KR20120087586A - Semiconductor device and method for forming the same - Google Patents

Semiconductor device and method for forming the same Download PDF

Info

Publication number
KR20120087586A
KR20120087586A KR1020110008876A KR20110008876A KR20120087586A KR 20120087586 A KR20120087586 A KR 20120087586A KR 1020110008876 A KR1020110008876 A KR 1020110008876A KR 20110008876 A KR20110008876 A KR 20110008876A KR 20120087586 A KR20120087586 A KR 20120087586A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
forming
region
contact plug
barrier
storage electrode
Prior art date
Application number
KR1020110008876A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김형규
김바울
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020110008876A priority Critical patent/KR20120087586A/en
Publication of KR20120087586A publication Critical patent/KR20120087586A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step

Abstract

PURPOSE: A semiconductor device and a forming method thereof are provided to prevent the generation of a punch by connecting a metal contact plug and a second storage electrode contact plug. CONSTITUTION: A gate electrode(106) is buried within a cell area and a semiconductor substrate. A first barrier layer is included on an upper potion of the gate electrode in the cell area. A first storage electrode contact plug(138a) is included on both upper end portions of an active area. A second storage electrode contact plug(138b) is included on an upper potion of the gate electrode in an edge portion of the cell area. A metal contact plug(144) is included on the upper portion of one storage electrode contact plug from storage electrode contact plugs.

Description

반도체 소자 및 그 형성 방법{Semiconductor device and method for forming the same}Semiconductor device and method for forming the same

본 발명은 반도체 소자 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 금속 콘택플러그를 포함하는 반도체 소자 및 그 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method for forming the same, and more particularly, to a semiconductor device including a metal contact plug and a method for forming the same.

최근 대부분의 전자 제품들(electronic appliances)은 반도체 소자(semiconductor devices)를 구비한다. 상기 반도체 소자는 트랜지스터, 저항 및 커패시터 등의 전자 부품(electronic element)들을 구비하며, 이들 전자 부품들은 상기 전자 제품들의 부분적 기능을 수행할 수 있도록 설계된 후, 반도체 기판 상에 집적된다. 예를 들면, 컴퓨터 또는 디지털 카메라 등의 전자 제품들은 정보 저장을 위한 메모리 칩(memory chip), 정보 제어를 위한 처리 칩(processing chip) 등의 반도체 장치들을 구비하고, 상기 메모리 칩 및 처리 칩은 반도체 기판 상에 집적된 상기 전자 부품들을 구비한다. Recently, most electronic appliances have semiconductor devices. The semiconductor device includes electronic elements such as transistors, resistors, and capacitors, which are designed to perform partial functions of the electronic products and then integrated on the semiconductor substrate. For example, electronic products such as a computer or a digital camera include semiconductor devices such as a memory chip for storing information and a processing chip for controlling information, and the memory chip and the processing chip are semiconductors. And the electronic components integrated on a substrate.

한편, 반도체 소자들은 소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해 점점 더 고집적화될 필요가 있다. 반도체 소자의 집적도가 높아지면서 디자인 룰(design rule)이 감소하게 되어 반도체 소자의 패턴도 미세화되고 있다. 반도체 소자의 극미세화 및 고집적화가 진행됨에 따라 메모리 용량의 증가에 비례하여 전체적인 칩(chip) 면적은 증가되고 있지만 실제로 반도체 소자의 패턴이 형성되는 셀(cell) 영역의 면적은 감소되고 있다. 따라서, 원하는 메모리 용량을 확보하기 위해서는 한정된 셀 영역 내에 보다 많은 패턴이 형성되어야만 하므로, 패턴의 선폭(critical dimension)이 감소된 미세 패턴을 형성하여야 한다.On the other hand, semiconductor devices need to be increasingly integrated to meet consumer demands for superior performance and low cost. As the degree of integration of semiconductor devices increases, the number of design rules decreases and the pattern of semiconductor devices becomes finer. As miniaturization and high integration of a semiconductor device progresses, the overall chip area increases in proportion to an increase in memory capacity, but the area of a cell area where a semiconductor device pattern is formed is actually decreasing. Therefore, in order to secure a desired memory capacity, more patterns must be formed in a limited cell region, so that a fine pattern with a reduced critical dimension of the pattern must be formed.

반도체 소자의 종류 중에서 디램(DRAM)은 캐패시터 및 트랜지스터로 구성된 단위 셀(unit cell)을 다수 포함하고 있다. 이 중 캐패시터는 데이터를 임시 저장하기 위해 사용되고, 트랜지스터는 환경에 따라 전기 전도도가 변화하는 반도체의 성질을 이용하여 제어 신호(워드 라인)에 대응하여 비트라인과 캐패시터 간 데이터를 전달하기 위해 사용된다. 트랜지스터는 게이트(gate), 소스(source) 및 드레인(drain)의 세 영역으로 구성되어 있다. 게이트로 입력되는 제어 신호에 따라 소스와 드레인 간 전하의 이동이 일어난다. 소스와 드레인 간 전하의 이동은 채널(channel) 영역을 통해 이루어지는데 바로 이 채널이 반도체의 성질을 이용한 것이다.Among the types of semiconductor devices, a DRAM includes a plurality of unit cells including capacitors and transistors. Among them, a capacitor is used for temporarily storing data, and a transistor is used for transferring data between a bit line and a capacitor corresponding to a control signal (word line) by using the property of a semiconductor whose electrical conductivity changes according to an environment. A transistor consists of three regions: a gate, a source, and a drain. A charge is transferred between the source and the drain in accordance with a control signal input to the gate. The transfer of charge between the source and drain occurs through the channel region, which uses the nature of the semiconductor.

반도체 기판에 통상적인 트랜지스터를 만드는 경우 반도체 기판에 게이트를 형성하고 게이트의 양 옆에 불순물을 도핑하여 소스와 드레인을 형성해 왔다. 이 경우 게이트 아래 소스와 드레인 사이가 트랜지스터의 채널 영역이 된다. 이러한 수평 채널 영역을 가지는 트랜지스터는 일정 면적의 반도체 기판을 차지하고 있다. 복잡한 반도체 기억 장치의 경우 내부에 포함된 다수의 트랜지스터로 인하여 전체 면적을 줄이는 데 어려움이 발생한다.When a conventional transistor is formed on a semiconductor substrate, a gate is formed on a semiconductor substrate and doping is performed on both sides of the gate to form a source and a drain. In this case, the region between the source and the drain under the gate becomes the channel region of the transistor. A transistor having such a horizontal channel region occupies a semiconductor substrate of a certain area. In the case of a complicated semiconductor memory device, it is difficult to reduce the total area due to a plurality of transistors included in the semiconductor memory device.

