KR20060122268A - Phase change ram device and method of manufacturing the same - Google Patents

Phase change ram device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20060122268A
KR20060122268A KR1020050044601A KR20050044601A KR20060122268A KR 20060122268 A KR20060122268 A KR 20060122268A KR 1020050044601 A KR1020050044601 A KR 1020050044601A KR 20050044601 A KR20050044601 A KR 20050044601A KR 20060122268 A KR20060122268 A KR 20060122268A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
gst
metal pad
tungsten plug
forming
Prior art date
Application number
KR1020050044601A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101052866B1 (en
Inventor
장헌용
박해찬
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020050044601A priority Critical patent/KR101052866B1/en
Publication of KR20060122268A publication Critical patent/KR20060122268A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101052866B1 publication Critical patent/KR101052866B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821Device geometry
    • H10N70/826Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials
    • H10N70/882Compounds of sulfur, selenium or tellurium, e.g. chalcogenides
    • H10N70/8828Tellurides, e.g. GeSbTe

Abstract

A phase change memory device and a method for manufacturing the same are provided to restrain etch damage when forming a metal pad and a ground line by isolating between a GST(Ge,Sb,Te) cell region and a ground voltage supply region. A substrate(21) has a GST cell region and a ground voltage supply region. An isolation layer(23) is formed in the substrate to define a T-type active region(22). Word lines(24) are crossed to the T-type active region. A junction region is formed in the active region of both sides of the word line. A first tungsten plug is formed on the GST cell region, and a second tungsten plug is formed on the ground voltage supply region. A dot-type metal pad(28) is formed on the GST cell region to contact the first tungsten plug, and a bar-type ground line(29) is formed on the ground voltage supply region to contact the second tungsten plug. A GST cell composed of a lower electrode and a GST layer is formed on the metal pad of the GST cell region.

Description

상변환 기억 소자 및 그의 제조방법{Phase change RAM device and method of manufacturing the same}Phase change RAM device and method of manufacturing the same

도 1은 종래의 상변환 기억 소자를 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a conventional phase change memory element.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도. 2A to 2D are plan views of processes for explaining a method of manufacturing a phase change memory device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

21 : 반도체기판 22 : T형 액티브영역21 semiconductor substrate 22 T-type active region

23 : 소자분리막 24 : 워드라인23: device isolation layer 24: word line

26a : 제1텅스텐플러그 26b : 제2텅스텐플러그26a: first tungsten plug 26b: second tungsten plug

28 : 금속패드 29 : 접지라인28: metal pad 29: ground line

본 발명은 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이아웃의 변경을 통해 접지전압 인가 영역에서의 식각 데미지 발생이 방지되도록 한 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a phase change memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a phase change memory device and a method of manufacturing the same to prevent the occurrence of etching damage in the ground voltage application region by changing the layout.

일반적으로 기억 소자는 전원이 차단되면 입력된 정보를 잃어버리는 휘발성 의 램(Random Access Memory : RAM) 소자와, 전원이 차단되더라도 입력된 정보의 저장 상태를 계속해서 유지하는 롬(Read Only Memory : ROM) 소자로 크게 구분된다. 상기 휘발성의 램 소자로는 디램(DRAM) 및 에스램(SRAM)을 들 수 있으며, 상기 비휘발성의 롬 소자로는 EEPROM(Elecrtically Erasable and Programmable ROM)과 같은 플래쉬 기억(Flash Memory) 소자를 들 수 있다. In general, a memory device is a volatile random access memory (RAM) device that loses inputted information when the power is cut off, and a ROM that keeps the stored information stored even when the power is cut off. ) Are largely divided into elements. The volatile RAM devices may include DRAM and SRAM, and the nonvolatile ROM devices may include flash memory devices such as EEPROM (Elecrtically Erasable and Programmable ROM). have.

그런데, 상기 디램은 잘 알려진 바와 같이 매우 우수한 기억 소자임에도 불구하고 높은 전하저장 능력이 요구되고, 이를 위해, 전극 표면적을 증가시켜야만 하므로 고집적화에 어려움이 있다. However, although the DRAM has a very good memory device as is well known, high charge storage capability is required, and for this purpose, it is difficult to achieve high integration since the electrode surface area must be increased.

