KR20090017856A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스토리지 노드와 매립 플러그의 접촉 부위 면적을 증가시키는 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which increase an area of a contact region between a storage node and a buried plug.
반도체 소자, 특히 디램(DRAM)과 같은 반도체 소자가 고집적화 및 대용량화되면서 반도체 칩 사이즈의 최소화를 위한 공정의 확보가 필요해지고 있다. 이러한 고집적화 및 대용량화에 따라, 디램을 구성하는 요소 중 하나인 비트라인들은 미세 공정 기술에 의하여 형성된다. 즉, 비트라인들 사이의 간격을 줄이고, 비트라인들의 크기를 작게 하여, 디램의 스케일 다운을 이루고 있다. As semiconductor devices, particularly semiconductor devices such as DRAMs, have been highly integrated and large in capacity, it is necessary to secure a process for minimizing semiconductor chip size. As a result of such high integration and large capacity, bit lines, which are one of the elements constituting the DRAM, are formed by a fine process technology. That is, the distance between the bit lines is reduced and the size of the bit lines is reduced to achieve scale down of the DRAM.
또한 고집적화에 대응하여 디램은 COB(Capacitor Over Bit-line) 구조를 바탕으로 셀 어레이 영역 내 활성영역의 면적을 점점 축소하여 제조되고 있다. 그러나 디자인 룰의 계속적인 축소 때문에 디램은 COB 구조에서 스토리지 및 비트라인 사이의 전기적 쇼트의 가능성을 갖는다. 그 이유는, 스토리지는 게이트 및 비트라인에 수평적으로 각각 대응되도록 차례로 적층된 랜딩 패드, 매립 플러그 및 스토 리지 노드와 전기적으로 접속하기 때문이다. 그리고, 디램의 고집적화에 따라, 스토리지와 개별 소자 사이를 연결하는 접촉저항이 증가하게 되어, 디램의 속도 및 리프레시(refresh) 특성 저하가 발생하고 있다. In addition, in response to high integration, DRAMs are manufactured by gradually reducing the area of active regions in a cell array region based on a capacitor over bit-line (COB) structure. However, because of the continued shrinking of design rules, DRAMs have the potential for electrical shorts between storage and bitlines in COB structures. This is because storage is electrically connected to landing pads, buried plugs, and storage nodes that are stacked one after the other so that they horizontally correspond to gates and bit lines, respectively. As the high integration of the DRAM increases, the contact resistance that connects the storage and the individual elements increases, causing a decrease in the speed and refresh characteristics of the DRAM.
본 발명의 기술적 과제는 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기적 쇼트 및 접촉 저항 감소를 방지하는 반도체 소자를 제공하는 것이다. 특히, 스토리지와 컨택 플러그 사이의 접촉 면적이 증가되는 반도체 소자를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 반도체 소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above-described problems and to provide a semiconductor device which prevents electrical short and reduction of contact resistance. In particular, there is provided a semiconductor device in which the contact area between the storage and the contact plug is increased. In addition, another technical problem of the present invention is to provide a method of manufacturing the semiconductor device.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 반도체 소자를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a semiconductor device as follows.
본 발명에 따른 반도체 소자는 기판 상에 차례로 적층된 비트라인 및 캐핑라인, 상기 비트라인 및 캐핑라인의 측벽을 둘러싸는 비트라인 스페이서를 포함하는 비트라인 패턴, 상기 비트라인 패턴 사이에 위치하여, 절연 패턴으로 분리되고 상기 캐핑라인의 상면보다 돌출된 융기 부분을 가지는 융기 매립 플러그, 상기 비트라인 패턴의 상면 및 상기 융기 매립 플러그의 융기 부분과 접촉하는 스토리지 노드를 포함한다. According to an exemplary embodiment of the present invention, a semiconductor device includes a bit line pattern including a bit line and a capping line sequentially stacked on a substrate, and a bit line spacer surrounding sidewalls of the bit line and the capping line. A ridge buried plug separated in a pattern and having a raised portion protruding above the top of the capping line, a storage node in contact with the top of the bitline pattern and the raised portion of the raised buried plug.