반도체 기억 장치의 전체 면적을 줄이면 하나의 웨이퍼 당 생산 가능한 반도체 기억 장치의 수를 증가시킬 수 있어 생산성이 향상된다. 반도체 기억 장치의 전체 면적을 줄이기 위해 여러 가지 방법들이 제안되고 있다. 이 중 하나가 수평 채널 영역을 가지던 종래의 플래너 게이트(Planar Gate)를 대신하여, 기판에 리세스가 형성되고 그 리세스에 게이트를 형성함으로써 리세스의 곡면을 따라 채널 영역이 형성되는 리세스 게이트를 사용하는 것이며, 이 리세스 게이트에서 나아가 리세스 내에 게이트 전체를 매립하여 형성하는 매립형 게이트(Buried Gate)가 연구되고 있다.By reducing the total area of the semiconductor memory device, the number of semiconductor memory devices that can be produced per wafer can be increased and productivity is improved. Various methods have been proposed to reduce the total area of the semiconductor memory device. In place of a conventional planar gate in which one of them has a horizontal channel region, a recess is formed in the substrate and a gate is formed in the recess, thereby forming a recess in which the channel region is formed along the curved surface of the recess A buried gate is formed by embedding the entire gate in the recess in addition to the recessed gate.

매립형 게이트는 셀 매트(cell mat)의 가장자리 부분에서 금속 콘택플러그와 연결되는데 금속 콘택플러그와 매립형 게이트와 연결되다 보니 금속 콘택플러그의 높이가 증가하고 금속 콘택홀의 깊이도 증가하는 문제가 발생하였다. The buried gate is connected to the metal contact plug at the edge of the cell mat. As the buried gate is connected to the metal contact plug and the buried gate, the height of the metal contact plug increases and the depth of the metal contact hole also increases.

도 1의 (ⅰ)은 종래 기술에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 1의 (ⅱ)는 도 1의 (ⅰ)을 A-A'로 자른 반도체 소자를 나타낸 단면도이다.FIG. 1B is a plan view of a semiconductor device according to the prior art, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a semiconductor device taken along the line AA ′ of FIG. 1.

도 1의 (ⅰ)에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 반도체 소자는 소자분리막(12)을 포함하는 반도체 기판(10) 내에 매립된 게이트 전극(14)과, 게이트 전극(14)과 수직하여 배열되는 비트라인(17)을 포함하고 셀 가장자리 영역에 구비되는 게이트 전극(14)과 연결되는 금속 콘택플러그(20)을 포함한다. 보다 자세하게는 도 1의 (ⅱ)를 참조하여 설명한다.As shown in FIG. 1B, the semiconductor device according to the related art is perpendicular to the gate electrode 14 and the gate electrode 14 embedded in the semiconductor substrate 10 including the device isolation film 12. The metal contact plug 20 includes a bit line 17 arranged to be connected to the gate electrode 14 provided in the cell edge region. In more detail, it demonstrates with reference to FIG. 1 (ii).

도 1의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 소자분리막(12) 저부에 매립된 게이트 전극(14)과, 게이트 전극(14) 상부에 구비되며 소자분리막(12)내에 매립된 실링절연막(16)과, 실링절연막(16) 상부에 구비되는 층간절연막(18)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극(14)이 노출되도록 층간절연막(18) 및 실링절연막(16)을 식각하여 콘택홀을 형성한 후 콘택홀에 도전층을 매립하여 게이트 전극(14)에 전원을 공급하는 금속 콘택플러그(20)를 형성한다. As shown in FIG. 1 (ii), the gate electrode 14 embedded in the bottom of the device isolation film 12 of the semiconductor substrate 10 and the gate electrode 14 are disposed on the gate electrode 14 and embedded in the device isolation film 12. The sealing insulating film 16 and the interlayer insulating film 18 provided on the sealing insulating film 16 are formed. Subsequently, a contact hole is formed by etching the interlayer insulating film 18 and the sealing insulating film 16 so that the gate electrode 14 is exposed, and then a metal contact for supplying power to the gate electrode 14 by embedding a conductive layer in the contact hole. The plug 20 is formed.

그런데, 금속 콘택플러그(20c)와 같이 게이트 전극(14)과 정확하게 연결되는 경우는 큰 문제가 없지만, 금속 콘택플러그(20a)와 같이 사이즈가 커지거나, 금속 콘택플러그(20b)와 같이 금속 콘택플러그가 오정렬되는 경우 게이트 전극(14)과 정확하게 연결되지 못하고 반도체 기판(10)과 연결되는 경우 펀치가 발생하여 반도체 소자의 특성이 저하되는 문제가 발생한다. However, there is no big problem in the case of precisely connecting the gate electrode 14 like the metal contact plug 20c, but the size is increased as in the metal contact plug 20a or the metal contact plug as in the metal contact plug 20b. In the case of misalignment, if the gate electrode 14 is not connected correctly but is connected to the semiconductor substrate 10, a punch may occur to deteriorate the characteristics of the semiconductor device.

본 발명은 게이트 전극과 금속 콘택플러그의 연결 시 오정렬되거나 콘택플러그의 사이즈가 커지는 경우 게이트 전극과 연결되지 못하고 반도체 기판과 연결되어 반도체 소자의 특성을 저하시키는 문제를 해결하고자 한다.The present invention is to solve the problem that when the gate electrode and the metal contact plug is misaligned or the contact plug increases in size, the gate electrode is not connected to the gate electrode and is connected to the semiconductor substrate to deteriorate the characteristics of the semiconductor device.

본 발명의 반도체 소자는 셀 영역 및 셀 가장자리 영역을 포함하는 반도체 기판 내 매립된 게이트 전극과, 상기 셀 영역의 게이트 전극 상부에 구비되는 제 1 배리어막과, 상기 활성영역의 양단부 상부에 구비되는 제 1 저장전극 콘택플러그와, 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 게이트 전극 사부에 구비되는 제 2 저장전극 콘택플러그와, 상기 서로 이웃하는 저장전극 콘택플러그 중 하나의 저장전극 콘택플러그 상부에 구비되는 금속 콘택플러그를 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device of the present invention includes a gate electrode embedded in a semiconductor substrate including a cell region and a cell edge region, a first barrier layer formed on the gate electrode of the cell region, and a second electrode disposed on both ends of the active region. A storage electrode contact plug, a second storage electrode contact plug provided in the gate electrode in the cell edge region, and a metal contact plug provided in an upper portion of the storage electrode contact plug among the adjacent storage electrode contact plugs; It is characterized by including.

