KR20160008375A - Semiconductor having vertical channel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수직 채널을 갖는 반도체 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트의 영역에 따라 액티브 필라와 접하는 면적의 크기를 달리하는 반도체 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a vertical channel, and more particularly, to a semiconductor device having a different area in contact with an active pillar depending on a region of a gate.
최근 반도체 소자의 대용량화에 대한 요구가 점점 커짐에도 불구하고, 칩 크기의 증가 한계에 의해 디램 소자의 용량증가 또한 한계를 보이는 실정이다. 칩 크기가 증가하게 되면 웨이퍼 당 칩의 수가 감소하여 소자의 생산성이 감소하게 된다. 따라서 최근에는 셀 레이아웃을 변화시켜 셀 면적을 감소시키고, 그에 따라 보다 많은 메모리 셀을 하나의 웨이퍼에 집적시키고자 하는 노력을 기울이고 있다.Recently, although the demand for increasing the capacity of semiconductor devices has been increasing, the capacity increase of the DRAM device is also limited due to the increase of the chip size. As the chip size increases, the number of chips per wafer decreases and the productivity of the device decreases. Therefore, in recent years, efforts have been made to change the cell layout to reduce the cell area, and to accumulate more memory cells on a single wafer.
반도체 소자가 점점 고집적화되면서 반도체 칩 사이즈가 감소하고 이에 따라 칩 내에 형성되는 반도체 소자의 크기도 감소하게 되었다.As a semiconductor device becomes more highly integrated, the semiconductor chip size decreases and the size of a semiconductor device formed in the chip also decreases.
그런데 이처럼 트랜지스터의 크기가 감소할수록 소스 및 드레인영역과 게이트전극이 중첩되는 영역에서 발생하는 GIDL(Gate Induced Drain Leakage)이 급격히 증가하는 문제가 발생하고 있다.However, as the size of the transistor decreases, the gate induced drain leakage (GIDL) generated in the region where the source and drain regions overlap with the gate electrode is rapidly increased.
본 발명의 실시예는 매립 게이트의 구조를 개선하여 GIDL을 최소화하면서 게이트의 제어능력을 향상시킬 수 있는 반도체 장치를 제공한다. Embodiments of the present invention provide a semiconductor device capable of improving the controllability of a gate while minimizing GIDL by improving the structure of a buried gate.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는 수직 채널을 포함하는 액티브 필라, 상기 액티브 필라의 측면에 위치하며 제 1 영역은 상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하고 제 2 영역은 상기 액티브 필라의 복수의 측벽들과 접하는 게이트 및 상기 게이트의 아래에 위치하는 비트라인을 포함할 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes an active pillar including a vertical channel, the pillar being located on a side surface of the active pillar, wherein a first region contacts only one sidewall of the active pillar and a second region contacts a plurality of sidewalls And a bit line located below the gate.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는 소자분리막에 의해 정의되며, 상부가 제 1 액티브 필라와 제 2 액티브 필라로 분리된 액티브 영역들, 상기 액티브 필라들의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라의 사이를 지나며, 일부 영역은 상기 제 1 액티브 필라의 1 측벽에만 접하고 나머지 영역은 상기 제 1 액티브 필라의 복수의 측벽들에 접하는 제 1 게이트, 상기 액티브 필라들의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라의 사이를 지나며, 제 1 영역은 상기 제 2 액티브 필라의 1 측면에만 접하고 제 2 영역은 상기 제 2 액티브 필라의 복수의 측벽들에 접하는 제 2 게이트, 및 상기 제 1 게이트와 상기 제 2 게이트의 아래에 위치하며 각 액티브 영역의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라에 공통 연결되는 비트라인을 포함할 수 있다.A semiconductor device according to another embodiment of the present invention is defined by a device isolation film and includes active regions whose upper portion is divided into a first active pillar and a second active pillar, the first active pillars of the active pillars and the second active pillars, The first active pillars having a first gate contacting one sidewall of the first active pillars and the remaining region having a first gate contacting a plurality of sidewalls of the first active pillars, The first region being in contact with only one side of the second active pillars and the second region being in contact with the plurality of sidewalls of the second active pillars, 2 gate and may include a bit line commonly connected to the first active pillar and the second active pillar of each active region The.
