KR20200107895A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20200107895A
KR20200107895A KR1020200108966A KR20200108966A KR20200107895A KR 20200107895 A KR20200107895 A KR 20200107895A KR 1020200108966 A KR1020200108966 A KR 1020200108966A KR 20200108966 A KR20200108966 A KR 20200108966A KR 20200107895 A KR20200107895 A KR 20200107895A
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문대영
구자민
박기수
김규완
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삼성전자주식회사
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Abstract

The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same and, more specifically, to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which are to insulate the remaining portions using an ion implantation process, in an embedded contact which is not partially etched. A semiconductor device according to some embodiments for achieving the technical problem of the present invention comprises: a substrate; a gate structure extended in a first direction in the substrate; a fence formed on the gate structure to be extended in a second direction perpendicular to the first direction; and embedded contacts placed on both sides of the substrate with the fence therebetween. The fence includes a lower fence and an upper fence on the lower fence. The lower fence includes a portion in which the width of the lower fence in a third direction gradually decreases as the lower fence moves away from the substrate in the second direction, and the third direction is perpendicular to the first and second directions.

Description

반도체 장치 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}A semiconductor device and its manufacturing method TECHNICAL FIELD

본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 부분적으로 식각되지 않은 매몰 컨택에 있어서, 이온 주입 공정을 이용하여 남아 있는 부분을 절연시키는 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to insulate the remaining portions of a buried contact that is not partially etched by using an ion implantation process.

반도체 소자가 점점 고집적화됨에 따라, 동일한 면적에 보다 많은 반도체 소자를 구현하기 위해 개별 회로 패턴들은 더욱 미세화 되어 가고 있다. 즉, 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 반도체 소자의 구성 요소들에 대한 디자인 룰이 감소하고 있다. As semiconductor devices become increasingly highly integrated, individual circuit patterns are becoming more refined in order to implement more semiconductor devices in the same area. That is, as the degree of integration of semiconductor devices increases, design rules for components of semiconductor devices are decreasing.

고도로 스케일링(scaling)된 반도체 소자에서, 복수의 배선 라인과 이들 사이에 개재되는 매몰 컨택(BC; buried contact)을 형성하는 공정이 점차 복잡해지고 어려워지고 있다. 특히, 매몰 컨택(BC)를 먼저 형성하고, 이후에 펜스(fence)를 형성하는 양각 GBC(Gate Buried Contact) 구조에서, 식각 공정의 불균일성에 의해 불규칙 혹은 부분적으로 식각되지 않은 부분이 발생할 수 있다. 이는 GBC 사이에 전류가 흐르게 되는 불량을 야기시킨다.In highly scaled semiconductor devices, the process of forming a plurality of wiring lines and buried contacts (BCs) interposed therebetween is becoming increasingly complex and difficult. In particular, in the embossed gate buried contact (GBC) structure in which the buried contact BC is first formed and then a fence is formed, irregular or partially unetched portions may occur due to non-uniformity in the etching process. This causes a defect in which current flows between GBCs.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 부분적으로 식각되지 않은 매몰 컨택에 있어서, 이온 주입 공정을 수행하여 남아 있는 부분을 절연시키는 반도체 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same for insulating a remaining portion by performing an ion implantation process in a partially etched buried contact.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기판, 기판 내에 제1 방향으로 연장되는 게이트 구조체, 게이트 구조체 상에 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장되는 펜스 및 기판 상에 펜스를 사이에 두고 양측에 배치된 매몰 컨택을 포함하고, 펜스는 하부 펜스와, 하부 펜스 상의 상부 펜스를 포함하고, 하부 펜스는 기판에서 제2 방향으로 멀어짐에 따라 하부 펜스의 제3 방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하고, 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 것을 포함한다.A semiconductor device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem includes a substrate, a gate structure extending in a first direction in the substrate, a fence extending in a second direction perpendicular to the first direction on the gate structure, and a substrate. The upper fence includes buried contacts disposed on both sides with the fence interposed therebetween, and the fence includes a lower fence and an upper fence on the lower fence, and the lower fence moves away from the substrate in the second direction in the third direction of the lower fence. And a portion in which the width of the furnace gradually decreases, and the third direction includes those perpendicular to the first direction and the second direction.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치 제조 방법은, 기판 내에, 제1 방향으로 연장되는 게이트 구조체를 형성하고, 기판 상에, 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장되는 매몰 컨택 패턴을 형성하고, 매몰 컨택 패턴 상에, 하드 마스크막을 형성하고, 매몰 컨택 패턴 및 하드 마스크막을 제2 방향으로 식각하여 매몰 컨택과, 게이트 구조체를 노출시키는 제1 트렌치와, 게이트 구조체를 비노출 시키는 제2 트렌치를 형성하고, 이온 주입 공정을 수행하고, 제1 및 제2 트렌치를 채우는 펜스를 형성하는 것을 포함하되, 펜스는 하부 펜스와 하부 펜스 상에 배치되는 상부 펜스를 포함하고, 하부 펜스는 이온 주입 공정을 수행하여 형성되는 것을 포함한다.In the semiconductor device manufacturing method according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem, a gate structure extending in a first direction is formed in a substrate, and on the substrate, in a second direction perpendicular to the first direction. A first trench exposing the buried contact and the gate structure by forming an extending buried contact pattern, forming a hard mask layer on the buried contact pattern, and etching the buried contact pattern and the hard mask layer in a second direction, and a gate structure Forming a second trench that does not expose to, performing an ion implantation process, and forming a fence filling the first and second trenches, wherein the fence includes a lower fence and an upper fence disposed on the lower fence, The lower fence includes one formed by performing an ion implantation process.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 발명의 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the description and drawings of the invention.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개략적인 레이아웃도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면도들이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 B-B'를 따라서 절단한 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b의 영역(P)를 확대한 다양한 확대도들이다.
도 5 내지 도 18은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간단계 도면들이다.
1 is a schematic layout diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views taken along line AA′ of FIG. 1.
3A and 3B are cross-sectional views taken along line B-B' of FIG. 1.
4A and 4B are various enlarged views in which the area P of FIGS. 2A and 2B is enlarged.
5 to 18 are diagrams of intermediate steps for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

이하에서, 도 1 내지 도 4b를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4B.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이아웃도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면도들이다. 도 3a 및 도 3b는 도 1의 B-B'를 따라서 절단한 단면도들이다. 1 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 2A and 2B are cross-sectional views taken along line AA′ of FIG. 1. 3A and 3B are cross-sectional views taken along line B-B' of FIG. 1.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치에 관한 도면에서, 예시적으로 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다. In the drawings of the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, a dynamic random access memory (DRAM) is illustrated as an example, but the present invention is not limited thereto.

도 1 내지 도 4b를 참고하면 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 기판(110), 소자 분리막(120), 절연막(130), 비트 라인(BL; bit line), 스페이서 구조체(SP), 워드 라인(WL; word line), 다이렉트 컨택(DC; direct contact), 펜스(170), 매몰 컨택(BC; buried contact), 랜딩 패드(LP), 층간 절연막(180) 및 커패시터(190)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 to 4B, a semiconductor device according to some exemplary embodiments includes a substrate 110, an isolation layer 120, an insulating layer 130, a bit line BL, a spacer structure SP, and a word line. A word line (WL), a direct contact (DC), a fence 170, a buried contact (BC), a landing pad LP, an interlayer insulating layer 180, and a capacitor 190 are included.

기판(110)은 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 이와 달리, 기판(110)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘게르마늄, SGOI(silicon germanium on insulator), 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에서, 기판(110)은 실리콘 기판인 것으로 설명한다.The substrate 110 may be bulk silicon or a silicon-on-insulator (SOI). Alternatively, the substrate 110 may be a silicon substrate, or other material, for example, silicon germanium, silicon germanium on insulator (SGOI), indium antimonide, lead tellurium compound, indium arsenic, indium phosphide, gallium arsenide, or It may contain gallium antimonide, but is not limited thereto. In the following description, the substrate 110 will be described as being a silicon substrate.

기판(110)은 활성 영역(AR)을 포함할 수 있다. 반도체 장치의 디자인 룰이 감소함에 따라, 도 1에 도시된 것처럼, 활성 영역(AR)은 사선의 바(bar) 형태로 형성될 수 있다. The substrate 110 may include an active area AR. As the design rule of the semiconductor device decreases, as shown in FIG. 1, the active area AR may be formed in a shape of a diagonal bar.