또한, 상기 플래쉬 기억 소자는 두 개의 게이트가 적층된 구조를 갖는 것과 관련해서 전원전압에 비해 높은 동작전압이 요구되고, 이에 따라, 쓰기 및 소거 동작에 필요한 전압을 형성하기 위해 별도의 승압 회로를 필요로 하므로 고집적화에 어려움이 있다.In addition, the flash memory device requires a high operating voltage compared to a power supply voltage in connection with a structure in which two gates are stacked, and thus requires a separate boost circuit to form a voltage required for write and erase operations. Therefore, there is a difficulty in high integration.

이에, 상기 비휘발성 기억 소자의 특성을 가지면서 고집적화를 이룰 수 있고, 또한, 구조가 단순한 새로운 기억 소자를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있으며, 그 한 예로 최근들어 상변환 기억 소자(Phase Change RAM)가 제안되었다. Accordingly, many studies have been conducted to develop new memory devices having the characteristics of the nonvolatile memory device and having a simple structure. For example, a phase change RAM device has recently been developed. ) Has been proposed.

상변환 기억 소자는 하부전극과 상부전극 사이의 전류 흐름을 통해서 상기 전극들 사이에 개재된 상변환막이 결정 상태에서 비정질 상태로 상변화가 일어나는 것으로부터 결정질과 비정질에 따른 저항 차이를 이용하여 셀에 저장된 정보를 판별하는 기억 소자이다. The phase change memory device utilizes a difference in resistance between crystalline and amorphous phases due to the phase change of the phase conversion film interposed between the electrodes from the crystal state to the amorphous state through the current flow between the lower electrode and the upper electrode. It is a storage element for determining stored information.

다시말해, 상변환 기억 소자는 상변환막으로 칼코제나이드(Chalcogenide)막을 이용하는데, 이러한 칼코제나이드막은 게르마늄(Ge), 스티비움(Sb) 및 텔루리움 (Te)로 이루어진 화합물막(이하, GST막)으로서, 인가된 전류, 즉, 주울 열(Joule Heat)에 의해 비정질(Amorphouse) 상태와 결정질(Crystalline) 상태 사이에서 상변화가 일어나며, 이때, 비정질 상태를 갖는 상변환막의 비저항이 결정질 상태를 갖는 상변환막의 비저항 보다 높다는 것으로부터, 읽기 모드에서 상변환막을 통하여 흐르는 전류를 감지하여 상변환 기억 셀에 저장된 정보가 논리 '1'인지 또는 논리 '0'인지를 판별하게 된다. In other words, the phase-conversion memory device uses a chalcogenide film as a phase-conversion film, which is a compound film composed of germanium (Ge), stevidium (Sb), and tellurium (Te). GST film), a phase change occurs between an amorphous state and a crystalline state by an applied current, that is, Joule heat, wherein the resistivity of the phase change film having an amorphous state is in a crystalline state. Since it is higher than the specific resistance of the phase change film having a value, the current flowing through the phase change film in the read mode is sensed to determine whether the information stored in the phase change memory cell is logic '1' or logic '0'.

한편, 이러한 상변환 기억 소자에 있어서, GST막의 상변화를 위해서는 전류 흐름이 1㎃ 이상이 요구되므로, GST막과 전극과의 접촉 면적을 작게 하여 상기 GST막의 상변화에 필요한 전류를 낮추어야 한다. On the other hand, in the phase change memory device, since a current flow is required to be 1 ㎃ or more for the phase change of the GST film, the current required for the phase change of the GST film must be reduced by reducing the contact area between the GST film and the electrode.

도 1은 종래의 상변환 기억 소자를 도시한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional phase change memory device, which will be described below.

도시된 바와 같이, 소자분리막에 의해 한정된 반도체기판(1)의 액티브영역 상에 게이트들(4)이 형성되어져 있고, 상기 게이트(4) 양측의 기판 표면 내에는 접합영역(도시안됨)이 형성되어 있다. 상기 게이트들(4)을 덮도록 기판 전면 상에 층간절연막(5)이 형성되어져 있고, GST 셀이 형성될 영역과 접지전압이 인가될 라인(이하, "접지라인(Vss line)"이라 칭함")이 형성될 층간절연막(5) 내에 각각 제1텅스텐플러그(6a)과 제2텅스텐플러그(6b)가 형성되어 있다. As shown, gates 4 are formed in the active region of the semiconductor substrate 1 defined by the isolation layer, and a junction region (not shown) is formed in the substrate surface on both sides of the gate 4. have. An interlayer insulating film 5 is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the gates 4, and a region where a GST cell is to be formed and a line to which a ground voltage is applied (hereinafter referred to as a "Vss line"). The first tungsten plug 6a and the second tungsten plug 6b are formed in the interlayer insulating film 5 to be formed.