상기 비트라인, 상기 융기 매립 플러그 및 상기 스토리지 노드는 도전성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 절연 패턴은 실리콘 산화막을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 캐핑라인 및 상기 비트라인 스페이서는 실리콘 질화막을 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the bit line, the raised buried plug and the storage node comprise a conductive material. In addition, the insulating pattern preferably includes a silicon oxide film. The capping line and the bit line spacer may include a silicon nitride layer.
또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. In addition, in order to achieve the above another technical problem, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device as follows.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 기판 상에 차례로 적층된 비트라인 및 캐핑라인, 상기 비트라인 및 캐핑라인의 측벽을 둘러싸는 비트라인 스페이서를 포함하는 비트라인 패턴을 형성하는 단계, 상기 비트라인 패턴 사이에, 절연 패턴으로 분리되고 상기 캐핑라인의 상면보다 돌출된 융기부를 가지는 융기 매립 플러그를 형성하는 단계, 및 상기 캐핑라인 상면 및 상기 융기 매립 플러그의 융기 부분과 접촉하는 스토리지 노드를 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming a bit line pattern including bit lines and capping lines sequentially stacked on a substrate, and bit line spacers surrounding sidewalls of the bit lines and capping lines, Forming a ridge buried plug between the bit line patterns, the ridge buried plug having a ridge separated by an insulating pattern and protruding from an upper surface of the capping line, and a storage node contacting the upper surface of the capping line and the ridge portion of the ridge buried plug; Forming a step.
상기 융기 매립 플러그를 형성하는 단계는, 상기 비트라인 패턴 사이에 절연 패턴으로 분리되는 매립 플러그를 형성하는 단계, 상기 매립 플러그가 형성된 기판 상에, 버퍼층 및 식각 정지막을 차례로 형성하는 단계, 상기 매립 플러그가 형성된 상부에 위치한 상기 식각 정지막을 일부 제거하는 단계, 상기 식각 정지막을 식각 마스크로, 상기 매립 플러그가 노출되도록 상기 버퍼층을 이방성 식각을 하여 홀을 형성하는 단계, 상기 식각 정지막을 식각 마스크로, 상기 버퍼층을 등방성 식각하여 확장 홀을 형성하는 단계, 및 상기 확장 홀에 도전성 물질을 채우는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the raised buried plug may include forming a buried plug separated by an insulating pattern between the bit line patterns, sequentially forming a buffer layer and an etch stop layer on the buried plug formed substrate, and the buried plug. Removing a portion of the etch stop layer formed on the upper portion of the substrate, forming the hole by anisotropically etching the buffer layer to expose the buried plug, using the etch stop layer as an etch mask, and forming the hole as an etch mask. Isotropically etching the buffer layer to form extension holes, and filling the extension holes with a conductive material.
상기 홀을 형성하는 단계는, 상기 식각 정지막을 식각 마스크로, 상기 매립 플러그도 일부 제거하는 것이 바람직하다. 또한 상기 확장 홀을 형성하는 단계는, 상기 매립 플러그를 상기 버퍼층과 함께 등방성 식각하는 것이 바람직하다. In the forming of the hole, it is preferable that the etch stop layer is an etch mask and a portion of the buried plug is also removed. In the forming of the expansion hole, the buried plug may be isotropically etched together with the buffer layer.
