KR20130125135A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20130125135A
KR20130125135A KR1020120048654A KR20120048654A KR20130125135A KR 20130125135 A KR20130125135 A KR 20130125135A KR 1020120048654 A KR1020120048654 A KR 1020120048654A KR 20120048654 A KR20120048654 A KR 20120048654A KR 20130125135 A KR20130125135 A KR 20130125135A
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김상진
임성혁
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에스케이하이닉스 주식회사
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    • 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

The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof and provides a semiconductor device and a manufacturing method thereof to prevent bridge failure between contact plugs by forming a barrier pattern (nitride layer) between the storage node contact plugs and reduce contact resistance with an active region.

Description

반도체 소자 및 그 제조 방법{Semiconductor Device and Method for Manufacturing the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof,

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 콘택 플러그 간의 쇼트(short) 불량을 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법에 관련된 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing short defects between contact plugs.

반도체 기억 장치는 데이터나 프로그램의 명령과 같은 정보를 기억하는 장치로서, 반도체 기억 장치는 크게 DRAM과 SRAM으로 나뉜다. 여기서, 디램(DRAM)은 Dynamic Random Access Memory의 약자이며 기억된 정보를 읽어내기도 하고 다른 정보를 기억시킬 수 있는 메모리로서, 정보를 읽고 쓰는 것이 가능하나 전원이 공급되고 있는 동안의 일정 기간 내에 주기적으로 정보를 다시 써넣지 않으면 기억된 내용이 없어지는 메모리이다. 이처럼 디램은 리프레쉬를 계속해주어야 하지만 메모리 셀(Memory cell) 당 가격이 싸고 집적도를 높일 수 있기 때문에 대용량 메모리로서 널리 이용되고 있다.A semiconductor memory device is a device for storing information such as data and instructions of a program. The semiconductor memory device is largely divided into a DRAM and an SRAM. A DRAM is an abbreviation of Dynamic Random Access Memory, which is a memory capable of reading stored information and storing other information. It can read and write information, but it can be periodically Is a memory in which the stored contents disappear unless the information is rewritten. As such, the DRAM needs to keep refreshing, but it is widely used as a large-capacity memory because the price per memory cell is low and the degree of integration can be increased.

반도체 기억 장치는 데이터나 프로그램의 명령과 같은 정보를 기억하는 장치로서, 반도체 기억 장치는 크게 DRAM과 SRAM으로 나뉜다. 여기서, 디램(DRAM)은 Dynamic Random Access Memory의 약자이며 기억된 정보를 읽어내기도 하고 다른 정보를 기억시킬 수 있는 메모리로서, 정보를 읽고 쓰는 것이 가능하나 전원이 공급되고 있는 동안의 일정 기간 내에 주기적으로 정보를 다시 써넣지 않으면 기억된 내용이 없어지는 메모리이다. 이처럼 디램은 리프레쉬를 계속해주어야 하지만 메모리 셀(Memory cell) 당 가격이 싸고 집적도를 높일 수 있기 때문에 대용량 메모리로서 널리 이용되고 있다.A semiconductor memory device is a device for storing information such as data and instructions of a program. The semiconductor memory device is largely divided into a DRAM and an SRAM. A DRAM is an abbreviation of Dynamic Random Access Memory, which is a memory capable of reading stored information and storing other information. It can read and write information, but it can be periodically Is a memory in which the stored contents disappear unless the information is rewritten. As such, the DRAM needs to keep refreshing, but it is widely used as a large-capacity memory because the price per memory cell is low and the degree of integration can be increased.

반도체 소자가 점점 고집적화되면서 반도체 칩 사이즈가 감소하고 이에 따라 칩 내에 형성되는 반도체 소자의 크기도 감소하게 되었다. 특히 활성 영역 및 게이트의 크기 감소는 후속의 캐패시터 및 비트라인과 같은 반도체 소자를 형성하는 공정에 영향을 주고 있다. 특히 게이트 사이의 활성 영역에 형성되는 스토리지 노드 및 비트라인 콘택의 면적이 점점 감소하게 되어 콘택 형성에 어려움이 발생하고 전기적 특성이 저하되는 문제가 발생하고 있다.As semiconductor devices have been increasingly integrated, semiconductor chip sizes have been reduced, thereby reducing the size of semiconductor devices formed in chips. Particularly, the reduction in the size of the active area and the gate is affecting the process of forming a semiconductor device such as a capacitor and a bit line. Particularly, the area of the storage node and the bit line contact formed in the active region between the gates is gradually reduced to cause a difficulty in forming a contact and a problem of deteriorating electrical characteristics.

