KR20090036772A - Semiconductor device having a resistor and method of fabricating the same - Google Patents

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KR20090036772A
KR20090036772A KR1020070102007A KR20072007010A KR20090036772A KR 20090036772 A KR20090036772 A KR 20090036772A KR 1020070102007 A KR1020070102007 A KR 1020070102007A KR 20072007010 A KR20072007010 A KR 20072007010A KR 20090036772 A KR20090036772 A KR 20090036772A
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하대원
김상윤
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삼성전자주식회사
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Abstract

A semiconductor device having a resistance device and a manufacturing method thereof are provided to minimize an occupation plane dimension of a resistance device by forming a resistance device having a surface resistance higher than a resistance device of the same size formed by semiconductor material of a polycrystalline structure. A semiconductor substrate(100) includes a first circuit region(C) and a second circuit region(P). A bottom interlayer insulation film(115) is formed on a top of the semiconductor substrate having the first circuit region and the second circuit region. An isolation film(105s), a word line(110a), and a bottom resistance device(105b) are covered by the bottom interlayer insulation film. A cell diode hole(115a) is formed by patterning the bottom interlayer insulation film, and penetrates the bottom interlayer insulation film of the first circuit region. A peripheral resistance hole(115b) is formed by patterning the bottom interlayer insulation film, and penetrates the bottom interlayer insulation film of the second circuit region. A first semiconductor pattern(120a) and a second semiconductor pattern(125a) are laminated inside the cell diode hole. A wall dopant region(120b) and a top resistance device(125b) are formed inside the peripheral resistance hole.

Description

저항소자를 갖는 반도체소자 및 그 제조방법{Semiconductor device having a resistor and method of fabricating the same}Semiconductor device having a resistive element and a method of manufacturing the same {Semiconductor device having a resistor and method of fabricating the same}

본 발명은 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 저항소자를 갖는 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a resistance device and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 반도체 메모리 소자는 다수의 단위 셀들로 구성된 셀 어레이 영역과 상기 셀 어레이 영역의 외부에 위치하여 상기 단위 셀들을 구동 및 제어하기 위한 주변 영역으로 구성된다. 상기 주변 영역에는 상기 단위 셀들을 구동시키기 위한 트랜지스터, 다이오드 및 저항 소자 등의 여러 소자들이 형성된다. 일반적으로, 저항소자를 폴리실리콘막으로 형성한다. In general, a semiconductor memory device includes a cell array region including a plurality of unit cells and a peripheral region positioned outside the cell array region to drive and control the unit cells. In the peripheral region, various devices such as transistors, diodes, and resistance devices for driving the unit cells are formed. Generally, the resistance element is formed of a polysilicon film.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저항소자를 갖는 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a resistance device and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 양태에 따르면, 저항소자를 갖는 반도체소자를 제공한다. 이 반도체소자는 제1 회로 영역 및 제2 회로 영역을 갖는 반도체 기판을 포함한다. 상기 반도체기판 상에 하부 층간절연막이 제공된다. 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제1 홀 및 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제2 홀이 제공된다. 상기 제1 홀 내에 차례로 적층된 제1 반도체 패턴 및 제2 반도체 패턴이 제공된다. 상기 제2 홀 내에 제공되며 상기 제2 반도체 패턴과 동일한 결정구조를 갖는 제1 저항 소자(resistor)가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a semiconductor device having a resistance element is provided. This semiconductor element includes a semiconductor substrate having a first circuit region and a second circuit region. A lower interlayer insulating film is provided on the semiconductor substrate. A first hole penetrating the lower interlayer insulating film of the first circuit region and a second hole penetrating the lower interlayer insulating film of the second circuit region are provided. A first semiconductor pattern and a second semiconductor pattern sequentially stacked in the first hole are provided. A first resistor is provided in the second hole and has the same crystal structure as the second semiconductor pattern.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들은 단결정 반도체 패턴들일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first and second semiconductor patterns may be single crystal semiconductor patterns.

다른 실시예에서, 상기 제1 저항 소자는 상기 제2 반도체 패턴의 상부면과 동일한 레벨에 위치하는 상부면을 가질 수 있다.In another embodiment, the first resistance element may have an upper surface positioned at the same level as the upper surface of the second semiconductor pattern.

또 다른 실시예에서, 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막 및 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판 사이에 배치되며 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 워드라인; 및 상기 워드라인의 측벽을 둘러싸는 격리막을 더 포함하되, 상기 제1 홀은 상기 워드라인의 소정영역을 노출시킬 수 있 다.In another embodiment, a word line disposed between the lower interlayer dielectric layer of the first circuit region and the semiconductor substrate of the first circuit region and having a different conductivity type from the semiconductor substrate of the first circuit region; And an isolation layer surrounding sidewalls of the word line, wherein the first hole may expose a predetermined region of the word line.

상기 제1 반도체 패턴은 상기 워드라인과 같은 도전형이며 상기 워드라인보다 낮은 불순물 농도를 갖고, 상기 제2 반도체 패턴은 상기 워드라인과 다른 도전형일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 반도체 패턴은 상기 제2 반도체 패턴과 같은 도전형을 가지며 상기 제2 반도체 패턴보다 낮은 불순물 농도를 갖고, 상기 제1 반도체 패턴과 상기 워드라인은 서로 다른 도전형을 가질 수 있다.The first semiconductor pattern may have the same conductivity type as that of the word line and have a lower impurity concentration than the word line, and the second semiconductor pattern may have a different conductivity type than the word line. Alternatively, the first semiconductor pattern may have the same conductivity type as the second semiconductor pattern, have a lower impurity concentration than the second semiconductor pattern, and the first semiconductor pattern and the word line may have different conductivity types. .

또 다른 실시예에서, 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막 및 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판 사이에 배치되며 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 제2 저항 소자(second resistor); 및 상기 제2 저항 소자의 측벽을 둘러싸는 격리막을 더 포함하되, 상기 제2 홀은 상기 제2 저항 소자의 소정영역을 노출시킬 수 있다.In another embodiment, a second resistance element disposed between the lower interlayer insulating film of the second circuit region and the semiconductor substrate of the second circuit region and having a different conductivity type from the semiconductor substrate of the second circuit region ( second resistor); And an isolation layer surrounding sidewalls of the second resistance element, wherein the second hole may expose a predetermined region of the second resistance element.

더 나아가, 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자 사이에 개재된 장벽 불순물 영역(barrier impurity region)을 더 포함할 수 있다. Furthermore, the semiconductor device may further include a barrier impurity region interposed between the first resistance element and the second resistance element.

한편, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 다른 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제1 저항소자와 같은 도전형이면서 상기 제1 저항소자보다 낮은 불순물 농도를 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 다른 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제2 저항소자와 같은 도전형이면서 상기 제2 저항소자보다 낮은 불순물 농도를 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 같은 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제1 및 제2 저항소자들과 다른 도전형일 수 있다.The first resistance element and the second resistance element may have different conductivity types, and the barrier impurity region may have the same conductivity type as the first resistance element and have a lower impurity concentration than the first resistance element. Alternatively, the first resistance element and the second resistance element may have different conductivity types, and the barrier impurity region may have the same conductivity type as the second resistance element and have a lower impurity concentration than the second resistance element. Alternatively, the first resistance element and the second resistance element may be of the same conductivity type as each other, and the barrier impurity region may be of a different conductivity type than the first and second resistance elements.

더 나아가, 상기 하부 층간절연막 상의 상부 층간절연막; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 상부 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 하부 저항 배선; 및 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 상부 저항 배선을 더 포함할 수 있다. 이와는 달리, 상기 하부 층간절연막 상의 상부 층간절연막; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 상부 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선; 및 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그와 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그에 접촉하는 저항 연결 패턴을 더 포함할 수 있다.Furthermore, an upper interlayer insulating film on the lower interlayer insulating film; A first lower resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film in the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element, and a second connection element electrically connected to the other end of the second resistance element. 2 bottom resistance contact plugs; A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the upper resistance element; A first lower resistance wire provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug and the second lower resistance wire covering the second lower resistance contact plug; And a first upper resistance wire provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the first upper resistance wire covering the first upper resistance contact plug and the second upper resistance wire covering the second upper resistance contact plug. have. Alternatively, an upper interlayer insulating film on the lower interlayer insulating film; A first lower resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film in the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element, and a second connection element electrically connected to the other end of the second resistance element. 2 bottom resistance contact plugs; A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the upper resistance element; A first lower resistance wire provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug and the first upper resistance wire covering the first upper resistance contact plug; And a resistance connection pattern provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region and contacting the second lower resistance contact plug and the second upper resistance contact plug.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 저항소자를 갖는 반도체소자의 제조방법을 제공한다. 이 방법은 제1 회로 영역 및 제2 회로 영역을 갖는 반도체기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 제1 및 제2 회로 영역들을 갖는 상기 반도체 기판 상에 하부 층간절연막을 형성한다. 상기 하부 층간절연막을 패터닝하여 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제1 홀 및 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제2 홀을 형성한다. 상기 제1 홀 내에 차례로 적층된 제1 반도체 패턴 및 제2 반도체 패턴을 형성한다. 상기 제2 홀 내에 차례로 적층된 장벽 불순물 영역 및 제1 저항소자를 형성한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device having a resistance element is provided. The method includes preparing a semiconductor substrate having a first circuit region and a second circuit region. A lower interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the first and second circuit regions. The lower interlayer insulating layer is patterned to form a first hole penetrating the lower interlayer insulating layer in the first circuit region and a second hole penetrating the lower interlayer insulating layer in the second circuit region. A first semiconductor pattern and a second semiconductor pattern which are sequentially stacked in the first hole are formed. A barrier impurity region and a first resistive element which are sequentially stacked in the second hole are formed.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자는 동일한 결정구조를 갖도록 형성할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region, and the first resistance element may be formed to have the same crystal structure.

다른 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자는 단결정 반도체 패턴들로 형성할 수 있다.In example embodiments, the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region, and the first resistance element may be formed of single crystal semiconductor patterns.