상기 제1 및 제2텅스텐플러그(6a, 6b)를 포함한 층간절연막(5) 상에 제1산화 막(7)이 형성되어져 있으며, 다마신(Damascene) 공정에 따라 GST 셀 형성 영역에는 제1텅스텐플러그(6a)와 콘택하도록 도트(Dot) 형태의 금속패드(8)가 형성되어 있고, 접지전압이 인가될 영역에는 상기 제2텅스텐플러그(6b)와 콘택하도록 바(Bar) 형태의 접지라인(9)이 형성되어 있다. The first oxide film 7 is formed on the interlayer insulating film 5 including the first and second tungsten plugs 6a and 6b, and the first tungsten is formed in the GST cell formation region according to the damascene process. A metal pad 8 having a dot shape is formed to contact the plug 6a, and a ground line having a bar shape to contact the second tungsten plug 6b in a region to which a ground voltage is to be applied. 9) is formed.

계속해서, 금속패드(8) 및 접지라인(9)을 포함한 제1산화막(7) 상에 제2산화막(10)이 형성되어져 있으며, GST 셀이 형성될 영역의 제2산화막(10) 내에는 금속패드(8)와 콘택하도록 플러그 형태의 하부전극콘택(Bottom electrode contact; 11)이 형성되어 있다. Subsequently, a second oxide film 10 is formed on the first oxide film 7 including the metal pad 8 and the ground line 9, and in the second oxide film 10 in the region where the GST cell is to be formed. A plug type bottom electrode contact 11 is formed to contact the metal pad 8.

상기 GST 셀이 형성될 제2산화막 부분 상에 하부전극콘택(11)과 콘택하도록 패턴 형태로 GST막(12)과 상부전극(13)이 적층되어져 있고, 이를 통해, 플러그 형태의 하부전극, 즉, 하부전극콘택(11)과 그 위에 적층된 GST막(12) 및 상부전극(13)으로 구성되는 GST 셀이 구성되어 있다. The GST layer 12 and the upper electrode 13 are stacked in a pattern so as to contact the lower electrode contact 11 on a portion of the second oxide layer on which the GST cell is to be formed. And a GST cell composed of the lower electrode contact 11, the GST film 12 and the upper electrode 13 stacked thereon.

그리고, 상기 GST 셀을 덮도록 제2산화막(10) 상에 제3산화막(14)이 형성되어져 있고, 상기 제3산화막(14) 상에는 상부전극(13)과 콘택하도록 금속배선(15)이 형성되어 있다.A third oxide film 14 is formed on the second oxide film 10 to cover the GST cell, and a metal wiring 15 is formed on the third oxide film 14 to contact the upper electrode 13. It is.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 상변환 기억 소자에 있어서, 다마신 공정을 이용하여 금속패드와 접지라인을 동시에 형성할 경우, 상기 바 형태로 길게 형성되는 접지라인 영역은 금속패드가 형성되는 GST 셀 영역에 비해 식각 공정시 하부 층들의 식각 데미지(Etch damage)가 발생하게 되며, 이에 따라, 최종적으로 얻어진 상변환 기억 소자의 특성 저하가 유발된다. However, in the conventional phase-change memory device as described above, when the metal pad and the ground line are simultaneously formed using the damascene process, the ground line region elongated in the bar shape is a GST cell in which the metal pad is formed. Etch damage of the lower layers may occur during the etching process compared to the region, thereby causing deterioration of the characteristics of the finally obtained phase change memory device.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 레이아웃의 변경을 통해 접지전압 인가 영역에서의 식각 데미지 발생이 방지되도록 한 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase change memory device and a method of manufacturing the same, which are designed to solve the conventional problems as described above, and to prevent the occurrence of etching damage in the ground voltage application region by changing the layout. There is this.