그리고, 상기 게이트 전극과 수직하게 배열되며 상기 활성영역의 중앙부와 연결되는 비트라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a bit line arranged perpendicular to the gate electrode and connected to a central portion of the active region.

그리고, 상기 셀 영역의 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 제 1 배리어막과, 상기 셀 가장자리 영역의 상기 저장전극 콘택플러그 사이를 매립하는 제 2 배리어막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device may further include a first barrier layer formed over the gate electrode of the cell region and a second barrier layer filling the storage electrode contact plug of the cell edge region.

그리고, 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 제 2 배리어막 및 상기 저장전극 콘택플러그 상부에 구비되고 상기 금속 콘택플러그 사이를 매립하는 층간절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And an interlayer insulating layer disposed on the second barrier layer and the storage electrode contact plug in the cell edge region and filling the gap between the metal contact plugs.

그리고, 상기 제 2 배리어막의 일측단부와 연결되며 상기 비트라인과 평행하는 제 3 배리어막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a third barrier layer connected to one side end of the second barrier layer and parallel to the bit line.

그리고, 상기 제 1 배리어막 또는 제 2 배리어막은 질화막을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first barrier film or the second barrier film may include a nitride film.

본 발명의 반도체 소자의 형성 방법은 셀 영역 및 셀 가장자리 영역을 포함하는 반도체 기판 내 매립된 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 셀 영역에서 상기 활성영역의 양단부 상부에 제 1 저장전극 콘택플러그 및 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 제 2 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계와, 상기 서로 이웃하는 저장전극 콘택플러그 중 하나의 저장전극 콘택플러그 상 부와 연결되는 금속 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다,A method of forming a semiconductor device according to the present invention may include forming a gate electrode embedded in a semiconductor substrate including a cell region and a cell edge region, a first storage electrode contact plug and an upper portion of both ends of the active region in the cell region. Forming a second storage electrode contact plug formed on the gate electrode in a cell edge region, and forming a metal contact plug connected to an upper portion of the storage electrode contact plug of one of the neighboring storage electrode contact plugs; Characterized in that it comprises a,

그리고, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는 상기 소자분리막 및 상기 활성영역을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트렌치 저부에 게이트 도전물질을 형성하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the gate electrode may include forming a trench by etching the device isolation layer and the active region, and forming a gate conductive material on the bottom of the trench.

그리고, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이후, 상기 트렌치가 매립되도록 상기 게이트 전극 상부에 실링절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the forming of the gate electrode, the method may further include forming a sealing insulating layer on the gate electrode to fill the trench.

그리고, 상기 실링절연막을 형성하는 단계 이후 상기 셀 영역에서 상기 활성영역의 중앙부와 연결되는 비트라인을 형성하는 단계를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And forming a bit line connected to the center portion of the active region in the cell region after the forming of the sealing insulating layer.

그리고, 상기 비트라인을 형성하는 단계 이후 상기 반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 비트라인이 노출되도록 상기 층간절연막에 평탄화 식각 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate after the forming of the bit line, and performing a planarization etching process on the interlayer insulating film to expose the bit line.

그리고, 상기 비트라인을 형성하는 단계 이후 상기 셀 영역에서 상기 게이트 전극 상부에 1 배리어막과, 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 제 1 배리어막의 연장선 상 사이에 구비되는 제 2 배리어막 및 상기 제 2 배리어막의 일측단부와 연결되는 제 3 배리어막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the forming of the bit line, the second barrier layer and the second barrier layer are disposed between the first barrier layer on the gate electrode in the cell region and on the extension line of the first barrier layer in the cell edge region. The method may further include forming a third barrier layer connected to the one end portion.

그리고, 상기 제 1 배리어막을 형성하는 단계는 상기 셀 영역에서 상기 실링절연막이 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 제 1 배리어 예정영역을 형성하는 단계와, 상기 제 1 배리어 예정영역에 절연물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first barrier layer may include forming a first barrier predetermined region by etching the interlayer insulating layer to expose the sealing insulating layer in the cell region, and filling an insulating material in the first barrier predetermined region. Characterized in that it comprises a step.

그리고, 상기 제 2 배리어막 및 상기 제 3 배리어막을 형성하는 단계는 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 실링절연막 사이의 상기 소자분리막이 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 제 2 배리어 예정영역과, 상기 제 2 배리어 예정영역의 일측단부의 상기 층간절연막을 상기 비트라인과 평행하도록 식각하여 제 3 배리어 예정영역을 형성하는 단계와, 상기 제 2 배리어 예정영역 및 상기 제 3 배리어 예정영역에 절연물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the second barrier layer and the third barrier layer, the interlayer insulating layer may be etched to expose the device isolation layer between the sealing insulating layer in the cell edge region, thereby forming a second barrier predetermined region and the second barrier. Etching the interlayer insulating layer at one end of a predetermined region to be parallel to the bit line to form a third barrier predetermined region, and filling an insulating material in the second barrier predetermined region and the third barrier predetermined region. It is characterized by including.

그리고, 상기 제 1 저장전극 콘택플러그 및 상기 제 2 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계는 상기 제 1 배리어막 및 상기 제 2 배리어막의 양측에 형성된 상기 층간절연막을 식각하여 저장전극 콘택홀 및 상기 셀 가장자리 영역의 상기 게이트 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 저장전극 콘택홀 및 상기 콘택홀에 도전물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the first storage electrode contact plug and the second storage electrode contact plug may include etching the interlayer insulating layers formed on both sides of the first barrier layer and the second barrier layer to form a storage electrode contact hole and the cell edge. And forming a contact hole exposing the gate electrode in the region, and filling a conductive material in the storage electrode contact hole and the contact hole.

그리고, 상기 콘택홀을 형성하는 단계는 상기 셀 영역을 덮고 상기 셀 가장자리 영역의 상기 실링절연막을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 게이트 전극이 노출되도록 상기 실링절연막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the contact hole may include forming a photoresist pattern covering the cell region and exposing the sealing insulation layer of the cell edge region and exposing the gate electrode with the photoresist pattern as an etch mask. Characterized in that it comprises the step of removing.