여기서, 일반적인 메모리 소자 내에 셀 트랜지스터 영역에는 데이터 신호가 전달되는 비트라인과 데이터를 저장하는 캐패시터의 하부 전극을 연결하는 스토리지노드 콘택플러그가 포함된다. 여기서, 스토리지노드 콘택플러그를 형성하기 위하여 사용되는 건식 식각 방법보다는 습식 식각 방법에서 콘택 면적 확보가 더 유리하다. 그러나 반도체 소자의 고집적화에 따른 스토리지노드 콘택플러그 간의 간격이 좁아지면서 습식 식각 방법을 이용하여 스토리지노드 콘택플러그 형성 시, 스토리지노드 콘택플러그 간의 브릿지(bridge) 불량이 발생하는 확률이 높고, 습식 식각 시간을 조절하여 짧게 적용하면 스토리지노드 콘택플러그 면적이 감소하여 저항이 증가하는 문제점이 있다. In the general memory device, a cell transistor region includes a storage node contact plug connecting a bit line to which a data signal is transferred and a lower electrode of a capacitor that stores data. Here, it is more advantageous to secure the contact area in the wet etching method than the dry etching method used to form the storage node contact plug. However, as the spacing between the storage node contact plugs becomes narrow due to the high integration of semiconductor devices, when the storage node contact plug is formed by using the wet etching method, there is a high probability of a bridge failure between the storage node contact plugs and the wet etching time. If the short adjustment is applied, the area of the storage node contact plug decreases, thereby increasing resistance.

전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스토리지노드 콘택플러그 사이에 배리어 패턴(질화막)을 형성하여 콘택플러그 간의 브릿지 불량을 방지하고, 활성영역과의 콘택 저항을 개선할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a semiconductor device capable of forming a barrier pattern (nitride layer) between storage node contact plugs, preventing bridge failure between contact plugs, and improving contact resistance with active regions. The manufacturing method is provided.

본 발명은 반도체 기판에 활성영역을 정의하는 소자분리영역을 형성하는 단계, 상기 활성영역 및 상기 소자분리영역의 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 1 절연막 및 상기 소자분리영역을 식각하여 상기 활성영역의 상면 및 측면이 노출되는 홀을 형성하는 단계, 상기 홀, 상기 제 1 절연막 및 상기 소자분리영역의 표면을 따라 제 2 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 2 절연막을 식각하여 상기 활성영역 사이에 배리어 패턴을 형성하는 단계, 상기 활성영역 상부에 비트라인 콘택 플러그를 형성하는 단계, 상기 비트라인 콘택 플러그 및 상기 배리어 패턴 상부에 비트라인을 형성하는 단계 및 상기 활성영역 상부와 연결되며, 상기 비트라인 사이에 스토리지노드 콘택 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of forming an isolation region defining an active region on a semiconductor substrate, forming a first insulating layer over the active region and the isolation region, and etching the first insulating layer and the isolation region. Forming a hole exposing top and side surfaces of the active region, forming a second insulating layer along surfaces of the hole, the first insulating layer, and the device isolation region; etching the second insulating layer to etch the active region Forming a barrier pattern therebetween, forming a bit line contact plug on the active region, forming a bit line on the bit line contact plug and the barrier pattern, and being connected to an upper portion of the active region; Fabricating a semiconductor device comprising forming a storage node contact plug between bit lines Provide a method.

바람직하게는, 상기 제 1 절연막은 산화막(Oxide) 또는 질화막(Nitride)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first insulating film may include an oxide film or a nitride film.

바람직하게는, 상기 배리어 패턴은 질화막(Nitride)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the barrier pattern is characterized in that it comprises a nitride (Nitride).

바람직하게는, 상기 제 2 절연막을 형성하는 단계 이후, 상기 활성영역의 상면 및 측면의 일부가 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, after the forming of the second insulating layer, a portion of the upper surface and the side surface of the active region is exposed.

바람직하게는, 상기 배리어 패턴은 상기 활성영역보다는 높은 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the barrier pattern is formed at a position higher than the active region.

바람직하게는, 상기 제 2 절연막을 식각하여 상기 배리어 패턴을 형성하는 공정은 건식 식각(dry etching)을 이용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of forming the barrier pattern by etching the second insulating film is characterized by using dry etching.