또 다른 실시예에서, 상기 하부 층간절연막을 형성하기 전에, 상기 반도체 기판에 상기 제1 회로 영역의 제1 활성영역 및 상기 제2 회로 영역의 제2 활성영역을 한정하는 격리막을 형성하고, 상기 제1 활성영역에 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 불순물 이온들을 주입하여 워드라인을 형성하고, 상기 제2 활성영역에 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 불순물 이온들을 주입하여 제2 저항소자를 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 격리막은 상기 워드라인의 측벽 및 상기 제2 저항소자의 측벽을 둘러싸도록 형성되고, 상기 제1 홀은 상기 워드라인의 소정영역을 노출시키도록 형성되고, 상기 제2 홀은 상기 제2 저항소자의 소정영역을 노출시키도록 형성될 수 있다.In another embodiment, before forming the lower interlayer insulating layer, an isolation layer is formed on the semiconductor substrate to define a first active region of the first circuit region and a second active region of the second circuit region. 1, a word line is formed by implanting impurity ions having a different conductivity type than the semiconductor substrate of the first circuit region into an active region, and a conductive type different from the semiconductor substrate of the second circuit region is formed into the second active region; Implanting impurity ions to form a second resistance element, wherein the isolation layer is formed to surround sidewalls of the word line and sidewalls of the second resistance element, and the first hole is formed in a predetermined direction of the word line. The second hole may be formed to expose a region, and the second hole may be formed to expose a predetermined region of the second resistance element.

더 나아가, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 반도체 패턴을 갖는 반도체기판 상에 상부 층간절연막을 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그를 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제1 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 제1 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그를 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 하부 저항 배선을 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 상부 저항 배선을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 반도체 패턴을 갖는 반도체기판 상에 상부 층간절연막을 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그를 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제1 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 제1 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그를 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선을 형성하고, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그와 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그에 접촉하는 저항 연결 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.Further, an upper interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the first resistor element and the second semiconductor pattern, and passes through the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film of the second circuit region, and the second resistive device. Forming a first lower resistance contact plug electrically connected to one end of the second lower resistance contact plug and a second lower resistance contact plug electrically connected to the other end of the second resistance element, and penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region; Forming a first upper resistance contact plug electrically connected to one end of the first resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the first resistance element, wherein the upper interlayer insulating film of the second circuit region is formed; A first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug on the second lower resistance wire covering the second lower resistance contact plug; Forming a resistance wiring, and forming a first upper resistance wiring covering the first upper resistance contact plug and a second upper resistance wiring covering the second upper resistance contact plug on the upper interlayer insulating film of the second circuit region. It may further include. Alternatively, an upper interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the first resistor element and the second semiconductor pattern, and passes through the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film of the second circuit region, and the second resistive device. Forming a first lower resistance contact plug electrically connected to one end of the second lower resistance contact plug and a second lower resistance contact plug electrically connected to the other end of the second resistance element, and penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region; Forming a first upper resistance contact plug electrically connected to one end of the first resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the first resistance element, wherein the upper interlayer insulating film of the second circuit region is formed; A first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug on the first and a first covering the first upper resistance contact plug The method may further include forming an upper resistance line and forming a resistance connection pattern on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region to contact the second lower resistance contact plug and the second upper resistance contact plug.

또 다른 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자를 형성하는 것은 상기 제1 홀 내에 셀 반도체 패턴을 형성함과 아울러 상기 제2 홀 내에 주변 반도체 패턴을 형성하고, 상기 셀 반도체 패턴의 하부 영역에 이온주입 기술을 사용하여 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키고, 상기 셀 반도체 패턴의 상부 영역을 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들로 도우핑시키고, 상기 주변 반도체 패턴의 하부 영역에 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키고, 상기 주변 반도체 패턴의 상부 영역을 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키는 것을 포함할 수 있다.In another embodiment, the forming of the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region, and the first resistance element may form a cell semiconductor pattern in the first hole and a peripheral semiconductor in the second hole. Forming a pattern, doping the semiconductor substrate with an impurity of a first conductivity type or an impurity of a second conductivity type different from the first conductivity type by using an ion implantation technique in the lower region of the cell semiconductor pattern, Dopants of the first conductivity type are doped with impurities of the first conductivity type using an ion implantation technique, and impurities of the first conductivity type or the second conductivity are formed using an ion implantation technique in the lower region of the peripheral semiconductor pattern The dopants of the first conductivity type or the second conductivity type impurities using the ion implantation technique. It can comprise a doping.

본 발명의 실시예들에 따르면, 다이오드를 형성함과 아울러 저항소자를 형성할 수 있다. 따라서, 다이오드를 형성하기 위한 포토리소그래피 공정을 이용하여 저항소자를 형성할 수 있기 때문에, 저항소자를 형성하기 위한 별도의 포토리소그래피 공정을 생략할 수 있다. 또한, 저항소자를 단결정 구조의 반도체 물질로 형성할 수 있다. 이러한 저항소자는 다결정 구조의 반도체 물질로 형성된 동일 크기의 저항소자보다 높은 면저항을 갖는다. 따라서, 저항소자가 차지하는 평면적을 최소화할 수 있다. 또한, 적층된 형태의 하부 저항 소자 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 하부 저항 소자 및 상기 상부 저항 소자를 단독의 저항소자들로 사용하거나, 상기 하부 저항 소자 및 상기 상부 저항 소자를 직렬 저항으로 연결하여 사용할 수 있기 때문에, 원하는 저항값을 얻기 용이하다. According to the embodiments of the present invention, a diode can be formed and a resistor can be formed. Therefore, since the resistive element can be formed using a photolithography process for forming a diode, a separate photolithography process for forming the resistive element can be omitted. In addition, the resistance element may be formed of a semiconductor material having a single crystal structure. Such a resistive element has a higher sheet resistance than a resistive element of the same size formed of a semiconductor material of a polycrystalline structure. Therefore, the plane area occupied by the resistance element can be minimized. In addition, the stacked bottom resistive element and the upper resistive element 125b may be provided. Accordingly, the lower resistance element and the upper resistance element may be used as independent resistance elements, or the lower resistance element and the upper resistance element may be connected to each other in series resistance, thereby obtaining a desired resistance value.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 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 기하여 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and 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 scope of the invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자를 나타낸 평면도이고, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자를 설명하기 위하여 도 1의 I-I′선을 따라 취해진 단면도들이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자를 설명하기 위하여 나타낸 단면도이다. 도 1, 도 2a 내지 도 2e, 및 도 3에서, 참조부호 "C"는 제1 회로 영역을 나타내고, 참조부호 "P"는 제2 회로 영역을 나타낸다. 1 is a plan view showing a semiconductor device according to embodiments of the present invention, Figures 2a to 2e is a cross-sectional view taken along the line II 'of Figure 1 for explaining a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. 1, 2A to 2E, and 3, reference numeral "C" denotes a first circuit region, and reference numeral "P" denotes a second circuit region.

우선, 도 1 및 도 2e를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자에 대해 설명하기로 한다.First, a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2E.

도 1 및 도 2e를 참조하면, 제1 회로 영역(C) 및 제2 회로영역(P)을 갖는 반도체기판(100)이 제공된다. 상기 제1 회로 영역(C)은 메모리 셀 어레이 영역일 수 있고, 상기 제2 회로 영역(P)은 주변 회로 영역일 수 있다. 한편, 상기 제1 회로 영역(C)은 능동 회로(active circuit) 영역일 수 있고, 상기 제2 회로 영역(P)은 수동 회로(passive circuit) 영역일 수 있다. 상기 반도체기판(100)은 단결정 구조의 실리콘 기판일 수 있다. 또는 상기 반도체기판(100)은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 저마늄(SiGe), 갈륨 아세닉(GaAs)과 같은 물질을 포함할 수 있다.1 and 2E, a semiconductor substrate 100 having a first circuit region C and a second circuit region P is provided. The first circuit region C may be a memory cell array region, and the second circuit region P may be a peripheral circuit region. Meanwhile, the first circuit region C may be an active circuit region, and the second circuit region P may be a passive circuit region. The semiconductor substrate 100 may be a silicon substrate having a single crystal structure. Alternatively, the semiconductor substrate 100 may include a material such as silicon carbide (SiC), silicon germanium (SiGe), or gallium arsenic (GaAs).

상기 반도체기판(100)에 제1 활성영역(105a) 및 제2 활성영역(105b)을 한정하는 격리막(separation layer; 105s)이 제공될 수 있다. 상기 제1 활성영역(105a)은 상기 제1 회로영역(C) 내에서 한정되고, 상기 제2 활성영역(105b)은 상기 제2 회로 영역(P) 내에서 한정될 수 있다. 상기 제1 활성영역(105a) 내에 상기 제1 회 로 영역(C)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 워드라인(110a)이 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제2 활성영역(105b) 내에 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 하부 저항 소자(110b)가 제공될 수 있다. 상기 워드라인(110a) 및 상기 하부 저항 소자(110b)는 단결정 반도체 구조를 가질 수 있다. A separation layer 105s defining a first active region 105a and a second active region 105b may be provided on the semiconductor substrate 100. The first active region 105a may be defined within the first circuit region C, and the second active region 105b may be defined within the second circuit region P. FIG. A word line 110a of a conductive type different from the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C may be provided in the first active region 105a. In addition, a lower resistance element 110b of a conductivity type different from the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P may be provided in the second active region 105b. The word line 110a and the lower resistance element 110b may have a single crystal semiconductor structure.

상기 워드라인(110a)과 상기 하부 저항 소자(110b)의 바닥면들은 상기 격리막(105s)의 바닥면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 제1 회로 영역(C)에서의 상기 격리막(110s)은 상기 워드라인(110a)의 측벽을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 회로 영역(P)에서의 상기 격리막(110s)은 상기 하부 저항 소자(110b)의 측벽을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제1 회로 영역(C)에서의 상기 격리막(105s)은 상기 워드라인(110a) 및 상기 워드라인(110a)과 인접하는 다른 워드라인을 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 회로 영역(P)에서의 상기 격리막(105s)은 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 하부 저항 소자(110b)와 인접하는 다른 하부 저항 소자를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. Bottom surfaces of the word line 110a and the lower resistance element 110b may be located at a level higher than a bottom surface of the isolation layer 105s. In addition, the isolation layer 110s in the first circuit region C may be provided to surround sidewalls of the word line 110a. Similarly, the isolation layer 110s in the second circuit region P may be provided to surround sidewalls of the lower resistance element 110b. Accordingly, the isolation layer 105s in the first circuit region C may electrically insulate the word line 110a and another word line adjacent to the word line 110a from each other. Similarly, the isolation layer 105s in the second circuit region P may electrically insulate the lower resistance element 110b and another lower resistance element adjacent to the lower resistance element 110b from each other.