그리고, 상기 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계 이후 상기 셀 가장자리 영역의 상기 제 2 저장전극 콘택플러그 및 상기 제 2 배리어막 상부에 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include forming an interlayer insulating layer on the second storage electrode contact plug and the second barrier layer in the cell edge region after the forming of the storage electrode contact plug.

그리고, 상기 금속 콘택플러그를 형성하는 단계는 상기 제 2 저장전극 콘택플러그의 상부가 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 금속 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 금속 콘택홀에 도전층을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the metal contact plug may include forming a metal contact hole by etching the interlayer insulating layer to expose an upper portion of the second storage electrode contact plug, and filling a conductive layer in the metal contact hole. It is characterized by including.

본 발명은 게이트 금속과 금속 콘택플러그의 연결 시 반도체 기판과 금속 콘택플러그가 연결되는 문제를 방지하여 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of improving the characteristics of the semiconductor device by preventing the problem that the semiconductor substrate and the metal contact plug is connected when the gate metal and the metal contact plug are connected.

도 1의 (ⅰ)은 종래 기술에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 1의 (ⅱ)는 도 1의 (ⅰ)을 A-A'로 자른 반도체 소자를 나타낸 단면도.
도 2의 (ⅰ)은 본 발명에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 2의 (ⅱ)는 도 2의 (ⅰ)을 A-A'로 자른 반도체 소자를 나타낸 단면도.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명에 따른 반도체 소자의 형성 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자를 나타낸 단면도.
FIG. 1B is a plan view showing a semiconductor device according to the prior art, and FIG. 1 (ii) is a cross-sectional view showing a semiconductor device taken along the line A-A 'in FIG.
FIG. 2B is a plan view showing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 (ii) is a cross-sectional view showing a semiconductor device taken along the line A-A 'in FIG.
3A to 3I illustrate a method of forming a semiconductor device according to the present invention.
4 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따라 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in accordance with the present invention will be described in detail.

도 2의 (ⅰ)은 본 발명에 따른 반도체 소자를 나타낸 평면도이고, 도 2의 (ⅱ)는 도 2의 (ⅰ)을 A-A'로 자른 반도체 소자를 나타낸 단면도이다.FIG. 2B is a plan view showing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 (ii) is a cross-sectional view showing a semiconductor device taken along the line A-A 'of FIG.

도 2의 (ⅰ)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자는 셀 영역(cell) 내에서 소자분리막(102)에 의해 정의되는 활성영역(104)을 포함하고, 셀 가장자리 영역(edge)에서 소자분리막(102) 만을 포함하는 반도체 기판(100)과, 소자분리막(102) 및 활성영역(104) 상부에 구비되는 배리어막(130)과, 배리어막(130)과 수직하는 비트라인(120)과, 배리어막(130)과 비트라인(120) 사이를 매립하는 제 1 저장전극 콘택플러그(138a) 및 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)를 포함한다. 여기서, 배리어막(130)은 셀 영역(cell)에서 비트라인(120)과 수직하여 배열되는 제 1 배리어막(130a)과, 셀 가장자리 영역(edge)에서 제 1 배리어막(130a)의 연장선 상 사이에 구비되는 제 2 배리어막(130b)과, 제 2 배리어막(130b)의 일측단부는 비트라인(120)과 평행한 제 3 배리어막(130c)을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 도 2의 (ⅰ)을 A-A'로 자른 도 2의 (ⅱ)를 참조하여 설명한다.As shown in FIG. 2 (i), the semiconductor device according to the present invention includes an active region 104 defined by an isolation layer 102 in a cell region, and includes a cell edge region. The semiconductor substrate 100 including only the isolation layer 102, the barrier layer 130 provided on the isolation layer 102 and the active region 104, and the bit line 120 perpendicular to the barrier layer 130. ) And a first storage electrode contact plug 138a and a second storage electrode contact plug 138b which fill the gap between the barrier layer 130 and the bit line 120. Here, the barrier layer 130 is formed on the first barrier layer 130a which is arranged perpendicular to the bit line 120 in the cell region and on the extension line of the first barrier layer 130a in the cell edge region. The second barrier layer 130b provided between the first barrier layer 130b and the third barrier layer 130c parallel to the bit line 120 may be included. More specifically, it will be described with reference to Fig. 2 (ii) in Fig. 2 (ii) cut to A-A '.

도 2의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100) 내 소자분리막(102) 내 매립된 게이트 전극(106)과, 게이트 전극(106) 상부에 구비되는 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)와, 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 사이를 매립하는 제 2 배리어막(130b)과, 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 상부에 구비되는 금속 콘택플러그(144)를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 2 배리어막(130b) 및 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 상부에 구비되며 금속 콘택플러그(144) 사이를 매립하는 층간절연막(140)을 더 포함한다. 여기서, 금속 콘택플러그(144)는 서로 이웃하는 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 중 하나의 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)와 연결되어 구비되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2 (ii), the gate electrode 106 embedded in the device isolation film 102 in the semiconductor substrate 100 and the second storage electrode contact plug 138b provided on the gate electrode 106 are provided. ), A second barrier layer 130b filling the second storage electrode contact plug 138b, and a metal contact plug 144 provided on the second storage electrode contact plug 138b. . The semiconductor device further includes an interlayer insulating layer 140 disposed on the second barrier layer 130b and the second storage electrode contact plug 138b and filling the metal contact plug 144. Here, the metal contact plug 144 is preferably provided in connection with one of the second storage electrode contact plugs 138b of the second storage electrode contact plugs 138b adjacent to each other.

