KR20080114183A - Method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에서 플러그와 활성영역에 형성된 접합영역간의 접촉면적을 증가시키기 위한 방법을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a method for increasing the contact area between a plug and a junction region formed in an active region in the prior art;
도 2는 본 발명의 '제1실시예에 따른 랜딩플러그'를 형성하기 위해 방법을 설명하기 위한 평면도.2 is a plan view for explaining a method for forming a 'landing plug according to a first embodiment of the present invention.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서 제작된 마스크패턴을 이용하여 랜딩플러그를 형성하기 위한 공정단면도.3A and 3B are cross-sectional views of a process for forming a landing plug using the mask pattern manufactured in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 '제2실시예에 따른 랜딩플러그'를 형성하기 위한 방법을 설명하기 위한 평면도.Figure 4 is a plan view for explaining a method for forming a 'landing plug according to a second embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 도 4에서 제작된 활성영역 및 마스크패턴을 이용하여 랜딩플러그를 형성하기 위한 공정단면도.5A and 5B are cross-sectional views of a process for forming a landing plug using the active region and the mask pattern manufactured in FIG. 4.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
21 : 활성영역 22A : 소자분리막21:
23A : 절연막 26 : 랜딩플러그23A: insulating film 26: landing plug
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로 특히, 반도체 소자 제조 공정 중, 랜딩플러그와 활성영역간 접촉면적을 증가시키기 위한 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing techniques, and more particularly to a method for increasing the contact area between a landing plug and an active region during a semiconductor device manufacturing process.
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라, 소자와 소자 또는 층과 층을 전도막으로 연결시키는 콘택홀의 크기는 감소하는 반면, 층간절연막의 두께는 증가하고 있다. 따라서, 콘택홀의 종횡비가 증가하여 콘택홀의 정렬 마진이 감소하고, 이에 따라 미세 크기의 콘택홀을 형성하는 것이 어렵게 되었다. 그래서, DRAM 소자에서는 콘택홀의 종횡비를 감소시키기 위해 랜딩플러그(landing plug)를 사용하고 있다. 랜딩플러그는 기판과 스토리지 노드(storage node)간, 기판과 비트라인(bit line)간을 연결해 주는 역할을 한다.As the degree of integration of a semiconductor device increases, the size of the contact hole connecting the device and the device or the layer and the layer to the conductive film decreases, while the thickness of the interlayer insulating film increases. Therefore, the aspect ratio of the contact hole increases, so that the alignment margin of the contact hole decreases, thereby making it difficult to form a contact hole of fine size. Therefore, in the DRAM device, a landing plug is used to reduce the aspect ratio of the contact hole. The landing plug serves to connect the board and the storage node, and the board and the bit line.
그러나, 점차 높아지는 집적도에 의해 랜딩플러그의 형성 면적이 줄어들어서, 랜딩플러그와 기판간의 접촉면적이 감소하고 있다. 이렇게 기판과 랜딩플러그간의 접촉면적이 작아지면 콘택저항이 증가하고, 콘택저항이 증가하면 소자의 구동에 악영향을 미치게 된다.However, the formation area of the landing plug is reduced due to the increasing degree of integration, and the contact area between the landing plug and the substrate is reduced. As the contact area between the substrate and the landing plug decreases, the contact resistance increases, and when the contact resistance increases, the driving of the device is adversely affected.
최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1과 같이 랜딩플러그가 형성될 예정영역의 활성영역(11)을 일정부분 리세스(recess)시키고, 이 리세스 영역에 랜딩플러그(15)를 형성하여 접합영역(13)과의 접촉면적을 증가시켰다. 이때, 접합영역(13)은 랜딩플러그(15) 형성전에 이온주입 공정으로 형성할 수 있고, 또는 랜딩플러그(15)의 불순물을 활성영역(11)에 확산시켜 형성할 수 있다.Recently, in order to solve this problem, as shown in FIG. 1, the active region 11 of the region where the landing plug is to be formed is partially recessed, and the
그러나, 이와 같은 방식도 활성영역(11)의 리세스에 의해 접합영역(13)이 게이트라인(G1~G4)의 하부까지 형성되어 채널(14)이 짧아지는 문제점이 발생하고, 접합영역(13)의 형성 넓이를 조절하기 어려운 문제점이 발생하고 있다.However, such a method also causes a problem in that the
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 채널길이를 감소시키지 않고, 플러그와 기판간의 접촉면적을 증가시켜 콘택저항을 감소시키는 반도체 소자 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which reduces contact resistance by increasing the contact area between the plug and the substrate without reducing the channel length. .