예를 들어, 활성 영역(AR)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)이 연장되는 평면에서, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)이 아닌 임의의 방향으로 연장되는 바 형태로 형성될 수 있다. 또한, 활성 영역(AR)은 서로 평행한 방향으로 연장되는 복수 개의 바 형태일 수 있다. 또한, 복수 개의 활성 영역(AR) 중 하나의 활성 영역(AR)의 중심은 다른 하나의 활성 영역(AR)의 말단부와 인접하도록 배치될 수 있다.For example, the active region AR is a plane extending in the first direction X and the second direction Y, and extends in an arbitrary direction other than the first direction X and the second direction Y. It can be formed in a bar shape. Also, the active region AR may have a shape of a plurality of bars extending in parallel directions. In addition, the center of one active area AR among the plurality of active areas AR may be disposed to be adjacent to the distal end of the other active area AR.

활성 영역(AR)은 불순물을 포함하여 소오스 및 드레인 영역을 형성할 수 있다.The active region AR may include impurities to form source and drain regions.

예를 들어, 활성 영역(AR)의 중심은 다이렉트 컨택(DC)에 의해 비트 라인(BL)과 접속될 수 있다. 이에 따라, 활성 영역(AR)의 중심은 소오스 및 드레인 영역 중 하나의 영역을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 활성 영역(AR)의 양 말단은 매몰 컨택(BC)과 접속될 수 있다. 이에 따라, 활성 영역(AR)의 중심은 소오스 및 드레인 영역 중 다른 하나의 영역을 형성할 수 있다.For example, the center of the active area AR may be connected to the bit line BL by a direct contact DC. Accordingly, the center of the active region AR may form one of a source and a drain region. Further, for example, both ends of the active region AR may be connected to the buried contact BC. Accordingly, the center of the active region AR may form the other one of the source and drain regions.

소자 분리막(120)은 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 소자 분리막(120)은 우수한 소자 분리 특성을 갖는 STI(shallow trench isolation) 구조를 가질 수 있다. 소자 분리막(120)은 복수의 활성 영역(AR)을 정의할 수 있다. The device isolation layer 120 may be formed in the substrate 110. The device isolation layer 120 may have a shallow trench isolation (STI) structure having excellent device isolation characteristics. The device isolation layer 120 may define a plurality of active regions AR.

도 2a 내지 도 4b에서, 소자 분리막(120)은 측벽의 경사를 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 공정 상의 특징일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.In FIGS. 2A to 4B, the device isolation layer 120 is illustrated to have an inclination of the sidewall, but this is only a feature of the process, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.

소자 분리막(120)에 의해 정의된 활성 영역(AR)은 도 1에서 도시된 것과 같이 단축과 장축을 포함하는 긴 아일랜드 형성을 가질 수 있다. 활성 영역(AR)은 소자 분리막(120) 내에 형성되는 워드 라인(WL)에 대하여 90도 미만의 각도를 갖도록 사선 형태를 가질 수 있다. 또한, 활성 영역(AR)은 소자 분리막(120) 상에 형성되는 비트 라인(BL)에 대하여 90도 미만의 각도를 갖도록 사선 형태를 가질 수 있다. 즉, 활성 영역(AR)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 대해 소정의 각도를 갖는 임의의 방향으로 연장될 수 있다.The active region AR defined by the device isolation layer 120 may have a long island formation including a short axis and a long axis as illustrated in FIG. 1. The active region AR may have an oblique shape to have an angle of less than 90 degrees with respect to the word line WL formed in the device isolation layer 120. Also, the active region AR may have a diagonal shape to have an angle of less than 90 degrees with respect to the bit line BL formed on the device isolation layer 120. That is, the active region AR may extend in any direction having a predetermined angle with respect to the first direction X and the second direction Y.

소자 분리막(120)은 산화막, 질화막, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 소자 분리막(120)은 한 종류의 절연 물질로 이루어지는 단일층일 수도 있고, 여러 종류의 절연 물질들의 조합으로 이루어지는 다중층일 수도 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치에서, 소자 분리막(120)은 실리콘 산화막을 포함하는 것으로 설명한다.The device isolation layer 120 may include an oxide layer, a nitride layer, or a combination thereof, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. The device isolation layer 120 may be a single layer made of one type of insulating material, or may be a multilayer made of a combination of several types of insulating materials. In the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the device isolation layer 120 will be described as including a silicon oxide layer.

도 2a 내지 도 3b에서, 소자 분리막(120)의 상면과 기판(110)의 상면은 동일 평면 상에 놓이는 것으로 도시되었지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.In FIGS. 2A to 3B, the top surface of the device isolation layer 120 and the top surface of the substrate 110 are shown to lie on the same plane, but this is for convenience of description and is not limited thereto.

워드 라인(160; 도 1의 WL)은 활성 영역(AR)을 가로질러 제1 방향(X)을 따라 길게 연장될 수 있다. 워드 라인(160)은 복수 개로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 복수의 워드 라인(160)은 등간격으로 서로 이격될 수 있다. 활성 영역(AR)이 사선 형태로 배치됨으로써, 워드 라인(WL)은 활성 영역(AR)과 90도 미만의 각도를 가질 수 있다.The word line 160 (WL of FIG. 1) may extend long along the first direction X across the active area AR. A plurality of word lines 160 may extend parallel to each other. Also, the plurality of word lines 160 may be spaced apart from each other at equal intervals. Since the active area AR is arranged in a diagonal shape, the word line WL may have an angle less than 90 degrees with the active area AR.

몇몇 실시예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼, 워드 라인(160)은 기판(110)에 매립되어 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 워드 라인(160)은 게이트 절연막(161), 게이트 도전막(162) 및 게이트 전극(163)을 포함할 수 있다. In some embodiments, as shown in FIGS. 2A and 2B, the word line 160 may be buried in the substrate 110 and extend along the first direction X. The word line 160 may include a gate insulating layer 161, a gate conductive layer 162, and a gate electrode 163.

기판(110)에 제1 방향(X)으로 연장되는 제1 트렌치(TR1)가 형성될 수 있다. 제1 트렌치(TR1) 내에 게이트 구조체(GST)가 형성될 수 있다. 게이트 구조체(GST)는 워드 라인(160), 제1 캡핑 패턴(164) 및 제2 캡핑 패턴(165)을 포함할 수 있다.A first trench TR1 extending in the first direction X may be formed in the substrate 110. A gate structure GST may be formed in the first trench TR1. The gate structure GST may include a word line 160, a first capping pattern 164, and a second capping pattern 165.

제1 트렌치(TR1) 내부에 게이트 절연막(161), 게이트 도전막(162) 및 게이트 전극(163)이 차례로 매립되어 형성될 수 있다. 게이트 절연막(161)은 제1 트렌치(TR1)의 적어도 일부의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. 즉, 워드 라인(160)은 제1 트렌치(TR1) 내에 형성될 수 있다.A gate insulating layer 161, a gate conductive layer 162, and a gate electrode 163 may be sequentially buried in the first trench TR1 to be formed. The gate insulating layer 161 may extend along at least a partial profile of the first trench TR1. That is, the word line 160 may be formed in the first trench TR1.

게이트 절연막(161)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 또는 실리콘 산화물보다 높은 유전 상수를 갖는 고유전율 물질을 포함할 수 있다. 고유전율 물질은 예를 들어, 하프늄 산화물(hafnium oxide), 하프늄 실리콘 산화물(hafnium silicon oxide), 하프늄 알루미늄 산화물(hafnium aluminum oxide), 란타늄 산화물(lanthanum oxide), 란타늄 알루미늄 산화물(lanthanum aluminum oxide), 지르코늄 산화물(zirconium oxide), 지르코늄 실리콘 산화물(zirconium silicon oxide), 탄탈륨 산화물(tantalum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(barium strontium titanium oxide), 바륨 티타늄 산화물(barium titanium oxide), 스트론튬 티타늄 산화물(strontium titanium oxide), 이트륨 산화물(yttrium oxide), 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 납 스칸듐 탄탈륨 산화물(lead scandium tantalum oxide), 납 아연 니오브산염(lead zinc niobate) 및 이들의 조합 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The gate insulating layer 161 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a high-k material having a higher dielectric constant than silicon oxide. High-k materials are, for example, hafnium oxide, hafnium silicon oxide, hafnium aluminum oxide, lanthanum oxide, lanthanum aluminum oxide, zirconium. Oxide (zirconium oxide), zirconium silicon oxide (zirconium silicon oxide), tantalum oxide (tantalum oxide), titanium oxide (titanium oxide), barium strontium titanium oxide (barium strontium titanium oxide), barium titanium oxide (barium titanium oxide), strontium Titanium oxide (strontium titanium oxide), yttrium oxide (yttrium oxide), aluminum oxide (aluminum oxide), lead scandium tantalum oxide (lead scandium tantalum oxide), lead zinc niobate (lead zinc niobate), and combinations thereof Can include.