상기 격리막(105s), 상기 워드라인(110a) 및 상기 하부 저항 소자(105b)를 덮는 하부 층간절연막(115)이 제공될 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 하부 층간절연막(115)을 관통하여 상기 워드라인(110a)의 소정영역을 노출시키는 셀 다이오드 홀(115a)이 제공될 수 있다. 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 하부 층간절연막(115)을 관통하여 상기 하부 저항 소자(110b)의 소정영역을 노출시키는 주변 저항 홀(115b)이 제공될 수 있다. A lower interlayer insulating layer 115 may be provided to cover the isolation layer 105s, the word line 110a, and the lower resistance element 105b. A cell diode hole 115a may be provided to penetrate the lower interlayer insulating layer 115 of the first circuit region C to expose a predetermined region of the word line 110a. A peripheral resistance hole 115b may be provided to penetrate the lower interlayer insulating layer 115 of the second circuit region P to expose a predetermined region of the lower resistance element 110b.

상기 셀 다이오드 홀(115a) 내에 차례로 적층된 제1 반도체 패턴(120a) 및 제2 반도체 패턴(125a)이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들(120a, 125a)은 단결정 반도체 패턴들일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들(120a, 125a)은 단결정 구조의 실리콘 패턴들일 수 있다. The first semiconductor pattern 120a and the second semiconductor pattern 125a sequentially stacked in the cell diode hole 115a may be provided. The first and second semiconductor patterns 120a and 125a may be single crystal semiconductor patterns. For example, the first and second semiconductor patterns 120a and 125a may be silicon patterns having a single crystal structure.

상기 제2 반도체 패턴(125a)과 상기 워드라인(110a)은 서로 다른 도전형을 갖고, 상기 제1 반도체 패턴(120a)과 상기 워드라인(110a)은 서로 같은 도전형을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체 기판(100)이 피형이고, 상기 워드라인(110a)이 앤형이고, 상기 제1 반도체 패턴(120a)이 앤형이고, 상기 제2 반도체 패턴(125a)이 피형일 수 있다. 따라서, 상기 셀 다이오드 홀(115a) 내에 차례로 적층된 상기 제1 반도체 패턴(120a) 및 상기 제2 반도체 패턴(125a)은 셀 다이오드를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 반도체 패턴(120a)은 상기 워드라인(110a)보다 낮은 불순물 농도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 셀 다이오드에 역 바이어스가 인가될 때 상기 셀 다이오드를 통하여 흐르는 누설전류를 최소화할 수 있기 때문이다. 이와는 달리, 상기 제2 반도체 패턴(125a)과 상기 워드라인(110a)은 서로 다른 도전형을 갖고, 상기 제1 반도체 패턴(120a)과 상기 제2 반도체 패턴(125a)은 서로 같은 도전형을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체 기판(100)이 피형이고, 상기 워드라인(110a)이 앤형이고, 상기 제1 반도체 패턴(120a)이 피형이고, 상기 제2 반도체 패턴(125a)이 피형일 수 있다. 따라서, 상기 워드라인(110a) 및 이와 접촉하는 상기 제1 반도체 패턴(120a)이 셀 다이오드를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 반도체 패턴(120a)은 상기 제2 반도체 패턴(125a)보다 낮은 불순물 농도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는 상기 셀 다이오드에 역 바이어스가 인가될 때 상기 셀 다이오드를 통하여 흐르는 누설전류를 최소화할 수 있기 때문이다.The second semiconductor pattern 125a and the word line 110a may have different conductivity types, and the first semiconductor pattern 120a and the word line 110a may have the same conductivity type. For example, the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C is an angular shape, the word line 110a is an angular shape, the first semiconductor pattern 120a is an angular shape, and the second semiconductor pattern is formed. 125a may be a skin. Therefore, the first semiconductor pattern 120a and the second semiconductor pattern 125a sequentially stacked in the cell diode hole 115a may constitute a cell diode. The first semiconductor pattern 120a may have a lower impurity concentration than the word line 110a. This is because leakage current flowing through the cell diode can be minimized when a reverse bias is applied to the cell diode. In contrast, the second semiconductor pattern 125a and the word line 110a have different conductivity types, and the first semiconductor pattern 120a and the second semiconductor pattern 125a have the same conductivity type. Can be. For example, the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C is an angular shape, the word line 110a is an angular shape, the first semiconductor pattern 120a is an angular shape, and the second semiconductor pattern is formed. 125a may be a skin. Accordingly, the word line 110a and the first semiconductor pattern 120a in contact with the word line 110a may constitute a cell diode. The first semiconductor pattern 120a may have a lower impurity concentration than the second semiconductor pattern 125a. This is because leakage current flowing through the cell diode can be minimized when a reverse bias is applied to the cell diode.

상기 주변 저항 홀(115b) 내에 상부 저항 소자(125b)가 제공될 수 있다. 상기 상부 저항 소자(125b)는 상기 제2 반도체 패턴(125a)과 실질적으로 동일한 결정구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 저항 소자(125b) 및 상기 제2 반도체 패턴(125a)은 단결정 반도체 구조를 가질 수 있다. 상기 상부 저항 소자(125b)는 상기 제2 반도체 패턴(125a)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치하는 상부면을 가질 수 있다. 상기 상부 저항 소자(125b)는 상기 제2 반도체 패턴(125a)과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 상기 상부 저항 소자(125b)와 상기 하부 저항 소자(110b) 사이에 장벽 불순물 영역(barrier impurity region; 120b)이 제공될 수 있다. 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 주변 저항 홀(115b) 내에 제공되며 상기 제1 반도체 패턴(120a)과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 상기 장벽 불순물 영역(120b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)는 단결정 반도체 패턴들일 수 있다. 예를 들어, 상기 장벽 불순물 영역(120b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)는 단결정 구조의 실리콘 패턴들일 수 있다. 본 발명에서, 상기 상부 저항 소자(125b)를 제1 저항 소자로 나타내고, 상기 하부 저항 소자(110b)를 제2 저항 소자로 나타낼 수도 있다.An upper resistance element 125b may be provided in the peripheral resistance hole 115b. The upper resistance element 125b may have a crystal structure substantially the same as that of the second semiconductor pattern 125a. For example, the upper resistance element 125b and the second semiconductor pattern 125a may have a single crystal semiconductor structure. The upper resistance element 125b may have an upper surface positioned at substantially the same level as the upper surface of the second semiconductor pattern 125a. The upper resistance element 125b may be positioned at substantially the same level as the second semiconductor pattern 125a. A barrier impurity region 120b may be provided between the upper resistive element 125b and the lower resistive element 110b. The barrier impurity region 120b may be provided in the peripheral resistance hole 115b and positioned at substantially the same level as the first semiconductor pattern 120a. The barrier impurity region 120b and the upper resistance element 125b may be single crystal semiconductor patterns. For example, the barrier impurity region 120b and the upper resistance element 125b may be silicon patterns having a single crystal structure. In the present invention, the upper resistance element 125b may be represented as a first resistance element, and the lower resistance element 110b may be represented as a second resistance element.

본 실시예에서, 상기 상부 저항 소자(125b)와 상기 하부 저항 소자(110b)는 서로 다른 도전형일 수 있다. 그리고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 하부 저항 소자(110b)와 같은 도전형이면서 상기 하부 저항 소자(110b) 보다 낮은 불순물 농도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)이 피형인 경우에, 상기 하부 저항 소자(110b)는 앤형의 반도체 패턴이고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 하부 저항소자(110b)보다 낮은 불순물 농도를 갖는 앤형의 반도체 패턴이고, 상기 상부 저항 소자(125b)는 피형의 반도체 패턴일 수 있다.In the present embodiment, the upper resistance element 125b and the lower resistance element 110b may have different conductivity types. The barrier impurity region 120b may have the same conductivity type as the lower resistance element 110b and have a lower impurity concentration than the lower resistance element 110b. For example, when the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P is a shape, the lower resistance element 110b is an N-type semiconductor pattern, and the barrier impurity region 120b is the lower resistance. The N-type semiconductor pattern may have a lower impurity concentration than the element 110b, and the upper resistance element 125b may be a semiconductor pattern.

다른 실시예에서, 상기 상부 저항 소자(125b)와 상기 하부 저항 소자(110b)는 서로 다른 도전형일 수 있다. 그리고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 상부 저항 소자(125b)와 같은 도전형이면서 상기 상부 저항 소자(125b) 보다 낮은 불순물 농도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)이 피형인 경우에, 상기 하부 저항 소자(110b)는 앤형의 반도체 패턴이고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 상부 저항 소자(125b)보다 낮은 불순물 농도를 갖는 피형의 반도체 패턴이고, 상기 상부 저항 소자(125b)는 피형의 반도체 패턴일 수 있다.In another embodiment, the upper resistance element 125b and the lower resistance element 110b may have different conductivity types. In addition, the barrier impurity region 120b may have the same conductivity type as that of the upper resistance element 125b and have a lower impurity concentration than the upper resistance element 125b. For example, when the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P is a shape, the lower resistance element 110b is an N-type semiconductor pattern, and the barrier impurity region 120b is the upper resistance. The semiconductor pattern may have a lower impurity concentration than the element 125b, and the upper resistance element 125b may be a semiconductor pattern.

또 다른 실시예에서, 상기 상부 저항 소자(125b)와 상기 하부 저항 소자(110b)는 서로 같은 도전형일 수 있다. 그리고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 하부 및 상부 저항소자들(110b, 125b)과 다른 도전형일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)이 피형인 경우에, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)는 앤형의 반도체 패턴이고, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 피형의 반도체 패턴일 수 있다.In another embodiment, the upper resistance element 125b and the lower resistance element 110b may have the same conductivity type. The barrier impurity region 120b may have a different conductivity type from those of the lower and upper resistive elements 110b and 125b. For example, when the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P is a shape, the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b are an annular semiconductor pattern, and the barrier impurities The region 120b may be a shaped semiconductor pattern.

