KR20100132197A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor device and a method for manufacturing the same are provided to reduce gate-induced-drain-leakage(GIDL) by alleviating electric field among a gate electrode, a source, and a drain. CONSTITUTION: An active region(10A) is defined on a substrate(10) by an element isolating film(13). A trench is formed in the active region. A source(S) and a drain(D) are formed on both sides of the trench. A first gate conductive film(18) is formed on the lower side of the trench along the surface of the trench. A second gate conductive film(19) is formed on the first gate conductive film.

Description

반도체 소자 및 그 제조방법{SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Semiconductor device and manufacturing method therefor {SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 GIDL(Gate Induced Drain Leakage)을 줄이기 위한 반도체 소자 및 그 제조방법에 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 for reducing gate induced drain leakage (GIDL).

하나의 모스 트랜지스터(MOS transistor)와 하나의 캐패시터(capacitor)로 단위 셀이 구성되는 디램(DRAM) 소자에서는 칩(chip)에서 많은 면적을 차지하는 캐패시터의 캐패시턴스(capacitacne)을 크게 하면서 면적을 줄이는 것이 고집적화에 중요한 요인이 되고 있다.In DRAM devices, in which a unit cell is composed of one MOS transistor and one capacitor, it is highly integrated to reduce the area while increasing the capacitance of a capacitor that occupies a large area on a chip. Has become an important factor.

좁은 면적에 높은 캐패시턴스를 갖는 캐패시터를 형성하기 위해서 캐패시터의 높이를 증가시키거나, 유전막의 두께를 줄이는 등의 시도가 이루어지고 있다. In order to form a capacitor having a high capacitance in a small area, attempts have been made to increase the height of the capacitor or to reduce the thickness of the dielectric film.

그러나, 캐패시터의 높이를 높일 경우 셀 영역과 주변 영역간 단차가 증가되는 문제가 발생되고, 유전막의 두께를 낮출 경우 유전막의 두께 감소에 따라 누설전류가 증가하는 문제가 발생된다.However, when the height of the capacitor is increased, there is a problem that the step difference between the cell region and the peripheral region is increased, and when the thickness of the dielectric film is decreased, the leakage current increases as the thickness of the dielectric film is decreased.

이러한 문제들을 극복하기 위하여, 최근에는 매립형 게이트를 사용하여 비트 라인 기생 캐패시턴스를 절반 수준으로 감소시킴으로써 동일한 센스앰프(sense amplifier) 구동 능력을 유지하는데 필요로 하는 캐패시터의 캐패시턴스를 획기적으로 낮추는 방법이 도입되었다.In order to overcome these problems, recently, a method of using embedded gates to reduce the bit line parasitic capacitance to half level has been introduced to drastically lower the capacitance of the capacitor required to maintain the same sense amplifier driving capability. .

매립형 게이트의 게이트 전극으로는 통상적으로 낮은 비저항을 갖는 금속을 채택하고 있다.As the gate electrode of the buried gate, a metal having a low specific resistance is usually adopted.

그러나, N 채널 트랜지스터의 게이트 전극으로 N+형 폴리실리콘막 대신 금속을 사용할 경우, 금속의 일함수값이 N+형 폴리실리콘막의 일함수값보다 크기 때문에 게이트 전극과 소스, 드레인 사이의 게이트 절연막에 높은 전계가 인가되어 GIDL(Gate Induced Drain Leakage)이 증가되고 그에 따라 디램 소자의 리프래시(refresh) 특성이 저하되는 문제가 있다.However, when a metal is used instead of an N + type polysilicon film as the gate electrode of the N-channel transistor, a high electric field is applied to the gate insulating film between the gate electrode, the source, and the drain because the work function value of the metal is larger than that of the N + type polysilicon film. Application of GIDL (Gate Induced Drain Leakage) increases, thereby reducing the refresh characteristics of the DRAM device.