또한, 본 발명은 접지라인 형성시의 식각 데미지 발생을 억제함으로써 소자 특성이 확보되도록 한 상변환 기억 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 그 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a phase change memory device and a method for manufacturing the same, which ensure device characteristics by suppressing etching damage when forming a ground line.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 상호 분리된 GST 셀 영역 및 접지전압 인가 영역을 갖는 반도체기판; 상기 반도체기판 내에 T-형 액티브영역들을 한정하도록 형성된 소자분리막; 상기 반도체기판 상에 액티브영역들을 지나도록 형성된 수 개의 워드라인; 상기 워드라인 양측의 기판 액티브영역 내에 형성된 접합영역; 상기 기판 액티브영역의 GST 셀 영역 상에 형성된 제1텅스텐플러그; 상기 액티브영역의 접지전압 인가 영역 상에 형성된 제2텅스텐플러그; 상기 GST 셀 영역 상에 제1텅스텐플러그와 콘택하도록 형성된 도트 형태의 금속패드; 상기 접지전압 인가 영역 상에 제2텅스텐플러그와 콘택하도록 형성된 바 형태의 접지라인; 및 상기 GST 셀 영역의 금속패드 상에 적층된 플러그형 하부전극과 GST막 및 상부전극으로 구성된 GST 셀;을 포함하는 상변환 기억 소자를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention, a semiconductor substrate having a GST cell region and a ground voltage application region separated from each other; An isolation layer formed to define T-type active regions in the semiconductor substrate; Several word lines formed on the semiconductor substrate to pass through active regions; A junction region formed in the substrate active region on both sides of the word line; A first tungsten plug formed on the GST cell region of the substrate active region; A second tungsten plug formed on the ground voltage applying region of the active region; A metal pad having a dot shape formed to contact the first tungsten plug on the GST cell region; A bar-shaped ground line formed to contact the second tungsten plug on the ground voltage applying region; And a GST cell including a plug type lower electrode, a GST film, and an upper electrode stacked on the metal pad of the GST cell region.

또한, 본 발명은, 상호 분리된 GST 셀 영역 및 접지전압 인가 영역을 갖는 반도체기판 내에 수 개의 T-형 액티브영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 단 계; 상기 반도체기판 상에 액티브영역의 소정 부분을 지나는 수 개의 워드라인을 형성하는 단계; 상기 워드라인 양측의 기판 액티브영역 내에 접합영역을 형성하는 단계; 상기 워드라인들을 덮도록 기판 전면 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 GST 셀 영역의 액티브영역 상에 제1텅스텐플러그를 형성함과 아울러 접지전압 인가 영역의 액티브영역 상에 제2텅스텐플러그를 형성하는 단계; 상기 GST 셀 영역의 층간절연막 상에 제1텅스텐플러그와 콘택하는 도트 형태의 금속패드를 형성함과 아울러 상기 GST 셀 영역과 분리된 접지전압 인가 영역의 층간절연막 상에 제2텅스텐플러그와 콘택하는 바 형태의 접지라인을 형성하는 단계; 및 상기 GST 셀 영역의 금속패드 상에 하부전극과 GST막 및 상부전극의 적층 구조로 이루어진 GST 셀을 형성하는 단계;를 포함하는 상변환 기억 소자의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for forming a semiconductor device comprising: forming an isolation layer defining a plurality of T-type active regions in a semiconductor substrate having a GST cell region and a ground voltage application region separated from each other; Forming several word lines on the semiconductor substrate through predetermined portions of an active region; Forming a junction region in the substrate active region on both sides of the word line; Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the word lines; Forming a first tungsten plug on the active region of the GST cell region and a second tungsten plug on the active region of the ground voltage application region; Forming a dot-shaped metal pad contacting the first tungsten plug on the interlayer insulating layer of the GST cell region and contacting the second tungsten plug on the interlayer insulating layer of the ground voltage application region separated from the GST cell region; Forming a ground line; And forming a GST cell formed of a stacked structure of a lower electrode, a GST film, and an upper electrode on a metal pad of the GST cell region.

여기서, 상기 도트 형태의 금속패드와 바 형태의 접지라인은 상기 금속패드를 먼저 형성한 후에 상기 접지라인을 형성하거나, 또는, 상기 접지라인을 먼저 형성한 후에 상기 금속패드를 형성하는 것을 특징으로 한다. Here, the dot-type metal pad and the bar-type ground line may form the ground line after the metal pad is formed first, or the metal pad is formed after the ground line is first formed. .