즉, 본 발명에 따른 반도체 소자는 금속 콘택플러그(144)가 게이트 전극(106)과 연결되는 구조가 아닌 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)와 연결되기 때문에 금속 콘택플러그(144)가 게이트 전극(106)과 연결되는 과정에서 오정렬되거나 사이즈가 커져서 반도체 기판(100)과 연결되는 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.That is, in the semiconductor device according to the present invention, since the metal contact plug 144 is connected to the second storage electrode contact plug 138b instead of the structure connected to the gate electrode 106, the metal contact plug 144 is connected to the gate electrode ( In the process of connecting with the semiconductor substrate 106, the problem of connecting to the semiconductor substrate 100 due to misalignment or increase in size may be fundamentally solved.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도체 소자의 형성 방법은 다음과 같다. 도 3a 내지 도 3i는 본 발명에 따른 반도체 소자의 형성 방법을 나타낸 도면이다. 여기서 도 3a 및 도 3b의 (ⅰ)은 평면도를 나타낸 것이고, (ⅱ)는 (ⅰ)의 B-B'를 자른 단면도를 나타낸 것이다. 도 3c 내지 도 3e 및 도 3g의 (ⅰ)은 평면도를 나타낸 것이고, (ⅱ)는 (ⅰ)의 B-B'를 자른 단면도를 나타낸 것이고, (ⅲ)은 평면도(ⅰ)의 A-A'를 자른 단면도이다. 그리고, 도 3f, 도 3h 및 도 3i의 (ⅰ)은 평면도를 나타낸 것이고, (ⅱ)는 (ⅰ)의 A-A'를 자른 단면도를 나타낸 것이다.A method of forming a semiconductor device according to the present invention having the above-described configuration is as follows. 3A to 3I illustrate a method of forming a semiconductor device according to the present invention. 3 (a) and 3 (b) show a plan view, and (ii) shows a cross-sectional view taken along line B-B 'of (i). (C) of FIG. 3c-3e and FIG. 3g shows the top view, (ii) shows the sectional drawing which cut BB 'of (iii), and (b) shows A-A' of the top view (iii) The cut section. 3F, 3H, and 3I show a plan view, and (ii) shows a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.

도 3a에 도시된 바와 같이, 셀 영역(cell)내의 소자분리막(102)에 의해 정의되는 활성영역(104)을 포함하고, 셀 가장자리 영역(edge)내의 소자분리막(102)을 포함하는 반도체 기판(100) 내에 트렌치를 형성한 후, 트렌치 저부에 게이트 도전물질을 매립하여 게이트 전극(106)을 형성한다. 게이트 전극(106) 상부에 실링 절연막(108)을 형성하고 실링절연막(108)을 포함하는 반도체 기판(100) 상부에 캡핑절연막(110)을 형성한다. 이어서 캡핑절연막(110) 상부에 층간절연막(112)을 형성하고, 활성영역(104)의 중앙부가 노출되도록 층간절연막(112) 및 캡핑절연막(110)을 식각하여 콘택홀을 형성하고, 콘택홀의 측벽에 스페이서(113)를 형성한다. 콘택홀이 매립되도록 도전물질을 형성하여 비트라인 콘택플러그(114)를 형성한 후 비트라인 콘택플러그(114) 상부에 비트라인 전극(116) 및 하드마스크층(118)을 형성하여 비트라인(120)을 형성한다. 비트라인(120)은 게이트 전극(106)과 수직하게 배열되는 것이 바람직하다. 이어서, 비트라인(120)의 측벽에 스페이서(122)를 형성한다. As shown in FIG. 3A, a semiconductor substrate including an active region 104 defined by an isolation layer 102 in a cell region and an isolation layer 102 in a cell edge ( After forming the trench in 100, the gate conductive material is embedded in the bottom of the trench to form the gate electrode 106. A sealing insulating layer 108 is formed on the gate electrode 106, and a capping insulating layer 110 is formed on the semiconductor substrate 100 including the sealing insulating layer 108. Subsequently, an interlayer insulating layer 112 is formed on the capping insulating layer 110, and a contact hole is formed by etching the interlayer insulating layer 112 and the capping insulating layer 110 so that the center portion of the active region 104 is exposed. The spacer 113 is formed in the groove. The conductive material is formed to fill the contact hole to form the bit line contact plug 114, and then the bit line electrode 116 and the hard mask layer 118 are formed on the bit line contact plug 114 to form the bit line 120. ). The bit line 120 is preferably arranged perpendicular to the gate electrode 106. Subsequently, a spacer 122 is formed on the sidewall of the bit line 120.

도 3b에 도시된 바와 같이, 캡핑절연막(110) 상부에 층간절연막(124)을 형성한 후 하드마스크층(118)이 노출되도록 층간절연막(124)에 평탄화 식각 공정을 수행한다. 여기서, 층간절연막(124)은 산화막을 포함하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3B, after forming the interlayer insulating layer 124 on the capping insulating layer 110, the planarization etching process is performed on the interlayer insulating layer 124 to expose the hard mask layer 118. Here, the interlayer insulating film 124 preferably includes an oxide film.

도 3c에 도시된 바와 같이, 층간절연막(124) 및 비트라인(120) 상부에 감광막 패턴(126)을 형성한 후 감광막 패턴(126)을 식각마스크로 셀 영역(cell)의 게이트 전극(106) 상부에 형성된 실링절연막(108) 및 셀 가장자리 영역(edge)의 소자분리막(102)이 노출되도록 층간절연막(124)을 식각하여 배리어 예정영역(128)을 형성한다. As shown in FIG. 3C, after the photoresist pattern 126 is formed on the interlayer insulating layer 124 and the bit line 120, the gate electrode 106 of the cell region is formed using the photoresist pattern 126 as an etch mask. The barrier insulating region 128 is formed by etching the interlayer insulating layer 124 to expose the sealing insulating layer 108 and the device isolation layer 102 at the cell edge.

보다 구체적으로, 배리어 예정 영역(128)은 도 3c의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이 셀 영역(cell)에서 실링절연막(108) 상부가 노출되도록 층간절연막(124)이 식각되어 형성되는 제 1 배리어 예정영역(128a)과, 도 3c의 (ⅲ)에 도시된 바와 같이 셀 가장자리 영역(edge)에서 실링 절연막(108) 사이의 소자분리막(102)이 노출되어 층간절연막(124)이 식각되어 형성되는 제 2 배리어 예정영역(128b)과, 제 2 배리어 예정영역(128b)의 단부와 연결되며 비트라인(120)과 평행하도록 식각되어 형성되는 제 3 배리어 예정영역(128c)을 포함하는 것이 바람직하다. More specifically, the barrier predetermined region 128 is a first barrier formed by etching the interlayer insulating layer 124 so that the upper portion of the sealing insulating layer 108 is exposed in the cell region as illustrated in (ii) of FIG. 3C. The interlayer insulating film 124 is etched by exposing the device isolation film 102 between the predetermined region 128a and the sealing insulating film 108 in the cell edge region as shown in FIG. 3C. It is preferable to include a second barrier predetermined region 128b and a third barrier predetermined region 128c which is connected to an end of the second barrier predetermined region 128b and etched in parallel with the bit line 120.