본 발명은 GIDL을 줄이고 리프래시 특성을 향상시키기 위한 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same for reducing GIDL and improving retrace characteristics.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자는 소자분리막에 의해 액티브 영역이 정의된 기판과, 상기 소자분리막을 포함한 상기 액티브 영역에 형성된 트렌치와, 상기 트렌치 양측 상기 액티브 영역에 형성된 소스 및 드레인과, 상기 트렌치 하부에 상기 트렌치 표면을 따라 형성된 제 1 게이트 도전막과, 상기 제 1 게이트 도전막 상에 형성되며 상기 트렌치 측면과 일정 간격을 갖고 분리되는 제 2 게이트 도전막과, 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이의 공간을 채우는 절연막을 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a substrate in which an active region is defined by an isolation layer, trenches formed in the active region including the isolation layer, sources and drains formed in both sides of the trench, and the trenches. A first gate conductive layer formed along the trench surface at a lower portion thereof, a second gate conductive layer formed on the first gate conductive layer and separated from the trench side surface at a predetermined interval, and the second gate conductive layer and the And an insulating film filling the space between the trench sides.

상기 제 1 게이트 도전막의 상단 표면은 상기 제 2 게이트 도전막의 상단 표면으로부터 10 내지 600Å 아래에 위치되는 것을 특징으로 한다.The upper surface of the first gate conductive layer is positioned 10 to 600 kV below the upper surface of the second gate conductive layer.

상기 제 2 게이트 도전막의 상단 표면은 상기 소스 및 드레인의 상단 표면 아래에 위치되는 것을 특징으로 한다.The top surface of the second gate conductive layer is positioned below the top surfaces of the source and drain.

상기 절연막은 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이의 공간을 채우고 상기 제 2 게이트 도전막 상부의 상기 트렌치를 갭필하는 것을 특징으로 한다.The insulating layer fills a space between the second gate conductive layer and the trench side surface and gap fills the trench on the second gate conductive layer.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 기판에 트렌치를 형성하 는 단계와, 상기 트렌치에 제 1 게이트 도전막을 개재하여 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 게이트 도전막과 상기 제 2 게이트 도전막간 식각 속도 차이를 이용하여 상기 제 1 게이트 도전막을 선택적으로 식각하여 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이에 공간을 형성하는 단계와, 상기 공간에 절연막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming a trench in a substrate, forming a second gate conductive film through the first gate conductive film, and forming the trench; Selectively etching the first gate conductive layer by using an etching rate difference between the second gate conductive layers to form a space between the second gate conductive layer and the trench side surface, and forming an insulating layer in the space It is characterized by including.

상기 제 1 게이트 도전막을 식각하는 단계에서 식각되는 상기 제 1 도전막의 두께가 10 내지 600Å인 것을 특징으로 한다.The thickness of the first conductive layer etched in the etching of the first gate conductive layer is 10 to 600 kPa.

상기 공간을 형성하는 단계는 상기 제 2 게이트 도전막 대비 상기 제 1 게이트 도전막에 대하여 높은 식각 속도를 갖는 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정으로 수행되는 것을 특징으로 한다.The forming of the space may be performed by a wet etching process or a dry etching process having a higher etching rate with respect to the first gate conductive layer compared to the second gate conductive layer.

상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계는, 상기 트렌치를 포함한 전면에 표면 굴곡을 따라 제 1 게이트 도전막을 형성하는 단계와, 상기 트렌치를 매립되도록 상기 제 1 게이트 도전막 상에 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계와, 상기 트렌치 외부에 형성된 상기 제 2, 제 1 게이트 도전막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first and second gate conductive layers may include forming a first gate conductive layer along a surface curvature on the entire surface including the trench, and forming a second gate on the first gate conductive layer to fill the trench. And forming a conductive film, and removing the second and first gate conductive films formed outside the trench.

상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계 이후에 상기 트렌치 상부에 형성된 제 1, 제 2 게이트 도전막을 제거하여 상기 트렌치 상부를 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And removing the first and second gate conductive layers formed on the trench after the forming of the first and second gate conductive layers to expose the upper portions of the trenches.

상기 트렌치 상부에 형성된 상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 제거하는 단계 이후에 포스트 크리닝 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And performing a post-cleaning process after removing the first and second gate conductive layers formed on the trench.

상기 공간을 형성하는 단계는 상기 포스트 크리닝 공정을 실시하는 단계와 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.Forming the space is characterized in that the same as the step of performing the post-cleaning process.

상기 포스트 크리닝 공정은 상기 제 2 게이트 도전막 대비 상기 제 1 게이트 도전막에 대한 높은 식각율을 갖는 에천트를 포함하는 세정액을 사용하여 진행되는 것을 특징으로 한다.The post-cleaning process may be performed using a cleaning liquid including an etchant having a higher etching rate with respect to the first gate conductive layer than the second gate conductive layer.