본 발명의 실시예는 매립 게이트의 구조를 개선하여 GIDL을 최소화하면서 게이트의 제어능력을 향상시킬 수 있는 반도체 장치를 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide a semiconductor device capable of improving the controllability of the gate while minimizing the GIDL by improving the structure of the buried gate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여주는 평면도.
도 2는 도 1에서 A-A' 및 B-B'에 따른 단면의 모습을 보여주는 단면도.
도 3 내지 도 15는 도 1 및 도 2의 구조를 형성하는 과정들을 나타내는 도면들.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여주는 단면도.1 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional view taken along line AA 'and B-B' in FIG. 1;
FIGS. 3 to 15 are views showing the processes of forming the structures of FIGS. 1 and 2. FIG.
16 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여주는 평면도이다. 도 2A는 도 1에서 A-A'에 따른 단면의 모습을 보여주는 단면도이며, 도 2B는 도 1에서 B-B'에 따른 단면의 모습을 보여주는 단면도이다.1 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view showing a section taken along line A-A 'in FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view showing a section taken along line B-B' in FIG.
도 1, 도 2A 및 도 2B를 참조하면, 반도체 기판(100)이 식각되어 형성된 액티브 영역(102)은 라인 타입의 소자분리막들(104a, 104b)에 의해 정의되며, 매립 비트라인(BBL; Buried Bit Line)과 비스듬히 교차되도록 형성된다. 매립 게이트(BG)를 공유하는 액티브 영역(102)들은 매립 게이트(BG)의 진행방향을 따라 일렬로 나란하게 배열된다.Referring to FIGS. 1, 2A and 2B, an
각 액티브 영역(102)의 상부(upper portion)는 수직채널영역(도 2B에서 화살표로 표시)을 포함하는 한 쌍의 액티브 필라들(108a, 108b)로 분리된다. 액티브 필라들(108a, 108b)의 하부(lower portion)는 매립 비트라인(BBL)에 연결된다.The upper portion of each
매립 비트라인(BBL)은 매립 게이트(BG)의 진행 방향과 수직한 방향으로 진행하며, 한 쌍의 액티브 필라들(108a, 108b)의 사이를 지난다. 매립 비트라인(BBL)의 양측에는 비트라인콘택(BLC)이 형성된다. 즉, 매립 비트라인(BBL)은 양측의 액티브 필라들(108a, 108b)에 공통 연결되는 BSC(Both Side Contact) 구조를 갖는다. 이때 비트라인콘택(BLC)은 실리사이드막을 포함한다.The buried bit line BBL proceeds in a direction perpendicular to the traveling direction of the buried gate BG and passes between the pair of
매립 비트라인(BBL)은 매립 게이트(BG)의 아래에 위치하며 액티브 영역(102)에 매립된다. 이러한 매립 비트라인(BBL)은 금속층(예컨대, 텅스텐)을 포함한다. 이처럼 비트라인(BBL)이 액티브 영역(102)에 매립되면서 매립 게이트(BG)의 아래에 위치하도록 함으로써 비트라인(BBL)과 스토리지노드 사이의 거리가 충분히 멀어지도록 하여 비트라인(BBL)과 스토리지노드 사이의 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다.The buried bit line BBL is located under the buried gate BG and is buried in the
액티브 영역(102)에서 매립 비트라인(BBL)의 하부에는 벌브(bulb) 형태의 절연막(106)이 형성된다. 절연막(106)은 매립 비트라인(BBL)의 하부를 감싸도록 형성됨으로써 비트라인(BBL)과 반도체 기판(100) 사이의 기생 캐패시턴스 발생을 방지한다. 이때, 절연막(106)은 산화막을 포함한다.In the