도 3d에 도시된 바와 같이, 제 1 배리어 예정영역(128a), 제 2 배리어 예정영역(128b) 및 제 3 배리어 예정영역(128c)에 절연막을 매립하여 배리어막(130)을 형성한다. 편의상 제 1 배리어 예정영역(128a)에 매립된 절연막은 제 1 배리어막(130a)이라 하고, 제 2 배리어 예정영역(128b)에 매립된 절연막은 제 2 배리어막(130b)이라 하고, 제 3 배리어 예정영역(128c)에 매립된 절연막은 제 3 배리어막(130c)이라 한다. 여기서, 배리어막(130)은 층간절연막(124)과 상이한 식각선택비를 갖는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로 배리어막(130)은 질화막을 포함하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3D, an insulating film is embedded in the first barrier predetermined region 128a, the second barrier predetermined region 128b, and the third barrier predetermined region 128c to form a barrier layer 130. For convenience, the insulating film embedded in the first barrier predetermined region 128a is called the first barrier film 130a, and the insulating film embedded in the second barrier predetermined region 128b is called the second barrier film 130b. The insulating film buried in the predetermined region 128c is called a third barrier film 130c. Here, the barrier layer 130 may include a material having an etching selectivity different from that of the interlayer insulating layer 124. Specifically, the barrier film 130 preferably includes a nitride film.

도 3e에 도시된 바와 같이, 셀 영역(cell)에서 활성영역(104)의 양단부가 노출되도록 층간절연막(124) 및 셀 가장자리 영역(edge)의 실링절연막(108)이 노출되도록 층간절연막(124)을 식각하여 저장정극 콘택플러그 홀(132) 및 콘택홀(133)을 형성한다. 여기서 저장전극 콘택플러그 홀(132)은 배리어막(130)과의 식각선택비 차이를 이용하여 층간절연막(124)이 식각되어 형성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3E, the interlayer insulating layer 124 is exposed such that the interlayer insulating layer 124 and the sealing insulating layer 108 of the cell edge region are exposed to expose both ends of the active region 104 in the cell region. Is etched to form the storage positive electrode contact plug hole 132 and the contact hole 133. The storage electrode contact plug hole 132 may be formed by etching the interlayer insulating layer 124 using a difference in etching selectivity from the barrier layer 130.

도 3f에 도시된 바와 같이, 셀 영역(cell)을 덮으며 셀 가장자리 영역(edge)의 실링절연막(108)이 노출되도록 제 2 배리어막(130b) 상부에 감광막 패턴(134)을 형성한다. 여기서, 감광막 패턴(134)은 셀 가장자리 영역(edge)의 실링절연막(108)을 제거하는데 사용되므로 셀 영역(cell)의 단면도는 생략하고 셀 가장자리 영역(edge)의 단면도를 참조하여 설명한다. 이어서, 감광막 패턴(134)을 식각마스크로 게이트 전극(106)이 노출되도록 실링절연막(108)을 제거하여 콘택홀(136)을 형성한다. 이후 감광막 패턴(134)은 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 단계에서는 셀 가장자리 영역(edge)에는 게이트 전극(106)이 노출되도록 콘택홀(136)이 형성된다.As illustrated in FIG. 3F, a photoresist pattern 134 is formed on the second barrier layer 130b so as to cover the cell region and expose the sealing insulation layer 108 of the cell edge region. Here, since the photoresist pattern 134 is used to remove the sealing insulating film 108 of the cell edge region, a cross section of the cell region is omitted and will be described with reference to a cross section of the cell edge region. Subsequently, the sealing insulating layer 108 is removed to expose the gate electrode 106 using the photoresist pattern 134 as an etch mask to form the contact hole 136. After that, the photoresist pattern 134 is preferably removed. Therefore, in this step, the contact hole 136 is formed in the cell edge so that the gate electrode 106 is exposed.

도 3g에 도시된 바와 같이, 셀 영역(cell)의 저장전극 콘택플러그 홀(132) 및 셀 가장자리 영역(edge)의 콘택홀(136)에 도전층을 매립하여 제 1 저장전극 콘택플러그(138a) 및 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)를 형성한다. 여기서, 제 1 저장전극 콘택플러그(138a)는 도 3g의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이 셀 영역(cell)의 활성영역(104)의 양단부에 형성되어 실링절연막(108) 상부에 형성되며, 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)는 도 3g의 (ⅲ)에 도시된 바와 같이 셀 가장자리 영역(edge)의 게이트 전극(106) 상부에 형성된다. 셀 가장자리 영역(edge)에서는 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)를 형성한 후 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 및 제 2 배리어막(130b) 상부에 층간절연막(140)을 형성하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3G, the first storage electrode contact plug 138a is formed by filling a conductive layer in the storage electrode contact plug hole 132 of the cell region and the contact hole 136 of the cell edge region. And a second storage electrode contact plug 138b. Here, the first storage electrode contact plug 138a is formed at both ends of the active region 104 of the cell region as shown in (ii) of FIG. 3G, and is formed on the sealing insulating layer 108. The second storage electrode contact plug 138b is formed on the gate electrode 106 of the cell edge as shown in FIG. 3G. In the cell edge region, after forming the second storage electrode contact plug 138b, it is preferable to form the interlayer insulating layer 140 on the second storage electrode contact plug 138b and the second barrier layer 130b. .

제 1 및 제 2 저장전극 콘택플러그(138a, 138b) 형성 이후 공정은 셀 가장자리 영역(edge)을 중심으로 이루어지므로 셀 영역(cell)의 단면도는 생략하고 셀 가장자리 영역(edge)을 의 A-A'를 자른 단면도를 참조하여 설명한다. After the formation of the first and second storage electrode contact plugs 138a and 138b, the process is performed around the cell edges. Will be described with reference to the cross-sectional view.

도 3h에 도시된 바와 같이, 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 상부가 노출되도록 층간절연막(140)을 식각하여 금속 콘택홀(142)을 형성한다. 여기서, 금속 콘택홀(142)은 도 3h의 (ⅱ)에 서로 이웃하는 제 2 저장전극 콘택플러그(138b) 중 하나의 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)가 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3H, the interlayer insulating layer 140 is etched to expose the upper portion of the second storage electrode contact plug 138b to form the metal contact hole 142. Here, the metal contact hole 142 may be formed to expose one of the second storage electrode contact plugs 138b of the second storage electrode contact plugs 138b adjacent to each other in FIG. 3H (ii).