본 발명에 따르면, 게이트 전극과 소스, 드레인 사이의 절연막 두께가 증가되어 게이트 전극과 소스, 드레인 사이의 전계가 완화되므로 GIDL이 감소되어 소자의 리프래시 특성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, since the thickness of the insulating film between the gate electrode, the source and the drain is increased, the electric field between the gate electrode, the source, and the drain is alleviated, thereby reducing the GIDL, thereby improving the relash characteristics of the device.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인에 따른 단면도이다.1 is a plan view illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자는 기판(10)과, 기판(10)에 형성된 트렌치(16)와, 트렌치(16) 하부에 형성된 제 1 게이트 도전막(18) 및 제 1 게이트 도전막(18) 상에 형성되며 트렌치(16) 측면과 일정 간격을 갖고 분리된 제 2 게이트 도전막(19)을 포함하는 게이트 전극(G)과, 제 2 게이트 도전막(19)과 기판(10) 사이의 공간을 채우는 절연막(21)을 포함한다.1 and 2, a semiconductor device according to the present invention may include a substrate 10, a trench 16 formed in the substrate 10, a first gate conductive layer 18 formed under the trench 16, and A gate electrode G formed on the first gate conductive layer 18 and including a second gate conductive layer 19 separated from the side surface of the trench 16 at a predetermined interval, and the second gate conductive layer 19. And an insulating film 21 filling the space between the substrate 10 and the substrate 10.

보다 구체적으로, 기판(10)에는 소자분리막(13)이 형성되어 액티브 영 역(10A)을 한정하고 있다.More specifically, an isolation layer 13 is formed on the substrate 10 to define the active region 10A.

집적도 증가를 위해서 액티브 영역(10A)은 수직 또는 수평 방향이 아닌 소정의 각도(θ1)를 갖고 사선(diagonal) 방향으로 기울어지도록 디자인될 수 있다. In order to increase the degree of integration, the active region 10A may be designed to be inclined in a diagonal direction with a predetermined angle θ1 rather than in a vertical or horizontal direction.

소자분리막(13)을 포함한 액티브 영역(10A)에는 일방향으로 트렌치(16)가 형성되어 있다.The trench 16 is formed in one direction in the active region 10A including the device isolation layer 13.

그리고, 트렌치(16) 양측 액티브 영역(10A)에는 소스(S) 및 드레인(D)이 형성되어 있다.The source S and the drain D are formed in the active region 10A on both sides of the trench 16.

트렌치(16) 내부의 액티브 영역(10A) 상에는 표면 굴곡을 따라서 게이트 절연막(17)이 형성되어 있다.The gate insulating film 17 is formed along the surface curvature on the active region 10A in the trench 16.

한편, 트렌치(16) 하부에는 제 1 게이트 도전막(18)이 형성되어 있다.Meanwhile, a first gate conductive film 18 is formed under the trench 16.

제 1 게이트 도전막(18)은 표면 굴곡을 따라서 형성된 컨포멀한(conformal) 구조를 가질 수 있다.The first gate conductive layer 18 may have a conformal structure formed along surface curvature.

제 1 게이트 도전막(18)으로는 티타늄 질화막(TiN)이 사용될 수 있다.A titanium nitride film TiN may be used as the first gate conductive film 18.

제 1 게이트 도전막(18) 상에는 트렌치(16) 측면과 일정 간격을 갖고 제 2 게이트 도전막(19)이 형성되어 있다. 제 2 게이트 도전막(19)은 제 1 게이트 도전막(18)과 함께 실질적인 게이트 전극(G)으로 기능한다.The second gate conductive film 19 is formed on the first gate conductive film 18 at regular intervals from the side surface of the trench 16. The second gate conductive film 19 functions as the substantially gate electrode G together with the first gate conductive film 18.

제 2 게이트 도전막(19)으로는 텅스텐(W)이 사용될 수 있다.Tungsten (W) may be used as the second gate conductive layer 19.

제 2 게이트 도전막(19)과 트렌치(16) 측면간 간격은 제 1 게이트 도전막(18)의 두께와 동일할 수 있다.An interval between the sides of the second gate conductive layer 19 and the trench 16 may be equal to the thickness of the first gate conductive layer 18.