절연막(112)에 의해 분리된 한 쌍의 매립 게이트들(BG)은 소자분리막(104b)과 같은 방향으로 진행하며 액티브 필라들(108a, 108b)의 사이를 지난다. 특히, 본 실시예에서 매립 게이트(BG)는 각 액티브 필라(108a, 108b)의 위치(수직채널영역의 위치)에 따라 해당 액티브 필라들(108a, 108b)과 접하는 면적을 달리한다. 예컨대, 매립 게이트(BG)는 상부 게이트(upper gate)(BG_U), 미들 게이트(middle gate)(BG_M) 및 하부 게이트(low gate)(BG_L)를 포함한다. 이때, 상부 게이트(BG_U)는 액티브 필라(108a, 108b)의 1 측벽에만 접하고, 미들 게이트(BG_M)와 하부 게이트(BG_L)는 액티브 필라(108a, 108b)의 3 측벽을 감싼다. 이처럼 상부 게이트(BG_U)는 액티브 필라(108a, 108b)의 1 측벽에만 접하므로 GIDL(Gate Induced Drain Leakage)을 최소화할 수 있다. 또한 미들 게이트(BG_M)와 하부 게이트(BG_L)는 액티브 필라(108a, 108b)의 3 측벽을 감싸므로 동작 전류(Iop)를 충분히 확보할 수 있다.The pair of buried gates BG separated by the
더욱이, 미들 게이트(BG_M)는 게이트의 일부분이 액티브 필라(108a, 108b)에 매립되는 리세스 게이트 구조를 가질 수 있다. 즉, 액티브 필라(108a, 108b)에서 미들 게이트(BG_M)가 형성되는 영역은 일정 깊이로 리세스되며, 그 리세스된 영역에 게이트 물질이 매립된다. 이를 통해 본 실시예에서는 단채널(short channel)의 문제도 개선할 수 있다.Further, the middle gate BG_M may have a recess gate structure in which a part of the gate is embedded in the
도 1에서는 설명의 편의를 위해 전체 매립 게이트들 중 절연막(110) 사이에 형성된 매립 게이트만을 표시하였으며, 매립 게이트(BG)의 상부에 형성된 절연막들은 표시하지 않았다.In FIG. 1, only buried gates formed between the
도 3 내지 도 15는 도 1 및 도 2의 구조를 형성하는 과정들을 나타내는 도면들이다. 각 도면에서 (a) 도면은 평면도이며, (b) 및 (c) 도면은 각각 (a) 도면에서 A-A' 및 B-B'에 따른 단면의 모습을 보여주는 단면도이다.FIGS. 3 to 15 are views showing the processes of forming the structures of FIGS. 1 and 2. FIG. In each drawing, (a) is a plan view, and (b) and (c) are cross-sectional views each showing a cross-sectional view taken along line A-A 'and B-B' in FIG.
먼저 도 3을 참조하면, 반도체 기판(200) 상부에 패드 산화막(미도시)과 패드 질화막(미도시)을 형성하고, 패드 질화막 상부에 하드마스크층(미도시)을 형성한다. 이때, 하드마스크층은 질화막을 포함한다.Referring to FIG. 3, a pad oxide layer (not shown) and a pad nitride layer (not shown) are formed on a
다음에, 하드마스크층 상부에 라인타입의 액티브 영역을 정의하는 ISO 마스크 패턴(미도시)을 형성한 후 이를 식각 마스크로 하드마스크층을 식각하여 하드마스크 패턴(202)을 형성한다. 이때, ISO 마스크 패턴은 SPT(Spacer Pattern Technology) 공정을 통해 형성될 수 있다. 이어서, 하드마스크 패턴(202)을 식각 마스크로 사용하여 패드 산화막, 패드 질화막 및 반도체 기판(200)을 순차적으로 식각하여 라인타입의 액티브 영역(204)을 정의하는 소자분리용 트렌치(미도시)를 형성한다. 이때, 액티브 영역(204)은 후속 공정에서 형성되는 비트라인 및 게이트(워드라인)와 비스듬히 교차되도록 정의될 수 있다.Next, an ISO mask pattern (not shown) for defining a line type active region is formed on the hard mask layer, and then the hard mask layer is etched using the etch mask to form the
다음에, 소자분리용 트렌치의 측벽에 측벽 절연막(미도시)을 형성한다. 이러한 측벽 절연막은 산화막(wall oxide)을 포함한다. 이때, 측벽 절연막은 산화막 물질을 소자분리용 트렌치의 측벽에 증착하거나 건식 또는 습식 산화 공정을 통해 소자분리용 트렌치의 측벽을 산화시킴으로써 형성될 수 있다.Next, a sidewall insulation film (not shown) is formed on the sidewall of the element isolation trench. Such a sidewall insulating film includes an oxide film (wall oxide). At this time, the sidewall insulating film can be formed by depositing an oxide film material on the sidewalls of the device isolation trench or by oxidizing the sidewalls of the device isolation trench through a dry or wet oxidation process.