상기 하부 층간절연막(115) 상에 상기 제2 반도체 패턴(125a) 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 덮는 중간 층간절연막(130)이 제공될 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 중간 층간절연막(130)을 관통하며 상기 제2 반도체 패턴(125a)을 노출시키는 콘택 홀(130a)이 제공될 수 있다. 상기 콘택 홀(130a) 내에 상기 제2 반도체 패턴(125a) 보다 작은 폭을 갖는 하부 전극(140)이 제공될 수 있다. 상기 하부 전극(140)은 타이타늄 질화막 또는 타이타늄 알루미늄 질화막일 수 있다. 상기 콘택 홀(130)의 측벽과 상기 하부 전극(140) 사이에 절연성 스페이서(135)가 개재될 수 있다. 한편, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 하부 전극(140)과 상기 제2 반도체 패턴(125a) 사이에 금속 실리사이드막이 개재될 수 있다.An intermediate interlayer insulating layer 130 may be provided on the lower interlayer insulating layer 115 to cover the second semiconductor pattern 125a and the upper resistance element 125b. A contact hole 130a may be provided to penetrate the intermediate interlayer insulating layer 130 in the first circuit region C and expose the second semiconductor pattern 125a. The lower electrode 140 having a width smaller than that of the second semiconductor pattern 125a may be provided in the contact hole 130a. The lower electrode 140 may be a titanium nitride film or a titanium aluminum nitride film. An insulating spacer 135 may be interposed between the sidewall of the contact hole 130 and the lower electrode 140. Although not shown in the drawings, a metal silicide layer may be interposed between the lower electrode 140 and the second semiconductor pattern 125a.

상기 하부 전극(140) 상에 정보 저장 요소(145) 및 상부전극(147)이 제공될 수 있다. 상기 정보 저장 요소(145)는 칼코게나이드막(chalcogenide layer)과 같은 상변이 물질막일 수 있다. 그러나, 상기 정보 저장 요소(145)는 상변이 물질막에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 정보 저장 요소(145)는 이성분계 금속 산화막과 같은 물질일 수도 있다. 상기 상부전극(147)은 상기 정보 저장 요소(145)와 반응하지 않는 타이타늄 질화막 또는 타이타늄 알루미늄 질화막일 수 있다.An information storage element 145 and an upper electrode 147 may be provided on the lower electrode 140. The information storage element 145 may be a phase change material film such as a chalcogenide layer. However, the information storage element 145 is not limited to the phase change material film. For example, the information storage element 145 may be a material such as a binary metal oxide film. The upper electrode 147 may be a titanium nitride film or a titanium aluminum nitride film that does not react with the information storage element 145.

다른 실시예에서, 상기 하부 전극(140)이 상기 콘택 홀(130a)을 부분적으로 채우고, 상기 정보 저장 요소(145)가 상기 콘택 홀(130a)의 나머지 부분을 채울 수도 있다. In another embodiment, the lower electrode 140 may partially fill the contact hole 130a, and the information storage element 145 may fill the remaining portion of the contact hole 130a.

상기 중간 층간절연막(130) 상에 상기 정보 저장 요소(145) 및 상기 상부전극(147)을 덮는 상부 층간절연막(155)이 제공될 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 상부 층간절연막(155)을 관통하며 상기 상부전극(147)과 전기적으로 접속된 비트라인 콘택 플러그(155)가 제공될 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 비트라인 콘택 플러그(155)를 덮는 비트라인(157)이 제공될 수 있다.An upper interlayer insulating layer 155 may be provided on the intermediate interlayer insulating layer 130 to cover the information storage element 145 and the upper electrode 147. A bit line contact plug 155 may be provided through the upper interlayer insulating layer 155 of the first circuit region C and electrically connected to the upper electrode 147. A bit line 157 may be provided on the upper interlayer insulating layer 155 of the first circuit region C to cover the bit line contact plug 155.

상기 제2 회로 영역(P)에서, 상기 상부 층간절연막(155), 상기 중간 층간절연막(130) 및 상기 하부 층간절연막(115)을 차례로 관통하는 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a) 및 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)가 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 일단에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 타단에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제2 회로 영역(P)에서, 상기 상부 층간절연막(155) 및 상기 중간 층간절연막(130)을 차례로 관통하는 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a) 및 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)가 제공될 수 있다. 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a)는 상기 상부 저항 소자(110a)의 일단에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 타단에 전기적으로 접속될 수 있다.In the second circuit region P, the first lower resistance contact plug 160a and the second lower layer sequentially pass through the upper interlayer insulating layer 155, the intermediate interlayer insulating layer 130, and the lower interlayer insulating layer 115. A resistive contact plug 160b may be provided. The first lower resistance contact plug 160a is electrically connected to one end of the lower resistance element 110b, and the second lower resistance contact plug 160b is electrically connected to the other end of the lower resistance element 110b. Can be. In the second circuit region P, a first upper resistance contact plug 161a and a second upper resistance contact plug 161b sequentially pass through the upper interlayer insulating layer 155 and the intermediate interlayer insulating layer 130. Can be. The first upper resistance contact plug 161a is electrically connected to one end of the upper resistance element 110a, and the second upper resistance contact plug 161b is electrically connected to the other end of the lower resistance element 110b. Can be.

상기 제2 회로 영역(P)의 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a)를 덮는 제1 하부 저항 배선(165a), 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)를 덮는 제2 하부 저항 배선(165b), 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a)를 덮는 제1 상부 저항 배선(166a) 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)를 덮는 제2 상부 저항 배선(166b)이 제공될 수 있다.The first lower resistance wire 165a and the second lower resistance contact plug 160b covering the first lower resistance contact plug 160a on the upper interlayer insulating layer 155 of the second circuit region P are disposed. A second upper resistance wire 166b covering the second lower resistance wire 165b, a first upper resistance wire 166a covering the first upper resistance contact plug 161a, and a second upper resistance contact plug 161b. ) May be provided.

상기 제1 하부 저항 배선(165a), 상기 제2 하부 저항 배선(165b), 상기 제1 상부 저항 배선(166a) 및 상기 제2 상부 저항 배선(166b)은 서로 이격될 수 있다. 따라서, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)는 단독의 저항소자들로 사용할 수 있다. The first lower resistance wire 165a, the second lower resistance wire 165b, the first upper resistance wire 166a, and the second upper resistance wire 166b may be spaced apart from each other. Therefore, the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b may be used as independent resistance elements.

다른 실시예에서, 상기 제2 상부 저항 배선(166b)과 상기 제2 하부 저항 배선(165b)은 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 도 2d에서의 상기 제2 상부 저항 배선(166b) 및 상기 제2 하부 저항 배선(165b) 대신에, 도 3에서와 같이, 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b) 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)와 동시에 접촉하는 저항 연결 패턴(266)이 제공될 수 있다. 따라서, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 단독의 저항소자들로 사용하지 않고 직렬 저항으로 연결함으로써, 원하는 저항값을 갖는 저항소자를 얻을 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125a)를 배치함으로써, 필요한 저항값을 갖는 저항소자를 형성하기 위해 필요한 평면적은 최소화될 수 있다. 따라서, 본 발명에서와 같은 저항소자들이 차지하는 평면적을 감소시킬 수 있기 때문에, 반도체 칩 사이즈를 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에서와 같이 단결정 구조의 반도체 패턴으로 이루어진 본 발명의 저항소자들은 다결정 실리콘 패턴으로 이루어진 동일 사이즈의 저항소자에 비하여 높은 면저항(sheet resistance)을 갖는다. 따라서, 본 발명은 작은 평면적을 차지하면서도 높은 저항값을 갖는 저항소자를 제공할 수 있다.In another embodiment, the second upper resistance wire 166b and the second lower resistance wire 165b may be electrically connected. For example, instead of the second upper resistance wiring 166b and the second lower resistance wiring 165b in FIG. 2D, as shown in FIG. 3, the second upper resistance on the upper interlayer insulating film 155. A resistance connection pattern 266 may be provided to contact the contact plug 161b and the second lower resistance contact plug 160b at the same time. Therefore, by connecting the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b as a series resistor without using the resistance elements alone, a resistance element having a desired resistance value can be obtained. As described above, by disposing the lower resistive element 110b and the upper resistive element 125a, the planar area required to form the resistive element having the required resistance value can be minimized. Therefore, since the plane area occupied by the resistive elements as in the present invention can be reduced, the semiconductor chip size can be minimized. In addition, as in the present invention, the resistive elements of the present invention made of a semiconductor pattern having a single crystal structure have a higher sheet resistance than the resistive elements of the same size made of a polycrystalline silicon pattern. Therefore, the present invention can provide a resistance element having a high resistance value while occupying a small plane area.

이하에서, 도 1, 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2A through 2E.

도 1 및 도 2a를 참조하면, 제1 회로 영역(C) 및 제2 회로영역(P)을 갖는 반도체기판(100)을 준비한다. 상기 제1 회로 영역(C)은 메모리 셀 어레이 영역일 수 있고, 상기 제2 회로 영역(P)은 주변 회로 영역일 수 있다. 한편, 상기 제1 회로 영역(C)은 능동 회로(active circuit) 영역일 수 있고, 상기 제2 회로 영역(P)은 수동 회로(passive circuit) 영역일 수 있다. 상기 반도체기판(100)은 실리콘 기판일 수 있다. 또는 상기 반도체기판(100)은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 저마늄(SiGe), 갈륨 아세닉(GaAs)과 같은 물질을 포함할 수 있다.1 and 2A, a semiconductor substrate 100 having a first circuit region C and a second circuit region P is prepared. The first circuit region C may be a memory cell array region, and the second circuit region P may be a peripheral circuit region. Meanwhile, the first circuit region C may be an active circuit region, and the second circuit region P may be a passive circuit region. The semiconductor substrate 100 may be a silicon substrate. Alternatively, the semiconductor substrate 100 may include a material such as silicon carbide (SiC), silicon germanium (SiGe), or gallium arsenic (GaAs).