제 2 게이트 도전막(19)의 상단 표면에서부터 제 1 게이트 도전막(18)의 상 단 표면까지의 높이는 10 내지 600Å의 범위를 가질 수 있다.The height from the top surface of the second gate conductive film 19 to the top surface of the first gate conductive film 18 may range from 10 to 600 kV.

한편, 제 2 게이트 도전막(19)은 그 상단 표면이 소스, 드레인(S,D) 상단 표면 아래에 위치될 수 있다. Meanwhile, the top surface of the second gate conductive layer 19 may be positioned below the top surface of the source and drain (S and D).

이처럼, 제 2 게이트 도전막(19)의 상단 표면이 소스, 드레인(S,D) 상단 표면 아래에 위치되면 게이트 전극(G)과 소스, 드레인(S, D)간 오버랩 면적이 줄게 되어 GIDL이 감소된다.As such, when the upper surface of the second gate conductive layer 19 is positioned below the upper surfaces of the sources and drains S and D, the overlap area between the gate electrode G and the sources and drains S and D is reduced, thereby reducing GIDL. Is reduced.

절연막(21)은 제 2 게이트 도전막(19)과 트렌치(16) 측면 사이의 공간을 채우고, 제 2 게이트 도전막(19) 상부의 트렌치(16)를 갭필한다. The insulating film 21 fills a space between the second gate conductive film 19 and the side surface of the trench 16, and gap fills the trench 16 on the second gate conductive film 19.

절연막(21)은 산화막, 예컨데 LP-TEOS막으로 구성될 수 있다.The insulating film 21 may be composed of an oxide film, for example, an LP-TEOS film.

전술한 구조를 갖는 반도체 소자의 제조방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a semiconductor device having the above structure is as follows.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 기판(10) 상에 패드 절연막(11, 12)을 형성하고, STI(Shallow Trehch Isolation) 공정으로 소자분리막(13)을 형성하여 액티브 영역(10A)을 한정한다.Referring to FIG. 3A, pad insulating layers 11 and 12 are formed on a substrate 10, and an isolation layer 13 is formed by a shallow trench isolation (STI) process to define an active region 10A.

패드 절연막(11, 12)은 패드 산화막(11)과 패드 질화막(12)을 적층하여, 형성할 수 있다.The pad insulating films 11 and 12 can be formed by stacking the pad oxide film 11 and the pad nitride film 12.

소자분리막(13)은, 패드 질화막(12)과 패드 산화막(11) 및 기판(10) 일부를 식각하여 소자분리용 트렌치를 형성하고 소자분리용 트렌치가 갭필되도록 전면에 절연막을 형성한 다음 패드 질화막(12)이 노출되도록 절연막을 전면 식각하여, 형 성할 수 있다.In the device isolation layer 13, a portion of the pad nitride layer 12, the pad oxide layer 11, and the substrate 10 are etched to form trenches for device isolation, and an insulating layer is formed on the entire surface so that the device isolation trenches are gap-filled. The insulating film can be etched in its entirety so that the (12) is exposed to form it.

절연막으로는 SOD(Spin On Dielectric)막이 사용될 수 있다. 절연막으로 SOD막을 사용하는 경우, 절연막을 전면 식각하기 전에 SOD막을 경화시키기 위한 열처리 공정을 실시할 수 있다.A SOD (Spin On Dielectric) film may be used as the insulating film. When the SOD film is used as the insulating film, a heat treatment process for curing the SOD film may be performed before the entire surface of the insulating film is etched.

전면 식각 공정으로는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정 또는 에치백(etchback) 공정이 사용될 수 있다.As the front etching process, a chemical mechanical polishing (CMP) process or an etchback process may be used.

그 다음, 액티브 영역(10A)의 기판(10)에 소스,드레인용 불순물을 주입하여 불순물 주입층(14)을 형성한다.Next, source and drain impurities are implanted into the substrate 10 of the active region 10A to form the impurity implantation layer 14.