상술한 고유전율 물질은 산화물을 중심으로 설명하였지만, 이와 달리, 고유전율 물질은 상술한 금속성 물질(일 예로, 하프늄)의 질화물(일 예로, 하프늄 질화물(hafnium nitride)) 또는 산질화물(일 예로, 하프늄 산질화물(hafnium oxynitride) 중 하나 이상을 포함할 수도 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The above-described high-k material has been described centering on the oxide, but in contrast, the high-k material is a nitride (for example, hafnium nitride) or an oxynitride (for example, hafnium) of the metallic material (for example, hafnium). It may include one or more of hafnium oxynitride, but is not limited thereto.

도 2a 및 도 2b에서 워드 라인(160)은 게이트 도전막(162) 및 게이트 전극(163)을 포함하는 다중막으로 도시되었으나, 워드 라인(160)은 단일막일 수도 있다.In FIGS. 2A and 2B, the word line 160 is illustrated as a multilayer including the gate conductive layer 162 and the gate electrode 163, but the word line 160 may be a single layer.

게이트 전극(163)은 게이트 절연막(161) 및 게이트 도전막(162) 상에 형성될 수 있다. 게이트 전극(163)은 제1 트렌치(TR1)의 일부를 채울 수 있다.The gate electrode 163 may be formed on the gate insulating layer 161 and the gate conductive layer 162. The gate electrode 163 may fill a part of the first trench TR1.

게이트 도전막(162) 및 게이트 전극(163)은 각각 예를 들어, 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 탄화물(TaC), 탄탈륨 질화물(TaN), 티타늄 실리콘 질화물(TiSiN), 탄탈륨 실리콘 질화물(TaSiN), 탄탈륨 티타늄 질화물(TaTiN), 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN), 탄탈륨 알루미늄 질화물(TaAlN), 텅스텐 질화물(WN), 루테늄(Ru), 티타늄 알루미늄(TiAl), 티타늄 알루미늄 탄질화물(TiAlC-N), 티타늄 알루미늄 탄화물(TiAlC), 티타늄 탄화물(TiC), 탄탈륨 탄질화물(TaCN), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 니켈(Ni), 백금(Pt), 니켈 백금(Ni-Pt), 니오븀(Nb), 니오븀 질화물(NbN), 니오븀 탄화물(NbC), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 질화물(MoN), 몰리브덴 탄화물(MoC), 텅스텐 탄화물(WC), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 바나듐(V) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The gate conductive film 162 and the gate electrode 163 are, for example, titanium nitride (TiN), tantalum carbide (TaC), tantalum nitride (TaN), titanium silicon nitride (TiSiN), tantalum silicon nitride (TaSiN), Tantalum titanium nitride (TaTiN), titanium aluminum nitride (TiAlN), tantalum aluminum nitride (TaAlN), tungsten nitride (WN), ruthenium (Ru), titanium aluminum (TiAl), titanium aluminum carbonitride (TiAlC-N), titanium aluminum Carbide (TiAlC), titanium carbide (TiC), tantalum carbonitride (TaCN), tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), cobalt (Co), titanium (Ti), tantalum (Ta), nickel ( Ni), platinum (Pt), nickel platinum (Ni-Pt), niobium (Nb), niobium nitride (NbN), niobium carbide (NbC), molybdenum (Mo), molybdenum nitride (MoN), molybdenum carbide (MoC), Among tungsten carbide (WC), rhodium (Rh), palladium (Pd), iridium (Ir), osmium (Os), silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), vanadium (V), and combinations thereof It may include at least one.

게이트 전극(163)은 도전성 금속 산화물, 도전성 금속 산질화물 등을 포함할 수 있고, 상술한 물질 중 금속성을 갖는 물질들이 산화된 형태를 포함할 수도 있다.The gate electrode 163 may include a conductive metal oxide, a conductive metal oxynitride, or the like, and may include a form in which metallic materials among the aforementioned materials are oxidized.

게이트 전극(163) 상에, 제1 트렌치(TR1)를 채우는 제1 캡핑 패턴(164) 및 제2 캡핑 패턴(165)가 차례로 형성될 수 있다. 제1 캡핑 패턴(164)은 예를 들어, 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 제2 캡핑 패턴(165)은 예를 들어, 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 탄질화물(SiCN), 실리콘 산탄질화물(SiOCN) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.On the gate electrode 163, a first capping pattern 164 and a second capping pattern 165 filling the first trench TR1 may be sequentially formed. The first capping pattern 164 may include, for example, polysilicon. The second capping pattern 165 is, for example, at least one of silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), silicon oxide (SiO2), silicon carbonitride (SiCN), silicon oxycarbonitride (SiOCN), and combinations thereof. It can contain one.

도시되지 않았지만, 워드 라인(160)의 적어도 일측에는 불순물 도핑 영역이 형성될 수 있다. 불순물 도핑 영역은 트랜지스터의 소오스 및 드레인 영역일 수 있다. Although not shown, an impurity doped region may be formed on at least one side of the word line 160. The impurity-doped regions may be source and drain regions of the transistor.

제2 트렌치(TR2)는 기판(110) 내에 형성될 수 있다. 제2 트렌치(TR2)는 비트 라인(BL)을 활성 영역(AR)에 접촉시키기 위해 기판(110) 내에 형성되는 트렌치일 수 있다. 예를 들어, 제2 트렌치(TR2) 내에 다이렉트 컨택(DC)이 형성될 수 있다.The second trench TR2 may be formed in the substrate 110. The second trench TR2 may be a trench formed in the substrate 110 to contact the bit line BL with the active region AR. For example, a direct contact DC may be formed in the second trench TR2.

절연막(130)은 기판(110) 및 소자 분리막(120) 상에 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼 절연막(130)은 다이렉트 컨택(DC)이 형성되지 않는 기판(110)의 영역에서, 기판(110) 및 소자 분리막(120) 상에 형성될 수 있다. The insulating layer 130 may be formed on the substrate 110 and the device isolation layer 120. Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the insulating layer 130 may be formed on the substrate 110 and the device isolation layer 120 in a region of the substrate 110 in which the direct contact DC is not formed. .

절연막(130)은 단일막일 수 있으나, 도시된 것처럼, 절연막(130)은 제1 절연막(131), 제2 절연막(132) 및 제3 절연막(133)을 포함하는 다중막일 수도 있다.The insulating layer 130 may be a single layer, but as shown, the insulating layer 130 may be a multilayer including a first insulating layer 131, a second insulating layer 132, and a third insulating layer 133.

제1 절연막(131)은 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 제2 절연막(132)은 제1 절연막(131)과 다른 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 절연막(132)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 제3 절연막(133)은 제2 절연막(132)보다 유전 상수(dielectric constant)가 작은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 절연막(133)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.The first insulating layer 131 may include, for example, silicon oxide. The second insulating layer 132 may include a material having an etching selectivity different from that of the first insulating layer 131. For example, the second insulating layer 132 may include silicon nitride. The third insulating layer 133 may include a material having a lower dielectric constant than the second insulating layer 132. For example, the third insulating layer 133 may include silicon oxide.

몇몇 실시예에서, 제3 절연막(133)의 폭은 비트 라인(BL)의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다. 본 명세서에서, "동일"이란, 완전히 동일한 것뿐만 아니라, 공정 상의 마진 등으로 인해 발생할 수 있는 미세한 차이를 포함하는 의미이다.In some embodiments, the width of the third insulating layer 133 may be substantially the same as the width of the bit line BL. In the present specification, "the same" means not only the exact same thing, but also includes a minute difference that may occur due to a margin on a process.

비트 라인(140; 도 1의 BL)은 제1 비트 라인(140a)와 제2 비트 라인(140b)을 포함할 수 있다. 비트 라인(140)은 기판(110) 및 절연막(130) 상에 배치될 수 있다. 비트 라인(140)은, 활성 영역(AR) 및 워드 라인(160)을 가로 질러 제1 방향(X)과 다른 제2 방향(Y)을 따라 길게 연장될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향(Y)은 제1 방향(X)과 수직인 방향일 수 있다. 이에 따라, 비트 라인(140)은 활성 영역(AR)을 비스듬하게 가로지를 수 있다. The bit line 140 (BL of FIG. 1) may include a first bit line 140a and a second bit line 140b. The bit line 140 may be disposed on the substrate 110 and the insulating layer 130. The bit line 140 may extend long in a second direction Y different from the first direction X across the active area AR and the word line 160. For example, the second direction Y may be a direction perpendicular to the first direction X. Accordingly, the bit line 140 may obliquely cross the active area AR.