바람직하게는, 상기 스토리지노드 콘택 플러그를 형성하는 단계는 상기 활성영역 및 상기 비트라인 사이를 포함한 전면에 절연막을 형성하는 단계, 딥 아웃(dip out) 공정을 실시하여 상기 절연막을 제거하고 상기 활성영역을 노출시키는 스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 스토리지노드 콘택홀에 폴리실리콘 또는 금속물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the forming of the storage node contact plug may include forming an insulating film on the entire surface including the active region and the bit line, and performing a dip out process to remove the insulating layer and to form the active region. Forming a storage node contact hole exposing the storage node contact hole; and filling a polysilicon or metal material in the storage node contact hole.

바람직하게는, 상기 비트라인 콘택 플러그 형성 이후, 상기 배리어 패턴에 추가 증착 또는 식각 공정으로 상기 배리어 패턴의 두께를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, after the bit line contact plug is formed, the thickness of the barrier pattern may be adjusted by an additional deposition or etching process on the barrier pattern.

본 발명은 스토리지노드 콘택플러그 사이에 배리어 패턴(질화막)을 형성하여 콘택플러그 간의 브릿지 불량을 방지하고, 활성영역과의 콘택 저항을 개선할 수 있는 장점을 가진다. 아울러, 비트라인 콘택플러그 형성 시, 절연막을 증착 또는 식각하여 자기 정렬(Self-Align) 방식으로 배리어(barrier) 패턴을 형성함으로서 추가적인 공정 비용 감소와 공정 단순화가 가능하며, 배리어 패턴으로 인하여 습식 딥 아웃 공정에 의한 브릿지 불량을 방지할 수 있는 장점을 가진다.The present invention has the advantage of forming a barrier pattern (nitride layer) between the storage node contact plugs to prevent bridge failure between the contact plugs and to improve contact resistance with the active region. In addition, when forming the bit line contact plug, a barrier pattern is formed by a self-aligning method by depositing or etching an insulating layer to further reduce process cost and simplify the process, and wet dip out due to the barrier pattern. It has the advantage of preventing the bridge failure by the process.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 및 그 제조 방법을 도시한 단면도들.
도 2는 본 발명에 따른 셀 어레이(Cell Array)의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자(Semiconductor Device)의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 모듈(Semiconductor Module)의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 시스템의(Semiconductor System) 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 전자 유닛(Electronic Unit) 및 전자 시스템(Electronic System)의 구성을 설명하기 위한 블록도.
1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a cell array according to the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to the present invention.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor module according to the present invention.
5 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor system according to the present invention.
6 is a block diagram for explaining the configuration of an electronic unit and an electronic system according to the present invention;

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. .

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 및 그 제조 방법을 도시한 단면도들이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(100)상에 활성영역(110)을 정의하는 소자분리영역(120)을 형성한다. 상기 활성영역(110)을 정의하는 소자분리영역(120)의 형성 방법은 일반적인 공정과 유사하여 여기서는 설명을 생략한다.Referring to FIG. 1A, an isolation region 120 defining an active region 110 is formed on a semiconductor substrate 100. The method of forming the device isolation region 120 defining the active region 110 is similar to a general process, and thus description thereof will be omitted.

다음에는, 활성영역(110) 및 소자분리영역(120)의 상부에 제 1 절연막(130, 140)을 형성한다. 이때, 제 1 절연막(130, 140)은 산화막(Oxide) 또는 질화막(Nitride)을 포함하는 것이 바람직하다.Next, first insulating layers 130 and 140 are formed on the active region 110 and the device isolation region 120. In this case, the first insulating layers 130 and 140 preferably include an oxide layer or a nitride layer.

다음에는, 제 1 절연막(130, 140) 및 소자분리영역(120)을 순차적으로 식각하여 활성영역(110)의 상면 및 측면이 노출되는 홀(150, hole)을 형성한다. Next, the first insulating layers 130 and 140 and the device isolation region 120 are sequentially etched to form holes 150 exposing the top and side surfaces of the active region 110.

도 1b를 참조하면, 홀(150), 제 1 절연막(130, 140) 및 소자분리영역(120)의 표면을 따라 제 2 절연막(160)을 증착한다. 여기서, 제 2 절연막(160)은 질화막(Nitride)을 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 제 2 절연막(160)을 증착하더라도 활성영역(110)의 상면 및 측면은 여전히 일부 노출되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1B, a second insulating layer 160 is deposited along the surfaces of the holes 150, the first insulating layers 130 and 140, and the device isolation region 120. Here, the second insulating film 160 preferably includes a nitride film. In addition, even when the second insulating layer 160 is deposited, the top and side surfaces of the active region 110 may still be partially exposed.