도 3b를 참조하면, 상기 결과물 상에 게이트 예정 영역을 오픈하는 마스크 패턴(15)을 형성하고, 마스크 패턴(15)을 식각 배리어로 소자분리막(13)과 패드 질화막(12)과 패드 산화막(11) 및 기판(10) 일부를 식각하여 트렌치(16)를 형성한다.Referring to FIG. 3B, a mask pattern 15 for opening a gate predetermined region is formed on the resultant, and the device isolation layer 13, the pad nitride layer 12, and the pad oxide layer 11 are formed using the mask pattern 15 as an etch barrier. And a portion of the substrate 10 are etched to form the trench 16.

이때, 게이트 예정 영역의 불순물 주입층(14)이 식각됨에 따라서 불순물 주입층(14)이 트렌치(16)를 사이에 두고 분리되면서 소스(S) 및 드레인(D)이 구성된다.At this time, as the impurity implantation layer 14 of the gate predetermined region is etched, the impurity implantation layer 14 is separated with the trench 16 interposed therebetween, so that the source S and the drain D are formed.

도 3c를 참조하면, 마스크 패턴(15)을 제거하고 트렌치(16) 내부의 액티브 영역(10A) 상에 게이트 절연막(17)을 형성한다.Referring to FIG. 3C, the mask pattern 15 is removed and the gate insulating layer 17 is formed on the active region 10A in the trench 16.

게이트 절연막(17)은 산화(oxidation) 공정으로 형성된 산화막일 수 있다. 이와 다르게, 게이트 절연막(17)은 산화막과 질화막의 복합막일 수 있다.The gate insulating layer 17 may be an oxide layer formed by an oxidation process. Alternatively, the gate insulating film 17 may be a composite film of an oxide film and a nitride film.

그리고, 트렌치(16)를 포함한 전면에 표면 굴곡을 따라서 제 1 게이트 도전막(18)을 형성하고, 트렌치(16)가 채워지도록 제 1 게이트 도전막(18) 상에 제 2 게이트 도전막(19)을 형성한다.Then, the first gate conductive film 18 is formed on the entire surface including the trench 16 along the surface curvature, and the second gate conductive film 19 is formed on the first gate conductive film 18 to fill the trench 16. ).

제 1 게이트 도전막(18)과 제 2 게이트 도전막(19)은 이종(異種)의 금속일 수 있다. 예컨데, 제 1 게이트 도전막(18)은 티타늄 질화막일 수 있고, 제 2 게이트 도전막(19)은 텅스텐막일 수 있다.The first gate conductive layer 18 and the second gate conductive layer 19 may be heterogeneous metals. For example, the first gate conductive layer 18 may be a titanium nitride layer, and the second gate conductive layer 19 may be a tungsten layer.

도 3d를 참조하면, 전면 식각 공정으로 트렌치(16) 외부에 형성된 제 2, 제 1 게이트 도전막(19, 18)을 제거하여 제 1, 제 2 게이트 도전막(18, 19)을 트렌치(16) 내부에 고립시킨다.Referring to FIG. 3D, the first and second gate conductive layers 18 and 19 are removed from the trench 16 by removing the second and first gate conductive layers 19 and 18 formed outside the trench 16 by the entire surface etching process. Isolate inside.

상기 전면 식각 공정으로는 CMP 공정 또는 에치백 공정이 사용될 수 있다.As the front surface etching process, a CMP process or an etch back process may be used.

도 3e를 참조하면, 전면 식각 공정으로 트렌치(16) 상부에 형성된 제 1, 제 2 게이트 도전막(18, 19)을 제거하여 트렌치(16) 상부를 노출시킨다. 전면 식각 공정으로는 에치백 공정이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 3E, the first and second gate conductive layers 18 and 19 formed on the trench 16 are removed by the entire surface etching process to expose the upper portion of the trench 16. An etch back process may be used as a front etch process.

이어, 포스트 크리닝 공정을 실시할 수 있다.Subsequently, a post cleaning process can be performed.

도 3f를 참조하면, 제 1 게이트 도전막(18)과 제 2 게이트 도전막(19)간 식각 속도 차이를 이용한 식각 공정으로 제 1 게이트 도전막(18)을 선택적으로 식각하여 제 2 게이트 도전막(19)과 트렌치(16) 측면 사이에 공간(20)을 형성한다.Referring to FIG. 3F, the second gate conductive layer is selectively etched by selectively etching the first gate conductive layer 18 by an etching process using an etching rate difference between the first gate conductive layer 18 and the second gate conductive layer 19. A space 20 is formed between 19 and the side of trench 16.