비트 라인(140)은 워드 라인(160)을 수직하게 가로지를 수 있다. 비트 라인(140)은 복수 개로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 복수의 비트 라인(140)은 등간격으로 서로 이격될 수 있다.The bit line 140 may vertically cross the word line 160. A plurality of bit lines 140 may extend parallel to each other. In addition, the plurality of bit lines 140 may be spaced apart from each other at equal intervals.

비트 라인(140)은 단일막일 수 있으나, 도 3a 및 3b에 도시된 것처럼, 비트 라인(140)은 제1 도전막(141), 제2 도전막(142), 제3 도전막(143) 및 다이렉트 컨택(DC)을 포함하는 다중막일 수도 있다.The bit line 140 may be a single layer, but as shown in FIGS. 3A and 3B, the bit line 140 includes a first conductive layer 141, a second conductive layer 142, a third conductive layer 143, and It may be a multilayer including direct contact (DC).

예를 들어, 제1 도전막(141), 제2 도전막(142) 및 제3 도전막(143)은 각각 폴리실리콘, TiN, TiSiN, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전막(141)은 폴리실리콘을 포함할 수 있고, 제2 도전막(142)은 TiSiN을 포함할 수 있고, 제3 도전막(143)은 텅스텐을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the first conductive layer 141, the second conductive layer 142, and the third conductive layer 143 may each include polysilicon, TiN, TiSiN, tungsten, tungsten silicide, or a combination thereof. . For example, the first conductive layer 141 may include polysilicon, the second conductive layer 142 may include TiSiN, and the third conductive layer 143 may include tungsten. The technical idea of the present invention is not limited thereto.

다이렉트 컨택(DC)은 제2 트렌치(TR2) 내에 형성될 수 있다. 또한, 다이렉트 컨택(DC)은 기판(110)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 다이렉트 컨택(DC)은, 제2 트렌치(TR2)에 의해 노출된 활성 영역(AR)의 중심과 접촉할 수 있다. 다이렉트 컨택(DC)과 접촉하는 기판(110)의 활성 영역(AR)은 소오스 및 드레인 영역으로 기능할 수 있다.The direct contact DC may be formed in the second trench TR2. Also, the direct contact DC may contact the substrate 110. For example, the direct contact DC may contact the center of the active area AR exposed by the second trench TR2. The active region AR of the substrate 110 in contact with the direct contact DC may function as a source and drain region.

다이렉트 컨택(DC)이 형성되지 않은 비트 라인(140)의 나머지 부분은 절연막(130) 상에 형성될 수 있다.The rest of the bit line 140 in which the direct contact DC is not formed may be formed on the insulating layer 130.

다이렉트 컨택(DC)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 비트 라인(140)의 일부는 활성 영역(AR)과 전기적으로 접속될 수 있다. The direct contact DC may include a conductive material. Accordingly, a part of the bit line 140 may be electrically connected to the active area AR.

몇몇 실시예에서, 다이렉트 컨택(DC)은 제1 도전막(141)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다이렉트 컨택(DC)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이들에 제한되는 것은 아니고, 제조 공정에 따라 다이렉트 컨택(DC)은 제1 도전막(141)과 다른 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments, the direct contact DC may include the same material as the first conductive layer 141. For example, the direct contact DC may include polysilicon. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the direct contact DC may include a material different from the first conductive layer 141 according to a manufacturing process.

비트 라인(140)은 상부에 제3 캡핑 패턴(144)을 포함할 수 있다. 제3 캡핑 패턴(144)은 실리콘 질화막을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The bit line 140 may include a third capping pattern 144 thereon. The third capping pattern 144 may include a silicon nitride layer, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

제1 비트 라인(140a)은 활성 영역(AR)과 접촉하는 비트 라인(140)의 일부이다. 제2 비트 라인(140b)은 활성 영역(AR)과 접촉하지 않는 비트 라인(140)의 일부이다. 즉, 도 3a 및 3b에 도시된 것처럼, 제1 비트 라인(140a)은 다이렉트 컨택(DC)을 포함하는 비트 라인(140)의 일부일 수 있다. 제2 비트 라인(140b)은 다이렉트 컨택(DC)을 포함하지 않는 비트 라인(140)의 일부일 수 있다.The first bit line 140a is a part of the bit line 140 in contact with the active area AR. The second bit line 140b is a part of the bit line 140 that does not contact the active area AR. That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the first bit line 140a may be a part of the bit line 140 including the direct contact DC. The second bit line 140b may be a part of the bit line 140 that does not include a direct contact (DC).

몇몇 실시예에서, 제1 비트 라인(140a)은 제1 도전막(141)을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 비트 라인(140b)의 제1 도전막(141)은 제1 비트 라인(140a)에서 다이렉트 컨택(DC)으로 대체될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 비트 라인(140a)의 다이렉트 컨택(DC)은 제1 도전막(141) 아래에 형성될 수도 있다.In some embodiments, the first bit line 140a may not include the first conductive layer 141. For example, the first conductive layer 141 of the second bit line 140b may be replaced with a direct contact DC in the first bit line 140a. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the direct contact DC of the first bit line 140a may be formed under the first conductive layer 141.

몇몇 실시예에서, 비트 라인(140)의 폭은 제2 트렌치(TR2)의 폭보다 작을 수 있다. 여기서, 비트 라인(140) 및 제2 트렌치(TR2)의 폭이란, 비트 라인(140)이 길게 연장되는 방향인 제2 방향(Y)과 교차하는 제1 방향(X)으로의 폭을 의미한다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼, 비트 라인(140)의 폭은 제2 트렌치(TR2)의 폭보다 작을 수 있다. In some embodiments, the width of the bit line 140 may be smaller than the width of the second trench TR2. Here, the width of the bit line 140 and the second trench TR2 means a width in the first direction X crossing the second direction Y, which is a direction in which the bit line 140 extends long. . For example, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, the width of the bit line 140 may be smaller than the width of the second trench TR2.

스페이서 구조체(150; 도 1의 SP)는 비트 라인(140) 및 제3 캡핑 패턴(144)의 측벽 상에 배치될 수 있다. 스페이서 구조체(150)는 다이렉트 컨택(DC)이 형성된 제1 비트 라인(140a)의 부분에서 기판(110) 및 소자 분리막(120) 상에 형성될 수 있다. 스페이서 구조체(150)는 제1 비트 라인(140a) 및 제3 캡핑 패턴(144)의 측벽 상에서 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다.The spacer structure 150 (SP of FIG. 1) may be disposed on sidewalls of the bit line 140 and the third capping pattern 144. The spacer structure 150 may be formed on the substrate 110 and the device isolation layer 120 in the portion of the first bit line 140a on which the direct contact DC is formed. The spacer structure 150 may extend in the second direction Y on sidewalls of the first bit line 140a and the third capping pattern 144.

그러나, 다이렉트 컨택(DC)이 형성되지 않은 제2 비트 라인(140b)의 나머지 부분에서, 스페이서 구조체(150)는 제1 절연막(131) 및 제2 절연막(132) 상에 형성될 수 있다. 스페이서 구조체(150)는 제2 비트 라인(140b) 및 제3 캡핑 패턴(144)의 측벽 상에서 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다.However, in the rest of the second bit line 140b on which the direct contact DC is not formed, the spacer structure 150 may be formed on the first insulating layer 131 and the second insulating layer 132. The spacer structure 150 may extend in the second direction Y on sidewalls of the second bit line 140b and the third capping pattern 144.

예를 들어, 스페이서 구조체(150)는 제1 비트 라인(140a)의 측벽 상에서 기판(110) 및 소자 분리막(120)과 접촉할 수 있다. 스페이서 구조체(150)는 제2 비트 라인(140b)의 측벽 상에서 절연막(130)과 접촉할 수 있다.For example, the spacer structure 150 may contact the substrate 110 and the device isolation layer 120 on a sidewall of the first bit line 140a. The spacer structure 150 may contact the insulating layer 130 on the sidewall of the second bit line 140b.

