicon oxide. Accordingly, in the conventional forming process, the barrier metal film and the second interlayer insulating film cover both ends of the upper portion of the bit line contact pad, whereas the spacer 340 covers the sidewalls of the upper portion of the bit line structure 330 according to the present invention. A lower portion of the bit line structure 330 covers both ends of the upper portion of the bit line contact pad 200.

도 8을 참조하면, 상기 제3 층간절연막(360) 및 상기 제2 층간절연막(240)을 패터닝하여 상기 스페이서(340), 상기 제1 층간절연막(180) 및 상기 스토리지 콘택트 패드(220)를 노출시키는 스토리지 콘택트 홀(미도시)을 형성한다. 상기 스토리지 콘택트 홀에 도전물질 예를 들어 도핑된 폴리 실리콘 등을 침적하여 스토리지 콘택트 플러그(380)를 형성한다. Referring to FIG. 8, the third interlayer insulating layer 360 and the second interlayer insulating layer 240 are patterned to expose the spacer 340, the first interlayer insulating layer 180, and the storage contact pad 220. To form a storage contact hole (not shown). A conductive material, for example, doped polysilicon or the like, is deposited in the storage contact hole to form a storage contact plug 380.

따라서, 본 발명에 의하여 형성된 디램 장치의 구조는 도 1에서 설명된 종래 기술에 의하여 형성된 디램 장치의 구조와 달라진다. 다시 도 8을 참조하면, 도 1의 원안에 도시되어 있는 것과는 달리 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부의 양쪽 끝부분을 상기 스페이서(340)가 덮고 있으므로 상기 비트라인 콘택트 패드(200)와 상기 스토리지 콘택트 플러그(380)간에 단락이 발생하지 않게 된다.Therefore, the structure of the DRAM device formed by the present invention is different from that of the DRAM device formed by the prior art described in FIG. Referring back to FIG. 8, unlike the circle shown in FIG. 1, since the spacer 340 covers both ends of the upper portion of the bit line contact pad 200, the bit line contact pad 200 and the storage device are covered with each other. A short circuit does not occur between the contact plugs 380.

도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에서 상기 비트라인 콘택트 홀의 높이를 달리하는 변형예를 설명하기 위한 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면도이다.9 and 10 are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 2 for explaining a modified example of changing the height of the bit line contact holes in the embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 제2 층간절연막(240)을 형성하는 공정까지는 상기 실시예와 동일하다. 이후 공정에서 상기 제2 층간절연막(240)을 패터닝하여 비트라인 콘택트 홀(280h)을 형성할때 비트라인 콘택트 패드(200) 상부의 일부를 같이 식각함으로써 상기 실시예와 달리 상기 비트라인 콘택트 패드(200)의 두께는 감소하고, 상기 비트라인 콘택트 홀(280h)의 높이는 증가한다.Referring to FIG. 9, the process up to forming the second interlayer insulating film 240 is the same as the above embodiment. In the subsequent process, when the second interlayer insulating layer 240 is patterned to form the bit line contact hole 280h, a portion of the upper portion of the bit line contact pad 200 is etched together, unlike in the above embodiment, the bit line contact pad ( The thickness of 200 decreases, and the height of the bitline contact hole 280h increases.

이후 공정은 도 4 내지 도 8에서 나타난 상기 실시예와 동일하게 실시하면 도 10에 나타난 구조를 형성하게 된다. 도 10을 참조하면, 식각되어 제거된 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 두께만큼 스페이서(340) 하부 높이와 비트라인 콘택트 플러그(280)의 높이가 증가하게 된다. 다만, 종래 기술과 달리 확장하여 형성된 스페이서(340) 하부는 상기 비트라인 콘택트 패드(200)와 스토리지 콘택트 플러그(380)간의 단락을 방지하기 위한 것이므로 상기 스페이서(340) 하부를 높이가 낮아진 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부까지 형성할 필요는 없다. 상기 스페이서(340) 하부의 밑면은 상기 스토리지 콘택트 플러그(380)의 밑면과 상기 비트라인 콘택트 패드(200) 상부면사이에 존재하기만 하면 된다. 따라서, 여러가지 변형예로 실시될 수 있다. After the process is carried out in the same manner as the embodiment shown in Figures 4 to 8 to form the structure shown in FIG. Referring to FIG. 10, the height of the lower portion of the spacer 340 and the height of the bitline contact plug 280 are increased by the thickness of the bitline contact pad 200 etched and removed. However, unlike the prior art, since the lower portion of the spacer 340 is formed to prevent a short circuit between the bit line contact pad 200 and the storage contact plug 380, the lower bit line has a lower height than the lower portion of the spacer 340. It is not necessary to form up to the contact pad 200. The bottom surface of the lower portion of the spacer 340 only needs to be present between the bottom surface of the storage contact plug 380 and the top surface of the bit line contact pad 200. Therefore, it can be implemented in various modifications.