이때, 식각되는 제 1 게이트 도전막(18)의 두께는 10 내지 600Å의 범위를 가질 수 있다.In this case, the thickness of the first gate conductive layer 18 to be etched may have a range of 10 to 600 kPa.

상기 식각 공정은 제 2 게이트 도전막(19) 대비 제 1 게이트 도전막(18)에 대한 높은 식각 속도를 갖는 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정으로 수행될 수 있다.The etching process may be performed by a wet etching process or a dry etching process having a higher etching rate with respect to the first gate conductive layer 18 than the second gate conductive layer 19.

한편, 제 1 게이트 도전막(18)에 대한 식각 공정을 별도로 진행하지 않고 트렌치(16) 상부의 제 1, 제 2 게이트 도전막(18, 19)을 제거한 후에 진행하는 포스트 크리닝 공정시 진행할 수도 있다. The etching process may be performed during the post-cleaning process, which is performed after the first and second gate conductive layers 18 and 19 on the trench 16 are removed without separately etching the first gate conductive layer 18. .

이 경우, 포스트 크리닝 공정은 2 게이트 도전막(19) 대비 제 1 게이트 도전막(18)에 대해 높은 식각 속도를 갖는 에천트를 포함하는 세정액을 사용하여 진행된다. In this case, the post-cleaning process is performed using a cleaning liquid containing an etchant having a high etching rate with respect to the first gate conductive film 18 relative to the two gate conductive film 19.

이로써, 제 1, 제 2 게이트 도전막(18, 19)으로 된 게이트 전극(G)이 형성된다.Thereby, the gate electrode G which consists of the 1st, 2nd gate conductive films 18 and 19 is formed.

도 3g를 참조하면, 공간(20) 및 트렌치(16) 상부를 갭필하는 절연막(21)을 형성한다.Referring to FIG. 3G, an insulating film 21 gap-filling the space 20 and the trench 16 is formed.

절연막(21)은 공간(20) 및 트렌치(16)를 포함한 전면에 절연막을 증착하고 전면 식각 공정으로 공간(20) 및 트렌치(16) 외부에 형성된 절연막을 제거하여 형성될 수 있다.The insulating layer 21 may be formed by depositing an insulating layer on the entire surface including the space 20 and the trench 16, and removing the insulating layer formed outside the space 20 and the trench 16 by a front surface etching process.

절연막(21)은 산화막 계열의 물질로 형성할 수 있다. 절연막(21)은 제 1, 제 2 게이트 도전막(18, 19)의 산화가 최대한 억제될 수 있도록 LP-TEOS 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다.The insulating film 21 may be formed of an oxide film-based material. The insulating film 21 is preferably formed of an LP-TEOS oxide film so that oxidation of the first and second gate conductive films 18 and 19 can be suppressed as much as possible.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 게이트 전극(G)과 소스, 드레인(S, D) 사이의 절연막 두께가 증가되어 게이트와 소스, 드레인(S, D) 사이의 전계가 감소되므로 GIDL을 억제시킬 수 있으며 그에 따라 디램 소자의 리프래시 특성이 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, the thickness of the insulating film between the gate electrode G and the source and drain S and D is increased to reduce the electric field between the gate and the source and drain S and D, thereby suppressing GIDL. This has the effect of improving the reflash characteristics of the DRAM device.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge in the scope of the present invention described in the claims and It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the art.

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

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>

10 : 기판10: substrate

16 : 트렌치16: trench

18, 19 : 제 1, 제 2 게이트 도전막18, 19: 1st, 2nd gate conductive film

22 : 절연막22: insulating film

Claims (12)