상기 매립 플러그를 형성하는 단계는, 상기 비트라인 패턴을 갖는 기판 상에 절연층을 형성하는 단계, 상기 비트라인 패턴의 상면이 노출되도록 상기 절연층을 평탄화하는 단계, 상기 비트라인 패턴 및 절연층 상에 상기 비트라인 패턴과 직교하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 비트라인 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 절연층을 일부 제거하여 매립 컨택홀을 형성하는 단계, 및 상기 매립 컨택홀에 도전성 물질을 채우는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the buried plug may include forming an insulating layer on the substrate having the bit line pattern, planarizing the insulating layer to expose the top surface of the bit line pattern, and forming the insulating layer on the bit line pattern and the insulating layer. Forming a photoresist pattern orthogonal to the bit line pattern, forming a buried contact hole by partially removing the insulating layer using the photoresist pattern and the bit line pattern as an etch mask, and the buried contact The method may include filling the hole with a conductive material.
상기 매립 컨택홀에 도전성 물질을 채우는 단계는, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계, 상기 매립 컨택홀이 형성된 기판 상에 도전성 물질층을 형성하는 단계, 및 비트라인 패턴들의 상면이 노출되도록, 에치백(etchback) 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 또는 에치백 공정 후 화학적 기계적 연마 공정에 의하여 상기 도전성 물질층을 일부 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Filling the conductive contact hole in the buried contact hole may include removing the photoresist pattern, forming a conductive material layer on the substrate on which the buried contact hole is formed, and etching the exposed back surface of the bit line patterns. and removing the conductive material layer by a chemical mechanical polishing process after an etchback process, a chemical mechanical polishing process, or an etchback process.
또한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 기판 상에 차례로 적층된 비트라인 및 캐핑라인, 상기 비트라인 및 캐핑라인의 측벽을 둘러싸는 비트라인 스페이서를 포함하는 비트라인 패턴을 형성하는 단계, 상기 비트라인 패턴 사이에 절연 패턴으로 분리되는 매립 플러그를 형성하는 단계, 상기 캐핑라인의 상면이 상기 매립 플러그의 상면보다 낮아지도록 상기 캐핑라인의 상부를 일부 제거하는 단계, 및 상기 낮아진 캐핑라인 상면 및 상기 매립 플러그와 접촉하는 스토리지 노드를 형성하는 단계를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, a method of fabricating a semiconductor device may include forming a bit line pattern including bit lines and capping lines sequentially stacked on a substrate, and bit line spacers surrounding sidewalls of the bit lines and capping lines. Forming a buried plug separated by an insulating pattern between the bit line patterns, partially removing an upper portion of the capping line such that an upper surface of the capping line is lower than an upper surface of the buried plug, and the lower capping line Forming a storage node in contact with the top surface and the buried plug.
상기 매립 플러그를 형성하는 단계는, 상기 비트라인 패턴을 갖는 기판 상에 절연층을 형성하는 단계, 상기 비트라인 패턴의 상면이 노출되도록 상기 절연층을 평탄화하는 단계, 상기 비트라인 패턴 및 절연층 상에 상기 비트라인 패턴과 직교하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 비트라인 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 절연층을 일부 제거하여 매립 컨택홀을 을 형성하는 단계, 및 상기 매립 컨택홀에 도전성 물질을 채우는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the buried plug may include forming an insulating layer on the substrate having the bit line pattern, planarizing the insulating layer to expose the top surface of the bit line pattern, and forming the insulating layer on the bit line pattern and the insulating layer. Forming a photoresist pattern orthogonal to the bit line pattern, forming a buried contact hole by partially removing the insulating layer using the photoresist pattern and the bit line pattern as an etching mask, and forming the buried contact hole The method may include filling a contact hole with a conductive material.
상기 매립 컨택홀에 도전성 물질을 채우는 단계는, 상기 매립 컨택홀이 형성된 기판 상에 도전성 물질층을 형성하는 단계, 및 비트라인 패턴들의 상면이 노출되도록, 에치백(etchback) 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 또는 에치백 공정 후 화학적 기계적 연마 공정에 의하여 상기 도전성 물질층을 일부 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Filling the conductive contact hole in the buried contact hole may include forming a conductive material layer on the substrate on which the buried contact hole is formed, and an etchback process and a chemical mechanical polishing process to expose the top surface of the bit line patterns. Or removing the conductive material layer by a chemical mechanical polishing process after the etch back process.