스페이서 구조체(150)는 단일막일 수 있으나, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼, 스페이서 구조체(150)는 제1 스페이서(151) 및 제2 스페이서(152)를 포함하는 다중막일 수도 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 스페이서(151, 152)는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막(SiON), 실리콘 산탄질화막(SiOCN), 에어(air), 및 이들의 조합을 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The spacer structure 150 may be a single layer, but as shown in FIGS. 3A and 3B, the spacer structure 150 may be a multilayer including the first spacer 151 and the second spacer 152. For example, the first and second spacers 151 and 152 may include one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film (SiON), a silicon oxycarbonitride film (SiOCN), air, and a combination thereof. However, it is not limited thereto.

펜스(170)는 기판(110) 및 소자 분리막(120) 상에 형성될 수 있다. 펜스(170)는 기판(110) 및 소자 분리막(120) 내에 형성된 워드 라인(160)과 중첩되도록 형성될 수 있다. The fence 170 may be formed on the substrate 110 and the device isolation layer 120. The fence 170 may be formed to overlap the word line 160 formed in the substrate 110 and the device isolation layer 120.

펜스(170)는 게이트 구조체(GST) 상에 형성될 수 있다. 펜스(170)는 제1 방향(X)을 따라 길게 연장될 수 있다. 펜스(170)는 제2 방향(Y)으로 연장되는 비트 라인(140)과 교차할 수 있다. 펜스(170)는 워드 라인(160) 사이에 형성되는 매몰 컨택(BC)을 지지할 수 있다. 펜스(170)는 하부 펜스(172)와 하부 펜스(172) 상의 상부 펜스(171)를 포함할 수 있다.The fence 170 may be formed on the gate structure GST. The fence 170 may be elongated along the first direction X. The fence 170 may cross the bit line 140 extending in the second direction (Y). The fence 170 may support the buried contact BC formed between the word lines 160. The fence 170 may include a lower fence 172 and an upper fence 171 on the lower fence 172.

펜스(170)는 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. The fence 170 may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and combinations thereof, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

매몰 컨택(BC)은 기판(110)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 매몰 컨택(BC)은 도 1의 활성 영역(AR)의 말단과 접촉할 수 있다. 매몰 컨택(BC)과 접촉하는 기판(110)의 활성 영역(AR)은 소오스 및 드레인 영역으로 기능할 수 있다. The buried contact BC may contact the substrate 110. For example, the buried contact BC may contact an end of the active region AR of FIG. 1. The active region AR of the substrate 110 in contact with the buried contact BC may function as a source and drain region.

몇몇 실시예에서, 매몰 컨택(BC)은 기판(110) 상에, 펜스(170)를 사이에 두고 양측에 배치될 수 있다. 매몰 컨택(BC)은 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 매몰 컨택(BC)은 제2 방향(Y)으로 연장되는 비트 라인(140)과 교차할 수 있다.In some embodiments, the buried contact BC may be disposed on both sides of the substrate 110 with the fence 170 interposed therebetween. The buried contact BC may extend in the third direction Z. The buried contact BC may cross the bit line 140 extending in the second direction Y.

매몰 컨택(BC)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 매몰 컨택(BC)은 활성 영역(AR)과 전기적으로 접속될 수 있다. 매몰 컨택(BC)은 예를 들어, 폴리실리콘을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The buried contact BC may include a conductive material. Accordingly, the buried contact BC may be electrically connected to the active area AR. The buried contact BC may include, for example, polysilicon, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

랜딩 패드(LP)는 비트 라인(140)의 상면의 일부 및 매몰 컨택(BC)의 상면에 배치될 수 있다. 또한, 랜딩 패드(LP)는 매몰 컨택(BC)과 접촉할 수 있다. 매몰 컨택(BC)과 유사하게, 랜딩 패드(LP)는 서로 이격되어 있는 복수의 고립 영역을 형성할 수 있다.The landing pad LP may be disposed on a part of an upper surface of the bit line 140 and an upper surface of the buried contact BC. Also, the landing pad LP may contact the buried contact BC. Similar to the buried contact BC, the landing pad LP may form a plurality of isolated regions spaced apart from each other.

랜딩 패드(LP)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 랜딩 패드(LP)는 매몰 컨택(BC)과 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 랜딩 패드(LP)는 텅스텐(W)을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The landing pad LP may include a conductive material. Accordingly, the landing pad LP may be electrically connected to the buried contact BC. For example, the landing pad LP may include tungsten (W), but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

층간 절연막(180)은 랜딩 패드(LP)의 상면의 일부 및 비트 라인(140)의 일부 상에 형성될 수 있다. 또한, 층간 절연막(180)은 복수의 고립 영역을 형성하는 랜딩 패드(LP)의 영역을 정의할 수 있다. 즉, 층간 절연막(180)은 복수의 랜딩 패드(LP)를 서로 분리시킬 수 있다. 또한, 층간 절연막(180)은 각각의 랜딩 패드(LP)의 상면의 일부를 노출시키도록 패터닝될 수 있다.The interlayer insulating layer 180 may be formed on a part of the upper surface of the landing pad LP and a part of the bit line 140. Also, the interlayer insulating layer 180 may define a region of the landing pad LP forming a plurality of isolated regions. That is, the interlayer insulating layer 180 may separate the plurality of landing pads LP from each other. In addition, the interlayer insulating layer 180 may be patterned to expose a portion of the upper surface of each landing pad LP.

층간 절연막(180)은 절연성 물질을 포함하여, 복수의 랜딩 패드(LP)를 서로 전기적으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 층간 절연막(180)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The interlayer insulating layer 180 may include an insulating material to electrically separate the plurality of landing pads LP from each other. For example, the interlayer insulating layer 180 may include silicon oxide, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

커패시터(190)는 층간 절연막(180) 및 랜딩 패드(LP) 상에 배치될 수 있다. 커패시터(190)는 층간 절연막(180)에 의해 노출된 랜딩 패드(LP)의 상면의 일부와 접촉될 수 있다. 결과적으로, 커패시터(190)는 매몰 컨택(BC)과 접속된 소오스 및 드레인 영역과 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 커패시터(190)는 반도체 메모리 소자 등에서 전하를 저장할 수 있다. The capacitor 190 may be disposed on the interlayer insulating layer 180 and the landing pad LP. The capacitor 190 may contact a portion of the upper surface of the landing pad LP exposed by the interlayer insulating layer 180. As a result, the capacitor 190 may be electrically connected to the source and drain regions connected to the buried contact BC. Accordingly, the capacitor 190 may store electric charges in a semiconductor memory device or the like.

예를 들어, 도 2a 내지 도 3b에 도시된 것처럼, 커패시터(190)는 하부 전극(191), 커패시턴스 유전막(192) 및 상부 전극(193)을 포함할 수 있다. 커패시터(190)는 하부 전극(191) 및 상부 전극(193) 사이에 발생된 전위차에 의해 커패시턴스 유전막(192)에 전하를 저장할 수 있다. For example, as shown in FIGS. 2A to 3B, the capacitor 190 may include a lower electrode 191, a capacitance dielectric layer 192, and an upper electrode 193. The capacitor 190 may store electric charges in the capacitance dielectric layer 192 due to a potential difference generated between the lower electrode 191 and the upper electrode 193.

하부 전극(191)은 예를 들어, 도핑된 반도체 물질, 도전성 금속 질화물(예를 들어, 티타늄 질화물, 탄탈륨 질화물 또는 텅스텐 질화물 등), 금속(예를 들어, 루세늄, 이리듐, 티타늄 또는 탄탈륨 등), 및 도전성 금속 산화물(예를 들어, 산화 이리듐 등) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The lower electrode 191 is, for example, a doped semiconductor material, a conductive metal nitride (eg, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, etc.), a metal (eg, rucenium, iridium, titanium or tantalum, etc.) , And a conductive metal oxide (eg, iridium oxide, etc.) may be included, but is not limited thereto.

커패시턴스 유전막(192)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물(hafnium oxide), 하프늄 실리콘 산화물(hafnium silicon oxide), 란타늄 산화물(lanthanum oxide), 란타늄 알루미늄 산화물(lanthanum aluminum oxide), 지르코늄 산화물(zirconium oxide), 지르코늄 실리콘 산화물(zirconium silicon oxide), 탄탈륨 산화물(tantalum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(barium strontium titanium oxide), 바륨 티타늄 산화물(barium titanium oxide), 스트론튬 티타늄 산화물(strontium titanium oxide), 이트륨 산화물(yttrium oxide), 알루미늄 산화물(Aluminum oxide), 납 스칸듐 탄탈륨 산화물(lead scandium tantalum oxide), 납 아연 니오브산염(lead zinc niobate) 및 이들의 조합 중에서 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The capacitance dielectric layer 192 is, for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, hafnium oxide, hafnium silicon oxide, lanthanum oxide, lanthanum aluminum oxide. ), zirconium oxide, zirconium silicon oxide, tantalum oxide, titanium oxide, barium strontium titanium oxide, barium titanium oxide ), strontium titanium oxide, yttrium oxide, aluminum oxide, lead scandium tantalum oxide, lead zinc niobate, and combinations thereof It may include one, but is not limited thereto.