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 기술적 원리를 설명하면, 본 발명은 레이아웃의 변경을 통해 GST 셀이 있는 영역과 접지전압이 인가되는 영역을 분리하고, 아울러, GST 셀 영역에 있어서의 금속패드와 접지전압 인가 영역에서의 접지라인을 개별 형성한다. First, the technical principle of the present invention will be described, and the present invention separates the region in which the GST cell is located from the region in which the ground voltage is applied by changing the layout, and the metal pad and the ground voltage applying region in the GST cell region. Separate ground lines at

이렇게 하는 경우, 바 형태의 접지라인 형성시 하부 층들의 식각 데미지를 억제시킬 수 있으며, 따라서, 식각 데미지의 억제를 통해 최종적으로 얻어진 상변환 기억 소자의 특성을 확보할 수 있다. In this case, the etching damage of the lower layers may be suppressed when the bar-type ground line is formed, and thus, the characteristics of the finally obtained phase change memory device may be secured by suppressing the etching damage.

자세하게, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 상변환 기억 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다. In detail, FIGS. 2A to 2D are plan views for each process for explaining a method of manufacturing a phase change memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 반도체기판(21) 내에 T-형의 액티브영역(22)들을 한정하는 소자분리막(23)을 형성한다. 그런다음, 상기 기판 전면 상에 공지의 공정에 따라 액티브영역(22)의 소정 부분들을 지나는 수 개의 게이트, 즉, 워드라인(24)을 형성한다. 이때, 상기 워드라인(24)은 부분 절곡을 통해 접지라인과 콘택될 액티브영역 부분이 노출되도록 형성한다. Referring to FIG. 2A, an isolation layer 23 may be formed in the semiconductor substrate 21 to define the T-type active regions 22. Then, several gates, that is, word lines 24, are formed on the front surface of the substrate through predetermined portions of the active region 22 according to a known process. In this case, the word line 24 is formed to partially expose the active region to be contacted with the ground line through partial bending.

다음으로, 도시되지는 않았으나, 불순물의 고농도 이온주입을 통해 워드라인(24) 양측의 기판 액티브영역(22) 내에 접합영역을 형성한다. Next, although not shown, a junction region is formed in the substrate active region 22 on both sides of the word line 24 through the implantation of high concentration ions of impurities.

도 2b를 참조하면, 기판 전면 상에 워드라인(24)을 덮도록 층간절연막(도시안됨)을 형성한 후, 그 표면을 평탄화시킨다. 그런다음, GST 셀이 형성될 영역과 접지전압이 인가될 영역의 층간절연막 부분들을 선택적으로 식각한 후, 텅스텐 증착 및 CMP(Chemical Mechanical Polishing)를 진행하여 상기 GST 셀이 형성될 영역에 제1텅스텐플러그(26a)를 형성하고, 그리고, 접지전압이 인가될 영역에 제2텅스텐플러그(26b)를 형성한다. Referring to FIG. 2B, an interlayer insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the substrate to cover the word line 24, and then the surface of the substrate is flattened. Then, after selectively etching the interlayer insulating film portions of the region where the GST cell is to be formed and the region where the ground voltage is to be applied, tungsten deposition and chemical mechanical polishing (CMP) are performed to first tungsten in the region where the GST cell is to be formed. A plug 26a is formed, and a second tungsten plug 26b is formed in a region to which a ground voltage is to be applied.

도 2c를 참조하면, 금속막 증착 및 이에 대한 식각 공정을 진행하여 GST 셀이 형성될 영역의 층간절연막 부분 상에 제1텅스텐플러그(26a)과 콘택하는 도트 형태의 금속패드(28)를 형성한다. Referring to FIG. 2C, a metal film 28 having a dot shape contacting the first tungsten plug 26a is formed on the interlayer insulating film portion of the region where the GST cell is to be formed by performing metal film deposition and etching thereof. .

도 2d를 참조하면, 기판 결과물에 대해 재차 금속막 증착 및 이에 대한 식각 공정을 진행하여 금속패드(28)가 형성된 GST 셀 영역과 분리된 영역에 제2텅스텐플러그(26b)와 콘택하고, 그리고, 워드라인(24)과 수직하는 방향으로 배치되는 바 형태의 접지라인(29)을 형성한다. Referring to FIG. 2D, a metal film is deposited and etched again on the substrate resultant to contact the second tungsten plug 26b in a region separated from the GST cell region in which the metal pad 28 is formed. A bar-shaped ground line 29 is formed in a direction perpendicular to the word line 24.