도 1c를 참조하면, 제 1 절연막(130, 140)의 표면을 따라 구비된 제 2 절연막(160)을 일부 제거하여 배리어 패턴(165)을 형성한다. 이때, 제 2 절연막(160)의 제거 공정은 건식 식각(dry etching)을 이용하고, 제 2 절연막(160)을 식각하여 구비된 배리어 패턴(165)은 상기 활성영역보다는 높은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1C, a barrier pattern 165 is formed by removing a portion of the second insulating layer 160 provided along the surfaces of the first insulating layers 130 and 140. In this case, the removal process of the second insulating layer 160 is dry etching, and the barrier pattern 165 formed by etching the second insulating layer 160 is preferably formed at a position higher than the active region. Do.

다음에는, 활성 영역(110)과 연결되는 비트라인 콘택 플러그(170)를 형성한 후, 비트라인 콘택 플러그(170)와 연결되는 비트라인(180)을 형성한다. 이때, 비트라인 콘택 플러그(170) 및 비트라인(180)의 제조 방법은 종래 방법과 유사하므로 생략한다. 여기서, 비트라인 콘택 플러그 형성 이후, 배리어 패턴(165)에 추가 증착 또는 식각 공정으로 배리어 패턴(165)의 두께를 자유롭게 조절할 수 있다. 또한, 비트라인(180)은 라인(Line) 형상으로서, 비트라인 도전층(175) 및 하드마스크층(176)이 순차적으로 적층된 구조로 형성하는 것이 바람직하다.Next, after forming the bit line contact plug 170 connected to the active region 110, the bit line 180 connected to the bit line contact plug 170 is formed. In this case, the manufacturing method of the bit line contact plug 170 and the bit line 180 is similar to the conventional method and will be omitted. Here, after the bit line contact plug is formed, the thickness of the barrier pattern 165 may be freely adjusted by an additional deposition or etching process on the barrier pattern 165. In addition, the bit line 180 may have a line shape, and the bit line 180 may have a structure in which the bit line conductive layer 175 and the hard mask layer 176 are sequentially stacked.

도 1d를 참조하면, 비트라인(180)의 측벽에 비트라인 스페이서(190)를 형성한다. 이때, 비트라인 스페이서(190)는 질화막(Nitirde)을 포함하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1D, bit line spacers 190 are formed on sidewalls of the bit lines 180. In this case, the bit line spacer 190 preferably includes a nitride film (Nitirde).

다음에는, 노출된 질화막(160), 활성 영역(110), 비트라인 콘택 플러그(170), 비트라인(180)을 포함한 전면에 절연막(미도시)을 증착한 다음에 스토리지노드 콘택 플러그를 형성하기 위한 딥 아웃(dip out) 공정를 실시하여 활성 영역(110)을 노출시키는 스토리지노드 콘택홀(미도시)을 형성한 후, 스토리지노드 콘택홀에 폴리실리콘 또는 금속물질을 매립하여 스토리지노드 콘택 플러그(200)를 완성한다. Next, an insulating film (not shown) is deposited on the entire surface including the exposed nitride layer 160, the active region 110, the bit line contact plug 170, and the bit line 180, and then the storage node contact plug is formed. After forming a storage node contact hole (not shown) that exposes the active region 110 by performing a dip out process, a polysilicon or metal material is embedded in the storage node contact hole, thereby storing the storage node contact plug 200. To complete).

여기서, 스토리지노드 콘택 플러그(200) 형성 시, 스토리지노드 콘택플러그(200)의 사이에 구비된 배리어 패턴(165)으로 인하여 스토리지노드 콘택플러그(200) 간의 브릿지 불량을 방지하고, 활성영역(110)과의 콘택 저항을 개선할 수 있다.Here, when the storage node contact plug 200 is formed, the bridge pattern 165 provided between the storage node contact plugs 200 prevents a bridge failure between the storage node contact plugs 200 and the active region 110. The contact resistance with and can be improved.

도 2는 본 발명에 따른 셀 어레이의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a cell array according to the present invention.