상기 반도체기판(100)에 격리막(105s)을 형성하여 제1 활성영역(105a) 및 제2 활성영역(105b)을 한정할 수 있다. 상기 제1 활성영역(105a)은 상기 제1 회로영역(C) 내에서 한정되고, 상기 제2 활성영역(105b)은 상기 제2 회로 영역(P) 내에서 한정될 수 있다. 상기 격리막(105s)은 얕은 트렌치 소자분리 기술(shallow trench isolation technique)을 이용하여 형성할 수 있다.An isolation layer 105s may be formed on the semiconductor substrate 100 to define the first active region 105a and the second active region 105b. The first active region 105a may be defined within the first circuit region C, and the second active region 105b may be defined within the second circuit region P. FIG. The isolation layer 105s may be formed using a shallow trench isolation technique.

상기 제1 활성영역(105a) 내로 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 제1 회로 영역(C)의 반도체기판(100)과 다른 도전형의 워드라인(110a)을 형성할 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 활성영역(105a) 내로 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 하부 저항 소자(110b)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상 기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)이 제1 도전형이고, 상기 하부 저항 소자(110b)가 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형인 경우에, 상기 제1 도전형은 피형이고, 상기 제2 도전형은 앤형일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 도전형은 앤형이고, 상기 제2 도전형은 피형일 수 있다. 상기 하부 저항 소자(110b)는, 평면도로 보았을 때, 원하는 저항값을 얻기 위하여 바타입 또는 지그재그 타입등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 하부 저항 소자(110b)가 형성되는 상기 제2 활성영역(105b)은, 평면도로 보았을 때, 상기 격리막(105s)에 의해 바타입 또는 지그재그 타입등 다양한 형상으로 한정될 수 있다.Injecting impurity ions of a different conductivity type from the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C into the first active region 105a may be different from the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C. A conductive word line 110a may be formed. Similarly, impurity ions of a different conductivity type from the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P may be implanted into the second active region 105a to form the semiconductor substrate of the second circuit region P. A lower resistance element 110b of a different conductivity type than 100 may be formed. For example, when the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P is of a first conductivity type, and the lower resistance element 110b is of a second conductivity type different from the first conductivity type, The first conductivity type may be a pit and the second conductivity type may be an anneal. In contrast, the first conductivity type may be an N-type, and the second conductivity type may be a blood type. The lower resistance element 110b may be formed in various shapes such as a bar type or a zigzag type in order to obtain a desired resistance value when viewed in plan view. That is, the second active region 105b in which the lower resistance element 110b is formed may be defined in various shapes such as a bar type or a zigzag type by the isolation layer 105s when viewed in plan view.

상기 워드라인(110a)과 상기 하부 저항 소자(110b)의 바닥면들은 상기 격리막(105s)의 바닥면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 상기 워드라인(110a)의 측벽 및 상기 하부 저항 소자(110b)의 측벽은 상기 격리막(105s)에 의해 둘러싸일 수 있다. Bottom surfaces of the word line 110a and the lower resistance element 110b may be located at a level higher than a bottom surface of the isolation layer 105s. Sidewalls of the word line 110a and sidewalls of the lower resistance element 110b may be surrounded by the isolation layer 105s.

한편, 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체기판(100)의 소정영역에 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 워드라인(110a)을 형성하고, 이와 마찬가지로 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)의 소정영역에 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 하부 저항 소자(110a)을 형성하고, 얕은 트렌치 소자분리 공정을 진행하여 상기 격리막(105s)을 형성할 수도 있다.Meanwhile, the word line (I) is implanted into a predetermined region of the semiconductor substrate 100 in the first circuit region C by implanting impurity ions of a different conductivity type from the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C. 110a, and similarly, impurity ions having a different conductivity type from those of the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P may be formed in a predetermined region of the semiconductor substrate 100 of the second circuit region P. The lower resistance element 110a may be formed by implantation, and the isolation layer 105s may be formed by performing a shallow trench isolation process.

한편, 상기 워드라인(110a), 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 격리 막(105s)을 형성하는 방법은 상술한 방법에 한정되지 않고 여러 가지의 다른 방법들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 워드라인(110a), 상기 하부 저항 소자(110b)은 에피택시얼 기술을 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 기판(100) 상에 에피택시얼 반도체층을 성장시키고, 상기 에피택시얼 반도체층을 패터닝하여 상기 제1 회로 영역(C)에 제1 에피택시얼 반도체 패턴을 한정함과 아울러 상기 제2 회로 영역(P)에 제2 에피택시얼 반도체 패턴을 한정하는 트렌치 영역을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 트렌치 영역을 채우는 절연막을 형성하여 상기 격리막(105s)을 형성하고, 상기 제1 에피택시얼 반도체 패턴에 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 워드라인(110a)을 형성함과 아울러 상기 제2 에피택시얼 반도체 패턴에 상기 제2 회로 영역(P)의 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상기 하부 저항 소자(110b)를 형성할 수도 있다. 여기서, 상기 제1 에피택시얼 반도체 패턴은 상기 제1 활성영역(105a)에 해당하고, 상기 제2 에피택시얼 반도체 패턴은 상기 제2 활성영역(105b)에 해당할 수 있다.Meanwhile, the method of forming the word line 110a, the lower resistance element 110b and the isolation layer 105s is not limited to the above-described method and may be formed using various other methods. For example, the word line 110a and the lower resistance element 110b may be formed using epitaxial techniques. Specifically, an epitaxial semiconductor layer is grown on the semiconductor substrate 100, and the epitaxial semiconductor layer is patterned to define a first epitaxial semiconductor pattern in the first circuit region C. A trench region defining a second epitaxial semiconductor pattern may be formed in the second circuit region P. Subsequently, an insulating layer filling the trench region is formed to form the isolation layer 105s, and an impurity of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate 100 of the first circuit region C is formed in the first epitaxial semiconductor pattern. By implanting ions to form the word line (110a) and implanting impurity ions of a different conductivity type than the semiconductor substrate 100 of the second circuit region (P) in the second epitaxial semiconductor pattern The lower resistance element 110b may be formed. The first epitaxial semiconductor pattern may correspond to the first active region 105a, and the second epitaxial semiconductor pattern may correspond to the second active region 105b.

도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 워드라인(110a) 및 상기 하부 저항 소자(105b)을 갖는 반도체기판(100) 상에 하부 층간절연막(115)을 형성할 수 있다. 상기 하부 층간절연막(115)은 실리콘 산화막으로 형성할 수 있다. 상기 하부 층간절연막(115)을 패터닝하여 상기 워드라인(110a)의 소정영역을 노출시키는 셀 다이오드 홀(115a)을 형성함과 아울러 상기 하부 저항 소자(110b)의 소정영역을 노출시키는 주변 저항 홀(115b)을 형성할 수 있다. 상기 주변 저항 홀(115b)은, 평면도로 보았을 때, 원하는 저항값을 얻기 위하여 바타입 또는 지그재그 타입등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 1 and 2B, a lower interlayer insulating film 115 may be formed on the semiconductor substrate 100 having the word line 110a and the lower resistance element 105b. The lower interlayer insulating film 115 may be formed of a silicon oxide film. The lower interlayer insulating layer 115 is patterned to form a cell diode hole 115a exposing a predetermined region of the word line 110a and a peripheral resistance hole exposing a predetermined region of the lower resistance element 110b. 115b). The peripheral resistance hole 115b may be formed in various shapes such as a bar type or a zigzag type to obtain a desired resistance value when viewed in plan view.

상기 셀 다이오드 홀(115a) 내에 셀 반도체 패턴(117a)을 형성함과 아울러 상기 주변 저항 홀(115b) 내에 주변 반도체 패턴(117b)을 형성할 수 있다. 상기 셀 반도체 패턴(117a)은 상기 셀 다이오드 홀(115a)에 의해 노출된 상기 워드라인(110a)을 씨드층으로 채택하는 선택적 에피택시얼 성장 기술을 사용하여 형성하고, 상기 주변 반도체 패턴(117b)은 상기 주변 저항 홀(115b)에 의해 노출된 상기 하부 저항 소자(110b)을 씨드층으로 채택하는 선택적 에피택시얼 성장 기술을 사용하여 형성할 수 있다. 따라서, 상기 워드라인(110a) 및 상기 하부 저항 소자(110b)가 단결정 반도체 구조를 갖는 경우에 상기 셀 및 주변 반도체패턴들(117a, 117b)은 단결정 반도체 구조를 갖도록 형성될 수 있다. A cell semiconductor pattern 117a may be formed in the cell diode hole 115a and a peripheral semiconductor pattern 117b may be formed in the peripheral resistance hole 115b. The cell semiconductor pattern 117a is formed using a selective epitaxial growth technique employing the word line 110a exposed by the cell diode hole 115a as a seed layer, and the peripheral semiconductor pattern 117b. May be formed using a selective epitaxial growth technique that adopts the lower resistance element 110b exposed by the peripheral resistance hole 115b as a seed layer. Therefore, when the word line 110a and the lower resistance element 110b have a single crystal semiconductor structure, the cell and peripheral semiconductor patterns 117a and 117b may be formed to have a single crystal semiconductor structure.

한편, 상기 셀 및 주변 반도체 패턴들(117a, 117b)을 형성하는 것은 선택적 에피택시얼 성장 기술을 사용하여 상기 셀 다이오드 홀(115a) 및 상기 주변 저항 홀(115b)을 채우며 상기 하부 층간절연막(115)의 상부면보다 높은 표면을 갖는 반도체막을 형성하고, 상기 반도체막을 평탄화시키는 것을 포함할 수 있다. 그 결과, 상기 셀 및 주변 반도체 패턴들(117a, 117b)은 상기 하부 층간절연막(115)의 상부면과 동일한 레벨의 평평한 표면들을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 선택적 에피택시얼 성장 공정이 실리콘 소스 가스를 사용하여 진행되는 경우에, 상기 셀 및 주변 반도체 패턴들(117a, 117b)은 단결정 구조의 실리콘막으로 형성될 수 있다.Meanwhile, forming the cell and peripheral semiconductor patterns 117a and 117b fills the cell diode hole 115a and the peripheral resistance hole 115b by using a selective epitaxial growth technique and the lower interlayer insulating layer 115. And forming a semiconductor film having a surface higher than the upper surface of the substrate) and planarizing the semiconductor film. As a result, the cell and peripheral semiconductor patterns 117a and 117b may be formed to have flat surfaces having the same level as the upper surface of the lower interlayer insulating film 115. When the selective epitaxial growth process is performed using a silicon source gas, the cells and the peripheral semiconductor patterns 117a and 117b may be formed of a silicon film having a single crystal structure.