본 발명에 의한 반도체 소자는 디램 소자의 스토리지와 매립 플러그 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 특히, 접촉 면적이 증가되어, 접촉 저항의 감소 및 동작 속도의 향상이 가능하며, 이를 통하여 고성능의 반도체 소자를 제조할 수 있다. The semiconductor device according to the present invention can increase the contact area between the storage of the DRAM device and the buried plug. In particular, the contact area is increased, so that the contact resistance can be reduced and the operation speed can be improved, whereby a high performance semiconductor device can be manufactured.
본 발명에 의한 반도체 소자의 제조 방법은 디램 소자의 스토리지와 매립 플러그 간의 접촉 면적이 확보되는바, 접촉 불량을 방지할 수 있다. 이를 통하여 반도체 소자의 불량률을 감소시킬 수 있어, 생산성의 향상이 가능하다. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a contact area between a storage of a DRAM device and a buried plug is secured, and thus contact failure can be prevented. This can reduce the defective rate of the semiconductor device, it is possible to improve the productivity.
또한 스토리지 제조 시에, 비트 라인 패턴의 캐핑 부분을 식각하지 않으므로 스토리지와 비트 라인 패턴 사이에서 발생할 수 있는 의도하지 않은 접촉을 방지할 수 있다. 따라서 매립 플러그의 분리 단계에서 평탄화 공정을 충분히 진행할 수 있다. 이를 통하여 매립 플러그간의 분리 불량으로 인한 반도체 소자의 불량률을 감소시킬 수 있어, 생산성의 향상이 가능하다. 또는 비트 라인 패턴의 캐핑 부분의 높이를 줄일 수 있다. 이를 통하여 반도체 소자의 두께 감소를 통한 소형화 및 전하 이동 경로 단축을 통한 성능 향상이 가능하다. Also, during storage manufacturing, the capping portion of the bit line pattern is not etched, thereby preventing unintended contact between the storage and the bit line pattern. Therefore, the planarization process can be sufficiently performed in the separation step of the buried plug. Through this, the defect rate of the semiconductor device due to the separation failure between the buried plug can be reduced, thereby improving productivity. Alternatively, the height of the capping portion of the bit line pattern may be reduced. Through this, it is possible to reduce the thickness of the semiconductor device and to improve performance by shortening the charge transfer path.