도 2를 참조하면, 셀 어레이(Cell Array)는 다수의 메모리 셀을 포함하며, 각각의 메모리 셀은 하나의 트랜지스터(Transistor)와 하나의 캐패시터(Capacitor)로 이루어져 있다. 이러한 메모리 셀들은 비트라인(BL1, ., BLn)과 워드라인(WL1, ., WLm)의 교차점에 위치한다. 메모리 셀들은 컬럼 디코더 및 로우 디코더에 의해서 선택된 비트라인(BL1, ., BLn) 및 워드라인(WL1, ., WLm)에 인가된 전압에 기초하여 데이터를 저장하거나 출력한다. Referring to FIG. 2, a cell array includes a plurality of memory cells, and each memory cell includes one transistor and one capacitor. These memory cells are located at the intersection of the bit lines BL1,... BLn and the word lines WL1..., WLm. The memory cells store or output data based on voltages applied to the bit lines BL1,... BLn and the word lines WL1, .. WLm selected by the column decoder and the row decoder.

도시된 바와 같이, 셀 어레이에서 비트라인 (BL1, ., BLn)은 제 1 방향(즉, 비트라인 방향)을 길이 방향으로 형성되고 워드라인 (WL1, ., WLm)은 제 2 방향(즉, 워드라인 방향)을 길이 방향으로 형성되어 서로 교차하는 형태로 배열된다. 트랜지스터의 제 1 단자(예를 들어, 드레인 단자)는 비트라인(BL1, ..., BLn)에 연결되고, 제 2 단자(예를 들어, 소스 단자)는 커패시터에 연결되며, 제 3 단자(예를 들어, 게이트 단자)는 워드라인(WL1, ..., WLm)에 연결된다. 이러한 비트라인들(BL1, ..., BLn), 워드라인들(WL1, ..., WLm)을 포함하는 다수의 메모리 셀들이 반도체 셀 어레이의 내에 위치한다. As shown, in the cell array, the bit lines BL1,... BLn are formed in the first direction (ie, the bit line direction) in the longitudinal direction, and the word lines WL1... The word line direction) is formed in the longitudinal direction and arranged in a cross shape with each other. The first terminal (eg, drain terminal) of the transistor is connected to the bit lines BL1,..., BLn, the second terminal (eg, source terminal) is connected to the capacitor, and the third terminal ( For example, the gate terminal is connected to the word lines WL1, ..., WLm. A plurality of memory cells including these bit lines BL1 to BLn and word lines WL1 to WLm are positioned in the semiconductor cell array.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 반도체 소자는 셀 어레이(Cell Array), 로우 디코더(Row Decorder), 컬럼 디코더(Column Decorder) 및 센스 앰프(Sense Amplifier, SA)를 포함할 수 있다. 로우 디코더는 반도체 셀 어레이의 워드라인들 중에서 독출 동작 또는 기입 동작을 수행할 메모리 셀에 상응하는 워드라인을 선택하여 반도체 셀 어레이에 워드라인 선택 신호(RS)를 출력한다. 그리고, 컬럼 디코더는 반도체 셀 어레이의 비트라인들 중에서 독출 동작 또는 기입 동작을 수행할 메모리 셀에 상응하는 비트라인을 선택하여 반도체 셀 어레이에 비트라인 선택 신호(CS)를 출력한다. 또한, 센스 앰프들은 로우 디코더 및 컬럼 디코더에 의해 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터(BDS)를 센싱한다. Referring to FIG. 3, a semiconductor device may include a cell array, a row decoder, a column decoder, and a sense amplifier (SA). The row decoder selects a word line corresponding to a memory cell to perform a read operation or a write operation among word lines of the semiconductor cell array, and outputs a word line selection signal RS to the semiconductor cell array. The column decoder selects a bit line corresponding to a memory cell to perform a read operation or a write operation among the bit lines of the semiconductor cell array, and outputs a bit line selection signal CS to the semiconductor cell array. In addition, the sense amplifiers sense data BDS stored in memory cells selected by the row decoder and the column decoder.