다음에, 소자분리용 트렌치가 매립되도록 소자분리용 절연막을 형성한 후 하드마스크 패턴(202)이 노출될 때까지 소자분리용 절연막을 평탄화함으로써 라인타입의 액티브 영역(204)을 정의하는 소자분리막(206)을 형성한다. 이때, 소자분리막(206)은 갭필(gap-fill) 특성이 우수한 SOD(Spin On Dielectric) 물질 또는 HDP(High Density Plasma) 산화막을 포함한다.Next, after an element isolation insulating film is formed so as to fill the trench for element isolation, the element isolation insulating film is flattened until the
다음에 도 4를 참조하면, 액티브 영역(204)을 일정 길이 단위로 컷팅(분리)하기 위한 ISO 컷 마스크를 이용하여 하드마스크 패턴(202), 액티브 영역(204) 및 소자분리막(206)을 식각하여 소자분리용 트렌치(208)를 형성한다. 이때, 소자분리용 트렌치(208)는 후속 공정에서 형성되는 매립 게이트와 같은 방향으로 진행하는 라인타입으로 형성된다. 이어서, 소자분리용 트렌치(208)의 측벽에 측벽 절연막(미도시)을 형성한다. 이러한 측벽 절연막은 산화막(wall oxide)을 포함한다.4, the
다음에, 소자분리용 트렌치(208)가 매립되도록 절연막을 형성한 후 이를 평탄화함으로써 액티브 영역(204)을 일정 길이 단위로 분리시키는 소자분리막(210)을 형성한다. 즉, 소자분리막(206, 210)에 의해 정의되는 아일랜드 타입의 액티브 영역(204')이 형성된다. 이때, 소자분리막(210)은 갭필(gap-fill) 특성이 우수한 SOD(Spin On Dielectric) 물질 또는 HDP(High Density Plasma) 산화막을 포함한다.Next, an isolation film is formed so that the
다음에 도 5를 참조하면, 비트라인 영역을 정의하는 마스크(비트라인 마스크)를 이용하여 하드마스크 패턴(202), 액티브 영역(204') 및 소자분리막(206, 210)을 식각하여 비트라인용 트렌치(212)를 형성한다. 이러한 비트라인용 트렌치(212)에 의해 액티브 영역(204')의 상부(upper portion)는 한 쌍의 액티브 필라들(214a, 214b)로 분리된다.Referring to FIG. 5, the
다음에, 비트라인용 트렌치(212)의 측벽에 스페이서(216)를 형성한다. 예컨대, 비트라인용 트렌치(212)의 측벽 및 바닥면에 스페이서용 절연막을 형성한 후 이를 에치백함으로써 트렌치(212)의 측벽에 스페이서(216)를 형성할 수 있다. 이때, 스페이서(216)는 질화막을 포함한다.Next,
다음에 도 6을 참조하면, 스페이서(216)를 베리어막으로 하여 비트라인용 트렌치(212)의 바닥면에 노출된 액티브 영역(204')을 벌브(bulb) 형태로 2차 식각하여 트렌치(218)를 형성한다.Referring to FIG. 6, the active region 204 'exposed on the bottom surface of the
다음에 도 7을 참조하면, 예컨대 스트립 공정을 통해 스페이서(216)를 제거한 후 트렌치(218)가 매립되도록 절연막(220)을 형성한다. 이때, 절연막(220)은 산화막을 포함한다.Next, referring to FIG. 7, after the
이어서, 절연막(220)에 대해 열처리(anneal) 공정을 진행한 후 하드마스크 패턴(202)이 노출될 때까지 절연막(220)을 식각하여 평탄화한다.After the annealing process is performed on the insulating
다음에 도 8을 참조하면, 절연막(220)을 일정 깊이만큼 식각하여 트렌치(미도시)를 형성한 후 트렌치의 측벽에 스페이서(222)를 형성한다.Next, referring to FIG. 8, a trench (not shown) is formed by etching the insulating
이어서, 스페이서(222)를 베리어막으로 하여 트렌치의 바닥면을 2차 식각하여 트렌치(224)를 형성한다. 트렌치(224)에 의해 액티브 필라(214)의 하부(lower portion)에 있는 실리콘이 노출된다.Subsequently, the
다음에 도 9를 참조하면, 노출된 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽에 비트라인 콘택(226)을 형성한다. 이때, 비트라인 콘택(226)은 실리사이드막을 포함할 수 있다. 예컨대, 트렌치(224)의 측벽에 코발트(Co)막을 형성한 후 열공정을 수행함으로써 액티브 필라(214a, 214b)와 접촉된 코발트막을 선택적으로 코발트 실리사이드(CoSix)막으로 변형시키고, 변형되지 않은 코발트막은 클리닝 공정을 통해 제거한다. 이러한 실리사이드막은 티타늄 실리사이드(TiSix)막, 텅스텐 실리사이드(WSix)막, 니켈 실리사이드(NiSix)막으로 형성될 수도 있다.Referring next to FIG. 9, a