또한, 상술한 실시예는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In addition, the above-described embodiment can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the following claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비트라인 구조물 측벽을 덮는 스페이서를 비트라인 콘택트 패드까지 확장하여 형성함으로써 디램 장치 특히, 6F²구조를 갖는 디램 장치에서 오정렬 마진의 부족으로 인한 비트라인 콘택트 패드와 스토리지 콘택트 플러그간의 단락을 방지할 수 있어 디램 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a spacer covering the sidewalls of the bitline structure is formed by extending the bitline contact pads so that the bitline contact pads and the storage contacts due to the lack of misalignment margin in the DRAM device, in particular, a DRAM device having a 6F² structure. Short circuit between the plugs can be prevented to improve the reliability of the DRAM device.

Claims (6)

반도체 기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체 기판을 덮는 제1 층간절연막;A first interlayer insulating film covering the semiconductor substrate; 상기 제1 층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 접하는 비트라인 콘택트 패드 및 스토리지 콘택트 패드;A bit line contact pad and a storage contact pad penetrating the first interlayer insulating layer to contact the semiconductor substrate; 상기 제1 층간절연막, 상기 비트라인 콘택트 패드 및 상기 스토리지 콘택트 패드를 덮는 제2 층간절연막;A second interlayer insulating layer covering the first interlayer insulating layer, the bit line contact pads, and the storage contact pads; 상기 제2 층간절연막을 관통하여 상기 비트라인 콘택트 패드상에 형성되는 비트라인 구조물;A bit line structure formed on the bit line contact pad through the second interlayer insulating film; 상기 비트라인 구조물 측벽과 상기 비트라인 콘택트 패드 상부면을 덮는 스페이서;A spacer covering a sidewall of the bitline structure and an upper surface of the bitline contact pad; 상기 스페이서 및 제2 층간절연막을 덮는 제3층간절연막; 그리고A third interlayer insulating film covering the spacer and the second interlayer insulating film; And 상기 제2 층간절연막 및 상기 제3 층간절연막을 관통하여 상기 스토리지 콘택트 패드에 접하는 스토리지 콘택트 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 디램 장치.And a storage contact plug penetrating the second interlayer insulating layer and the third interlayer insulating layer to contact the storage contact pad. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트라인 콘택트 패드는 그 두께가 상기 제1 층간절연막의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 디램 장치.And the bit line contact pad is smaller than a thickness of the first interlayer insulating layer. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 비트라인 구조물은 배리어 금속막, 비트라인 콘택트 플러그, 비트라인 패턴 및 하드 마스크 패턴의 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 디램 장치.And the bit line structure comprises a stacked structure of a barrier metal layer, a bit line contact plug, a bit line pattern, and a hard mask pattern. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스페이서는 상기 제2 층간절연막 및 상기 제3 층간절연막에 대해 식각 선택비를 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 디램 장치.And the spacer is formed of a material having an etch selectivity with respect to the second interlayer insulating layer and the third interlayer insulating layer. 반도체 기판상에 제1 층간절연막을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate; 상기 제1 층간절연막을 관통하여 상기 반도체 기판에 접하는 비트라인 콘택트 패드 및 스토리지 콘택트 패드를 형성하는 단계;Forming a bit line contact pad and a storage contact pad penetrating the first interlayer insulating layer to be in contact with the semiconductor substrate; 상기 제1 층간절연막, 상기 비트라인 콘택트 패드 및 상기 스토리지 콘택트 패드상에 제2 층간절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer dielectric layer on the first interlayer dielectric layer, the bit line contact pads and the storage contact pads; 상기 제2 층간절연막을 패터닝하여 상기 비트라인 콘택트 패드를 노출시키는 비트라인 콘택트 홀을 형성하는 단계;Patterning the second interlayer insulating layer to form a bit line contact hole exposing the bit line contact pad; 상기 노출된 비트라인 콘택트 패드상에 비트라인 구조물을 형성하는 단계; Forming a bitline structure on the exposed bitline contact pads; 상기 비트라인 구조물 측벽과 상기 비트라인 콘택트 패드 상부면을 덮는 스페이서를 형성하는 단계;Forming a spacer covering a sidewall of the bitline structure and an upper surface of the bitline contact pad; 상기 스페이서 및 제2 층간절연막을 덮는 제3 층간절연막을 형성하는 단계;Forming a third interlayer insulating film covering the spacer and the second interlayer insulating film; 상기 제3 층간절연막 및 제2 층간절연막을 패터닝하여 상기 스토리지 콘택트 패드 및 상기 제1 층간절연막을 노출시키는 스토리지 콘택트 홀을 형성하는 단계; 그리고Patterning the third interlayer insulating film and the second interlayer insulating film to form a storage contact hole exposing the storage contact pad and the first interlayer insulating film; And 상기 스토리지 콘택트 홀을 도전물질로 매립하여 스토리지 콘택트 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디램 장치의 형성 방법.And filling the storage contact hole with a conductive material to form a storage contact plug. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 비트라인 콘택트 홀을 형성하는 단계는; Forming the bit line contact hole; 상기 제2 층간절연막을 패터닝하여 비트라인 콘택트 패드를 노출시키는 단계, 그리고Patterning the second interlayer insulating film to expose a bit line contact pad, and 상기 비트라인 콘택트 패드 상부의 일부를 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디램 장치의 형성 방법.And etching a portion of an upper portion of the bit line contact pad.
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