이하에서는 바람직한 실시 예를 통해 당업자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 동일한 발명의 범위내에서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예 및 첨부 도면에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce the present invention through the preferred embodiments. However, embodiments of the present invention illustrated in the following may be modified in many different forms within the scope of the same invention and the scope of the present invention is not limited to those shown in the following embodiments and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 보여주기 위한 개략적인 배치도이고, 그리고 도 2 내지 도 12은 각각 도 1의 I-I 선 및 II-II 선을 따라 절단한 본 발명의 실시 예에 의한 반도체 소자의 형성 방법을 보여주기 위한 단면도들이다. 1 is a schematic layout view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 12 are views of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, cut along lines II and II-II of FIG. 1, respectively. Sectional drawing for showing the formation method.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 소자(100)은 반도체 기판(110)에 배치된 소자 분리막(130)을 포함한다. 소자 분리막(130)은 일반적으로 실리콘 산화물을 포함한다. 소자 분리막(130)에 의하여 기판(110)에는 고립되는 활성영역(120)이 형성된다. 활성영역(120) 상에 게이트 패턴(200)을 도 1과 같이 형성한다. 게이트 패턴(200)은 활성역역(120)을 가로질러서 지나가도록 배치된다. 이러한 게이트 패턴(200)은 도 1과 같은 방법에 한정되지 배치되지 않으며, 반도체 메모리 소자, 특 히 디램(DRAM)의 기본 구성요소인 트랜지스터, 게이트, 비트라인, 및 스토리지의 연결 관계를 유지하는 한, 다양한 방법으로 배치될 수 있다. 1 and 2, the
게이트 패턴(200)은 차례로 적층된 게이트(210) 및 게이트 캐핑 패턴(220)을 사용하여 형성되며, 게이트(210) 및 게이트 캐핑 패턴(220)의 양측면에는 게이트 스페이서(230)가 형성된다. 게이트(210)는 도핑된 폴리실리콘, 텅스텐(W), 텅스텐 실리사이드(silicide), 또는 이들의 적층 구조로 형성될 수 있으며, 타이타늄(Ti), 타이타늄나이트라이드(TiN) 등이 함께 적층될 수 있다. 게이트 캐핑 패턴(220) 및 게이트 스페이서(230)는 실리콘 질화막을 사용하여 형성될 수 있다. 게이트 패턴(200)이 형성된 기판(110) 상에 게이트 패턴(200)을 모두 덮고, 게이트 패턴(200) 사이를 모두 채우도록 패드 절연막(250)을 형성한다. 패드 절연막(250)은 실리콘 산화막을 사용하여 형성될 수 있다. The
도 1 및 도 3을 참조하면, 패드 절연막(250)을 관통하여 기판(110)을 노출시키는 패드홀(255)을 형성한다. 패드홀(255)들은 게이트 패턴(200) 사이의 활성영역(120) 상에 배치된다. 패드홀(255)에는 랜딩 패드(260)가 채우진다. 랜딩 패드(260)는 도전성 물질을 포함한다. 랜딩 패드(48)는 적층된 도핑된 폴리실리콘 및 금속을 사용하여 형성되거나, 도핑된 폴리실리콘을 단독으로 사용해서 형성될 수 있다. 1 and 3, a
랜딩 패드(260)을 덮도록 패드 절연막(250) 상에 비트라인 층간절연막(310)이 형성된다. 비트라인 층간절연막(310)은 패드 절연막(250)과 유사한 식각률을 갖는 절연막을 사용해서 형성될 수 있다. 비트라인 층간절연막(50)에 비트라인 컨택 홀(315)을 형성한다. 비트라인 컨택홀(315)은 도 1에서 비트라인 패턴(400) 상에 위치하는 랜딩 패드(260)를 노출시키도록 배치된다.The bit line