이어서, 트렌치(224)가 매립되도록 금속층(미도시)을 형성한 후 금속층을 에치백하여 트렌치(224)의 하부에 매립 비트라인(228)을 형성한다. 이때, 금속층은 텅스텐을 포함하며, 매립 비트라인(228)의 하부는 벌브 형태의 절연막(220)에 둘러싸이는 형태가 된다.Subsequently, a metal layer (not shown) is formed to fill the
다음에 도 10을 참조하면, 스페이서(222)를 제거한 후 트렌치(224)가 매립되도록 매립 비트라인(228) 상부에 캡핑 절연막(230)을 형성한 후 이를 평탄화한다. 이때, 캡핑 절연막(230)은 산화막을 포함한다.Referring to FIG. 10, after the
다음에 도 11을 참조하면, 소자분리막(206, 210)과 절연막(230)의 상부를 일정 깊이로 식각한 후 절연막(232)를 형성한다. 이때, 절연막(232)은 후속 공정에서 형성될 매립 게이트의 상부(upper portion) 즉 도 2에서 상부 게이트(BG_U)에 해당하는 영역까지 형성된다. 이러한 절연막(232)는 질화막을 포함한다.Referring to FIG. 11, an upper surface of the
다음에, 매립 게이트 영역을 정의하는 게이트 마스크를 이용하여 하드마스크 패턴(202), 소자분리막(206, 210), 액티브 필라(214a, 214b) 및 캡핑 절연막(230)을 식각하여 게이트용 트렌치(234)를 형성한다. 이때, 트렌치(234)는 매립 비트라인(228)의 상부에 절연막(230)이 일부 잔존하도록 형성된다.Next, the
이어서, 게이트용 트렌치(234)가 매립되도록 절연막(236)을 형성한 후 절연막(236)을 에치백하여 게이트용 트렌치(234)의 하부에만 절연막(236)을 남겨놓는다. 이때, 절연막(236)은 도 2에서의 미들 게이트(BG_M)의 높이만큼 남겨진다. 이러한 절연막(236)은 산화막을 포함한다. An insulating
다음에 도 12를 참조하면, 트렌치(234)의 측벽에 스페이서(238)를 형성한 후 절연막(236)을 일정 깊이 식각하여 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽을 노출시킨다.Referring to FIG. 12, a
이어서, 노출된 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽을 벌브 형태로 식각하여 리세스(240)를 형성한다.Subsequently, the sidewalls of the exposed
다음에 도 13을 참조하면, 절연막(236) 및 스페이서(238)를 제거한다. 이어서, ? 와이드닝(WET WIDENING) 공정을 통해 소자분리막(206)을 식각하여 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽을 노출시킨다. 즉 트렌치(234)에서 소자분리막(206) 영역을 식각하여 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽을 노출시킨다. 이를 통해 도 2에서 미들(middle) 게이트(BG_M) 및 하부(low) 게이트(BG_L)가 형성될 영역에 대응되는 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽이 노출된다.Next, referring to FIG. 13, the insulating
다음에, 액티브 필라(214a, 214b)의 노출된 측벽에 게이트 절연막(242)을 형성한다. 예컨대, 산화공정을 통해 트렌치(234)에 의해 노출된 액티브 필라(214a, 214b)의 측벽을 산화시켜 게이트 절연막(242)을 형성한다.Next, a
다음에 도 14를 참조하면, 트렌치(234)가 매립되도록 게이트용 도전물(244)을 매립한 후 이를 에치백한다. 이때, 게이트용 도전물은 베리어 메탈(TI, TIN)과 금속(예컨대, 텅스텐)이 적층된 구조를 가질 수 있다.Referring next to FIG. 14, after embedding the
이어서, 트렌치(234)가 매립되도록 게이트용 도전물(244) 상부에 절연막(246)을 형성한다. 이때, 절연막(246)은 산화막을 포함한다.Then, an insulating
다음에 도 15를 참조하면, 라인타입의 컷 마스트를 이용하여 절연막(246)과 게이트용 도전물(244)의 중심부분을 식각하여 게이트용 도전물(244)을 분리시킴으로써 매립 게이트(248)를 형성한다. 이때, 매립 게이트(248)는 하부 게이트(low gate)(248_L), 미들 게이트(middle gate)(248_M) 및 상부 게이트(upper gate)(248_U)를 포함한다. 상부 게이트(248_U)는 액티브 필라(214a, 214b)의 1 측벽에만 접하고, 미들 게이트(BG_M)와 하부 게이트(BG_L)는 액티브 필라(214a, 214b)의 3 측벽을 감싼다. 더욱이, 미들 게이트(248_M)는 게이트의 일부분이 액티브 필라(214a, 214b)에 매립되는 리세스 게이트 구조를 갖는다.15, a center portion of the insulating