상부 전극(193)은 예를 들어, 도핑된 반도체 물질, 금속, 도전성 금속 질화물, 금속 실리사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The upper electrode 193 may include, for example, at least one of a doped semiconductor material, a metal, a conductive metal nitride, and a metal silicide, but is not limited thereto.

커패시터(190)는 도 2a 및 도 3a에 도시된 것처럼 기판(110)의 두께 방향으로 길게 연장되는 필라 형태를 가질 수 있다. 또한 커패시터(190)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것처럼 실린더 형태를 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.As shown in FIGS. 2A and 3A, the capacitor 190 may have a pillar shape extending long in the thickness direction of the substrate 110. In addition, the capacitor 190 may have a cylindrical shape as shown in FIGS. 3A and 3B. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

반도체 장치가 고집적화됨에 따라, 기생 커패시턴스(parasitic capacitance) 및 누설 전류(leakage current)의 영향성은 점점 증가한다. 예를 들어, DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 비트 라인 사이의 간격이 좁아짐에 따라, 비트 라인과 비트 라인 사이, 비트 라인과 매립 컨택 사이의 기생 커패시턴스가 증가할 수 있다.As semiconductor devices become highly integrated, the influence of parasitic capacitance and leakage current gradually increases. For example, as the spacing between bit lines of a dynamic random access memory (DRAM) is narrowed, a parasitic capacitance between a bit line and a bit line and between a bit line and a buried contact may increase.

그러나, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 실리콘 산화물을 이용하여 기생 커패시턴스를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 비트 라인(140)과 접촉하는 제1 스페이서(151)를 포함할 수 있다. 제1 스페이서(151)는 실리콘 산화물을 포함하므로, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 비트 라인(140)과 매몰 컨택(BC) 사이의 실리콘 산화물 함량을 최대화할 수 있다.However, the semiconductor device according to some embodiments may minimize parasitic capacitance by using silicon oxide. For example, the semiconductor device according to some embodiments may include a first spacer 151 in contact with the bit line 140. Since the first spacer 151 includes silicon oxide, the semiconductor device according to some embodiments may maximize a silicon oxide content between the bit line 140 and the buried contact BC.

실리콘 산화물은 실리콘 질화물보다 유전 상수가 낮으므로, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기생 커패시턴스를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 비트 라인(140)과 접촉하는 스페이서를 실리콘 질화물로 형성하는 반도체 장치에 비해, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기생 커패시턴스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.Since silicon oxide has a lower dielectric constant than silicon nitride, the semiconductor device according to some embodiments can effectively reduce parasitic capacitance. For example, compared to a semiconductor device in which a spacer in contact with the bit line 140 is formed of silicon nitride, the semiconductor device according to some embodiments may effectively reduce parasitic capacitance.

또한, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기생 커패시턴스를 효과적으로 감소시킬 수 있으므로, 허용되는 기생 커패시턴스 범위 내에서 반도체 장치의 고집적화가 실현될 수 있다.In addition, since the semiconductor device according to some embodiments can effectively reduce the parasitic capacitance, high integration of the semiconductor device can be realized within an allowable parasitic capacitance range.

또한, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 공정 마진을 향상시킬 수 있다. 비트 라인(140)과 접촉하는 스페이서를 실리콘 질화물로 형성하는 경우에, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 실리콘 질화물이 기판(110)의 결핍 영역(depletion region)과 접촉하여 계면 트랩(Nit)을 형성하는 문제가 있다. 이러한 계면 트랩은 누설 전류를 증가시키는 원인이 된다.Also, the semiconductor device according to some embodiments may improve a process margin. When the spacer in contact with the bit line 140 is formed of silicon nitride, in the semiconductor device according to some embodiments, the silicon nitride contacts the depletion region of the substrate 110 to form an interface trap N it . There is a problem to form. These interfacial traps cause an increase in leakage current.

그러나, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 스페이서(151)를 실리콘 산화물로 형성함으로써, 제1 스페이서(151)가 결핍 영역과 접촉하더라도 누설 전류를 최소화할 수 있다. 이는 실리콘 산화물이 실리콘 질화물에 비하여 계면 트랩(Nit)에 의한 누설 전류를 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.However, in the semiconductor device according to some embodiments, since the first spacer 151 is formed of silicon oxide, even if the first spacer 151 contacts the deficient region, leakage current can be minimized. This is because silicon oxide can effectively prevent leakage current due to an interface trap (N it ) compared to silicon nitride.

도 4a 및 도 4b를 참조하여 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 펜스(170)에 대해 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b의 영역(P)을 확대한 다양한 확대도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 중복되는 것은 간략히 설명하거나 생략한다.In a semiconductor device according to some embodiments, a fence 170 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. 4A and 4B are various enlarged views in which the area P of FIGS. 2A and 2B is enlarged. For convenience of explanation, the overlapping ones described with reference to FIGS. 1 to 3B will be briefly described or omitted.

펜스(170)는 워드 라인(160)과 나란하게 제1 방향(X)으로 연장될 수 있다. 펜스(170)는 게이트 구조체(GST) 상에 제1 방향(X)과 다른 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제3 방향(Z)은 제1 방향(X)과 수직일 수 있다.The fence 170 may extend in the first direction X parallel to the word line 160. The fence 170 may extend in a third direction Z different from the first direction X on the gate structure GST. For example, the third direction Z may be perpendicular to the first direction X.

펜스(170)는 하부 펜스(172)와 하부 펜스(172) 상의 상부 펜스(171)를 포함할 수 있다. 펜스(170)는 플라스크 형성을 가질 수 있다. 하부 펜스(172)는 기판(110)에서 제3 방향(Z)으로 멀어짐에 따라 하부 펜스(172)의 폭(W)이 점진적으로 감소하는 부분을 포함할 수 있다. 여기서, 하부 펜스(172)의 폭(W)이란, 워드 라인(160)이 길게 연장되는 방향인 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)으로의 폭(W)을 의미한다.The fence 170 may include a lower fence 172 and an upper fence 171 on the lower fence 172. The fence 170 may have a flask formation. The lower fence 172 may include a portion in which the width W of the lower fence 172 gradually decreases as it moves away from the substrate 110 in the third direction Z. Here, the width W of the lower fence 172 means the width W in the second direction Y crossing the first direction X, which is a direction in which the word line 160 extends long.

하부 펜스(172)는 제1 하부 펜스(172_1)와 제1 하부 펜스(172_1) 상의 제2 하부 펜스(172_2)를 포함할 수 있다. 제1 하부 펜스(172_1)는 기판(110)에서 제3 방향(Z)으로 멀어짐에 따라 제2 방향(Y)으로의 폭(W1)이 점진적으로 증가할 수 있다. 제2 하부 펜스(172_2)는 기판(110)에서 제3 방향(Z)으로 멀어짐에 따라 제2 방향(Y)으로의 폭(W2)이 점진적으로 감소할 수 있다. The lower fence 172 may include a first lower fence 172_1 and a second lower fence 172_2 on the first lower fence 172_1. As the first lower fence 172_1 moves away from the substrate 110 in the third direction Z, the width W1 in the second direction Y may gradually increase. As the second lower fence 172_2 moves away from the substrate 110 in the third direction Z, the width W2 in the second direction Y may gradually decrease.

제1 하부 펜스(172_1)는 제3 방향(Z)으로의 제1 높이(H1)를 가질 수 있다. 제2 하부 펜스(172_2)는 제3 방향(Z)으로의 제2 높이(H2)를 가질 수 있다. 제1 높이(H1)은 제2 높이(H2)보다 작을 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 하부 펜스(172_1)의 제1 높이(H1)가 제2 하부 펜스(172_2)의 제2 높이(H2)보다 클 수 있음은 물론이다. The first lower fence 172_1 may have a first height H1 in the third direction Z. The second lower fence 172_2 may have a second height H2 in the third direction Z. The first height H1 may be smaller than the second height H2. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the first height H1 of the first lower fence 172_1 may be greater than the second height H2 of the second lower fence 172_2. .