다른 방법으로(alternatively), 화학기상증착(CVD)과 같은 반도체 공정을 이 용하여 상기 셀 다이오드 홀(115a) 및 상기 주변 저항 홀(115b)을 채우는 비단결정 반도체막, 즉 비정질 실리콘막 또는 다결정 실리콘막을 형성하고, 상기 비단결정 반도체막을 고상 에피택시얼(solid phase epitaxial; SPE) 기술을 사용하여 결정화하여 상기 셀 다이오드 홀(115a) 내의 상기 셀 반도체 패턴(117a) 및 상기 주변 저항 홀(115b) 내의 상기 주변 반도체 패턴(117b)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 고상 에피택시얼 기술은 상기 비단결정 반도체막을 약 500℃ 내지 800℃의 온도에서 열처리하여 단결정화시키는 것을 포함할 수 있다. Alternatively, a non-single-crystal semiconductor film, i.e., an amorphous silicon film or a polycrystalline silicon film, which fills the cell diode hole 115a and the peripheral resistance hole 115b is formed using a semiconductor process such as chemical vapor deposition (CVD). And crystallize the non-single crystal semiconductor film using solid phase epitaxial (SPE) technology to form the cell semiconductor pattern 117a and the peripheral resistance hole 115b in the cell diode hole 115a. The peripheral semiconductor pattern 117b may be formed. For example, the solid state epitaxial technique may include heat treating the non-single crystal semiconductor film at a temperature of about 500 ° C. to 800 ° C. to single crystallization.

도 1 및 도 2c를 참조하면, 상기 셀 반도체 패턴(117a)의 하부영역 내로 제1 도전형의 불순물 이온들 또는 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 제1 반도체 패턴(120a)을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제1 반도체 패턴(120a)은 상기 제1 도전형 또는 상기 제2 도전형을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 셀 반도체 패턴(117a)의 상부 영역 내로 상기 제1 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 제2 반도체 패턴(125a)을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제2 반도체 패턴(125a)은 상기 제1 도전형을 갖도록 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 반도체 패턴(120a)을 형성하기 위한 이온주입 공정은 상기 제2 반도체 패턴(125a)을 형성하기 위한 이온주입 공정 후에 진행될 수도 있다.1 and 2C, a first semiconductor pattern is formed by implanting impurity ions of a first conductivity type or impurity ions of a second conductivity type different from the first conductivity type into a lower region of the cell semiconductor pattern 117a. 120a may be formed. Therefore, the first semiconductor pattern 120a may be formed to have the first conductivity type or the second conductivity type. In addition, the second semiconductor pattern 125a may be formed by implanting impurity ions of the first conductivity type into the upper region of the cell semiconductor pattern 117a. Therefore, the second semiconductor pattern 125a may be formed to have the first conductivity type. The ion implantation process for forming the first semiconductor pattern 120a may be performed after the ion implantation process for forming the second semiconductor pattern 125a.

상기 주변 반도체 패턴(117b)의 하부영역 내로 상기 제1 도전형의 불순물 이온들 또는 상기 제2 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 장벽 불순물 영역(barrier impurity region; 120b)을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 제1 도전형 또는 상기 제2 도전형을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 주변 반도체 패턴(117b)의 상부 영역 내로 상기 제1 도전형 또는 상기 제2 도전형의 불순물 이온들을 주입하여 상부 저항 소자(125b)를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 상부 저항 소자(125b)는 상기 제1 도전형 또는 상기 제2 도전형을 갖도록 형성할 수 있다. 상기 상부 저항 소자(125b)는 상기 제2 반도체 패턴(125a)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치하는 상부면을 갖도록 형성될 수 있다. 한편, 상기 장벽 불순물 영역(120b)을 형성하기 위한 이온주입 공정은 상기 상부 저항 소자(125b)를 형성하기 위한 이온주입 공정 후에 진행될 수도 있다. 상기 제1 도전형은 피형이고, 상기 제2 도전형은 앤형일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 도전형은 앤형이고, 상기 제2 도전형은 피형일 수 있다. A barrier impurity region 120b may be formed by implanting the first conductivity type impurity ions or the second conductivity type impurity ions into the lower region of the peripheral semiconductor pattern 117b. Therefore, the barrier impurity region 120b may be formed to have the first conductivity type or the second conductivity type. In addition, the upper resistance element 125b may be formed by implanting the first conductivity type or the second conductivity type impurity ions into the upper region of the peripheral semiconductor pattern 117b. Therefore, the upper resistance element 125b may be formed to have the first conductivity type or the second conductivity type. The upper resistance element 125b may be formed to have an upper surface positioned at substantially the same level as the upper surface of the second semiconductor pattern 125a. Meanwhile, the ion implantation process for forming the barrier impurity region 120b may be performed after the ion implantation process for forming the upper resistance element 125b. The first conductivity type may be a blood type, and the second conductivity type may be an N-type. In contrast, the first conductivity type may be an N-type, and the second conductivity type may be a blood type.

한편, 상기 제1 반도체 패턴(120a) 및 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 동일한 이온주입 공정에 의해 형성되어 동일한 도전형을 가질 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 반도체 패턴(120b) 및 상기 상부 저항소자(125b)는 동일한 이온주입 공정에 의해 형성되어 동일한 도전형을 가질 수 있다.Meanwhile, the first semiconductor pattern 120a and the barrier impurity region 120b may be formed by the same ion implantation process to have the same conductivity type. Similarly, the second semiconductor pattern 120b and the upper resistance element 125b may be formed by the same ion implantation process to have the same conductivity type.

상기 제1 반도체 패턴(120a)이 상기 제1 도전형 및 상기 제2 도전형중 어느 하나의 도전형을 갖도록 형성될지라도, 상기 제1 반도체 패턴(120a)은 상기 워드라인(110a) 및 상기 제2 반도체 패턴(125a)보다 낮은 불순물 농도를 갖도록 도우핑되는 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로, 상기 장벽 불순물 영역(120b)이 상기 제1 도전형 및 상기 제2 도전형 중 어느 하나의 도전형을 갖도록 형성될지라도, 상기 장벽 불순물 영역(120b)은 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)보다 낮은 불순물 농도를 갖도록 도우핑되는 것이 바람직하다.Although the first semiconductor pattern 120a is formed to have any one of the first conductive type and the second conductive type, the first semiconductor pattern 120a may be formed of the word line 110a and the first conductive pattern. It is preferable to be doped to have a lower impurity concentration than the two semiconductor patterns 125a. Similarly, even when the barrier impurity region 120b is formed to have any one of the first conductivity type and the second conductivity type, the barrier impurity region 120b is the lower resistance element 110b and It is preferable to be doped to have a lower impurity concentration than the upper resistance element 125b.

상기 제1 반도체 패턴(120a)이 상기 제2 도전형의 불순물 이온들로 도우핑된 경우에, 상기 셀 다이오드 홀(115a) 내에 차례로 적층된 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들(120a, 125a)은 셀 다이오드(D)를 구성한다. 이와는 달리, 상기 제1 반도체 패턴(120a)이 상기 제1 도전형의 불순물 이온들로 도우핑된 경우에, 상기 워드라인(110a) 및 이와 접촉하는 상기 제1 반도체 패턴(120a)이 셀 다이오드을 구성한다.When the first semiconductor pattern 120a is doped with impurity ions of the second conductivity type, the first and second semiconductor patterns 120a and 125a sequentially stacked in the cell diode hole 115a. Constitutes the cell diode (D). In contrast, when the first semiconductor pattern 120a is doped with impurity ions of the first conductivity type, the word line 110a and the first semiconductor pattern 120a in contact with the first semiconductor pattern 120a form a cell diode. do.

도 1 및 도 2d를 참조하면, 상기 하부 층간절연막(115) 상에 상기 제2 반도체 패턴(125a) 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 덮는 중간 층간절연막(130)을 형성할 수 있다. 상기 중간 층간절연막(130)을 패터닝하여 상기 제2 반도체 패턴(125a)을 노출시키는 콘택 홀(130a)을 형성할 수 있다. 상기 콘택 홀(130a)의 측벽 상에 절연성 스페이서(135)를 형성할 수 있다. 상기 절연성 스페이서(135)를 갖는 기판 상에 상기 콘택 홀(130a)을 채우는 하부 전극(140)을 형성할 수 있다. 상기 하부 전극(140)은 후속 공정에서 형성되는 상변이 물질막과 반응하지 않는 금속막으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 전극(140)은 타이타늄 질화막 또는 타이타늄 알루미늄 질화막으로 형성할 수 있다. 1 and 2D, an intermediate interlayer insulating layer 130 may be formed on the lower interlayer insulating layer 115 to cover the second semiconductor pattern 125a and the upper resistance element 125b. The intermediate interlayer insulating layer 130 may be patterned to form a contact hole 130a exposing the second semiconductor pattern 125a. An insulating spacer 135 may be formed on the sidewall of the contact hole 130a. The lower electrode 140 may be formed on the substrate having the insulating spacer 135 to fill the contact hole 130a. The lower electrode 140 may be formed of a metal film that does not react with the phase change material film formed in a subsequent process. For example, the lower electrode 140 may be formed of a titanium nitride film or a titanium aluminum nitride film.

상기 하부 전극(140) 상에 정보 저장 요소(145) 및 상부전극(147)을 형성할 수 있다. 상기 정보 저장 요소(145)는 칼코게나이드막(chalcogenide layer)과 같은 상변이 물질막으로 형성할 수 있다. 그러나, 상기 정보 저장 요소(145)는 상변이 물질막에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 정보 저장 요소(145)는 이성분계 금속산화막과 같은 물질로 형성할 수도 있다. 상기 상부전극(147)은 상기 정보 저장 요 소(145)와 반응하지 않는 타이타늄 질화막 또는 타이타늄 알루미늄 질화막으로 형성할 수 있다. An information storage element 145 and an upper electrode 147 may be formed on the lower electrode 140. The information storage element 145 may be formed of a phase change material film such as a chalcogenide layer. However, the information storage element 145 is not limited to the phase change material film. For example, the information storage element 145 may be formed of a material such as a binary metal oxide film. The upper electrode 147 may be formed of a titanium nitride film or a titanium aluminum nitride film that does not react with the information storage element 145.