도 1 및 도 4를 참조하면, 비트라인 컨택홀(315)을 채우도록 비트라인 층간절연막(310) 상에 비트라인(410)들을 형성한다. 비트라인(410)들은 비트라인 컨택홀(315)들을 통하여 선택된 랜딩 패드(260)들과 접촉하도록 배치된다. 비트라인(410) 상에는 제1 높이(T1)의 두께를 갖는 캐핑라인(420)이 적층된다. 비트라인(410)은 도핑된 폴리실리콘을 사용해서 형성될 수 있고, 또는 도핑된 폴리실리콘, 타이타늄, 타이타늄 나이트라이드 및 텅스텐 중에서 선택된 적어도 두 개 이상의 물질을 사용하여 적층해서 형성될 수 있다. 캐핑라인(420)은 실리콘 질화막을 사용해서 형성될 수 있다. 비트라인(410) 및 캐핑라인(420)의 적층된 패턴은 게이트 패턴(200)들과 직교하도록 배치된다. 이를 통해서, 비트라인(410)들은 활성영역(120)들과 교차하도록 배치될 수 있다. 1 and 4,
도 1 및 도 5를 참조하면, 비트라인(410) 및 캐핑라인(420)의 측벽에 비트라인 스페이서(430)를 형성하여, 비트라인 패턴(400)을 완성한다. 비트라인 스페이서(430)는 실리콘 질화막을 사용해서 형성될 수 있다. 비트라인 패턴(400)이 형성된 기판(110) 상에는, 비트라인 패턴(400)을 덮는 절연층(500)을 형성한다. 절연층(500)은 실리콘 산화막을 사용해서 형성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 절연층(500)은 비트라인 패턴(400)의 상면이 노출되도록 평탄화를 통하여 일부 제거를 한다. 절연층(500)의 상기 평탄화는 화학적 기계적 연마(CMP) 공정을 사용해서 실 행될 수 있다. 1 and 5,
도 1 및 도 7을 참조하면, 게이트 패턴(200)들 사이의 스페이스 상에 있는 절연층(500)을 제거하여 매립 컨택홀(505)을 형성한다. 매립 컨택홀(505)은 게이트 패턴(200)과 수평하게, 즉, 비트라인 패턴과 직교하는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여, 절연층(500)을 식각해서 형성할 수 있다. 도 1의 I-I' 면에서 매립 컨택홀(505)의 폭은 게이트 패턴(200)들 사이의 스페이스의 폭으로 한정되는 것은 아니며, 랜딩 패드(260)의 노출면적을 증가시키기 위하여, 더 넓게 형성할 수도 있다. 1 and 7, the buried
매립 컨택홀(505)에는 매립 플러그(510)를 채운다. 매립 플러그(510)는 도전성 물질을 포함한다. 매립 플러그(510)는 예를 들면, 도핑된 폴리실리콘을 사용해서 형성되거나, 도핑된 폴리실리콘 및 금속의 적층 구조를 사용해서 형성될 수 있다. The buried
매립 플러그(510)는, 매립 컨택홀(505)이 형성된 기판(110) 상에, 도전성 물질층(미도시)을 형성한 후, 비트라인 패턴(400)들의 상면이 노출될 때까지 상기 도전성 물질층(미도시)을 평탄화 공정을 통하여 일부 제거하여 형성할 수 있다. 상기 평탄화 공정은 에치백(etchback) 공정, 또는 화학적 기계적 연마(CMP) 공정)에 의하여 실행될 수 있다. 또는 상기 평탄화 공정은 에치백(etchback) 공정 후 추가적인 화학적 기계적 연마(CMP) 공정에 의하여 실행될 수 있다. 이를 통하여 각 매립 플러그(510)는 전기적으로 분리될 수 있다. The buried
매립 플러그(510)는 도면에는 미도시되었으나, 상기 평탄화 공정에 의하여, 비트라인 패턴(400)들의 상면보다 일부 낮아지는 디싱(dishing) 현상이 발생할 수 있다. Although the buried
도 8을 참조하면, 비트라인 패턴(400) 및 매립 플러그(510) 상에 버퍼층(610) 및 식각 정지막(620)을 포함하는 층간절연층(600)을 형성한다. 버퍼층(610)은, 예를 들면 실리콘 산화막을 사용해서 형성될 수 있다. 또한 식각 정지막(620)은, 예를 들면 실리콘 질화막을 사용해서 형성될 수 있다. 식각 정지막(620)은 매립 플러그(510) 상에서, 매립 플러그(510)의 보다 좁은 면적으로 버퍼층(610)이 노출되도록 일부 제거된다. Referring to FIG. 8, an
도 9를 참조하면, 식각 정지막(620)을 식각 마스크로, 매립 플러그(510)가 노출되도록 버퍼층(610)에 이방성 식각 공정을 실행하여 홀(605)이 형성된다. 상기 이방성 식각 공정에서 매립 플러그(510)도 일부 제거되도록 하여 홀(605)을 형성할 수 있다. 9, the