도 3i에 도시된 바와 같이, 금속 콘택홀(142)에 도전물질을 매립하여 금속 콘택플러그(144)를 형성한다. 여기서, 금속 콘택플러그(144)는 게이트 금속(106)과 연결되는 것이 아니라 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)와 연결되기 때문에 게이트 금속(106)과 연결되는 과정에서 오정렬되거나 사이즈가 커지더라도 반도체 기판(100)과 쇼트되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. As shown in FIG. 3I, a conductive material is embedded in the metal contact hole 142 to form a metal contact plug 144. Here, since the metal contact plug 144 is not connected to the gate metal 106 but is connected to the second storage electrode contact plug 138b, the semiconductor contact plug 144 may be misaligned or enlarged in the process of being connected to the gate metal 106. It can fundamentally prevent the short with 100.

도 4에 도시된 바와 같이, 금속 콘택홀(142)의 사이즈가 크게 증가한 경우 층간절연막(140)이 큰 폭으로 식각되더라도 금속 콘택홀(142)은 게이트 전극(106)이 노출되도록 형성되지 않고 저장전극 콘택플러그(138) 상부만이 노출되도록 형성되기 때문에 금속 콘택플러그(144a)가 반도체 기판(100)과 연결되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 금속 콘택홀(142)이 오정렬되어 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)의 일부만 노출되더라도 게이트 전극(106)이 노출되도록 형성되지 않기 때문에 금속 콘택플러그(144b)는 반도체 기판(100)과 연결되는 문제를 근본적으로 방지할 수 있다. 따라서, 금속 콘택홀(142)의 사이즈가 커지는 경우의 금속 콘택플러그(144a)와 오정렬되는 경우의 금속 콘택플러그(144b)는 본 발명에 따라 형성된 금속 콘택플러그(144c)와 같이 제 2 저장전극 콘택플러그(138b)와 연결되어 반도체 기판(100)과 연결되지 않도록 한다. As shown in FIG. 4, when the size of the metal contact hole 142 is greatly increased, the metal contact hole 142 is not formed to expose the gate electrode 106 even when the interlayer insulating layer 140 is etched to a large width. Since only the upper portion of the electrode contact plug 138 is formed, the problem that the metal contact plug 144a is connected to the semiconductor substrate 100 may be prevented. In addition, the metal contact plug 144b is connected to the semiconductor substrate 100 because the metal contact hole 142 is misaligned to expose the gate electrode 106 even when only a part of the second storage electrode contact plug 138b is exposed. Can be fundamentally prevented. Accordingly, the metal contact plug 144b in the case of misalignment with the metal contact plug 144a when the size of the metal contact hole 142 is increased is the second storage electrode contact like the metal contact plug 144c formed according to the present invention. It is connected to the plug 138b so as not to be connected to the semiconductor substrate 100.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Of the present invention.

Claims (18)