다른 실시예에서, 상기 하부 전극(140)은 상기 콘택 홀(130a)을 부분적으로 채울 수 있다. 따라서, 상기 정보 저장 요소(145)를 상기 콘택 홀(130a) 내에 국한된 형태(confined shape)를 갖도록 형성할 수도 있다.In another embodiment, the lower electrode 140 may partially fill the contact hole 130a. Accordingly, the information storage element 145 may be formed to have a confined shape within the contact hole 130a.

도 1 및 도 2e를 참조하면, 상기 중간 층간절연막(130) 상에 상기 정보 저장 요소(145) 및 상기 상부전극(147)을 덮는 상부 층간절연막(155)을 형성할 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 상부 층간절연막(155)을 관통하며 상기 상부전극(147)과 전기적으로 접속된 비트라인 콘택 플러그(155)를 형성할 수 있다. 상기 제1 회로 영역(C)의 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 비트라인 콘택 플러그(155)를 덮는 비트라인(157)을 형성할 수 있다.1 and 2E, an upper interlayer insulating layer 155 may be formed on the intermediate interlayer insulating layer 130 to cover the information storage element 145 and the upper electrode 147. A bit line contact plug 155 may be formed through the upper interlayer insulating layer 155 of the first circuit region C and electrically connected to the upper electrode 147. A bit line 157 may be formed on the upper interlayer insulating layer 155 of the first circuit region C to cover the bit line contact plug 155.

상기 제2 회로 영역(P)에서, 상기 상부 층간절연막(155), 상기 중간 층간절연막(130) 및 상기 하부 층간절연막(115)을 차례로 관통하는 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a) 및 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)을 형성할 수 있다. 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 일단에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 타단에 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제2 회로 영역(P)에서, 상기 상부 층간절연막(155) 및 상기 중간 층간절연막(130)을 차례로 관통하는 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a) 및 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)을 형성할 수 있다. 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a)는 상기 상부 저항 소자(110a)의 일단에 전기적으로 접속되 고, 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)는 상기 하부 저항 소자(110b)의 타단에 전기적으로 접속될 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 하부 저항 콘택 플러그들(160a, 160b), 및 상기 제1 및 제2 상부 저항 콘택 플러그들(161a, 161b)은 동일한 반도체 공정에 의해 형성될 수 있다.In the second circuit region P, the first lower resistance contact plug 160a and the second lower layer sequentially pass through the upper interlayer insulating layer 155, the intermediate interlayer insulating layer 130, and the lower interlayer insulating layer 115. The resistive contact plug 160b may be formed. The first lower resistance contact plug 160a is electrically connected to one end of the lower resistance element 110b, and the second lower resistance contact plug 160b is electrically connected to the other end of the lower resistance element 110b. Can be. In the second circuit region P, a first upper resistance contact plug 161a and a second upper resistance contact plug 161b which sequentially pass through the upper interlayer insulating layer 155 and the intermediate interlayer insulating layer 130 are formed. can do. The first upper resistance contact plug 161a is electrically connected to one end of the upper resistance element 110a, and the second upper resistance contact plug 161b is electrically connected to the other end of the lower resistance element 110b. Can be connected. The first and second lower resistance contact plugs 160a and 160b and the first and second upper resistance contact plugs 161a and 161b may be formed by the same semiconductor process.

상기 제2 회로 영역(P)의 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그(160a)를 덮는 제1 하부 저항 배선(165a), 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)를 덮는 제2 하부 저항 배선(165b), 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그(161a)를 덮는 제1 상부 저항 배선(166a) 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b)를 덮는 제2 상부 저항 배선(166b)을 형성할 수 있다. 상기 비트라인(157), 상기 제1 하부 저항 배선(165a), 상기 제2 하부 저항 배선(165b), 상기 제1 상부 저항 배선(166a) 및 상기 제2 상부 저항 배선(166b)은 동일한 반도체 공정에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1 하부 저항 배선(165a), 상기 제2 하부 저항 배선(165b), 상기 제1 상부 저항 배선(166a) 및 상기 제2 상부 저항 배선(166b)은 서로 이격될 수 있다. 따라서, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)는 단독의 저항소자들로 사용할 수 있다.The first lower resistance wire 165a and the second lower resistance contact plug 160b covering the first lower resistance contact plug 160a on the upper interlayer insulating layer 155 of the second circuit region P are disposed. A second upper resistance wire 166b covering the second lower resistance wire 165b, a first upper resistance wire 166a covering the first upper resistance contact plug 161a, and a second upper resistance contact plug 161b. ) Can be formed. The bit line 157, the first lower resistance wiring 165a, the second lower resistance wiring 165b, the first upper resistance wiring 166a, and the second upper resistance wiring 166b are the same semiconductor process. It can be formed by. The first lower resistance wire 165a, the second lower resistance wire 165b, the first upper resistance wire 166a, and the second upper resistance wire 166b may be spaced apart from each other. Therefore, the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b may be used as independent resistance elements.

한편, 도 2d에서의 상기 제2 상부 저항 배선(166b) 및 상기 제2 하부 저항 배선(165b)을 형성하는 대신에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 층간절연막(155) 상에 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그(161b) 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그(160b)에 동시에 접촉하는 저항 연결 패턴(266)을 형성하여 상기 하부 저항 소자(110b)와 상기 상부 저항 소자(125b)를 직렬 저항으로 연결할 수 있다. 따라 서, 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 단독의 저항소자들로 사용하지 않고 서로 직렬 저항으로 연결함으로써, 원하는 저항값을 갖는 저항소자를 얻을 수 있다.On the other hand, instead of forming the second upper resistance wiring 166b and the second lower resistance wiring 165b in FIG. 2D, as shown in FIG. 2 form a resistance connection pattern 266 which contacts the upper resistance contact plug 161b and the second lower resistance contact plug 160b at the same time, thereby connecting the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b in series; Can be connected. Therefore, by using the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b as a series resistor without connecting each other as a single resistance element, a resistance element having a desired resistance value can be obtained.

상술한 바와 같이, 상기 제1 회로 영역(C)에 다이오드를 형성함과 아울러 상기 제2 회로 영역(P)에 상기 하부 저항 소자(110b) 및/또는 상기 상부 저항 소자(125b)를 형성함으로써, 반도체소자에 필요한 저항소자를 형성하기 위해 별도의 포토리소그래피 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 반도체소자의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 적층된 형태의 상기 하부 저항 소자(110b) 및 상기 상부 저항 소자(125b)를 형성함으로써, 반도체소자에서 저항소자가 차지하는 평면적을 최소화할 수 있다. 그리고, 상기 하부 저항 소자(110b) 및/또는 상기 상부 저항 소자(125b)를 단결정 구조의 반도체 물질로 형성함으로써, 본 발명은 다결정 구조를 갖는 동일한 크기의 저항소자보다 높은 면저항을 갖는 저항소자를 구현할 수 있다.As described above, by forming a diode in the first circuit region C and by forming the lower resistance element 110b and / or the upper resistance element 125b in the second circuit region P, A separate photolithography process may be omitted in order to form a resistance device required for the semiconductor device. Therefore, productivity of a semiconductor element can be improved. In addition, by forming the lower resistance element 110b and the upper resistance element 125b in a stacked form, the planar area occupied by the resistance element in the semiconductor device may be minimized. In addition, by forming the lower resistance element 110b and / or the upper resistance element 125b with a semiconductor material having a single crystal structure, the present invention may implement a resistance element having a higher sheet resistance than a resistance element of the same size having a polycrystalline structure. Can be.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 단면도들이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating semiconductor devices in accordance with some embodiments of the inventive concept.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

Claims (20)