도 10을 참조하면, 식각 정지막(620)을 식각 마스크로, 버퍼층(610)에 등방성 식각 공정을 실행하여 확장홀(607)이 형성된다. 상기 등방성 식각 공정에서 매립 플러그(510)도 함께 등방성 식각하여 확장홀(607)을 형성할 수도 있다. 확장홀(607)은, 미도시되었으나 매립 플러그(510)에 디싱이 발생한 경우, 비트라인 패턴(400)의 상면보다 낮은 위치에 형성되는 상기 디싱이 발생한 공간에 형성된 버퍼층(610)이 모두 제거되도록 상기 등방성 식각을 실행하여 형성하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 10, an
도 11을 참조하면, 확장홀(607)에 도전성 물질을 채워서 융기 매립 플러 그(510a)가 형성된다. 확장홀(607)에 채우지는 도전성 물질은 도 7의 매립 플러그(510)에 사용되는 도전성 물질과 동일하거나 유시한 도전성을 가지는 물질을 사용한다. 확장홀(607)에 채워지는 도전성 물질은, 예를 들면 도핑된 폴리실리콘을 사용해서 형성되거나, 도핑된 폴리실리콘 및 금속의 적층 구조를 사용해서 형성될 수 있다. Referring to FIG. 11, a raised buried
융기 매립 플러그(510a)는 확장홀(607)이 형성된 기판(110) 상에, 도전성 물질층(미도시)을 형성한 후, 식각 정지막(620)의 상면이 노출될 때까지 상기 도전성 물질층(미도시)을 평탄화 공정을 통하여 일부 제거하여 형성할 수 있다. 상기 평탄화 공정은 에치백(etchback) 공정, 또는 화학적 기계적 연마(CMP) 공정)에 의하여 실행될 수 있다. 또는 상기 평탄화 공정은 에치백(etchback) 공정 후 추가적인 화학적 기계적 연마(CMP) 공정에 의하여 실행될 수 있다. 이를 통하여 각 융기 매립 플러그(510a)는 전기적으로 분리될 수 있다. The raised buried
도 12를 참조하면, 비트라인 패턴(400)의 상면이 노출될 때까지 층간절연층(600), 즉 식각 절연막(620) 및 버퍼층(610), 그리고 융기 매립 플러그(510a)의 일부를 제거한 후, 상기 제거된 공간에 스토리지 노드(700)이 형성된다. 스토리지 노드(700) 형성 이전에 식각 정지막(620) 및 융기 매립 플러그(510a) 상에 몰드층(미도시)를 형성할 수 있다. 상기 몰드층(미도시)은 스토리지 노드(700)를 형성하기 위한 층간절연층(600) 및 융기 매립 플러그(510a)의 일부 제거 단계에서 함께 제거되어, 상기 제거된 공간에 스토리지 노드(700)가 형성되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 12, after the upper surface of the
II-II' 선을 따라 절단한 단면도에서 스토리지 노드(700)의 하면은, 비트라 인 패턴(400) 상면의 일부와 융기 매립 플러그(510a)가 일부 제거되어 노출된 면에 걸치도록 형성된다. 이때, 비트라인 패턴(400)의 상면보다 상부에 있는 융기 매립 플러그(510a)는 일부만 제거되도록 하여, 제거되지 않은 비트라인 패턴(400)의 상면보다 상부에 있는 융기 매립 플러그(510a)의 부분이 스토리지 노드(700)의 측면과 접촉하도록 한다. 이를 통하여 스토리지 노드(700)의 하면 및 측면 일부에서 융기 매립 플러그(510a)와의 접촉이 이루어지게 되어, 스토리지 노드(700)와 융기 매립 플러그(510a)와의 접촉 면적이 넓게 되도록 할 수 있다. I-I' 선을 따라 절단한 단면도에서 스토리지 노드(700)의 하면은, 양측이 절연층의 상면과 접촉하여, 융기 매립 플러그(510a)의 접촉면이 최대로 하는 것이 바람직하다. In the cross-sectional view taken along the line II-II ', the lower surface of the
도 13은 도 1의 I-I 선 및 II-II 선을 따라 절단한 본 발명의 다른 실시 예에 의한 반도체 소자의 형성 방법을 보여주기 위한 단면도들이다. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present disclosure, taken along lines I-I and II-II of FIG. 1.