이 외에 반도체 소자는 마이크로 프로세서(Micro-Processor)와 연결되거나 메모리 콘트롤러(Memory Controller)와 연결될 수 있으며, 반도체 소자는 마이크로 프로세서로부터 WE*, RAS* 및 CAS*와 같은 제어 신호를 받고, 입출력 회로를 통하여 데이터를 받아서 저장한다. 이러한 반도체 소자는 디램(Dynamic Random Access Memory), 피램(Random Access Memory), 엠램(Random Access Memory), 낸드 플래쉬, CIS(CMOS Image Sensor) 등에 적용할 수 있다. 특히, 디램을 이용하여 데스크탑, 노트북, 서버에 사용되거나, 그래픽 메모리 및 모바일 메모리에도 이용할 수 있으며, 낸드 플래쉬는 메모리 스틱, MMC, SD, CF, xD Picture Card, USB Flash Drive 등과 같은 휴대용 저장 장치, MP3, PMP, 디지털 카메라, 캠코더, 메모리카드, USB, 게임기, 네비게이션, 노트북 및 데스트탑 컴퓨터 및 핸드폰 등 다양한 디지털 어플리케이션에 적용할 수 있으며, CIS는 디지털 기기에서 일종의 전자 필름 역할을 하는 촬상 소자로써, 카메라 폰, 웹 카메라, 의학용 소형 촬영장비에 적용가능하다.In addition, the semiconductor device may be connected to a microprocessor or a memory controller, and the semiconductor device receives control signals such as WE *, RAS *, and CAS * from the microprocessor, and receives input / output circuits. Receive and store data. The semiconductor device may be applied to DRAM (Random Access Memory), Piram (Random Access Memory), MRAM (Random Access Memory), NAND flash, CMOS Image Sensor (CIS), and the like. In particular, DRAM can be used for desktops, laptops, servers, graphics memory and mobile memory, and NAND flash can be used for portable storage devices such as memory sticks, MMC, SD, CF, xD Picture Card, USB Flash Drive, It can be applied to various digital applications such as MP3, PMP, digital cameras, camcorders, memory cards, USB, game consoles, navigation, laptops, desktop computers and mobile phones.CIS is an imaging device that acts as a kind of electronic film in digital devices. Applicable to camera phones, web cameras, medical medical imaging equipment.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 모듈의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor module according to the present invention.

도 4를 참조하면, 반도체 모듈은 모듈 기판상에 탑재된 복수 개의 반도체 소자들, 반도체 소자가 외부의 제어기(미도시)로부터 제어신호(어드레스 신호(ADDR), 커맨드 신호(CMD), 클럭 신호(CLK))를 제공받을 수 있도록 해주는 커맨드 링크(Command Link) 및 반도체 소자와 연결되어 데이터를 전송하는 데이터 링크(Data Link)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a semiconductor module includes a plurality of semiconductor devices mounted on a module substrate, and a semiconductor device includes control signals (address signal ADDR, command signal CMD, and clock signal) from an external controller (not shown). CLK)) includes a command link for receiving the data and a data link connected with the semiconductor device to transmit data.

이때, 반도체 소자는 예컨대 도 3에 대한 설명에서 예시된 반도체 소자들이 사용될 수 있다. 그리고, 커맨드 링크 및 데이터 링크는 통상의 반도체 모듈에서 사용되는 것들과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.In this case, for example, the semiconductor devices illustrated in the description of FIG. 3 may be used. In addition, the command link and the data link may be formed in the same or similar to those used in a conventional semiconductor module.

도 4에서는 모듈 기판의 전면에 8개의 반도체 소자(chip)들이 탑재되어 있는 모습을 도시하고 있으나 모듈 기판의 후면에도 동일하게 반도체 소자들이 탑재될 수 있다. 즉, 모듈 기판의 일측 또는 양측에 반도체 소자들이 탑재될 수 있으며, 탑재되는 반도체 소자의 수는 도 4에 한정되지 않는다. 또한, 모듈 기판의 재료 및 구조도 특별히 제한되지 않는다.In FIG. 4, eight semiconductor devices are mounted on the front surface of the module substrate, but semiconductor devices may be mounted on the rear surface of the module substrate. That is, the semiconductor devices may be mounted on one or both sides of the module substrate, and the number of semiconductor devices to be mounted is not limited to FIG. 4. In addition, the material and structure of the module substrate are not particularly limited.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a configuration of a semiconductor system according to the present invention.

도 5를 참조하면, 반도체 시스템은 복수 개의 반도체 소자들이 탑재된 적어도 하나의 반도체 모듈 및 반도체 모듈과 외부의 시스템(미도시) 사이에서 양방향 인터페이스를 제공하여 반도체 모듈의 동작을 제어하는 제어기(Controller)를 포함한다. 이러한 제어기는 통상의 데이터 프로세싱 시스템에서 복수의 반도체 모듈들의 동작을 제어하기 위한 제어기와 그 기능이 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시 예에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이때, 반도체 모듈은 예컨대 도 4에 예시된 반도체 모듈이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 5, a semiconductor system includes a controller for controlling an operation of a semiconductor module by providing a bidirectional interface between at least one semiconductor module having a plurality of semiconductor devices and a semiconductor module and an external system (not shown). It includes. Such a controller may be formed identically or similarly to a controller for controlling the operation of a plurality of semiconductor modules in a conventional data processing system. Therefore, detailed description thereof will be omitted in the present embodiment. In this case, the semiconductor module illustrated in FIG. 4 may be used as the semiconductor module.