상부 펜스(171)는 하부 펜스(172)와 접촉할 수 있다. 상부 펜스(171)와 하부 펜스(172)의 경계에서, 상부 펜스(171)는 아래로 볼록한 형상을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The upper fence 171 may contact the lower fence 172. At the boundary between the upper fence 171 and the lower fence 172, the upper fence 171 may have a downward convex shape. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.

상부 펜스(171)는 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하부 펜스(172)는 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상부 펜스(171)와 하부 펜스(172)는 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니고, 상부 펜스(171)와 하부 펜스(172)는 동일한 물질로 형성될 수 있음은 물론이다.The upper fence 171 may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and combinations thereof. The lower fence 172 may include, for example, at least one of silicon oxide or silicon nitride, and combinations thereof. The upper fence 171 and the lower fence 172 may be formed of different materials. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the upper fence 171 and the lower fence 172 may be formed of the same material.

이하에서, 도 1 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 4b를 이용하여 설명한 것과 중복되는 것은 간략히 설명하거나 생략한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18. For convenience of description, the overlapping ones described with reference to FIGS. 1 to 4B will be briefly described or omitted.

도 5 내지 도 18은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간단계 도면들이다.5 to 18 are diagrams of intermediate steps for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 기판(110), 소자 분리막(120), 워드 라인(160) 및 비트 라인(140)을 제공한다. 참고적으로, 도 6은 도 5의 C-C'를 따라서 절단한 단면도이고, 도 7은 도 5의 D-D'를 따라서 절단한 단면도이다.5 to 7, a semiconductor device according to some embodiments provides a substrate 110, an isolation layer 120, a word line 160, and a bit line 140. For reference, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line D-D' of FIG. 5.

기판(110)은 활성 영역(AR)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 활성 영역(AR)은 사선의 바 형태로 형성될 수 있다. 활성 영역(AR)은 기판(110) 내에 불순물이 주입되어 형성될 수 있다. 이 때, 불순물을 주입하는 것은 이온 주입 공정으로 수행될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The substrate 110 may include an active area AR. As shown in FIG. 5, the active area AR may be formed in a shape of an oblique bar. The active region AR may be formed by implanting impurities into the substrate 110. In this case, implantation of impurities may be performed by an ion implantation process, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

소자 분리막(120)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 소자 분리막(120)은 복수의 활성 영역(AR)을 정의할 수 있다.The device isolation layer 120 may be formed on the substrate 110. The device isolation layer 120 may define a plurality of active regions AR.

게이트 구조체(GST)는 기판(110)에 매립되어 연장되도록 형성될 수 있다. 게이트 구조체(GST)는 워드 라인(160), 제1 캡핑 패턴(164) 및 제2 캡핑 패턴(165)을 포함할 수 있다. The gate structure GST may be formed to be buried and extended in the substrate 110. The gate structure GST may include a word line 160, a first capping pattern 164, and a second capping pattern 165.

워드 라인(160)은 기판(110)에 매립되어 연장되도록 형성될 수 있다. 워드 라인(160)은 게이트 절연막(161), 게이트 도전막(162) 및 게이트 전극(163)을 포함할 수 있다. 워드 라인(160) 상에, 제1 캡핑 패턴(164) 및 제2 캡핑 패턴(165)이 형성될 수 있다.The word line 160 may be formed to be buried in the substrate 110 and extended. The word line 160 may include a gate insulating layer 161, a gate conductive layer 162, and a gate electrode 163. A first capping pattern 164 and a second capping pattern 165 may be formed on the word line 160.

비트 라인(140)은 제1 비트 라인(140a)와 제2 비트 라인(140b)를 포함할 수 있다. 제1 비트 라인(140a)은 다이렉트 컨택(DC) 상에 형성될 수 있다. 제2 비트 라인(140b)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다.The bit line 140 may include a first bit line 140a and a second bit line 140b. The first bit line 140a may be formed on the direct contact DC. The second bit line 140b may be formed on the substrate 110.

다이렉트 컨택(DC)은 기판(110) 내에 매립되어, 기판(110)과 접촉될 수 있다. 제2 비트 라인(140b)은 절연막(130) 상에 형성될 수 있다.The direct contact DC may be buried in the substrate 110 and may contact the substrate 110. The second bit line 140b may be formed on the insulating layer 130.

도 8 내지 도 12를 참조하면, 기판(110) 상에 매몰 컨택 패턴(BCP)이 형성될 수 있다. 매몰 컨택 패턴(BCP) 상에 하드 마스크막(200)이 형성될 수 있다. 참고적으로, 도 9 및 도 11은 도 8의 E-E'를 절단한 단면도이다. 도 10 및 도 12는 도 8의 F-F'를 절단한 단면도이다.8 to 12, a buried contact pattern BCP may be formed on the substrate 110. A hard mask layer 200 may be formed on the buried contact pattern BCP. For reference, FIGS. 9 and 11 are cross-sectional views taken along E-E' of FIG. 8. 10 and 12 are cross-sectional views taken along line F-F' of FIG. 8.

매몰 컨택 패턴(BCP)은 기판(110)과 게이트 구조체(GST)를 덮도록 형성될 수 있다. 매몰 컨택 패턴(BCP)은 비트 라인(140)의 상면을 덮지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 매몰 컨택 패턴(BCP)의 상면은 비트 라인(140)의 상면과 동일 평면에 형성될 수 있다. The buried contact pattern BCP may be formed to cover the substrate 110 and the gate structure GST. The buried contact pattern BCP may be formed so as not to cover the upper surface of the bit line 140. That is, the top surface of the buried contact pattern BCP may be formed on the same plane as the top surface of the bit line 140.

하드 마스크막(200)은 매몰 컨택 패턴(BCP) 상에 형성될 수 있다. 하드 마스크막(200)은 매몰 컨택 패턴(BCP)을 덮도록 형성될 수 있다. 하드 마스크막(200)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. The hard mask layer 200 may be formed on the buried contact pattern BCP. The hard mask layer 200 may be formed to cover the buried contact pattern BCP. The hard mask layer 200 may include silicon oxide, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

도 13 내지 도 16을 참조하면, 하드 마스크막(200)을 식각 마스크로 사용하여 매몰 컨택(BC)이 형성될 수 있다. 참고적으로, 도 14 내지 도 16은 도 13의 G-G'를 절단한 단면도이다.13 to 16, a buried contact BC may be formed by using the hard mask layer 200 as an etching mask. For reference, FIGS. 14 to 16 are cross-sectional views taken along G-G' of FIG. 13.

하드 마스크막(200)을 식각 마스크로 사용하여 트렌치(TR)가 형성될 수 있다. 트렌치(TR)는 제3 트렌치(TR3) 및 제4 트렌치(TR4)를 포함할 수 있다. 제3 트렌치(TR3)는 게이트 구조체(GST)를 노출시킬 수 있다. 제4 트렌치(TR4)는 게이트 구조체(GST)를 노출시키지 않을 수 있다. 하드 마스크막(200) 및 매몰 컨택 패턴(BCP)을 식각할 때에는 건식 식각 공정이 이용될 수 있다.A trench TR may be formed using the hard mask layer 200 as an etch mask. The trench TR may include a third trench TR3 and a fourth trench TR4. The third trench TR3 may expose the gate structure GST. The fourth trench TR4 may not expose the gate structure GST. When etching the hard mask layer 200 and the buried contact pattern BCP, a dry etching process may be used.

제3 트렌치(TR3) 및 제4 트렌치(TR4)는 매몰 컨택(BC)을 정의할 수 있다. The third trench TR3 and the fourth trench TR4 may define a buried contact BC.

이어서, 제3 방향(Z)으로 이온 주입 공정이 수행될 수 있다. 이온 주입 공정을 수행하여 하부 펜스(172)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제4 트렌치(TR4) 내에, 게이트 전극(163)과 중첩되는 매몰 컨택 패턴(BCP) 부분에 이온 주입 공정이 수행될 수 있다. Subsequently, an ion implantation process may be performed in the third direction Z. The lower fence 172 may be formed by performing an ion implantation process. Specifically, an ion implantation process may be performed in a portion of the buried contact pattern BCP overlapping the gate electrode 163 in the fourth trench TR4.

제3 방향(Z)으로 산소 또는 질소가 주입될 수 있다. 이에 따라, 하부 펜스(172)는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. Oxygen or nitrogen may be injected in the third direction Z. Accordingly, the lower fence 172 may include silicon oxide or silicon nitride.