도 13을 참조하면, 도 7까지 동일하게 진행한 후, 제1 두께(도 7의 T1)를 갖는 캐핑 라인(도 7의 420)을 일부 제거하여, 제2 두께(T2)를 갖는 침강 캐핑 라인(420a)을 형성한다. 이때, 도시하지는 않았지만, 함께 비트라인 스페이서(430)도 일부 제거될 수 있다. 침강 캐핑 라인(420a)은 예를 들면, 황산을 포함하는 식각액에 의한 습식 식각 공정을 실행하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 13, after proceeding in the same manner to FIG. 7, the capping line (420 of FIG. 7) having the first thickness (T1 of FIG. 7) is partially removed to settle the capping line having the second thickness (T2). 420a is formed. In this case, although not illustrated, the
이를 통하여 침강 캐핑 라인(420a)의 상면, 즉 비트라인 패턴(400)의 상면이 매립 플러그(510)의 상면보다 낮도록 할 수 있다. 이후, 비트라인 패턴(400)의 상면 일부와 매립 플러그(510)에 걸쳐서 스토리지 노드(미도시)를 형성하면 도 12에 보인 것과 유사하게, 상기 스토리지 노드(미도시)의 하면 및 측면 일부에서 매립 플러그(510)와의 접촉이 이루어지게 되어, 상기 스토리지 노드(미도시)와 매립 플러그(510)와의 접촉 면적이 넓게 되도록 할 수 있다. As a result, the upper surface of the settling
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 보여주기 위한 개략적인 배치도이고, 그리고 도 2 내지 도 12은 각각 도 1의 I-I 선 및 II-II 선을 따라 절단한 본 발명의 실시 예에 의한 반도체 소자의 형성 방법을 보여주기 위한 단면도들이다. 1 is a schematic layout view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 12 are views of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, cut along lines II and II-II of FIG. 1, respectively. Sectional drawing for showing the formation method.
도 13은 도 1의 I-I 선 및 II-II 선을 따라 절단한 본 발명의 다른 실시 예에 의한 반도체 소자의 형성 방법을 보여주기 위한 단면도들이다. FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present disclosure, taken along lines I-I and II-II of FIG. 1.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 반도체 소자 110 : 기판100
120 : 활성영역 130 : 소자 분리막120: active region 130: device separator
200 : 게이트 패턴 210 : 게이트200: gate pattern 210: gate
220 : 게이트 캐핑 패턴 230 : 게이트 스페이서220: gate capping pattern 230: gate spacer
250 : 패트 절연막 255 : 패드홀250: pat insulating film 255: pad hole
260 : 랜딩 패드 310 : 비트라인 층간절연막260: landing pad 310: bit line interlayer insulating film
315 : 비트라인 컨택홀 400 : 비트라인 패턴315: bit line contact hole 400: bit line pattern
410 : 비트라인 420 : 캐핑라인410: bit line 420: capping line
430 : 비트라인 스페이서 500 : 절연층430: bit line spacer 500: insulating layer
505 : 매립 컨택홀 510 : 매립 플러그505: buried contact hole 510: buried plug
600 : 층간절연층 605 : 홀600: interlayer insulating layer 605: hole
607 : 확장홀 610 : 버퍼층607: expansion hole 610: buffer layer
620 : 식각 절연막 700: 스토리지 노드620: etching insulating film 700: storage node
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070082351A KR20090017856A (en) | 2007-08-16 | 2007-08-16 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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KR1020070082351A KR20090017856A (en) | 2007-08-16 | 2007-08-16 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150089838A (en) * | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device having landing pad |
-
2007
- 2007-08-16 KR KR1020070082351A patent/KR20090017856A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150089838A (en) * | 2014-01-28 | 2015-08-05 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device having landing pad |
US9437560B2 (en) | 2014-01-28 | 2016-09-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including landing pad |
US9576902B2 (en) | 2014-01-28 | 2017-02-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including landing pad |
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