도 6은 본 발명에 따른 전자 유닛 및 전자 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating the configuration of an electronic unit and an electronic system according to the present invention.

도 6의 왼쪽 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 유닛(Electronic Unit)은 반도체 시스템(Semiconductor System)과 전기적으로 연결되는 프로세서(Processor)를 포함한다. 이때, 반도체 시스템은 도 5의 반도체 시스템과 동일하다. 여기서, 프로세서는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 및 DSP(Digital Signal Processor)를 포함한다. Referring to the left side of FIG. 6, an electronic unit according to the present invention includes a processor electrically connected to a semiconductor system. In this case, the semiconductor system is the same as the semiconductor system of FIG. 5. Here, the processor includes a central processing unit (CPU), a micro processor unit (MPU), a micro controller unit (MCU), a graphics processing unit (GPU), and a digital signal processor (DSP).

여기서, CPU 또는 MPU는 산술, 논리 연산 유닛인 ALU(Arithmetic Logic Unit)과 명령어를 읽어오고 해석해서 각 유닛을 제어하는 컨트롤 유닛(CU, control unit)을 묶은 형태이다. 프로세서가 CPU 또는 MPU일 경우 전자 유닛은 컴퓨터 기기 또는 모바일 기기를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, GPU는 그래픽을 위한 CPU로서 소수점을 가진 숫자들을 계산하는데 사용되는 것으로 그래픽들을 실시간 화면으로 그려주기 위한 프로세스이다. 프로세서가 GPU인 경우 전자 유닛은 그래픽 기기를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, DSP는 아날로그 신호(예를 들면 음성)를 디지털로 고속 변환 후 계산하여 그 결과를 이용하거나 다시 아날로그로 변환하여 사용하는 프로세스를 일컫는다. DSP는 주로 디지털 값을 계산한다. 프로세서가 DSP인 경우 전자 유닛은 음향 및 영상 기기를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the CPU or MPU is a combination of an Arithmetic Logic Unit (ALU), which is an arithmetic and logical operation unit, and a control unit (CU) that controls each unit by reading and interpreting an instruction. When the processor is a CPU or MPU, the electronic unit preferably includes a computer device or a mobile device. Also, the GPU is a CPU for graphics, which is used to calculate numbers with decimal points, and is a process for drawing graphics on a real-time screen. If the processor is a GPU, the electronic unit preferably includes a graphics device. In addition, DSP refers to a process of converting an analog signal (for example, voice) into a digital signal after high-speed conversion, using the result, or converting it back to analog. DSP mainly calculates digital values. When the processor is a DSP, the electronic unit preferably includes audio and video equipment.

이 외에도 프로세서는 APU(Accelerate Procesor Unit)를 포함하는데 이는 CPU를 GPU에 통합하는 형태로써 그래픽 카드의 역할을 포함하는 형태의 프로세서이다. In addition, the processor includes an accelerator processor unit (APU), which integrates the CPU into the GPU and includes the role of a graphics card.

도 6의 오른쪽 도면을 참조하면, 전자 시스템(Electronic System)은 전자 유닛과 전기적으로 연결되는 하나 또는 다수의 인터페이스(Interface)를 포함한다. 이때, 전자 유닛은 도 6의 전자 유닛과 동일하다. 여기서, 인터페이스는 모니터, 키보드, 프린터, 포인팅 디바이스(마우스), USB, 스위치, 카드 리더기, 키패드, 디스펜서, 전화기, 디스플레이 또는 스피커를 포함한다. 하지만 이에 한정되지 않고 변경 가능하다. Referring to the right diagram of FIG. 6, an electronic system includes one or more interfaces electrically connected to an electronic unit. At this time, the electronic unit is the same as the electronic unit of FIG. 6. Here, the interface includes a monitor, keyboard, printer, pointing device (mouse), USB, switch, card reader, keypad, dispenser, telephone, display or speaker. However, the present invention is not limited thereto and may be changed.