셀 영역 및 셀 가장자리 영역을 포함하는 반도체 기판 내 매립된 게이트 전극;
상기 셀 영역의 게이트 전극 상부에 구비되는 제 1 배리어막;
상기 활성영역의 양단부 상부에 구비되는 제 1 저장전극 콘택플러그;
상기 셀 가장자리 영역에서 상기 게이트 전극 사부에 구비되는 제 2 저장전극 콘택플러그; 및
상기 서로 이웃하는 저장전극 콘택플러그 중 하나의 저장전극 콘택플러그 상부에 구비되는 금속 콘택플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
A gate electrode embedded in the semiconductor substrate including the cell region and the cell edge region;
A first barrier layer on the gate electrode of the cell region;
First storage electrode contact plugs disposed on both ends of the active region;
A second storage electrode contact plug provided in the gate electrode dead portion in the cell edge region; And
And a metal contact plug provided on an upper portion of one of the storage electrode contact plugs adjacent to each other.
청구항 1에 있어서,
상기 게이트 전극과 수직하게 배열되며 상기 활성영역의 중앙부와 연결되는 비트라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
And a bit line arranged perpendicular to the gate electrode and connected to a central portion of the active region.
청구항 1에 있어서,
상기 셀 영역의 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 제 1 배리어막; 및
상기 셀 가장자리 영역의 상기 저장전극 콘택플러그 사이를 매립하는 제 2 배리어막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
A first barrier layer formed over the gate electrode in the cell region; And
And a second barrier layer filling the contact gap between the storage electrode contact plugs of the cell edge region.
청구항 3에 있어서,
상기 셀 가장자리 영역에서 상기 제 2 배리어막 및 상기 저장전극 콘택플러그 상부에 구비되고 상기 금속 콘택플러그 사이를 매립하는 층간절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method according to claim 3,
And an interlayer insulating layer formed over the second barrier layer and the storage electrode contact plug in the cell edge region and filling the metal contact plug.
청구항 2에 있어서,
상기 제 2 배리어막의 일측단부와 연결되며 상기 비트라인과 평행하는 제 3 배리어막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method according to claim 2,
And a third barrier layer connected to one end of the second barrier layer and parallel to the bit line.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 배리어막 또는 제 2 배리어막은 질화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
The method according to claim 1,
And the first barrier film or the second barrier film comprises a nitride film.
셀 영역 및 셀 가장자리 영역을 포함하는 반도체 기판 내 매립된 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 셀 영역에서 상기 활성영역의 양단부 상부에 제 1 저장전극 콘택플러그 및 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 제 2 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계; 및
상기 서로 이웃하는 저장전극 콘택플러그 중 하나의 저장전극 콘택플러그 상 부와 연결되는 금속 콘택플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
Forming a gate electrode embedded in the semiconductor substrate including the cell region and the cell edge region;
Forming a first storage electrode contact plug on both ends of the active region in the cell region and a second storage electrode contact plug formed on the gate electrode in the cell edge region; And
And forming a metal contact plug connected to an upper portion of one of the storage electrode contact plugs adjacent to each other.
청구항 7에 있어서,
상기 게이트 전극을 형성하는 단계는
상기 소자분리막 및 상기 활성영역을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계; 및
상기 트렌치 저부에 게이트 도전물질을 형성하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 7,
Forming the gate electrode
Etching the device isolation layer and the active region to form a trench; And
And forming a gate conductive material on the bottom of the trench.
청구항 8에 있어서,
상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이후,
상기 트렌치가 매립되도록 상기 게이트 전극 상부에 실링절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method according to claim 8,
After forming the gate electrode,
And forming a sealing insulating film over the gate electrode such that the trench is buried.
청구항 9에 있어서,
상기 실링절연막을 형성하는 단계 이후
상기 셀 영역에서 상기 활성영역의 중앙부와 연결되는 비트라인을 형성하는 단계를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method according to claim 9,
After forming the sealing insulating film
And forming a bit line in the cell region, the bit line being connected to a central portion of the active region.
청구항 10에 있어서,
상기 비트라인을 형성하는 단계 이후
상기 반도체 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 및
상기 비트라인이 노출되도록 상기 층간절연막에 평탄화 식각 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 10,
After forming the bit line
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate; And
And performing a planarization etch process on the interlayer insulating layer to expose the bit line.
청구항 11에 있어서,
상기 비트라인을 형성하는 단계 이후
상기 셀 영역에서 상기 게이트 전극 상부에 1 배리어막과, 상기 셀 가장자리 영역에서 상기 제 1 배리어막의 연장선 상 사이에 구비되는 제 2 배리어막 및 상기 제 2 배리어막의 일측단부와 연결되는 제 3 배리어막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 11,
After forming the bit line
Forming a first barrier layer on the gate electrode in the cell region, a second barrier layer provided between the first barrier layer and an extension line of the first barrier layer in the cell edge region, and a third barrier layer connected to one end of the second barrier layer; Method for forming a semiconductor device, characterized in that it further comprises the step.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 배리어막을 형성하는 단계는
상기 셀 영역에서 상기 실링절연막이 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 제 1 배리어 예정영역을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 배리어 예정영역에 절연물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 12,
Forming the first barrier film
Etching the interlayer insulating layer to expose the sealing insulating layer in the cell region to form a first barrier predetermined region; And
And embedding an insulating material in the first barrier predetermined region.
청구항 12에 있어서,
상기 제 2 배리어막 및 상기 제 3 배리어막을 형성하는 단계는
상기 셀 가장자리 영역에서 상기 실링절연막 사이의 상기 소자분리막이 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 제 2 배리어 예정영역과, 상기 제 2 배리어 예정영역의 일측단부의 상기 층간절연막을 상기 비트라인과 평행하도록 식각하여 제 3 배리어 예정영역을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 배리어 예정영역 및 상기 제 3 배리어 예정영역에 절연물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 12,
Forming the second barrier layer and the third barrier layer may include
The interlayer insulating layer is etched to expose the device isolation layer between the sealing insulating layers in the cell edge region, thereby etching the second barrier predetermined region and the interlayer insulating layer at one end of the second barrier predetermined region in parallel with the bit lines. Forming a third barrier predetermined region; And
And embedding an insulating material in the second barrier predetermined region and the third barrier predetermined region.
청구항 12에 있어서,
상기 제 1 저장전극 콘택플러그 및 상기 제 2 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계는
상기 제 1 배리어막 및 상기 제 2 배리어막의 양측에 형성된 상기 층간절연막을 식각하여 저장전극 콘택홀 및 상기 셀 가장자리 영역의 상기 게이트 전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및
상기 저장전극 콘택홀 및 상기 콘택홀에 도전물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 12,
Forming the first storage electrode contact plug and the second storage electrode contact plug
Etching the interlayer insulating layers formed on both sides of the first barrier layer and the second barrier layer to form a contact hole exposing a storage electrode contact hole and the gate electrode of the cell edge region; And
And filling a conductive material in the storage electrode contact hole and the contact hole.
청구항 15에 있어서,
상기 콘택홀을 형성하는 단계는
상기 셀 영역을 덮고 상기 셀 가장자리 영역의 상기 실링절연막을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 게이트 전극이 노출되도록 상기 실링절연막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method according to claim 15,
Forming the contact hole
Forming a photoresist pattern covering the cell region and exposing the sealing insulating layer in the cell edge region; And
And removing the sealing insulating layer so that the gate electrode is exposed by using the photoresist pattern as an etch mask.
청구항 7에 있어서,
상기 저장전극 콘택플러그를 형성하는 단계 이후
상기 셀 가장자리 영역의 상기 제 2 저장전극 콘택플러그 및 상기 제 2 배리어막 상부에 층간절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
The method of claim 7,
After forming the storage electrode contact plug
And forming an interlayer insulating layer over the second storage electrode contact plug and the second barrier layer in the cell edge region.
청구항 17에 있어서,
상기 금속 콘택플러그를 형성하는 단계는
상기 제 2 저장전극 콘택플러그의 상부가 노출되도록 상기 층간절연막을 식각하여 금속 콘택홀을 형성하는 단계; 및
상기 금속 콘택홀에 도전층을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.
18. The method of claim 17,
Forming the metal contact plug
Etching the interlayer insulating layer to expose an upper portion of the second storage electrode contact plug to form a metal contact hole; And
Forming a conductive layer in the metal contact hole.
KR1020110008876A 2011-01-28 2011-01-28 Semiconductor device and method for forming the same KR20120087586A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008876A KR20120087586A (en) 2011-01-28 2011-01-28 Semiconductor device and method for forming the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110008876A KR20120087586A (en) 2011-01-28 2011-01-28 Semiconductor device and method for forming the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120087586A true KR20120087586A (en) 2012-08-07

Family

ID=46873109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110008876A KR20120087586A (en) 2011-01-28 2011-01-28 Semiconductor device and method for forming the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120087586A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10269808B2 (en) 2016-05-04 2019-04-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of forming semiconductor devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10269808B2 (en) 2016-05-04 2019-04-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of forming semiconductor devices
US10998322B2 (en) 2016-05-04 2021-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of forming semiconductor devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101827353B1 (en) DRAM device and method of manufacturing the same
US9613967B1 (en) Memory device and method of fabricating the same
KR101150552B1 (en) Semiconductor device and method for forming using the same
US11653491B2 (en) Contacts and method of manufacturing the same
CN111799261B (en) Semiconductor structure with capacitor connection pad and manufacturing method of capacitor connection pad
CN110707085B (en) Semiconductor device and method of forming the same
US8735956B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR20110011426A (en) Method for forming semiconductor device
US8580669B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR101910129B1 (en) Semiconductor device and method for using the same
KR101095739B1 (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR101130005B1 (en) Semiconductor device and method for forming using the same
US8778757B2 (en) Methods of manufacturing a DRAM device
KR101177486B1 (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR20100030216A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR101120185B1 (en) Method for forming semiconductor device
KR20120087586A (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR101213728B1 (en) Method for forming semiconductor device
US9349813B2 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR101139461B1 (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR101185951B1 (en) Method for manufacturing the semiconductor device
KR20120120793A (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR20120027697A (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR20070027954A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20080029256A (en) Method for forming capacitor of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application