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 기판에 소자분리막을 형성하고, 이를 통해 장축과 단축을 갖는 복수의 활성영역을 정의하는 단계, 상기 소자분리막을 포함한 기판상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막을 식각하되, 상기 소자분리막의 일부까지 식각하여 상기 활성영역의 측벽면 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 콘택홀에 매립된 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, forming a device isolation film on the substrate, thereby defining a plurality of active regions having a long axis and a short axis, forming an insulating film on the substrate including the device isolation film Forming a contact hole to etch the insulating layer and to etch a portion of the device isolation layer to expose a portion of the sidewall surface of the active region, and to form a plug embedded in the contact hole. It provides a manufacturing method.
또한, 본 발명의 다른측면에 따르면, 기판에 소자분리막을 형성하고, 이를 통해 지그재그 형태로 배치되며 단축과 장축을 갖는 복수의 활성영역을 정의하는 단계, 상기 활성영역의 단축방향으로 교차하는 복수의 게이트라인을 형성하는 단계, 상기 게이트라인을 포함한 기판 상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막 상 에 적어도 상기 활성영역의 단축방향으로 이웃하는 활성영역 사이에 형성된 상기 소자분리막의 일부와 중첩되는 영역이 개방된 식각마스크를 형성하는 단계, 상기 식각마스크를 이용하여 상기 절연막을 식각하되, 상기 소자분리막의 일부까지 식각하여 상기 활성영역의 측벽면 일부가 노출되는 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 콘택홀에 매립되는 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조 방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, forming a device isolation film on the substrate, through which is defined in a zigzag form a plurality of active regions having a short axis and a long axis, a plurality of crossing in the short axis direction of the active region Forming a gate line, forming an insulating film on a substrate including the gate line, and a region overlapping a portion of the device isolation layer formed on at least the active region adjacent to each other in a short axis direction of the active region on the insulating film Forming an open etching mask, etching the insulating layer using the etching mask, and etching a portion of the device isolation layer to form a contact hole exposing a portion of the sidewall surface of the active region; and in the contact hole It provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of forming a plug to be embedded.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
도 2는 본 발명의 '제1실시예에 따른 랜딩플러그'를 형성하기 위해 방법을 설명하기 위한 평면도로서, 특히 랜딩플러그 콘택홀을 형성하기 위한 마스크패턴을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a method for forming a landing plug according to a first embodiment of the present invention, and particularly a mask pattern for forming a landing plug contact hole.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판에 소자분리막(22)을 형성하고, 이를 통해 지그재그 형태로 배치되며 단축과 장축을 갖는 복수의 활성영역(21)을 정의한다.As shown in FIG. 2, the
소자분리막(22)은 소자간 절연특성이 우수한 STI(Shallow Trench Isolation)공정으로 형성한다. 그리고, 활성영역(21)은 섬(island)형태를 갖는다.The
이어서, 소자분리막(22)이 형성된 결과물 상에 활성영역(21)의 단축방향으로 교차하는 복수의 게이트라인(23)을 형성한다.Subsequently, a plurality of
게이트라인(23)은 게이트절연막, 게이트전도막 및 게이트금속막이 순차적으로 적층된 구조를 갖으며, 게이트금속막 상부에 보호막으로서 게이트하드마스크막 을 더 구비할 수 있다.The
이어서, 게이트라인(23)의 양측 활성영역(21)에 불순물을 주입하여 접합영역을 형성한다. 또는 후속 공정에서 형성되는 랜딩플러그의 불순물을 확산시켜 형성할 수 있다.Subsequently, impurities are injected into both