여기서, 종래에는 도트 형태의 금속패드와 바 형태의 접지라인을 다마신 공정을 이용하여 동시에 형성하며, 이에 따라, 접지전압 인가 영역에서의 하부 층들에 식각 데미지가 유발되지만, 본 발명에서는 GST 셀 영역의 금속패드를 먼저 형성한 후, 접지전압 인가 영역의 접지라인을 나중에 형성하고, 특히, 상기 금속패드 형성 영역과 접지라인 형성 영역을 분리함으로써, 상기 다마신 공정을 이용해 금속패드와 접지라인을 동시에 형성하는 종래와 비교해서 상기 접지전압 인가 영역에서의 식각 데미지를 억제 또는 현저히 줄일 수 있다. Here, in the related art, a dot-type metal pad and a bar-type ground line are simultaneously formed using a damascene process. Thus, etching damage is caused to lower layers in the ground voltage application region. Metal pads are formed first, and then the ground line of the ground voltage application region is formed later, and in particular, the metal pad forming region and the ground line forming region are separated, thereby simultaneously using the damascene process for the metal pad and the ground line. The etching damage in the ground voltage application region can be suppressed or significantly reduced as compared with the conventional art.

이후, 도시하지는 않았으나, 상기 GST 셀 영역의 금속패드(28) 상에 플러그형 하부전극, 즉, 하부전극콘택과 패터닝된 GST막 및 상부전극을 차례로 형성하여 GST 셀을 구성한다. 그리고나서, 금속배선 형성 공정을 포함한 공지된 일련의 후속 공정들을 차례로 진행하여 본 발명에 따른 상변환 기억 소자의 제조를 완성한다. Subsequently, although not shown, a GST cell is formed by sequentially forming a plug type lower electrode, that is, a lower electrode contact, a patterned GST layer and an upper electrode, on the metal pad 28 of the GST cell region. Then, a series of well-known subsequent processes including a metallization forming process are carried out in order to complete the manufacture of the phase change memory device according to the present invention.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 GST 셀 영역에서의 도트 형태의 금속패드를 먼저 형성하고, 접지전압 인가 영역에서의 바 형태의 접지라인을 나중에 형성하였지만, 본 발명의 다른 실시예로서 상기 접지전압 인가 영역에서의 바 형태의 접지라인을 먼저 형성한 후, 상기 GST 셀 영역에서의 도트 형태의 금속패드를 나중에 형성하는 것도 적용 가능하다. Meanwhile, in the above-described embodiment of the present invention, the metal pads in the form of dots in the GST cell region are formed first, and the bar-type ground lines in the ground voltage application region are formed later, but as another embodiment of the present invention, the ground It is also possible to first form a bar-type ground line in the voltage application region, and then form a metal pad in the form of a dot in the GST cell region later.

이 경우에도 마찬가지로, GST 셀 영역에서의 금속패드와 접지전압 인가 영역에서의 접지라인을 개별 형성할 뿐만 아니라 형성 영역을 분리함으로써 식각 데미지를 억제 또는 현저히 줄일 수 있다. In this case as well, the metal pad in the GST cell region and the ground line in the ground voltage application region are separately formed, and the etching damage can be suppressed or significantly reduced by separating the formation region.

이상, 여기에서는 본 발명을 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이다.Hereinbefore, the present invention has been described with reference to some examples, but the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains have many modifications and variations without departing from the spirit of the present invention. It will be appreciated that it can be added.

이상에서와 같이, 본 발명은 레이아웃의 변경을 통해 GST 셀이 있는 영역과 접지전압이 인가되는 영역을 분리하여 형성함으로써 도트 형태의 금속패드와 바 형태의 접지라인의 형성시 식각 데미지가 발생되는 것을 억제시킬 수 있으며, 이에 따라, 최종적으로 얻어지는 상변환 기억 소자의 특성을 개선시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the etching damage is generated when the metal pad in the form of a dot and the ground line in the form of a bar are formed by separating the region having the GST cell and the region where the ground voltage is applied by changing the layout. It is possible to suppress, thereby improving the characteristics of the finally obtained phase change memory element.