전술한 바와 같이, 본 발명은 스토리지노드 콘택플러그 사이에 배리어 패턴(질화막)을 형성하여 콘택플러그 간의 브릿지 불량을 방지하고, 활성영역과의 콘택 저항을 개선할 수 있는 장점을 가진다. 아울러, 비트라인 콘택플러그 형성 시, 절연막을 증착 또는 식각하여 자기 정렬(Self-Align) 방식으로 배리어(barrier) 패턴을 형성함으로서 추가적인 공정 비용 감소와 공정 단순화가 가능하며, 배리어 패턴으로 인하여 습식 딥 아웃 공정에 의한 브릿지 불량을 방지할 수 있는 장점을 가진다.As described above, the present invention has the advantage of forming a barrier pattern (nitride layer) between the storage node contact plugs to prevent bridge failure between the contact plugs and to improve contact resistance with the active region. In addition, when forming the bit line contact plug, a barrier pattern is formed by a self-aligning method by depositing or etching an insulating layer to further reduce process cost and simplify the process, and wet dip out due to the barrier pattern. It has the advantage of preventing the bridge failure by the process.

아울러 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, and substitutions are possible, and that various modifications, additions and substitutions are possible, within the spirit and scope of the appended claims. As shown in Fig.

Claims (8)

반도체 기판에 활성영역을 정의하는 소자분리영역을 형성하는 단계;
상기 활성영역 및 상기 소자분리영역의 상부에 제 1 절연막을 형성하는 단계;
상기 제 1 절연막 및 상기 소자분리영역을 식각하여 상기 활성영역의 상면 및 측면이 노출되는 홀을 형성하는 단계;
상기 홀, 상기 제 1 절연막 및 상기 소자분리영역의 표면을 따라 제 2 절연막을 형성하는 단계;
상기 제 2 절연막을 식각하여 상기 활성영역 사이에 배리어 패턴을 형성하는 단계;
상기 활성영역 상부에 비트라인 콘택 플러그를 형성하는 단계;
상기 비트라인 콘택 플러그 및 상기 배리어 패턴 상부에 비트라인을 형성하는 단계; 및
상기 활성영역 상부와 연결되며, 상기 비트라인 사이에 스토리지노드 콘택 플러그를 형성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
Forming an isolation region defining an active region in the semiconductor substrate;
Forming a first insulating layer on the active region and the device isolation region;
Etching the first insulating layer and the device isolation region to form holes exposing top and side surfaces of the active region;
Forming a second insulating film along surfaces of the hole, the first insulating film, and the device isolation region;
Etching the second insulating layer to form a barrier pattern between the active regions;
Forming a bit line contact plug on the active region;
Forming a bit line on the bit line contact plug and the barrier pattern; And
Forming a storage node contact plug connected to an upper portion of the active region and between the bit lines;
And forming a second insulating film on the semiconductor substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 절연막은 산화막(Oxide) 또는 질화막(Nitride)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And the first insulating film includes an oxide film or a nitride film.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 패턴은 질화막(Nitride)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The barrier pattern includes a nitride film (Nitride).
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 절연막을 형성하는 단계 이후,
상기 활성영역의 상면 및 측면의 일부가 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
After the forming of the second insulating film,
A part of the upper surface and the side surface of the active region is exposed, characterized in that the manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 배리어 패턴은 상기 활성영역보다는 높은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The barrier pattern is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed in a higher position than the active region.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 절연막을 식각하여 상기 배리어 패턴을 형성하는 공정은 건식 식각(dry etching)을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And etching the second insulating film to form the barrier pattern using dry etching.
청구항 1에 있어서,
상기 스토리지노드 콘택 플러그를 형성하는 단계는
상기 활성영역 및 상기 비트라인 사이를 포함한 전면에 절연막을 형성하는 단계;
딥 아웃(dip out) 공정을 실시하여 상기 절연막을 제거하고 상기 활성영역을 노출시키는 스토리지노드 콘택홀을 형성하는 단계; 및
상기 스토리지노드 콘택홀에 폴리실리콘 또는 금속물질을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming the storage node contact plug
Forming an insulating film on an entire surface including between the active region and the bit line;
Performing a dip out process to remove the insulating layer and form a storage node contact hole exposing the active region; And
And embedding polysilicon or a metal material in the storage node contact hole.
청구항 1에 있어서,
상기 비트라인 콘택 플러그 형성 이후,
상기 배리어 패턴에 추가 증착 또는 식각 공정으로 상기 배리어 패턴의 두께를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method according to claim 1,
After the bit line contact plug is formed,
The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the thickness of the barrier pattern can be adjusted by an additional deposition or etching process to the barrier pattern.
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