이어서, 게이트라인(23)이 형성된 결과물 상에 절연막(34)을 형성한다. Subsequently, an
절연막(24)은 층간의 절연을 위해 형성된 박막으로서, 산화막 계열의 박막, 예컨대 HDP(High Density Plasma)산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막일 수 있다.The
이어서, 적어도 활성영역(21)의 단축방향으로 이웃하는 활성영역 사이에 형성된 소자분리막(22)의 일부와 중첩되는 영역이 개방된 마스크패턴(25)을 형성한다. 이렇게 마스크패턴(25)이 개방된 영역을 갖기 위해서는 반달형태를 가져야 하며, 이 개방된 영역의 예를 들면, 도면부호 '27'이다. 그리고, 마스크패턴(25)은 포토레지스트(photo resist)로 형성할 수 있다.Subsequently, a
이렇게 형성된 마스크패턴(25)을 이용하여 절연막(24)과 소자분리막(22)의 일부를 식각하는데, 이하부터는 설명의 편의를 위해 공정단면도로 변경하여 설명한다. A portion of the
도 3a 및 도 3b는 도 2에서 제작된 마스크패턴(25)을 이용하여 랜딩플러그를 형성하기 위한 공정단면도이다. 그리고, 도 2의 도면부호를 인용하여 설명한다.3A and 3B are cross-sectional views of a process for forming a landing plug using the
도 3a에 도시된 바와 같이, 마스크패턴(25)을 이용하여 절연막(24)을 식각하되, 소자분리막(22)의 일부까지 식각하여 활성영역(21)의 일측벽면 일부가 노출되 는 콘택홀(25)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, the
이때, 후속공정에서 형성되는 랜딩플러그와 활성영역(21)간의 접촉면적을 증가시키기 위해 기판(21)을 과도식각할 수 있다. 기판(21)의 과도식각은 채널길이가 감소되지 않는 범위 내, 예컨대 200~500Å의 범위를 갖는 것이 바람직하다.In this case, the
이어서, 마스크패턴(24)을 제거한다.Next, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 콘택홀(25)에 매립되는 랜딩플러그(26)를 형성한다.As shown in FIG. 3B, a
이렇게 형성한 랜딩플러그(26)는 활성영역(21)의 일측벽면의 일부 및 상부면과 접한다. 그리고, 랜딩플러그(26)는 도전성 물질, 예컨대 폴리실리콘막으로 형성한다.The
결과적으로 활성영역(21)과 접촉면적이 증가된 랜딩플러그(26)가 제조된다.As a result, a
전술한 바와 같은 제1실시예에 따른 랜딩플러그(26)는 활성영역(21)의 상부면뿐만 아니라 활성영역(21)의 일측면까지 접하게 형성되어 활성영역(21)간의 접촉면적을 증가시킨다.The landing plug 26 according to the first embodiment as described above is formed to contact not only the upper surface of the
이는 종래와 같이 활성영역(21)을 식각하여 접촉면적을 증가시키는 방식이 아닐뿐만 아니라 활성영역(21)을 식각하더라도 채널길이가 짧아지지 않는 범위로 진행하기 때문에 채널길이가 감소하지 않는다.This is not a method of increasing the contact area by etching the
따라서, 채널길이를 감소시키지 않고 랜플러그(26)와 활성영역(21)간의 접촉면적을 증가시킬 경우, 콘택저항을 감소시킬 수 있어서 소자간 신호전달의 효율성을 증대시킬 수 있다.Therefore, if the contact area between the
도 4는 본 발명의 '제2실시예에 따른 랜딩플러그'를 형성하기 위한 방법을 설명하기 위한 평면도로서, 특히 활성영역과 랜딩플러그 콘택홀을 형성하기 위한 마스크패턴의 평면관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a plan view illustrating a method for forming a landing plug according to a second embodiment of the present invention. In particular, FIG. 4 illustrates a plane relationship between an active region and a mask pattern for forming a landing plug contact hole. to be.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판에 소자분리막(32)을 형성하고, 이를 통해 지그재그 형태로 배치되며 단축과 장축을 갖는 복수의 활성영역(31)을 정의한다.As shown in FIG. 4, an
소자분리막(32)은 소자간 절연특성이 우수한 STI(Shallow Trench Isolation)공정으로 형성하고, 산화막 계열의 박막, 예컨대 HDP(High Density Plasma)산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막으로 형성한다.The
활성영역(31)은 평면적으로 장축방향 양끝부분이 중앙부분보다 얇다. 자세하게는 활성영역(31)의 장축방향 양끝부분의 단축 선폭(critical dimension)이 중앙부분의 단축 선폭보다 짧다.In the
이어서, 소자분리막(32)이 형성된 결과물 상에 활성영역(31)의 단축방향으로 교차하는 복수의 게이트라인(33)을 형성한다.Subsequently, a plurality of
게이트라인(33)은 게이트절연막, 게이트전도막 및 게이트금속막이 순차적으로 적층된 구조를 갖으며, 게이트금속막 상부에 보호막으로서 게이트하드마스크막을 더 구비할 수 있다.The
이어서, 게이트라인(33)이 형성된 결과물 상에 절연막(34)을 형성한다. Subsequently, an insulating
절연막(34)은 층간의 절연을 위해 형성된 박막으로서, 산화막 계열의 박막, 예컨대 HDP(High Density Plasma)산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막으로 형성한다.The insulating