제1 회로 영역 및 제2 회로 영역을 갖는 반도체 기판;A semiconductor substrate having a first circuit region and a second circuit region; 상기 반도체기판 상의 하부 층간절연막;A lower interlayer insulating film on the semiconductor substrate; 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제1 홀 및 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제2 홀;A first hole penetrating the lower interlayer insulating film in the first circuit region and a second hole penetrating the lower interlayer insulating film in the second circuit region; 상기 제1 홀 내에 차례로 적층된 제1 반도체 패턴 및 제2 반도체 패턴; 및A first semiconductor pattern and a second semiconductor pattern sequentially stacked in the first hole; And 상기 제2 홀 내에 제공되며 상기 제2 반도체 패턴과 동일한 결정구조를 갖는 제1 저항 소자(resistor)를 포함하는 반도체 소자.And a first resistor provided in the second hole and having the same crystal structure as the second semiconductor pattern. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들은 단결정 반도체 패턴들인 것을 특징으로 하는 반도체소자.And the first and second semiconductor patterns are single crystal semiconductor patterns. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 저항 소자는 상기 제2 반도체 패턴의 상부면과 동일한 레벨에 위치하는 상부면을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체소자.And the first resistor element has a top surface positioned at the same level as the top surface of the second semiconductor pattern. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막 및 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판 사이에 배치되며 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 워드라인; 및A word line disposed between the lower interlayer insulating film of the first circuit region and the semiconductor substrate of the first circuit region and having a different conductivity type from the semiconductor substrate of the first circuit region; And 상기 워드라인의 측벽을 둘러싸는 격리막을 더 포함하되, 상기 제1 홀은 상기 워드라인의 소정영역을 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And an isolation layer surrounding a sidewall of the word line, wherein the first hole exposes a predetermined region of the word line. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제1 반도체 패턴은 상기 워드라인과 같은 도전형이며 상기 워드라인보다 낮은 불순물 농도를 갖고, 상기 제2 반도체 패턴은 상기 워드라인과 다른 도전형인 것을 특징으로 하는 반도체소자.And wherein the first semiconductor pattern is of the same conductivity type as the word line and has a lower impurity concentration than the word line, and the second semiconductor pattern is of a different conductivity type than the word line. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제1 반도체 패턴은 상기 제2 반도체 패턴과 같은 도전형을 가지며 상기 제2 반도체 패턴보다 낮은 불순물 농도를 갖고, 상기 제1 반도체 패턴과 상기 워드라인은 서로 다른 도전형을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.Wherein the first semiconductor pattern has the same conductivity type as the second semiconductor pattern, has a lower impurity concentration than the second semiconductor pattern, and the first semiconductor pattern and the word line have different conductivity types. device. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막 및 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판 사이에 배치되며 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 제2 저항 소자(second resistor); 및A second resistor disposed between the lower interlayer insulating film of the second circuit region and the semiconductor substrate of the second circuit region, the second resistor having a different conductivity type from the semiconductor substrate of the second circuit region; And 상기 제2 저항 소자의 측벽을 둘러싸는 격리막을 더 포함하되, 상기 제2 홀 은 상기 제2 저항 소자의 소정영역을 노출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a separator surrounding the sidewalls of the second resistance element, wherein the second hole exposes a predetermined region of the second resistance element. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 제1 저항 소자와 상기 제2 저항 소자 사이에 개재된 장벽 불순물 영역(barrier impurity region)을 더 포함하는 반도체소자.And a barrier impurity region interposed between the first resistive element and the second resistive element. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 다른 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제1 저항소자와 같은 도전형이면서 상기 제1 저항소자보다 낮은 불순물 농도를 갖는 반도체소자.The first resistive element and the second resistive element are of different conductivity types, and the barrier impurity region is of the same conductivity type as the first resistive element and has a lower impurity concentration than the first resistive element. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 다른 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제2 저항소자와 같은 도전형이면서 상기 제2 저항소자보다 낮은 불순물 농도를 갖는 반도체소자.The first resistive element and the second resistive element are of different conductivity types, and the barrier impurity region is of the same conductivity type as the second resistive element and has a lower impurity concentration than the second resistive element. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항 소자는 서로 같은 도전형이고, 상기 장벽 불순물 영역은 상기 제1 및 제2 저항소자들과 다른 도전형인 것을 특징으로 하는 반도체소자.And the first resistive element and the second resistive element are of the same conductivity type, and the barrier impurity region is of a different conductivity type than the first and second resistor elements. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 하부 층간절연막 상의 상부 층간절연막;An upper interlayer insulating film on the lower interlayer insulating film; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그;A first lower resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film in the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element, and a second connection element electrically connected to the other end of the second resistance element. 2 bottom resistance contact plugs; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 상부 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그; A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the upper resistance element; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 하부 저항 배선; 및A first lower resistance wire provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug and the second lower resistance wire covering the second lower resistance contact plug; And 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 상부 저항 배선을 더 포함하는 반도체소자.A semiconductor device provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the semiconductor device further comprising a first upper resistance wire covering the first upper resistance contact plug and a second upper resistance wire covering the second upper resistance contact plug; . 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 하부 층간절연막 상의 상부 층간절연막;An upper interlayer insulating film on the lower interlayer insulating film; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관 통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그;A first lower resistance contact plug electrically connected to one end of the second resistive element and electrically connected to the other end of the second resistive element through the upper interlayer insulating layer and the lower interlayer insulating layer of the second circuit region. A second lower resistance contact plug; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 상부 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그; A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film of the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the upper resistance element; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선; 및A first lower resistance wire provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug and the first upper resistance wire covering the first upper resistance contact plug; And 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 제공되되, 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그와 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그에 접촉하는 저항 연결 패턴을 더 포함하는 반도체소자.And a resistive connection pattern provided on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region, the resistive connection pattern contacting the second lower resistance contact plug and the second upper resistance contact plug. 제1 회로 영역 및 제2 회로 영역을 갖는 반도체기판을 준비하고,Preparing a semiconductor substrate having a first circuit region and a second circuit region, 상기 제1 및 제2 회로 영역들을 갖는 상기 반도체 기판 상에 하부 층간절연막을 형성하고,Forming a lower interlayer insulating film on the semiconductor substrate having the first and second circuit regions, 상기 하부 층간절연막을 패터닝하여 상기 제1 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제1 홀 및 상기 제2 회로 영역의 상기 하부 층간절연막을 관통하는 제2 홀을 형성하고,Patterning the lower interlayer insulating film to form a first hole penetrating the lower interlayer insulating film in the first circuit region and a second hole penetrating the lower interlayer insulating film in the second circuit region, 상기 제1 홀 내에 차례로 적층된 제1 반도체 패턴 및 제2 반도체 패턴을 형 성하고,Forming a first semiconductor pattern and a second semiconductor pattern sequentially stacked in the first hole, 상기 제2 홀 내에 차례로 적층된 장벽 불순물 영역 및 제1 저항소자를 형성하는 것을 포함하는 반도체소자의 제조방법.Forming a barrier impurity region and a first resistive element sequentially stacked in the second hole. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자는 동일한 결정구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.And the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region and the first resistive element are formed to have the same crystal structure. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자는 단결정 반도체 패턴들로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.And the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region and the first resistive element are formed of single crystal semiconductor patterns. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 하부 층간절연막을 형성하기 전에, Before forming the lower interlayer insulating film, 상기 반도체 기판에 상기 제1 회로 영역의 제1 활성영역 및 상기 제2 회로 영역의 제2 활성영역을 한정하는 격리막을 형성하고,Forming an isolation layer on the semiconductor substrate to define a first active region of the first circuit region and a second active region of the second circuit region, 상기 제1 활성영역에 상기 제1 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 불순물 이온들을 주입하여 워드라인을 형성하고,Implanting impurity ions having a conductivity type different from that of the semiconductor substrate in the first circuit region to form a word line in the first active region, 상기 제2 활성영역에 상기 제2 회로 영역의 상기 반도체기판과 다른 도전형을 갖는 불순물 이온들을 주입하여 제2 저항소자를 형성하는 것을 더 포함하되, Implanting impurity ions having a conductivity type different from that of the semiconductor substrate in the second circuit region to form a second resistance element in the second active region, 상기 격리막은 상기 워드라인의 측벽 및 상기 제2 저항소자의 측벽을 둘러싸도록 형성되고, 상기 제1 홀은 상기 워드라인의 소정영역을 노출시키도록 형성되고, 상기 제2 홀은 상기 제2 저항소자의 소정영역을 노출시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.The isolation layer is formed to surround sidewalls of the word line and sidewalls of the second resistance element, the first hole is formed to expose a predetermined region of the wordline, and the second hole is the second resistance element. And to expose a predetermined region of the semiconductor device. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 반도체 패턴을 갖는 반도체기판 상에 상부 층간절연막을 형성하고,Forming an upper interlayer insulating film on the semiconductor substrate having the first resistance element and the second semiconductor pattern; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그를 형성하고,A first lower resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film in the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element, and a second connection element electrically connected to the other end of the second resistance element. 2 form the bottom resistance contact plug, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제1 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 제1 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그를 형성하고,A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating layer in the second circuit region and electrically connected to one end of the first resistance element, and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the first resistance element. Form the 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 하부 저항 배선을 형성하고,Forming first lower resistance wires covering the first lower resistance contact plugs and second lower resistance wires covering the second lower resistance contact plugs on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선 및 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제2 상부 저항 배선을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체소자의 제조방법.Forming a first upper resistance wiring covering the first upper resistance contact plug and a second upper resistance wiring covering the second upper resistance contact plug on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region. Manufacturing method. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제1 저항 소자 및 상기 제2 반도체 패턴을 갖는 반도체기판 상에 상부 층간절연막을 형성하고,Forming an upper interlayer insulating film on the semiconductor substrate having the first resistance element and the second semiconductor pattern; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 및 상기 하부 층간절연막을 관통하며 상기 제2 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 하부 저항 콘택 플러그 및 상기 제2 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 하부 저항 콘택 플러그를 형성하고,A first lower resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film in the second circuit region and electrically connected to one end of the second resistance element, and a second connection element electrically connected to the other end of the second resistance element. 2 form the bottom resistance contact plug, 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막을 관통하며 상기 제1 저항 소자의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 상부 저항 콘택 플러그 및 상기 제1 저항 소자의 타단과 전기적으로 접속하는 제2 상부 저항 콘택 플러그를 형성하고,A first upper resistance contact plug penetrating the upper interlayer insulating layer in the second circuit region and electrically connected to one end of the first resistance element, and a second upper resistance contact plug electrically connected to the other end of the first resistance element. Form the 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제1 하부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 하부 저항 배선 및 상기 제1 상부 저항 콘택 플러그를 덮는 제1 상부 저항 배선을 형성하고,Forming a first lower resistance wire covering the first lower resistance contact plug and a first upper resistance wire covering the first upper resistance contact plug on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region; 상기 제2 회로 영역의 상기 상부 층간절연막 상에 상기 제2 하부 저항 콘택 플러그와 상기 제2 상부 저항 콘택 플러그에 접촉하는 저항 연결 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는 반도체소자의 제조방법.And forming a resistive connection pattern on the upper interlayer insulating layer of the second circuit region to contact the second lower resistance contact plug and the second upper resistance contact plug. 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들, 상기 장벽 불순물 영역 및 상기 제1 저항소자를 형성하는 것은Forming the first and second semiconductor patterns, the barrier impurity region and the first resistor element 상기 제1 홀 내에 셀 반도체 패턴을 형성함과 아울러 상기 제2 홀 내에 주변 반도체 패턴을 형성하고,Forming a cell semiconductor pattern in the first hole and forming a peripheral semiconductor pattern in the second hole, 상기 셀 반도체 패턴의 하부 영역에 이온주입 기술을 사용하여 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제1 도전형과 다른 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키고,Doping with impurities of a first conductivity type or impurities of a second conductivity type different from the first conductivity type by using an ion implantation technique in the lower region of the cell semiconductor pattern, 상기 셀 반도체 패턴의 상부 영역을 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들로 도우핑시키고,The upper region of the cell semiconductor pattern is doped with impurities of the first conductivity type using an ion implantation technique, 상기 주변 반도체 패턴의 하부 영역에 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키고,Doping with impurities of the first conductivity type or impurities of the second conductivity type using an ion implantation technique in the lower region of the peripheral semiconductor pattern, 상기 주변 반도체 패턴의 상부 영역을 이온주입 기술을 사용하여 상기 제1 도전형의 불순물들 또는 상기 제2 도전형의 불순물들로 도우핑시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.And doping the upper region of the peripheral semiconductor pattern with the impurities of the first conductivity type or the impurities of the second conductivity type by using an ion implantation technique.
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