이어서, 매립 게이트(248) 사이의 트렌치가 매립되도록 캡핑 절연막(250)을 형성한다.Then, a
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 구조를 보여주는 단면도들이다.16 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 2의 구조와 비교하여, 본 실시예에서는 매립 게이트(BG')에서 미들 게이트(BG_M')만 액티브 필라(108a, 108b)의 3 측벽을 감싸고, 상부 게이트(BG_U')와 하부 게이트(BG_L')는 액티브 필라(108a, 108b)의 1 측벽과만 접하도록 형성된다.2, only the middle gate BG_M 'in the buried gate BG' surrounds the three sidewalls of the
상술한 본 발명의 바람직한 실시예는 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It should be regarded as belonging to the claims.
예컨대, 상술한 게이트의 구조는 4F2 구조의 액티브 필라에도 적용이 가능하다. For example, the gate structure described above can be applied to an active filament having a 4F2 structure.
100 : 반도체 기판 102 : 액티브 영억
104a, 104b : 소자분리막 106, 110, 112 : 절연막
108a, 108b : 액티브 필라
BG : 매립 게이트 BG_U : 상부 게이트
BG_M : 미들 게이트 BG_L : 하부 게이트
BBL : 매립 비트라인100: semiconductor substrate 102: active
104a and 104b:
108a and 108b:
BG: Embedded gate BG_U: Upper gate
BG_M: middle gate BG_L: bottom gate
BBL: buried bit line
Claims (17)
상기 액티브 필라의 측면에 위치하며, 제 1 영역은 상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하고 제 2 영역은 상기 액티브 필라의 복수의 측벽들과 접하는 게이트; 및
상기 게이트의 아래에 위치하는 비트라인을 포함하는 반도체 장치.An active pillar comprising a vertical channel region;
A gate disposed on a side surface of the active pillar, wherein the first region contacts only one sidewall of the active pillar and the second region contacts a plurality of sidewalls of the active pillar; And
And a bit line located below said gate.
상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 상부 게이트;
상기 상부 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 미들 게이트; 및
상기 미들 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 하부 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.2. The device of claim 1, wherein the gate
An upper gate contacting only one side wall of the active pillars;
A middle gate located below the top gate and in contact with three sidewalls of the active pillars; And
And a bottom gate located below the middle gate and in contact with three sidewalls of the active pillars.
일부분이 상기 액티브 필라에 매립되는 리세스 게이트 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.3. The method of claim 2, wherein the middle gate
And a recess gate structure in which a part of the active region is buried in the active pillar.
상기 상부 게이트, 상기 미들 게이트 및 상기 하부 게이트는 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.In the second aspect,
Wherein the upper gate, the middle gate, and the lower gate are integrally formed.