이어서, 적어도 활성영역(31)의 단축방향으로 이웃하는 활성영역 사이에 형성된 소자분리막(32)의 일부와 중첩되는 영역이 개방된 마스크패턴(35)를 형성한다. 개방된 영역의 예를 들면, 도면부호 '37'이다. 그리고, 개방된 영역(37)은 중앙보다 양끝부분에서 단축 선폭이 짧은 활성영역(31)에 의해 개방되는 것일 수 있다. 이 경우, 마스크패턴(35)은 바(bar)형상일 수 있으며, 포토레지스트(photo resist)로 형성할 수 있다.Subsequently, a
이렇게 형성된 마스크패턴(35)을 이용하여 절연막(35)과 소자분리막(22)의 일부를 식각하는데, 이하부터는 설명의 편의를 위해 공정단면도로 변경하여 설명한다. A portion of the insulating
도 5a 및 도 5b는 도 4에서 제작된 활성영역(31) 및 마스크패턴(35)을 이용하여 랜딩플러그를 형성하기 위한 공정단면도이다. 그리고, 도 4의 도면부호를 인용하여 설명한다.5A and 5B are cross-sectional views of a process for forming a landing plug using the
도 5a에 도시된 바와 같이, 마스크패턴(35)를 이용하여 절연막(34)을 식각하되, 소자분리막(32)의 일부까지 식각하여 활성영역(31)의 양측벽면 일부가 노출되는 콘택홀(35)을 형성한다.As shown in FIG. 5A, the insulating
이때, 후속공정에서 형성되는 랜딩플러그와 활성영역(31)간의 접촉면적을 증가시키기 위해 기판(31)을 과도식각할 수 있다. 기판(31)의 과도식각은 채널길이가 감소되지 않는 범위 내, 예컨대 200~500Å의 범위를 갖는다.In this case, the
이어서, 마스크패턴(34)를 제거한다.Subsequently, the
도 5b에 도시된 바와 같이, 콘택홀(35)에 매립되는 랜딩플러그(36)를 형성한 다.As shown in FIG. 5B, a
랜딩플러그(36)는 스토리지노드 랜딩플러그 또는 비트라인 랜딩플러그라 일컬으며, 활성영역(31)의 양측벽면의 일부 및 상부면과 접한다. 그리고, 랜딩플러그(36)는 도전성 물질, 예컨대 폴리실리콘막으로 형성한다.The landing plug 36 may be referred to as a storage node landing plug or a bit line landing plug, and contacts a portion and an upper surface of both sidewalls of the
이로써, 활성영역(31)과 접촉면적이 증가된 랜딩플러그(36)가 제조된다.As a result, a
전술한 바와 같은 제2실시예에 따른 랜딩플러그(36)는 활성영역(31)의 상부면뿐만 아니라 활성영역(31)의 양측면까지 접하게 형성되어 활성영역(31)간의 접촉면적을 증가시킨다.The landing plug 36 according to the second embodiment as described above is formed not only on the upper surface of the
이는 종래와 같이 활성영역(31)을 식각하여 접촉면적을 증가시키는 방식이 아닐뿐만 아니라 활성영역(31)을 식각하더라도 채널길이가 짧아지지 않는 범위로 진행하기 때문에 채널길이가 감소하지 않는다.This is not a method of increasing the contact area by etching the
따라서, 채널길이를 감소시키지 않고 랜플러그(36)와 활성영역(31)간의 접촉면적을 증가시킬 경우, 콘택저항을 감소시킬 수 있어서 소자간 신호전달의 효율성을 증대시킬 수 있다.Therefore, when the contact area between the LAN plug 36 and the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 플러그와 활성영역에 형성된 접합영역간의 접촉면적을 증가시켜 콘택저항을 감소시킨다.As described above, the present invention reduces the contact resistance by increasing the contact area between the plug and the junction region formed in the active region.
따라서, 반도체 소자의 신호전달 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the signal transmission characteristic of a semiconductor element can be improved.
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KR1020070063514A KR20080114183A (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Method for fabricating semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020070063514A KR20080114183A (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Method for fabricating semiconductor device |
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KR1020070063514A KR20080114183A (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Method for fabricating semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10204910B2 (en) | 2016-12-16 | 2019-02-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
-
2007
- 2007-06-27 KR KR1020070063514A patent/KR20080114183A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10204910B2 (en) | 2016-12-16 | 2019-02-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
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