소자분리막에 의해 액티브 영역이 정의된 기판;A substrate in which an active region is defined by an isolation layer; 상기 소자분리막을 포함한 상기 액티브 영역에 형성된 트렌치;A trench formed in the active region including the device isolation layer; 상기 트렌치 양측 상기 액티브 영역에 형성된 소스 및 드레인;Source and drain formed in the active region on both sides of the trench; 상기 트렌치 하부에 상기 트렌치 표면을 따라 형성된 제 1 게이트 도전막;A first gate conductive layer formed below the trench along the surface of the trench; 상기 제 1 게이트 도전막 상에 형성되며 상기 트렌치 측면과 일정 간격을 갖고 분리되는 제 2 게이트 도전막; 및A second gate conductive layer formed on the first gate conductive layer and separated from the trench side surface at a predetermined interval; And 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이의 공간을 채우는 절연막;An insulating layer filling a space between the second gate conductive layer and the trench side surface; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.A semiconductor device comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 게이트 도전막의 상단 표면은 상기 제 2 게이트 도전막의 상단 표면으로부터 10 내지 600Å 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a top surface of the first gate conductive film is located 10 to 600 microseconds below the top surface of the second gate conductive film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 게이트 도전막의 상단 표면은 상기 소스 및 드레인의 상단 표면 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자. And a top surface of the second gate conductive layer is positioned below a top surface of the source and drain. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 절연막은 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이의 공간을 채우고 상기 제 2 게이트 도전막 상부의 상기 트렌치를 갭필하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And the insulating layer fills a space between the second gate conductive layer and the trench side surface and gap fills the trench on the second gate conductive layer. 기판에 트렌치를 형성하는 단계;Forming a trench in the substrate; 상기 트렌치에 제 1 게이트 도전막을 개재하여 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계;Forming a second gate conductive film through the trench through a first gate conductive film; 상기 제 1 게이트 도전막과 상기 제 2 게이트 도전막간 식각 속도 차이를 이용하여 상기 제 1 게이트 도전막을 선택적으로 식각하여 상기 제 2 게이트 도전막과 상기 트렌치 측면 사이에 공간을 형성하는 단계; 및Selectively etching the first gate conductive layer by using an etching rate difference between the first gate conductive layer and the second gate conductive layer to form a space between the second gate conductive layer and the trench side surface; And 상기 공간에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film in the space; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.Method of manufacturing a semiconductor device comprising a. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 게이트 도전막을 식각하는 단계에서 식각되는 상기 제 1 도전막의 두께가 10 내지 600Å인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And a thickness of the first conductive film etched in the step of etching the first gate conductive film is 10 to 600 kV. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 공간을 형성하는 단계는 상기 제 2 게이트 도전막 대비 상기 제 1 게이트 도전막에 대하여 높은 식각 속도를 갖는 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정으 로 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The forming of the space may be performed by a wet etching process or a dry etching process having a higher etching rate with respect to the first gate conductive layer compared to the second gate conductive layer. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계는,Forming the first and second gate conductive layers may include 상기 트렌치를 포함한 전면에 표면 굴곡을 따라 제 1 게이트 도전막을 형성하는 단계;Forming a first gate conductive film along a surface curvature on the entire surface including the trench; 상기 트렌치를 매립되도록 상기 제 1 게이트 도전막 상에 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계; 및Forming a second gate conductive layer on the first gate conductive layer to fill the trench; And 상기 트렌치 외부에 형성된 상기 제 2, 제 1 게이트 도전막을 제거하는 단계;Removing the second and first gate conductive layers formed outside the trenches; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.Method of manufacturing a semiconductor device comprising a. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 형성하는 단계 이후에 상기 트렌치 상부에 형성된 제 1, 제 2 게이트 도전막을 제거하여 상기 트렌치 상부를 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And removing the first and second gate conductive layers formed on the trenches to expose the upper portions of the trenches after the forming of the first and second gate conductive layers. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 트렌치 상부에 형성된 상기 제 1, 제 2 게이트 도전막을 제거하는 단계 이후에 포스트 크리닝 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 도체 소자의 제조방법.And performing a post-cleaning process after removing the first and second gate conductive layers formed on the trench. 제 5항 또는 제 10항에 있어서,The method of claim 5 or 10, 상기 공간을 형성하는 단계는 상기 포스트 크리닝 공정을 실시하는 단계와 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.Forming the space is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the same as the step of performing the post-cleaning process. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 포스트 크리닝 공정은 상기 제 2 게이트 도전막 대비 상기 제 1 게이트 도전막에 대한 높은 식각율을 갖는 에천트를 포함하는 세정액을 사용하여 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The post-cleaning process is a semiconductor device manufacturing method characterized in that the progress using a cleaning liquid containing an etchant having a higher etching rate for the first gate conductive film than the second gate conductive film.
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