또한, 자세하게 설명하지는 않았으나, 본 발명은 하부 층들의 식각 데미지를 억제시킴으로써 후속 공정을 용이하게 할 수 있으며, 특히, E-빔 공정에 의해 진행되는 하부전극콘택 형성 공정에서 산화막의 두께가 균일한 것과 관련해서 균일한 하부전극콘택을 형성할 수 있다. In addition, although not described in detail, the present invention may facilitate the subsequent process by suppressing the etch damage of the lower layers, and in particular, the thickness of the oxide film may be uniform in the lower electrode contact forming process performed by the E-beam process. In this way, a uniform bottom electrode contact can be formed.

Claims (8)

상호 분리된 GST 셀 영역 및 접지전압 인가 영역을 갖는 반도체기판; A semiconductor substrate having a GST cell region and a ground voltage application region separated from each other; 상기 반도체기판 내에 T-형 액티브영역들을 한정하도록 형성된 소자분리막; An isolation layer formed to define T-type active regions in the semiconductor substrate; 상기 반도체기판 상에 액티브영역들을 지나도록 형성된 수 개의 워드라인; Several word lines formed on the semiconductor substrate to pass through active regions; 상기 워드라인 양측의 기판 액티브영역 내에 형성된 접합영역; A junction region formed in the substrate active region on both sides of the word line; 상기 기판 액티브영역의 GST 셀 영역 상에 형성된 제1텅스텐플러그; A first tungsten plug formed on the GST cell region of the substrate active region; 상기 액티브영역의 접지전압 인가 영역 상에 형성된 제2텅스텐플러그; A second tungsten plug formed on the ground voltage applying region of the active region; 상기 GST 셀 영역 상에 제1텅스텐플러그와 콘택하도록 형성된 도트 형태의 금속패드; A metal pad having a dot shape formed to contact the first tungsten plug on the GST cell region; 상기 접지전압 인가 영역 상에 제2텅스텐플러그와 콘택하도록 형성된 바 형태의 접지라인; 및 A bar-shaped ground line formed to contact the second tungsten plug on the ground voltage applying region; And 상기 GST 셀 영역의 금속패드 상에 적층된 플러그형 하부전극과 GST막 및 상부전극으로 구성된 GST 셀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.And a GST cell comprising a plug type lower electrode, a GST film, and an upper electrode stacked on the metal pad of the GST cell region. 제 1 항에 있어서, 상기 워드라인은 접지라인과 콘택될 액티브영역 부분을 노출시키도록 부분 절곡된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.The phase change memory device of claim 1, wherein the word line is partially bent to expose a portion of an active region to be in contact with a ground line. 제 1 항에 있어서, 상기 접지라인은 워드라인과 수직하는 방향으로 배치되게 형성된 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자.The phase change memory device of claim 1, wherein the ground line is disposed in a direction perpendicular to a word line. 상호 분리된 GST 셀 영역 및 접지전압 인가 영역을 갖는 반도체기판 내에 수 개의 T-형 액티브영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 단계; Forming a device isolation film defining a plurality of T-type active regions in a semiconductor substrate having a GST cell region and a ground voltage application region separated from each other; 상기 반도체기판 상에 액티브영역의 소정 부분을 지나는 수 개의 워드라인을 형성하는 단계; Forming several word lines on the semiconductor substrate through predetermined portions of an active region; 상기 워드라인 양측의 기판 액티브영역 내에 접합영역을 형성하는 단계; Forming a junction region in the substrate active region on both sides of the word line; 상기 워드라인들을 덮도록 기판 전면 상에 층간절연막을 형성하는 단계; Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate to cover the word lines; 상기 GST 셀 영역의 액티브영역 상에 제1텅스텐플러그를 형성함과 아울러 접지전압 인가 영역의 액티브영역 상에 제2텅스텐플러그를 형성하는 단계; Forming a first tungsten plug on the active region of the GST cell region and a second tungsten plug on the active region of the ground voltage application region; 상기 GST 셀 영역의 층간절연막 상에 제1텅스텐플러그와 콘택하는 도트 형태의 금속패드를 형성함과 아울러 상기 GST 셀 영역과 분리된 접지전압 인가 영역의 층간절연막 상에 제2텅스텐플러그와 콘택하는 바 형태의 접지라인을 형성하는 단계; 및 Forming a dot-shaped metal pad contacting the first tungsten plug on the interlayer insulating layer of the GST cell region and contacting the second tungsten plug on the interlayer insulating layer of the ground voltage application region separated from the GST cell region; Forming a ground line; And 상기 GST 셀 영역의 금속패드 상에 하부전극과 GST막 및 상부전극의 적층 구조로 이루어진 GST 셀을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.And forming a GST cell formed of a stacked structure of a lower electrode, a GST film, and an upper electrode on the metal pad of the GST cell region. 제 4 항에 있어서, 상기 워드라인은 접지라인과 콘택될 액티브영역 부분을 노출시키도록 부분 절곡된 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the word line is formed to be bent to expose a portion of the active region to be in contact with the ground line. 제 4 항에 있어서, 상기 도트 형태의 금속패드와 바 형태의 접지라인은 상기 금속패드를 먼저 형성한 후에 상기 접지라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the dot-shaped metal pad and the bar-type ground line form the metal pad first and then form the ground line. 제 4 항에 있어서, 상기 도트 형태의 금속패드와 바 형태의 접지라인은 상기 접지라인을 먼저 형성한 후에 상기 금속패드를 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the dot-type metal pad and the bar-type ground line form the metal pad after forming the ground line first. 제 4 항에 있어서, 상기 접지라인은 워드라인과 수직하는 방향으로 배치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 상변환 기억 소자의 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the ground line is formed to be perpendicular to the word line.
KR1020050044601A 2005-05-26 2005-05-26 Phase change memory device and manufacturing method thereof KR101052866B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050044601A KR101052866B1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 Phase change memory device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050044601A KR101052866B1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 Phase change memory device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060122268A true KR20060122268A (en) 2006-11-30
KR101052866B1 KR101052866B1 (en) 2011-07-29