상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 상부 게이트;
상기 상부 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 미들 게이트; 및
상기 미들 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 하부 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.2. The device of claim 1, wherein the gate
An upper gate contacting only one side wall of the active pillars;
A middle gate located below the top gate and in contact with three sidewalls of the active pillars; And
And a lower gate located below the middle gate and contacting only one sidewall of the active pillar.
일부분이 상기 액티브 필라에 매립되는 리세스 게이트 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.6. The method of claim 5, wherein the middle gate
And a recess gate structure in which a part of the active region is buried in the active pillar.
상기 상부 게이트, 상기 미들 게이트 및 상기 하부 게이트는 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the upper gate, the middle gate, and the lower gate are integrally formed.
벌브 형태를 가지며, 상기 비트라인의 하부를 감싸는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an insulating film having a bulb shape and surrounding a lower portion of the bit line.
상기 액티브 필라들의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라의 사이를 지나며, 일부 영역은 상기 제 1 액티브 필라의 1 측벽에만 접하고 나머지 영역은 상기 제 1 액티브 필라의 복수의 측벽들에 접하는 제 1 게이트;
상기 액티브 필라들의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라의 사이를 지나며, 제 1 영역은 상기 제 2 액티브 필라의 1 측면에만 접하고 제 2 영역은 상기 제 2 액티브 필라의 복수의 측벽들에 접하는 제 2 게이트; 및
상기 제 1 게이트와 상기 제 2 게이트의 아래에 위치하며 각 액티브 영역의 상기 제 1 액티브 필라와 상기 제 2 액티브 필라에 공통 연결되는 비트라인을 포함하는 반도체 장치.Active regions defined by a device isolation layer and separated by a first active pillar and a second active pillar;
The first active pillar and the second active pillar of the active pillars, wherein a portion of the first active pillar is in contact with only one sidewall of the first active pillar and the remaining region is in contact with a plurality of sidewalls of the first active pillar, gate;
Wherein the first active pillars pass between the first active pillars and the second active pillars of the active pillars and the first region contacts only one side of the second active pillars and the second region contacts the plurality of sidewalls of the second active pillars A second gate; And
And a bit line located below said first gate and said second gate and connected in common to said first active pillar and said second active pillar in each active region.
상기 제 1 게이트 및 상기 제 2 게이트의 진행방향을 따라 일렬로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the first gate and the second gate are arranged in parallel in a line along the traveling direction of the first gate and the second gate.
대응되는 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 상부 게이트;
상기 상부 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 미들 게이트; 및
상기 미들 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 하부 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.10. The method of claim 9, wherein the first gate and the second gate
An upper gate contacting only one sidewall of the corresponding active pillar;
A middle gate located below the top gate and in contact with three sidewalls of the active pillars; And
And a bottom gate located below the middle gate and in contact with three sidewalls of the active pillars.
일부분이 상기 액티브 필라에 매립되는 리세스 게이트 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.12. The method of claim 11, wherein the middle gate
And a recess gate structure in which a part of the active region is buried in the active pillar.
상기 상부 게이트, 상기 미들 게이트 및 상기 하부 게이트는 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the upper gate, the middle gate, and the lower gate are integrally formed.
대응되는 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 상부 게이트;
상기 상부 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 3 측벽과 접하는 미들 게이트; 및
상기 미들 게이트의 아래에 위치하며, 상기 액티브 필라의 1 측벽에만 접하는 하부 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.10. The method of claim 9, wherein the first gate and the second gate
An upper gate contacting only one sidewall of the corresponding active pillar;
A middle gate located below the top gate and in contact with three sidewalls of the active pillars; And
And a lower gate located below the middle gate and contacting only one sidewall of the active pillar.
일부분이 상기 액티브 필라에 매립되는 리세스 게이트 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.15. The method of claim 14, wherein the middle gate
And a recess gate structure in which a part of the active region is buried in the active pillar.
상기 상부 게이트, 상기 미들 게이트 및 상기 하부 게이트는 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the upper gate, the middle gate, and the lower gate are integrally formed.
벌브 형태를 가지며, 상기 액티브 영역 내에서 상기 비트라인의 하부를 감싸는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.10. The method of claim 9,
Further comprising an insulating film having a bulb shape and surrounding a lower portion of the bit line in the active region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140088482A KR20160008375A (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | Semiconductor having vertical channel |
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