하부 펜스(172)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 하부 펜스(172)는 플라스크 형상을 가질 수 있다. 또한, 하부 펜스(172)는 기판(110)으로부터 제3 방향(Z)으로 멀어짐에 따라 하부 펜스(172)의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함할 수 있다. 여기서, 하부 펜스(172)의 폭이란 워드 라인(160)이 연장되는 제1 방향(X)과 수직한 방향인 제2 방향(Y)으로의 폭을 의미한다.The lower fence 172 may have various shapes. The lower fence 172 may have a flask shape. Also, the lower fence 172 may include a portion in which the width of the lower fence 172 gradually decreases as it moves away from the substrate 110 in the third direction Z. Here, the width of the lower fence 172 means the width in the second direction Y, which is a direction perpendicular to the first direction X in which the word line 160 extends.

도면에는 도시되지 않았지만, 하부 펜스(172)는 기판(110)으로부터 제3 방향(Z)으로 멀어짐에 따라 하부 펜스(172)의 제2 방향(Y)으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함할 수도 있다.Although not shown in the drawing, the lower fence 172 includes a portion in which the width of the lower fence 172 in the second direction (Y) gradually increases as it moves away from the substrate 110 in the third direction (Z). You may.

도 17 및 도 18을 참조하면, 펜스(170)가 형성될 수 있다. 참고적으로, 도 18은 도 17의 H-H'를 절단한 단면도이다.17 and 18, a fence 170 may be formed. For reference, FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line H-H' of FIG. 17.

제3 트렌치(예를 들어, 도 16의 TR3) 및 제4 트렌치(예를 들어, 도 16의 TR4)를 채워 펜스(170)가 형성될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 제3 트렌치와 제4 트렌치를 채우고 하드 마스크막(예를 들어, 도 16의 200)의 상면을 덮는 펜스 패턴을 형성할 수 있다. 이어서, 펜스 패턴 및 하드 마스크막을 식각하여, 펜스(170)가 형성될 수 있다.The fence 170 may be formed by filling the third trench (eg, TR3 in FIG. 16) and the fourth trench (eg, TR4 in FIG. 16 ). Although not shown in the drawing, a fence pattern may be formed to fill the third trench and the fourth trench and cover the upper surface of the hard mask layer (eg, 200 of FIG. 16 ). Subsequently, the fence 170 may be formed by etching the fence pattern and the hard mask layer.

펜스(170)는 상부 펜스(171)과 하부 펜스(172)를 포함할 수 있다. 상부 펜스(171)는 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The fence 170 may include an upper fence 171 and a lower fence 172. The upper fence 171 may include, for example, at least one of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and combinations thereof, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.

하부 펜스(172)는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 상부 펜스(171)와 하부 펜스(172)는 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고, 상부 펜스(171)와 하부 펜스(172)가 서로 동일한 물질로 형성될 수 있음은 물론이다. The lower fence 172 may include silicon oxide or silicon nitride. The upper fence 171 and the lower fence 172 may be formed of different materials. However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the upper fence 171 and the lower fence 172 may be formed of the same material.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It will be understood that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

110: 기판 120: 소자 분리막
AR: 활성 영역 BL: 비트 라인
WL: 워드 라인 SP: 스페이서 구조체
DC: 다이렉트 컨택 BC: 매몰 컨택
LP: 랜딩 패드 170: 펜스
110: substrate 120: device isolation film
AR: active area BL: bit line
WL: word line SP: spacer structure
DC: direct contact BC: buried contact
LP: landing pad 170: fence

Claims (10)

기판;
상기 기판 내에, 제1 방향으로 연장되는 게이트 구조체;
상기 게이트 구조체 상에, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장되는 펜스; 및
상기 기판 상에, 상기 펜스를 사이에 두고 양측에 배치된 매몰 컨택을 포함하고,
상기 펜스는 하부 펜스와, 상기 하부 펜스 상의 상부 펜스를 포함하고,
상기 하부 펜스는 상기 기판에서 상기 제2 방향으로 멀어짐에 따라 상기 하부 펜스의 제3 방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하고,
상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직인 반도체 장치.
Board;
A gate structure extending in a first direction in the substrate;
A fence extending in a second direction perpendicular to the first direction on the gate structure; And
On the substrate, including buried contacts disposed on both sides with the fence interposed,
The fence includes a lower fence and an upper fence on the lower fence,
The lower fence includes a portion in which a width of the lower fence in a third direction gradually decreases as it moves away from the substrate in the second direction,
The third direction is perpendicular to the first and second directions.
제 1항에 있어서,
상기 하부 펜스는 제1 하부 펜스와 상기 제1 하부 펜스 상의 제2 하부 펜스를 포함하고,
상기 제1 하부 펜스는 상기 기판에서 상기 제2 방향으로 멀어짐에 따라 상기 제1 하부 펜스의 상기 제3 방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The lower fence includes a first lower fence and a second lower fence on the first lower fence,
The first lower fence includes a portion in which a width of the first lower fence in the third direction gradually increases as the first lower fence moves away from the substrate in the second direction.
제 2항에 있어서,
상기 하부 펜스는, 상기 제1 하부 펜스의 상기 제2 방향으로의 제1 높이가 상기 제2 하부 펜스의 상기 제2 방향으로의 제2 높이보다 작은 것을 포함하는 반도체 장치.
The method of claim 2,
The semiconductor device, wherein the lower fence has a first height of the first lower fence in the second direction less than a second height of the second lower fence in the second direction.
제 1항에 있어서,
상기 펜스는 플라스크 형상을 갖는 반도체 장치.
The method of claim 1,
The fence is a semiconductor device having a flask shape.
제 1항에 있어서,
상기 상부 펜스와 상기 하부 펜스는 서로 다른 물질인 것을 포함하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
And the upper fence and the lower fence are made of different materials.
제 1항에 있어서,
상기 상부 펜스와 상기 하부 펜스의 경계에서, 상기 상부 펜스는 아래로 볼록한 형상을 포함하는 반도체 장치.
The method of claim 1,
At a boundary between the upper fence and the lower fence, the upper fence has a convex downward shape.
기판 내에, 제1 방향으로 연장되는 게이트 구조체를 형성하고,
상기 기판 상에, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장되는 매몰 컨택 패턴을 형성하고,
상기 매몰 컨택 패턴 상에, 하드 마스크막을 형성하고,
상기 매몰 컨택 패턴 및 상기 하드 마스크막을 상기 제2 방향으로 식각하여 매몰 컨택과, 상기 게이트 구조체를 노출시키는 제1 트렌치와, 상기 게이트 구조체를 비노출 시키는 제2 트렌치를 형성하고,
이온 주입 공정을 수행하고,
상기 제1 및 제2 트렌치를 채우는 펜스를 형성하는 것을 포함하되,
상기 펜스는 하부 펜스와 상기 하부 펜스 상의 상부 펜스를 포함하고,
상기 하부 펜스는 상기 이온 주입 공정을 수행하여 형성되는 것을 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
Forming a gate structure extending in a first direction in the substrate,
Forming a buried contact pattern extending in a second direction perpendicular to the first direction on the substrate,
Forming a hard mask layer on the buried contact pattern,
Etching the buried contact pattern and the hard mask layer in the second direction to form a buried contact, a first trench exposing the gate structure, and a second trench unexposing the gate structure,
Performing an ion implantation process,
Forming a fence filling the first and second trenches,
The fence includes a lower fence and an upper fence on the lower fence,
And the lower fence is formed by performing the ion implantation process.
제 7항에 있어서,
상기 하부 펜스는 상기 기판에서 상기 제2 방향으로 멀어짐에 따라 상기 하부 펜스의 제3 방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하되,
상기 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직인 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7,
The lower fence includes a portion in which the width of the lower fence in the third direction gradually decreases as it moves away from the substrate in the second direction,
The method of manufacturing a semiconductor device in which the third direction is perpendicular to the first direction and the second direction.
제 8항에 있어서,
상기 하부 펜스는 제1 하부 펜스와 상기 제1 하부 펜스 상에 배치되는 제2 하부 펜스를 포함하고,
상기 제1 하부 펜스는 상기 기판에서 상기 제2 방향으로 멀어짐에 따라 상기 제1 하부 펜스의 상기 제3 방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 8,
The lower fence includes a first lower fence and a second lower fence disposed on the first lower fence,
The method of manufacturing a semiconductor device of the first lower fence including a portion in which a width of the first lower fence in the third direction gradually increases as the first lower fence moves away from the substrate in the second direction.
제 7항에 있어서,
상기 상부 펜스와 상기 하부 펜스의 경계에서, 상기 상부 펜스는 아래로 볼록한 형상을 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
The method of claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein at a boundary between the upper fence and the lower fence, the upper fence has a convex downward shape.
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