Family

ID=37707627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050044601A KR101052866B1 (en) 2005-05-26 2005-05-26 Phase change memory device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101052866B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100781982B1 (en) 2006-11-02 2007-12-06 삼성전자주식회사 Layout structure for semiconductor memory device and word line contacts
KR101038312B1 (en) * 2004-12-28 2011-06-01 주식회사 하이닉스반도체 Phase-change memory device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6143604A (en) * 1999-06-04 2000-11-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for fabricating small-size two-step contacts for word-line strapping on dynamic random access memory (DRAM)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101038312B1 (en) * 2004-12-28 2011-06-01 주식회사 하이닉스반도체 Phase-change memory device
KR100781982B1 (en) 2006-11-02 2007-12-06 삼성전자주식회사 Layout structure for semiconductor memory device and word line contacts

Also Published As

Publication number Publication date
KR101052866B1 (en) 2011-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100668824B1 (en) Phase-change memory device and method for manufacturing the same
KR100668846B1 (en) Method of manufacturing phase change RAM device
KR100650753B1 (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
US20050245030A1 (en) Phase changeable memory cells and methods of fabricating the same
US7692957B2 (en) Phase change memory device with ensured sensing margin and method of manufacturing the same
KR100650752B1 (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
US8981330B2 (en) Thermally-confined spacer PCM cells
KR100929639B1 (en) Phase change memory device and manufacturing method thereof
JP2006294970A (en) Semiconductor device
KR100980295B1 (en) Method of manufacturing phase change RAM device
KR100650735B1 (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
KR101052866B1 (en) Phase change memory device and manufacturing method thereof
KR100967676B1 (en) Phase change RAM device and method of manufacturing the same
KR100650719B1 (en) Phase-change memory device and method for manufacturing the same
KR100997783B1 (en) Phase change RAM device and method of manufacturing the same
KR100997785B1 (en) Phase-change memory device and method for manufacturing the same
KR101178835B1 (en) Method of manufacturing phase change RAM device
KR101096436B1 (en) Phase change memory device and method of manufacturing the same
KR100772105B1 (en) Method of manufacturing phase change RAM device
KR100680976B1 (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
KR101078718B1 (en) Phase change RAM device and method of manufacturing the same
KR20070063811A (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
KR20080050099A (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
KR20070063810A (en) Phase change ram device and method of manufacturing the same
KR101006515B1 (en) Phase-change memory device and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee