KR20230065203A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 반도체 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to semiconductor devices.
반도체 장치가 점점 고집적화됨에 따라, 동일한 면적에 보다 많은 반도체 장치를 구현하기 위해 개별 회로 패턴들은 더욱 미세화 되어 가고 있다. 즉, 반도체 장치의 집적도가 증가함에 따라 반도체 장치의 구성 요소들에 대한 디자인 룰이 감소하고 있다.As semiconductor devices become increasingly highly integrated, individual circuit patterns are becoming more miniaturized 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 decrease.
반도체 장치에 포함되는 각 구조물들은 포토 공정 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있으며, 포토 공정 및/또는 상기 식각 공정 시 발생하는 미스-얼라인(miss-align)에 의해 반도체 장치의 불량률이 증가할 수 있다.Each structure included in the semiconductor device may be formed through a photo process and an etching process, and a miss-alignment occurring during the photo process and/or the etching process may increase the defect rate of the semiconductor device. there is.
실시예들은 신뢰성과 생산성이 향상된 반도체 장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiments are intended to provide a semiconductor device with improved reliability and productivity.
일 실시예에 따른 반도체 장치는 소자 분리층 사이에 위치하는 활성 영역을 포함하는 기판, 상기 활성 영역과 교차 중첩하는 워드 라인, 상기 워드 라인과 다른 방향으로 상기 활성 영역과 교차 중첩하는 비트 라인, 상기 활성 영역에 연결되어 있는 베리드 콘택, 상기 활성 영역과 상기 비트 라인 사이를 연결하는 다이렉트 콘택, 및 상기 활성 영역과 상기 베리드 콘택 사이를 연결하며, 상기 활성 영역의 일부와 수직 방향에서 중첩하는 패드를 포함하며, 상기 패드의 하부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고, 상기 패드는 수평 방향에서 상기 활성 영역 및 상기 소자 분리층의 적어도 일부와 중첩한다.A semiconductor device according to an embodiment includes a substrate including an active region positioned between device isolation layers, a word line crossing and overlapping the active region, a bit line crossing and overlapping the active region in a direction different from the word line, and the A buried contact coupled to an active region, a direct contact coupled between the active region and the bit line, and a pad coupled between the active region and the buried contact and vertically overlapping a portion of the active region A lower surface of the pad is positioned at a level lower than upper surfaces of the active region and upper surfaces of the isolation layer, and the pad overlaps at least a portion of the active region and the isolation layer in a horizontal direction.
상기 비트 라인과 상기 소자 분리층 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하고, 상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.An insulating layer positioned between the bit line and the device isolation layer may be further included, and an upper surface of the pad may be positioned at a lower level than an upper surface of the insulating layer.
상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다.An upper surface of the pad may be positioned at the same level as a lower surface of the insulating layer.
상기 패드의 상부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 높은 레벨에 위치하며, 상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치할 수 있다. An upper surface of the pad may be located at a higher level than an upper surface of the active region and an upper surface of the device isolation layer, and the upper surface of the pad may be located between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer. there is.
상기 비트 라인 측면에 위치하는 비트 라인 스페이서를 더 포함하며, 상기 패드의 상부면은 상기 베리드 콘택과 중첩하는 제1 부분, 및 상기 제1 부분보다 높은 레벨에 위치하며, 상기 비트 라인 스페이서와 중첩하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 활성 영역의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고, 상기 제2 부분은 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치하거나, 상기 제2 부분은 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치할 수 있다.A bit line spacer positioned at a side of the bit line, wherein an upper surface of the pad has a first portion overlapping the buried contact, and is positioned at a level higher than the first portion and overlaps the bit line spacer. and a second part that is located at a level lower than the upper surface of the active region, the second part is located at the same level as the lower surface of the insulating layer, or the second part is located at the same level as the lower surface of the insulating layer. It may be located between the upper surface of the and the lower surface of the insulating layer.
상기 패드는 제1 패드층과 상기 제1 패드층에 의해 측면과 하부면이 둘러싸인 제2 패드층을 포함하고, 상기 활성 영역은 상기 제1 패드층의 측면과 하부면을 둘러싸는 오믹 콘택부를 포함하며, 상기 패드 및 상기 베리드 콘택은 금속 물질을 포함할 수 있다.The pad includes a first pad layer and a second pad layer whose side surfaces and bottom surfaces are surrounded by the first pad layer, and the active region includes an ohmic contact portion surrounding the side surface and bottom surface of the first pad layer. And, the pad and the buried contact may include a metal material.
일 실시예에 따른 반도체 장치는 소자 분리층에 의해 정의되는 활성 영역들을 포함하는 기판, 상기 활성 영역들과 교차 중첩하는 워드 라인들, 상기 워드 라인들과 다른 방향으로 상기 활성 영역들과 교차 중첩하는 비트 라인들, 상기 활성 영역들에 연결되어 있는 베리드 콘택들, 상기 활성 영역들과 상기 베리드 콘택들 사이를 연결하는 패드들, 및 상기 소자 분리층과 상기 비트 라인들 사이에 위치하는 절연층들을 포함하며, 상기 소자 분리층은 상기 패드들 사이에 위치하고, 상기 활성 영역들 각각은 상기 패드들 각각의 하부면과 측면을 둘러싸며, 상기 소자 분리층과 상기 패드들 사이에 위치한다.According to an embodiment, a semiconductor device includes a substrate including active regions defined by device isolation layers, word lines crossing and overlapping the active regions, and crossing and overlapping the active regions in a direction different from the word lines. Bit lines, buried contacts connected to the active regions, pads connecting the active regions and the buried contacts, and an insulating layer positioned between the device isolation layer and the bit lines The device isolation layer is positioned between the pads, each of the active regions surrounds a lower surface and a side surface of each of the pads, and is positioned between the device isolation layer and the pads.
상기 패드들 각각의 상부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 높은 레벨에 위치하며, 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다. An upper surface of each of the pads may be located at a level higher than an upper surface of the active region and an upper surface of the device isolation layer, and may be located at a level between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer.
상기 패드들 각각의 상부면은 상기 절연층의 하부면보다 낮은 레벨에 위치하는 제1 부분 및 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치하는 제2 부분을 포함할 수 있다. An upper surface of each of the pads may include a first portion located at a level lower than the lower surface of the insulating layer and a second portion located between the upper surface of the insulating layer and the lower surface of the insulating layer.
상기 패드들 각각의 상부면은 상기 절연층의 하부면보다 낮은 레벨에 위치하는 제1 부분 및 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치하는 제2 부분을 포함할 수 있다.An upper surface of each of the pads may include a first part positioned at a level lower than the lower surface of the insulating layer and a second part positioned at the same level as the lower surface of the insulating layer.
실시예들에 따르면, 베리드 콘택과 활성 영역을 연결하는 패드와 활성 영역의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라, 반도체 장치의 전기적 특성이 향상될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 반도체 장치에서는 패드가 활성 영역의 상부면 위에 형성되지 않고, 활성 영역에 형성되는 패드 트렌치 내에 형성됨에 따라 패드가 활성 영역의 상부면 위에 위치하는 경우와 비교하여, 베리드 콘택과 비트 라인 사이의 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있다.According to the exemplary embodiments, a sufficient contact area between the active region and the pad connecting the buried contact and the active region may be secured. Accordingly, electrical characteristics of the semiconductor device may be improved. Also, in the semiconductor device according to an exemplary embodiment, since the pad is not formed on the upper surface of the active region and is formed in the pad trench formed in the active region, compared to the case where the pad is positioned on the upper surface of the active region, buried Parasitic capacitance between the contact and the bit line can be reduced.
도 1은 일 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이 아웃도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 R1영역을 확대한 확대도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7 다른 실시예에 따른 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 도 7의 R4 영역을 확대한 확대도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10 내지 도 17a, 도 18 내지 도 25, 도 26a, 도 27a, 도 28a, 및 도 29a는 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 17b는 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 17c는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 26b, 도 27b, 도 28b, 및 도 29b는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 30 내지 도 47은 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.1 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line Ⅰ-Ⅰ′ of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II′ of FIG. 1 .
FIG. 4 is an enlarged view of an area R1 of FIG. 2 .
5 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another embodiment.
6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another exemplary embodiment.
7 is a cross-sectional view taken along line Ⅰ′ of FIG. 1 according to another embodiment.
FIG. 8 is an enlarged view of an area R4 of FIG. 7 .
9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another exemplary embodiment.
10 to 17A, 18 to 25, 26A, 27A, 28A, and 29A are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
17B is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment.
17C is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another exemplary embodiment.
26B, 27B, 28B, and 29B are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment.
30 to 47 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar. In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where another part is in the middle. . Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between. In addition, being "above" or "on" a reference part means being located above or below the reference part, and does not necessarily mean being located "above" or "on" in the opposite direction of gravity. .
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when it is referred to as "planar image", it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as "cross-sectional image", it means when a cross section of the target part cut vertically is viewed from the side.
도 1은 일 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 레이 아웃도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 2의 R1영역을 확대한 확대도이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 5는 도 2의 R1 영역에 대응하는 R2 영역을 나타내고 있다.1 is a layout diagram illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line Ⅰ-Ⅰ′ of FIG. 1 . FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II′ of FIG. 1 . FIG. 4 is an enlarged view of an area R1 of FIG. 2 . 5 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another embodiment. Specifically , FIG. 5 shows an R2 region corresponding to the R1 region of FIG. 2 .
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 반도체 장치(10)는 소자 분리층(112)에 의해 정의되는 활성 영역(AR), 활성 영역(AR)과 교차하여 중첩하는 워드 라인(WL), 워드 라인(WL)과 상이한 방향으로 활성 영역(AR)과 교차하여 중첩하는 비트 라인(BL), 활성 영역(AR)에 연결된 베리드 콘택(BC), 활성 영역(AR)과 비트 라인(BL)을 연결하는 다이렉트 콘택(DC), 및 활성 영역(AR)과 베리드 콘택(BC)을 연결하는 패드(XP)를 포함할 수 있다.1 to 5 , the
활성 영역(AR)은 기판(100) 내에 위치하는 소자 분리층(112)에 의해 정의될 수 있다. 기판(100) 내에는 복수의 활성 영역(AR)들이 위치할 수 있으며, 복수의 활성 영역(AR)들은 소자 분리층(112)에 의해 서로 분리될 수 있다. 각각의 활성 영역(AR)의 양측에는 소자 분리층(112)이 위치할 수 있다.The active region AR may be defined by the
기판(100)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 IV족 반도체, III-V족 화합물 반도체, II-VI족 화합물 반도체 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 Si, Ge와 같은 반도체, 또는 SiGe, SiC, GaAs, InAs, 또는 InP와 같은 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 다만, 기판(100)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 기판(100)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 나란한 상부면을 가질 수 있고, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직한 제3 방향(Z)에 나란한 두께를 가질 수 있다.The
활성 영역(AR)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 대해 비스듬한 제4 방향(DR4)을 따라 연장되는 막대 형상을 가질 수 있다. 제4 방향(DR4)은 기판(100)의 상부면에 나란하고, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 동일 평면 상에 위치할 수 있다. 제4 방향(DR4)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 각각 예각을 이룰 수 있다. 복수의 활성 영역(AR)들은 서로 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 복수의 활성 영역(AR)들은 제4 방향(DR4) 및 제1 방향(X)을 따라 소정 간격 이격되도록 위치할 수 있다. 어느 하나의 활성 영역(AR)의 중심부는 다른 하나의 활성 영역(AR)의 단부와 제1 방향(X)으로 인접할 수 있다. 어느 하나의 활성 영역(AR)의 일측 단부는 다른 하나의 활성 영역(AR)의 타측 단부와 제1 방향(X)으로 인접할 수 있다. 다만, 활성 영역(AR)의 형상이나 배치 형태는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The active region AR may have a rod shape extending along a fourth direction DR4 oblique with respect to the first and second directions X and Y. The fourth direction DR4 may be parallel to the upper surface of the
기판(100)은 셀 어레이 영역 및 주변 회로 영역을 포함할 수 있다. 셀 어레이 영역은 복수의 메모리 셀들이 형성되는 영역으로서, 셀 어레이 영역에는 복수의 활성 영역(AR)들이 위치할 수 있다. 주변 회로 영역은 셀 어레이 영역을 둘러싸도록 위치할 수 있으며, 메모리 셀들을 구동하는 소자들이 위치할 수 있다. 도 1 내지 도 6에서는 편의상 셀 어레이 영역에 대해 도시하였으며, 주변 회로 영역에 대한 도시는 생략하였다.The
소자 분리층(112)은 우수한 소자 분리 특성을 가지는 STI(shallow trench isolation) 구조를 가질 수 있다. 소자 분리층(112)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 소자 분리층(112)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 소자 분리층(112)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 소자 분리층(112)은 단일 물질로 이루어질 수도 있고, 2종류 이상의 절연 물질을 포함할 수도 있다.The
단면상 활성 영역(AR)의 상부면과 소자 분리층(112)의 상부면은 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 활성 영역(AR)의 상부면과 소자 분리층(112)의 상부면의 관계는 다양하게 변경될 수 있다.In a cross-sectional view, an upper surface of the active region AR and an upper surface of the
워드 라인(WL)은 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있으며, 활성 영역(AR)과 교차할 수 있다. 워드 라인(WL)은 활성 영역(AR)과 중첩할 수 있으며, 게이트 전극의 역할을 수행할 수 있다. 하나의 워드 라인(WL)이 제1 방향(X)을 따라 인접한 복수의 활성 영역(AR)들과 중첩할 수 있다. 일 실시예에 따른 반도체 장치는 복수의 워드 라인(WL)을 포함할 수 있다. 복수의 워드 라인(WL)은 제1 방향(X)을 따라 나란하게 연장될 수 있으며, 제2 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 서로 이격될 수 있다.The word line WL may extend along the first direction X and may cross the active region AR. The word line WL may overlap the active region AR and may serve as a gate electrode. One word line WL may overlap a plurality of adjacent active regions AR along the first direction X. A semiconductor device according to an exemplary embodiment may include a plurality of word lines WL. The plurality of word lines WL may extend parallel to each other along the first direction X and may be spaced apart from each other at regular intervals along the second direction Y.
복수의 활성 영역(AR)들 각각은 두 개의 워드 라인(WL)과 교차 중첩할 수 있다. 각각의 활성 영역(AR)은 두 개의 워드 라인(WL)에 의해 3개의 부분으로 구분될 수 있다. 여기서, 두 개의 워드 라인(WL) 사이에 위치하는 활성 영역(AR)의 중심부는 비트 라인(BL)과 연결되는 부분일 수 있고, 두 개의 워드 라인(WL)의 외측에 위치하는 활성 영역(AR)의 양측 단부는 커패시터(미도시)와 연결되는 부분일 수 있다. 비트 라인(BL)은 다이렉트 콘택(DC)을 통해 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다. 커패시터는 랜딩 패드(LP) 및 베리드 콘택(BC)을 통해 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다.Each of the plurality of active regions AR may cross-overlap two word lines WL. Each active region AR may be divided into three parts by two word lines WL. Here, the center of the active region AR positioned between the two word lines WL may be a portion connected to the bit line BL, and the active region AR positioned outside the two word lines WL. ) Both ends may be a portion connected to a capacitor (not shown). The bit line BL may be connected to the active region AR through a direct contact DC. The capacitor may be connected to the active region AR through the landing pad LP and the buried contact BC.
기판(100)에는 워드 라인 트렌치(WLT)가 형성될 수 있고, 워드 라인 트렌치(WLT) 내에 워드 라인 구조체(WLS)가 위치할 수 있다. 즉, 워드 라인 구조체(WLS)는 기판(100) 내에 매립된 형태를 가질 수 있다. 워드 라인 트렌치(WLT)의 일부는 활성 영역(AR) 위에 위치할 수 있고, 다른 일부는 소자 분리층(112) 위에 위치할 수 있다. 워드 라인 구조체(WLS)는 게이트 절연층(132), 게이트 절연층(132) 위에 위치하는 워드 라인(WL), 워드 라인(WL) 위에 위치하는 워드 라인 캡핑층(134)을 포함할 수 있다. 다만, 워드 라인 구조체(WLS)의 위치, 형상, 구조 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A word line trench WLT may be formed in the
게이트 절연층(132)은 워드 라인 트렌치(WLT) 내에 위치할 수 있다. 게이트 절연층(132)은 워드 라인 트렌치(WLT)의 내벽면 위에 컨포멀(conformal)하게 형성될 수 있다.The
게이트 절연층(132)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물보다 높은 유전 상수를 가지는 고유전율(high-k) 물질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 게이트 절연층(132)의 위치, 형상, 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The
워드 라인(WL)은 게이트 절연층(132) 위에 위치할 수 있다. 워드 라인(WL)의 측면 및 바닥면은 게이트 절연층(132)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다. 워드 라인(WL)과 활성 영역(AR) 사이에는 게이트 절연층(132)이 위치하게 된다. 따라서, 워드 라인(WL)은 활성 영역(AR)과 집적적으로 접하지 않을 수 있다. 워드 라인(WL)은 Ti, TiN, Ta, TaN, W, WN, TiSiN, WSiN, 폴리 실리콘, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 워드 라인(WL)의 위치, 형상, 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The word line WL may be positioned on the
워드 라인 캡핑층(134)은 워드 라인(WL) 위에 위치할 수 있다. 워드 라인 캡핑층(134)은 워드 라인(WL)의 상부면을 전체적으로 덮을 수 있다. 워드 라인 캡핑층(134)의 하부면은 워드 라인(WL)과 접할 수 있다. 워드 라인 캡핑층(134)의 측면은 게이트 절연층(132)에 의해 덮여 있을 수 있다. 워드 라인 캡핑층(134)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 워드 라인 캡핑층(134)의 위치, 형상, 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The word
워드 라인(WL)은 다이렉트 콘택(DC)의 양측에 위치할 수 있고, 워드 라인(WL)과 다이렉트 콘택(DC)은 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 워드 라인(WL)의 상부면은 다이렉트 콘택(DC)의 하부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 워드 라인(WL)과 다이렉트 콘택(DC) 사이에 워드 라인 캡핑층(134)이 위치할 수 있다. 따라서, 워드 라인(WL)과 다이렉트 콘택(DC) 사이는 워드 라인 캡핑층(134)에 의해 절연될 수 있다. 다만, 워드 라인(WL)과 다이렉트 콘택(DC) 사이의 위치 관계는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The word line WL may be positioned on both sides of the direct contact DC, and the word line WL and the direct contact DC may overlap each other in the third direction Z. An upper surface of the word line WL may be positioned at a lower level than a lower surface of the direct contact DC. A word
비트 라인(BL)은 제2 방향(Y)을 따라 연장될 수 있으며, 활성 영역(AR) 및 워드 라인(WL)과 교차할 수 있다. 여기서, 비트 라인(BL)은 워드 라인(WL)과 수직 교차할 수 있다. 비트 라인(BL)은 워드 라인(WL) 위에 위치할 수 있다. 하나의 비트 라인(BL)이 제2 방향(Y)을 따라 인접한 복수의 활성 영역(AR)들과 중첩할 수 있다. 비트 라인(BL)은 다이렉트 콘택(DC)을 통해 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다. 하나의 비트 라인(BL)은 제2 방향(Y)을 따라 인접한 복수의 활성 영역(AR)들과 연결될 수 있다. 복수의 활성 영역(AR)들 각각은 하나의 비트 라인(BL)과 연결될 수 있다. 활성 영역(AR)의 중심부가 비트 라인(BL)과 연결될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 비트 라인(BL)과 활성 영역(AR)의 연결 형태는 다양하게 변경될 수 있다. 일 실시예에 따른 반도체 장치는 복수의 비트 라인(BL)을 포함할 수 있다. 복수의 비트 라인(BL)은 제2 방향(Y)을 따라 나란하게 연장될 수 있으며, 제1 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 서로 이격될 수 있다.The bit line BL may extend along the second direction Y and may cross the active region AR and the word line WL. Here, the bit line BL may vertically cross the word line WL. The bit line BL may be positioned on the word line WL. One bit line BL may overlap a plurality of adjacent active regions AR along the second direction Y. The bit line BL may be connected to the active region AR through a direct contact DC. One bit line BL may be connected to a plurality of adjacent active regions AR along the second direction Y. Each of the plurality of active regions AR may be connected to one bit line BL. A central portion of the active region AR may be connected to the bit line BL. However, this is only an example, and the connection form of the bit line BL and the active region AR may be variously changed. A semiconductor device according to an embodiment may include a plurality of bit lines BL. The plurality of bit lines BL may extend in parallel along the second direction Y and may be spaced apart from each other at regular intervals along the first direction X.
기판(100)에는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)가 형성될 수 있고, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 다이렉트 콘택(DC)이 위치할 수 있다. 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)는 활성 영역(AR) 위에 위치할 수 있으며, 다이렉트 콘택(DC)은 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 활성 영역(AR)과 직접적으로 연결될 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 활성 영역(AR)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 다이렉트 콘택(DC)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다.A direct contact trench DCT may be formed in the
비트 라인(BL)은 기판(100) 및 다이렉트 콘택(DC) 위에 위치할 수 있다. 비트 라인(BL)은 순차적으로 적층되어 있는 제1 도전층(151), 제2 도전층(153), 및 제3 도전층(155)을 포함할 수 있다. 제1 도전층(151), 제2 도전층(153), 및 제3 도전층(155)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 도전층(151)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다. 제2 도전층(153)은 Ti, Ta 등과 같은 금속 및/또는 TiN, TaN 등과 같은 금속 질화물을 포함할 수 있다. 제3 도전층(155)은 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다. 다만, 비트 라인(BL)을 구성하는 도전층들의 구조 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The bit line BL may be positioned on the
비트 라인(BL)은 다이렉트 콘택(DC)과 직접적으로 접할 수 있다. 비트 라인(BL)의 제1 도전층(151)이 다이렉트 콘택(DC)의 측면과 접할 수 있고, 비트 라인(BL)의 제2 도전층(153)이 다이렉트 콘택(DC)의 상부면과 접할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 활성 영역(AR)과 비트 라인(BL) 사이에 위치하며, 활성 영역(AR)과 비트 라인(BL) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 비트 라인(BL)은 다이렉트 콘택(DC)을 통해 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다. 비트 라인(BL)을 구성하는 도전층들 중 제1 도전층(151)과 다이렉트 콘택(DC)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 도전층(151)과 다이렉트 콘택(DC)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 도전층(151)과 다이렉트 콘택(DC)이 상이한 물질을 포함할 수도 있다.The bit line BL may directly contact the direct contact DC. The first
비트 라인(BL) 위에는 비트 라인 캡핑층(158)이 위치할 수 있다. 비트 라인(BL)과 비트 라인 캡핑층(158)이 비트 라인 구조체(BLS)를 이룰 수 있다. 비트 라인 캡핑층(158)은 비트 라인(BL) 및 다이렉트 콘택(DC)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 비트 라인(BL) 및 다이렉트 콘택(DC)은 비트 라인 캡핑층(158)을 마스크로 이용하여 패터닝이 이루어질 수 있다. 비트 라인(BL)의 평면 형상은 비트 라인 캡핑층(158)과 실질적으로 동일할 수 있다. 비트 라인 캡핑층(158)은 비트 라인(BL)의 제3 도전층(155)과 접하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 비트 라인 캡핑층(158)과 비트 라인(BL)의 제3 도전층(155) 사이에는 다른 층이 더 위치할 수도 있다. 비트 라인 캡핑층(158)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 다만, 비트 라인 캡핑층(158)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A bit
비트 라인 구조체(BLS) 양측에는 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 스페이서 구조체(620)는 비트 라인 캡핑층(158), 비트 라인(BL), 및 다이렉트 콘택(DC)의 측면을 덮을 수 있다. 스페이서 구조체(620)는 비트 라인 구조체(BLS)의 측면을 따라 대략 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 스페이서 구조체(620)의 적어도 일부는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 위치할 수 있다. 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에서 스페이서 구조체(620)는 다이렉트 콘택(DC)의 양측에 위치할 수 있다.
스페이서 구조체(620)는 여러 종류의 절연 물질들의 조합으로 이루어지는 다중층으로 이루어질 수 있다. 스페이서 구조체(620)는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스페이서 구조체(620)를 구성하는 층들의 개수 및 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 스페이서 구조체(620)는 단일층으로 이루어질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 스페이서 구조체(620)는 스페이서들 사이에 포위되어 에어 공간을 가지는 에어 스페이서 구조로 이루어질 수도 있다.The
제1 스페이서(621)는 비트 라인 구조체(BLS) 및 다이렉트 콘택(DC)의 측면을 덮을 수 있다. 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에서 제1 스페이서(621)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다.The
제2 스페이서(623)는 제1 스페이서(621) 위에 위치할 수 있다. 제2 스페이서(623)의 하부면 및 측면은 제1 스페이서(621)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다. 제2 스페이서(623)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 위치할 수 있다. 제2 스페이서(623)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 위치하는 제1 스페이서(621)와 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면과 측면 위에 위치할 수 있다.The
제3 스페이서(625)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)를 채우도록 형성될 수 있다. 제3 스페이서(625)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에서 다이렉트 콘택(DC)의 양측에 위치할 수 있다.The
제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625) 위에 위치할 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621)와 제1 방향(X)을 따라 중첩할 수 있고, 제2 스페이서(623) 및 제3 스페이서(625)와 제3 방향(Z)을 따라 중첩할 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621)의 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621)와 나란하게 연장될 수 있다. 제4 스페이서(627)의 하부면은 제2 스페이서(623) 및 제3 스페이서(625)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다.The
스페이서 구조체(620)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627) 각각은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627) 중 적어도 일부는 상이한 물질을 포함할 수 있다.The
제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627) 각각은 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물, 실리콘 탄화질화물, 실리콘 탄산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 스페이서(621) 및 제3 스페이서(625)는 실리콘 질화물을 포함할 수 있고, 제2 스페이서(623) 및 제4 스페이서(627)는 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 다만, 스페이서 구조체(620)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.Each of the
비트 라인(BL) 아래에는 절연층(640)이 위치할 수 있다. 절연층(640)은 비트 라인(BL)과 소자 분리층(112) 사이에 위치할 수 있다. 비트 라인(BL)과 활성 영역(AR) 사이에는 다이렉트 콘택(DC)이 위치하며, 절연층(640)은 위치하지 않을 수 있다. 절연층(640)은 워드 라인 구조체(WLS) 위에 위치할 수 있다. 절연층(640)은 워드 라인 구조체(WLS)와 비트 라인(BL) 사이에 위치할 수 있다.An insulating
절연층(640)은 순차적으로 적층되어 있는 제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646) 중 적어도 일부는 상이한 폭을 가질 수 있다. 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)의 폭은 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)의 폭은 비트 라인(BL) 및 비트 라인 캡핑층(158)의 폭보다 클 수 있다.The insulating
제1 절연층(642)의 폭은 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)의 폭과 상이할 수 있다. 제1 절연층(642)의 폭은 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)의 폭보다 넓을 수 있다. 따라서, 제1 절연층(642)의 폭은 비트 라인(BL)의 폭보다 넓을 수 있다.A width of the first insulating
제1 절연층(642)의 측면은 후술될 베리드 콘택(BC) 및 패드(XP)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다. 제2 절연층(644)의 측면은 후술될 베리드 콘택(BC)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다. 제3 절연층(646)의 상부면은 제1 스페이서(621)에 의해 덮여 있고, 제3 절연층(646)의 측면은 베리드 콘택(BC)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다.A side surface of the first insulating
제1 절연층(642)의 하부면의 일부는 소자 분리층(112)과 직접적으로 접하고, 나머지 일부는 소자 분리층(112)의 양측에 위치하는 활성 영역(AR)의 상부면과 직접적으로 접할 수 있다.A part of the lower surface of the first insulating
제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646) 중 적어도 일부는 상이한 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(642)은 제2 절연층(644)보다 두껍고, 제2 절연층(644)은 제3 절연층(646)보다 두꺼울 수 있다.At least some of the first insulating
절연층(640)은 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646) 각각은 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(642)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 제2 절연층(644)은 제1 절연층(642) 및 제3 절연층(646)과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 절연층(644)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 절연층(646)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 다만, 절연층(640)의 구조, 폭, 두께, 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The insulating
복수의 비트 라인(BL)들 사이에는 베리드 콘택(BC)이 위치할 수 있다. 일 실시예에 따른 반도체 장치는 복수의 베리드 콘택(BC)을 포함할 수 있다. 복수의 베리드 콘택(BC)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 인접한 두 개의 비트 라인(BL)들 사이에 복수의 베리드 콘택(BC)이 제2 방향(Y)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.A buried contact BC may be positioned between the plurality of bit lines BL. A semiconductor device according to an exemplary embodiment may include a plurality of buried contacts BC. The plurality of buried contacts BC may be spaced apart from each other in the first direction X and the second direction Y. For example, a plurality of buried contacts BC may be disposed to be spaced apart from each other in the second direction Y between two adjacent bit lines BL.
또한, 인접한 두 개의 워드 라인(WL)들 사이에 복수의 베리드 콘택(BC)이 제1 방향(X)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 복수의 베리드 콘택(BC)의 배치 형태는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. In addition, a plurality of buried contacts BC may be disposed to be spaced apart from each other in the first direction X between two adjacent word lines WL. However, the arrangement form of the plurality of buried contacts BC is not limited thereto and may be variously changed.
베리드 콘택(BC)의 적어도 일부는 활성 영역(AR)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있고, 다른 일부는 소자 분리층(112)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 베리드 콘택(BC)은 패드(XP)를 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다. 베리드 콘택(BC)은 패드(XP)와 직접적으로 접할 수 있다. 베리드 콘택(BC)의 하부면 중 일부는 패드(XP)와 직접적으로 접하고, 나머지 일부는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)와 직접적으로 접할 수 있다. At least a portion of the buried contact BC may overlap the active region AR in the third direction Z, and another portion may overlap the
베리드 콘택(BC)의 양측면 위에는 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 베리드 콘택(BC)과 비트 라인(BL) 사이에 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 예를 들면, 베리드 콘택(BC)의 일측면은 제3 스페이서(625), 제4 스페이서(627)와 직접적으로 접하고, 베리드 콘택(BC)의 타측면은 절연층(640) 및 제4 스페이서(627)와 직접적으로 접할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 베리드 콘택(BC)과 스페이서 구조체(620)의 위치 관계는 다양하게 변경될 수 있다.A
베리드 콘택(BC)의 상부면은 비트 라인(BL)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있고, 베리드 콘택(BC)의 하부면은 다이렉트 콘택(DC)의 하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 베리드 콘택(BC)과 비트 라인(BL) 및 다이렉트 콘택(DC)의 위치 관계는 다양하게 변경될 수 있다.The upper surface of the buried contact BC may be located at a lower level than the upper surface of the bit line BL, and the lower surface of the buried contact BC may be located at a higher level than the lower surface of the direct contact DC. there is. However, it is not limited thereto, and the positional relationship between the buried contact BC, the bit line BL, and the direct contact DC may be variously changed.
베리드 콘택(BC)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 베리드 콘택(BC)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베리드 콘택(BC)이 포함하는 물질은 다양하게 변경될 수 있다.The buried contact BC may include a conductive material. For example, the buried contact BC may include polysilicon doped with impurities, but is not limited thereto, and the material included in the buried contact BC may be variously changed.
패드(XP)는 활성 영역(AR)과 베리드 콘택(BC)과 사이에 위치하며, 활성 영역(AR)과 베리드 콘택(BC)을 전기적으로 연결할 수 있다. 도 4 및 도 5에서는 베리드 콘택(BC)과 패드(XP) 및 활성 영역(AR)과 패드(XP) 각각이 직접적으로 접하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 베리드 콘택(BC)과 패드(XP) 사이 및 활성 영역(AR)과 패드(XP) 사이 각각에는 다른 층이 더 위치할 수 있다.The pad XP is positioned between the active region AR and the buried contact BC, and may electrically connect the active region AR and the buried contact BC. 4 and 5 show that the buried contact BC and the pad XP and the active region AR and the pad XP are in direct contact, but are not limited thereto, and the buried contact BC and the pad Other layers may be further positioned between the (XP) and between the active region (AR) and the pad (XP).
일 실시예에 따른 반도체 장치(10)는 복수의 패드(XP)를 포함할 수 있다. 복수의 패드(XP) 사이에는 소자 분리층(112)이 위치하고, 패드(XP)와 소자 분리층(112) 사이에는 활성 영역(AR)이 위치할 수 있다. 즉, 패드(XP)의 적어도 일부는 제1 방향(X)의 일측을 따라 활성 영역(AR), 소자 분리층(112), 및 절연층(640)의 일부와 중첩할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 적어도 일부는 제1 방향(X)의 타측을 따라 스페이서 구조체(620) 및 다이렉트 콘택(DC)과 중첩할 수 있다. 예를 들면, 패드(XP)는 제1 방향(X)의 타측을 따라 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)와 중첩할 수 있다. 또한, 패드(XP)는 다이렉트 콘택(DC)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다.The
패드(XP)의 일부는 제3 방향(Z)을 따라 활성 영역(AR)과 중첩하고, 나머지 일부는 제3 방향(Z)을 따라 소자 분리층과 중첩할 수 있다.A part of the pad XP may overlap the active region AR along the third direction Z, and the remaining part may overlap the device isolation layer along the third direction Z.
패드(XP)의 하부면의 적어도 일부와 패드(XP)의 측면의 적어도 일부는 활성 영역(AR)에 둘러싸여 있을 수 있다. 즉, 단면상 패드(XP)는 활성 영역(AR)의 상부면으로부터 기판(100)을 향해 활성 영역(AR)의 일부와 소자 분리층(112)의 일부를 파고드는 형상을 가질 수 있다.At least a portion of a lower surface of the pad XP and at least a portion of a side surface of the pad XP may be surrounded by the active region AR. That is, in cross section, the pad XP may have a shape that penetrates a part of the active region AR and a part of the
패드(XP)의 일측면의 적어도 일부는 활성 영역(AR)과 직접적으로 접하고, 나머지 일부는 제1 절연층(642)과 직접적으로 접할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 타측면의 적어도 일부는 제1 스페이서(621)와 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP)의 타측면은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 측면과 실질적으로 동일한 경계에 위치할 수 있다. 즉, 패드(XP)의 측면과 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 측면은 동일한 경계를 따라 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다.At least a part of one side surface of the pad XP may directly contact the active region AR, and the other part may directly contact the first insulating
패드(XP)의 상부면은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP)의 상부면은 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 패드(XP)의 상부면은 제1 절연층(642)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 상부면은 다이렉트 콘택(DC)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다. 패드(XP)의 상부면은 베리드 콘택(BC)의 바닥면과 접촉하는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 패드(XP)의 상부면의 위치는 이에 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다.An upper surface of the pad XP may directly contact the buried contact BC. An upper surface of the pad XP may be positioned at a higher level than an upper surface of the active region AR and an upper surface of the
예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 패드(XP)의 상부면은 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 상부면은 제1 절연층(642)의 하부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다.For example, as shown in FIG. 5 , the top surface of the pad XP may be positioned at substantially the same level as the top surface of the active region AR and the top surface of the
패드(XP)의 상부면이 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치하는 경우, 패드(XP)는 제1 방향(X)의 일측을 따라 제1 절연층(642)과 비중첩할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 일 측면은 활성 영역(AR)과 직접적으로 접하며, 활성 영역(AR)에 의해 덮일 수 있다.When the top surface of the pad XP is positioned at substantially the same level as the top surface of the active region AR and the top surface of the
패드(XP)의 하부면의 적어도 일부는 활성 영역(AR)과 직접적으로 접하고 나머지 일부는 소자 분리층(112)과 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP)의 하부면은 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 또한, 패드(XP)의 하부면은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다.At least a portion of the lower surface of the pad XP may directly contact the active region AR, and the remaining portion may directly contact the
패드(XP)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 패드(XP)는 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다. 다만, 패드(XP)의 구조, 형상, 다른 구성들과의 배치 관계, 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The pad XP may include a conductive material. For example, the pad XP may include polysilicon doped with impurities or a metal such as W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, or Co. However, the structure, shape, arrangement relationship with other components, and material of the pad XP are not limited thereto and may be variously changed.
베리드 콘택(BC) 위에는 랜딩 패드(LP)가 위치할 수 있다. 일 실시예에 따른 반도체 소자는 복수의 랜딩 패드(LP)를 포함할 수 있다. 복수의 랜딩 패드(LP)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 복수의 랜딩 패드(LP)가 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 복수의 랜딩 패드(LP)가 제2 방향(Y)을 따라 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 예를 들면, 비트 라인(BL)을 기준으로 좌측 및 우측에 교대로 배치될 수 있다. 다만, 복수의 랜딩 패드(LP)의 배치 형태는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A landing pad LP may be positioned on the buried contact BC. A semiconductor device according to an embodiment may include a plurality of landing pads LP. The plurality of landing pads LP may be spaced apart from each other in the first direction X and the second direction Y. A plurality of landing pads LP may be arranged in a line along the first direction X. A plurality of landing pads LP may be arranged in a zigzag shape along the second direction Y. For example, they may be alternately arranged on the left and right sides of the bit line BL. However, the arrangement form of the plurality of landing pads LP is not limited thereto and may be variously changed.
랜딩 패드(LP)는 베리드 콘택(BC)의 상부면을 덮을 수 있고, 베리드 콘택(BC)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있다. 랜딩 패드(LP)의 적어도 일부는 스페이서 구조체(620)와 제3 방향(Z)으로 중첩할 수 있으며, 비트 라인(BL)과 제3 방향(Z)으로 중첩할 수도 있다. 랜딩 패드(LP)의 상부면은 비트 라인 캡핑층(158)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다.The landing pad LP may cover an upper surface of the buried contact BC and may overlap the buried contact BC in the third direction Z. At least a portion of the landing pad LP may overlap the
랜딩 패드(LP)의 양측면 위에는 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 랜딩 패드(LP)와 비트 라인(BL) 사이, 및 랜딩 패드(LP)와 비트 라인 캡핑층(158) 사이에 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 랜딩 패드(LP)는 베리드 콘택(BC)과 전기적으로 연결될 수 있다. 랜딩 패드(LP)는 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접할 수 있다. 랜딩 패드(LP)는 베리드 콘택(BC)을 통해 패드(XP)와 연결되며, 랜딩 패드(LP)는 활성 영역(AR)와 전기적으로 연결될 수 있다.A
랜딩 패드(LP)는 금속 실리사이드층(171) 및 도전층(173)을 포함할 수 있다. 금속 실리사이드층(171)은 베리드 콘택(BC) 위에 위치할 수 있고, 도전층(173)은 금속 실리사이드층(171) 위에 위치할 수 있다.The landing pad LP may include a
금속 실리사이드층(171)은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접할 수 있다. 금속 실리사이드층(171)은 베리드 콘택(BC)의 상부면을 전체적으로 덮을 수 있다. 금속 실리사이드층(171)의 양측면 위에는 스페이서 구조체(620)가 위치할 수 있다. 예를 들면, 금속 실리사이드층(171)은 제4 스페이서(627)와 접할 수 있다. 금속 실리사이드층(171)은 코발트 실리사이드, 니켈 실리사이드, 망간 실리사이드 등과 같은 금속 실리사이드 물질을 포함할 수 있다. 다만, 금속 실리사이드층(171)의 형상 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 금속 실리사이드층(171)은 생략될 수도 있다.The
도전층(173)의 하부면은 금속 실리사이드층(171)과 접할 수 있다. 도전층(173)은 금속, 금속 질화물, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도전층(173)은 W을 포함할 수 있다. 다만, 도전층(173)의 형상 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A lower surface of the
도 2에서는 생략하였으나, 금속 실리사이드층(171)과 도전층(173) 사이에 다른 층이 더 위치할 수 있다. 예를 들면, 도전성 베리어층이 금속 실리사이드층(171)과 도전층(173) 사이에 위치할 수 있다. 도전성 베리어층은 Ti, TiN, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. Although omitted in FIG. 2 , other layers may be further positioned between the
복수의 랜딩 패드(LP)들 사이에는 절연 패턴(660)이 위치할 수 있다. 절연 패턴(660)은 복수의 랜딩 패드(LP)들 사이의 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 복수의 랜딩 패드(LP)들은 절연 패턴(660)에 의해 서로 분리될 수 있다.An
절연 패턴(660)은 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 절연 패턴(660)는 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 절연 패턴(660)는 제1 물질층 및 제2 물질층을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 물질층은 실리콘 산화물, 또는 SiOCH, SiOC과 같이 낮은 유전 상수를 가지는 저유전율(low-k) 물질을 포함할 수 있고, 제2 물질층은 실리콘 질화물 또는 실리콘 질산화물을 포함할 수 있다. 다만, 절연 패턴(660)의 형상 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The insulating
도 2에서는 생략하였으나, 랜딩 패드(LP) 위에는 커패시터 구조체가 위치할 수 있다. 커패시터 구조체는 제1 커패시터 전극, 제2 커패시터 전극, 및 제1 커패시터 전극과 제2 커패시터 전극 사이에 위치하는 유전층을 포함할 수 있다. 제1 커패시터 전극이 랜딩 패드(LP)와 접할 수 있으며, 랜딩 패드(LP)와 전기적으로 연결될 수 있다. 커패시터 구조체는 랜딩 패드(LP) 및 베리드 콘택(BC)을 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다.Although omitted in FIG. 2 , a capacitor structure may be positioned on the landing pad LP. The capacitor structure can include a first capacitor electrode, a second capacitor electrode, and a dielectric layer positioned between the first capacitor electrode and the second capacitor electrode. The first capacitor electrode may contact the landing pad LP and may be electrically connected to the landing pad LP. The capacitor structure may be electrically connected to the active region AR through the landing pad LP and the buried contact BC.
일 실시예에 따른 반도체 소자는 복수의 커패시터 구조체를 포함할 수 있다. 각각의 랜딩 패드(LP) 위에는 제1 커패시터 전극이 위치할 수 있고, 복수의 제1 커패시터 전극들은 서로 분리되도록 위치할 수 있다. 복수의 커패시터 구조체의 제2 커패시터 전극에는 동일한 전압이 인가될 수 있으며, 일체로 이루어질 수 있다. 복수의 커패시터 구조체의 유전층은 일체로 이루어질 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment may include a plurality of capacitor structures. A first capacitor electrode may be positioned on each landing pad LP, and a plurality of first capacitor electrodes may be positioned to be separated from each other. The same voltage may be applied to the second capacitor electrodes of the plurality of capacitor structures and may be integrally formed. Dielectric layers of the plurality of capacitor structures may be integrally formed.
일 실시예에 따른 반도체 장치(10)에 의하면, 베리드 콘택(BC)와 활성 영역(AR)을 연결하는 패드(XP)가 활성 영역(AR)의 상부면 위에 형성되지 않고, 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 형성됨에 따라, 활성 영역(AR)과 패드(XP) 사이의 접촉 면적이 넓어질 수 있다. 즉, 패드(XP)가 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 위치함에 따라, 패드(XP)의 하부면의 적어도 일부 및 패드(XP)의 측면의 적어도 일부가 활성 영역(AR)과 접할 수 있다. 따라서, 패드(XP)가 활성 영역(AR)의 상부면 위에 형성됨에 따라, 패드(XP)의 하부면만 활성 영역(AR)과 접하는 경우와 비교하여 패드(XP)와 활성 영역(AR) 사이의 접촉 면적이 넓어질 수 있다.According to the
또한, 패드(XP)가 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 형성됨에 따라, 서로 이웃한 패드(XP) 사이에 위치하는 소자 분리층(112)에 의해 패드(XP)들이 서로 분리 및 절연될 수 있으므로, 패드(XP)를 분리 및 절연시키기 위한 별도의 절연 패턴을 형성할 필요가 없다. 별도의 절연 패턴을 형성하는 공정 단계에서 활성 영역(AR)이 식각됨에 따라, 활성 영역(AR)의 제1 방향(X)에 따른 폭이 감소하는 것을 방지할 수 있다.In addition, as the pad XP is formed in the pad trench formed in the active region AR, the pads XP are separated and insulated from each other by the
또한, 패드(XP)가 활성 영역(AR)의 상부면 위에 형성되지 않고, 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 형성됨에 따라, 패드(XP)에 의해 베리드 콘택(BC)와 비트 라인(BL) 사이의 기생 커패시턴스가 감소할 수 있다. 즉, 패드(XP)가 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 위치하는 경우, 패드(XP)의 제3 방향(Z)에 따른 두께만큼 제1 방향(X)에 따라 비트 라인(BL)과 중첩하는 베리드 콘택(BC)의 면적이 감소할 수 있으므로, 베리드 콘택(BC)와 비트 라인(BL) 사이의 기생 커패시턴스가 감소할 수 있다.In addition, as the pad XP is not formed on the top surface of the active region AR but is formed within the pad trench formed in the active region AR, the buried contact BC and the bit line are connected by the pad XP. Parasitic capacitance between (BL) can be reduced. That is, when the pad XP is located in the pad trench formed in the active region AR, the bit line BL along the first direction X is formed by the thickness of the pad XP along the third direction Z. Since the area of the buried contact BC overlapping with , may decrease, parasitic capacitance between the buried contact BC and the bit line BL may decrease.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 반도체 장치의 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.Hereinafter, another embodiment of a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 6 to 9 . In the following embodiments, the same reference numerals refer to components identical to those of the previously described embodiments, and redundant descriptions will be omitted or simplified, and description will focus on differences.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 2의 R1 영역에 대응하는 R3 영역을 나타내고 있다.6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another exemplary embodiment. Specifically, FIG. 6 shows an R3 region corresponding to the R1 region of FIG. 2 .
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따른 패드(XP)와 달리, 패드(XP_1)가 제1 패드층(XP1_1) 및 제2 패드층(XP2_1)을 포함할 수 있다. 또한, 활성 영역(AR)은 메인 활성 영역(AR_M)과 오믹 콘택부(AR_OC)를 포함할 수 있다.According to the embodiment shown in FIG. 6 , unlike the pad XP according to the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 , the pad XP_1 includes the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1. can include Also, the active region AR may include a main active region AR_M and an ohmic contact portion AR_OC.
구체적으로, 베리드 콘택(BC)과 활성 영역(AR)을 전기적으로 연결하는 패드(XP_1)는 제1 패드층(XP1_1)과 제1 패드층(XP1_1) 위에 위치하는 제2 패드층(XP2_1)을 포함할 수 있다.Specifically, the pad XP_1 electrically connecting the buried contact BC and the active region AR includes the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 positioned on the first pad layer XP1_1. can include
제1 패드층(XP1_1)은 제2 패드층(XP2_1)의 폭보다 작으며, 제2 패드층(XP2_1)의 측면과 하부면을 컨포멀하게 둘러쌀 수 있다. 제1 패드층(XP1_1)은 제2 패드층(XP2_1)의 측면 및 하부면과 직접적으로 접할 수 있다. 제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)의 상부면은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접할 수 있다.The first pad layer XP1_1 has a width smaller than that of the second pad layer XP2_1 and may conformally surround side and lower surfaces of the second pad layer XP2_1. The first pad layer XP1_1 may directly contact side surfaces and lower surfaces of the second pad layer XP2_1. Top surfaces of the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may directly contact the buried contact BC.
도 6에서는 패드(XP_1)가 2개의 층을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 패드(XP_1)은 제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1) 사이에 다른 층을 더 포함할 수 있다. 또한, 패드(XP_1)와 베리드 콘택(BC) 사이에 다른 층이 더 위치할 수 있다.6 illustrates that the pad XP_1 includes two layers, but is not limited thereto, and the pad XP_1 further includes another layer between the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1. can do. In addition, another layer may be further positioned between the pad XP_1 and the buried contact BC.
제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)은 금속 물질, 금속 질화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 패드층(XP1_1)은 Ti, TiN, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제2 패드층(XP2_1)은 W, Mo와 같은 금속, 금속 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)의 구조, 형상, 및 물질은 다양하게 변경될 수 있다.The first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may include a metal material, a metal nitride, or a combination thereof. For example, the first pad layer XP1_1 may include Ti, TiN, or a combination thereof, and the second pad layer XP2_1 may include a metal such as W or Mo, a metal nitride, or a combination thereof. . However, it is not limited thereto, and the structures, shapes, and materials of the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may be variously changed.
도 6에 도시된 실시예에 따른 활성 영역(AR)은 메인 활성 영역(AR)과 메인 활성 영역(AR_M) 위에 위치하는 오믹 콘택부(AR_OC)를 포함할 수 있다. 오믹 콘택부(AR_OC)는 패드(XP_1)와 메인 활성 영역(AR_M) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 오믹 콘택부(AR_OC)는 활성 영역(AR)의 상부 영역에 위치할 수 있다. 다시 말해, 오믹 콘택부(AR_OC)는 패드(XP_1)와 직접적으로 접하는 활성 영역(AR)에 위치할 수 있다.An active region AR according to the embodiment shown in FIG. 6 may include a main active region AR and an ohmic contact portion AR_OC positioned on the main active region AR_M. The ohmic contact portion AR_OC may be positioned between the pad XP_1 and the main active region AR_M. That is, the ohmic contact unit AR_OC may be located in an upper region of the active region AR. In other words, the ohmic contact portion AR_OC may be located in the active region AR directly contacting the pad XP_1.
오믹 콘택부(AR_OC)는 패드(XP_1)의 하부면의 적어도 일부 및 측면의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 오믹 콘택부(AR_OC)는 패드(XP_1)의 하부면 및 측면과 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP_1)의 상부면은 오믹 콘택부(AR_OC)의 상부면보다 높은 레벨에 위치하고, 패드(XP_1)의 하부면은 오믹 콘택부(AR_OC)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.The ohmic contact portion AR_OC may surround at least a portion of a lower surface and at least a portion of a side surface of the pad XP_1. The ohmic contact portion AR_OC may directly contact the bottom and side surfaces of the pad XP_1. An upper surface of the pad XP_1 may be positioned at a higher level than the upper surface of the ohmic contact portion AR_OC, and a lower surface of the pad XP_1 may be positioned at a level lower than the upper surface of the ohmic contact portion AR_OC.
오믹 콘택부(AR_OC)는 코발트 실리사이드, 망간 실리사이드 등과 같은 금속 실리사이드 물질을 포함할 수 있다. 다만, 오믹 콘택부(AR_OC)의 형상 및 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The ohmic contact portion AR_OC may include a metal silicide material such as cobalt silicide or manganese silicide. However, the shape and material of the ohmic contact unit AR_OC are not limited thereto and may be variously changed.
본 실시예에서 패드(XP_1)가 금속 물질을 포함하는 경우, 베리드 콘택(BC) 또한 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 베리드 콘택(BC)은 W과 같은 금속, 금속 질화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 베리드 콘택(BC)의 물질 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In this embodiment, when the pad XP_1 includes a metal material, the buried contact BC may also include a metal material. For example, the buried contact BC may include a metal such as W, a metal nitride, or a combination thereof. However, the material of the buried contact BC is not limited thereto and may be variously changed.
도 6에서는 패드(XP_1)와 베리드 콘택(BC)이 직접적으로 접하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 패드(XP_1)와 베리드 콘택(BC) 사이에 다른 층이 더 위치할 수 있다.In FIG. 6 , the pad XP_1 and the buried contact BC are shown as being in direct contact, but the present invention is not limited thereto, and another layer may be further positioned between the pad XP_1 and the buried contact BC.
도 7 다른 실시예에 따른 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 따라 절단한 단면도이다. 도 8은 도 7의 R4 영역을 확대한 확대도이다. 도 9는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 9는 도 7의 R4 영역에 대응하는 R5 영역을 나타내고 있다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line Ⅰ-I' in FIG. 1 according to another embodiment. FIG. 8 is an enlarged view of an area R4 of FIG. 7 . 9 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to another exemplary embodiment. Specifically, FIG. 9 shows an R5 region corresponding to the R4 region of FIG. 7 .
도 7 내지 도 9에 도시된 실시예들에 따른 스페이서 구조체(620_1)는 도 2에 도시된 실시예에 따른 스페이서 구조체(620)와 달리, 제5 스페이서(629)를 더 포함할 수 있다. 또한, 패드(XP_2)는 패드(XP_2)와 베리드 콘택(BC)의 접촉면으로부터 제5 스페이서(629)을 향해 더 연장되어 위치할 수 있다.Unlike the
도 7 및 도 8을 참조하면, 제5 스페이서(629)는 제3 스페이서(625) 및 제4 스페이서(627) 위에 위치할 수 있다. 제5 스페이서(629)는 제4 스페이서(627)와 제1 방향(X)을 따라 중첩할 수 있고, 제3 스페이서(625)와 제3 방향(Y)을 따라 중첩할 수 있다. 제5 스페이서(629)는 제4 스페이서(627)의 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 제5 스페이서(629)는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)와 나란하게 연장될 수 있다. 제5 스페이서(629)의 하부면 및 측면은 제3 스페이서(625)에 의해 둘러싸여 있을 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 , a
제5 스페이서(629)는 제4 스페이서(627)와 베리드 콘택(BC) 사이 및 제4 스페이서(627)와 랜딩 패드(LP) 사이에 위치하며, 베리드 콘택(BC) 및 랜딩 패드(LP)와 직접적으로 접할 수 있다. 또한, 제5 스페이서(629)는 제1 절연층(642)의 측면의 일부, 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)의 측면을 덮으며, 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)과 직접적으로 접할 수 있다. 제5 스페이서(629)의 하부면은 패드(XP_2) 및 제1 절연층(642)와 직접적으로 접하며, 패드(XP_2) 및 제1 절연층(642)에 의해 덮일 수 있다.The
제5 스페이서(629)는 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물, 실리콘 탄화질화물, 실리콘 탄산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제5 스페이서(629)는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.The
패드(XP_2)는 베리드 콘택(BC)과 패드(XP_2)가 접촉하는 접촉면으로부터 제3 방향(Z)을 따라 더 연장되어 위치할 수 있다. 즉, 패드(XP_2)는 베리드 콘택(BC)과 패드(XP_2)가 접촉하는 접촉면으로부터 제3 방향(Z)으로 더 연장되어, 베리드 콘택(BC)과 제1 절연층(642) 사이 및 베리드 콘택(BC)과 활성 영역(AR) 사이에 위치할 수 있다. 베리드 콘택(BC)과 패드(XP_2)가 접촉하는 접촉면으로부터 제3 방향(Z)으로 더 연장된 패드(XP_2)의 일측면은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접하고, 타측면은 활성 영역(AR) 및 제1 절연층(642)과 직접적으로 접할 수 있다. 또한, 패드(XP_2)의 측면은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 측면과 실질적으로 동일한 경계에 위치할 수 있다.The pad XP_2 may be positioned to extend along the third direction Z from a contact surface where the buried contact BC and the pad XP_2 contact each other. That is, the pad XP_2 further extends from the contact surface where the buried contact BC and the pad XP_2 contact each other in the third direction Z, and is formed between the buried contact BC and the first insulating
이에 따라, 베리드 콘택(BC)의 하부면은 패드(XP_2)에 의해 덮이고, 베리드 콘택(BC)의 측면은 패드(XP_2) 및 제5 스페이서(629)에 의해 덮일 수 있다.Accordingly, a lower surface of the buried contact BC may be covered by the pad XP_2 , and a side surface of the buried contact BC may be covered by the pad XP_2 and the
패드(XP_2)의 상부면(XP_S)은 베리드 콘택(BC)과 제3 방향(Z)을 따라 중첩하는 제1 부분(XP_S1) 및 제5 스페이서(629)와 제3 방향(Z)을 따라 중첩하는 제2 부분(XP_2)을 포함할 수 있다. 제1 부분(XP_S1)은 제2 부분(XP_S2)보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.The top surface XP_S of the pad XP_2 is formed along the third direction Z with the first portion XP_S1 overlapping the buried contact BC and the
구체적으로, 제1 부분(XP_S1)은 제1 절연층(642)의 하부면보다 낮을 레벨에 위치할 수 있다. 즉, 제1 부분(XP_S1)은 제1 절연층(642)의 하부면과 직접적으로 접하는 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 제1 부분(XP_S1)은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접할 수 있다.Specifically, the first portion XP_S1 may be positioned at a level lower than the lower surface of the first insulating
제2 부분(XP_S2)은 제1 절연층(642)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다. 즉, 제2 부분(XP_S2)은 제1 절연층(642)의 하부면과 직접적으로 접하는 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 제2 부분(XP_S2)은 제5 스페이서(629)와 직접적으로 접할 수 있다. The second portion XP_S2 may be positioned at a level between the upper and lower surfaces of the first insulating
또한, 제1 부분(XP_S1)은 베리드 콘택(BC)과 직접적으로 접하는 제1 스페이서(621)의 상부면, 제2 스페이서(623)의 상부면, 및 제3 스페이서(625)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 패드(XP_2)와 다른 구성들의 배치 관계는 이에 한정되지 않으며 다양하게 변경될 수 있다.In addition, the first part XP_S1 is formed by the upper surface of the
예를 들면 도 8에 도시된 실시예와 달리, 도 9에 도시된 실시예에서는 패드(XP_2)의 상부면(XP_S)의 제2 부분(XP_S2)은 제1 절연층(642)의 하부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 즉, 제2 부분(XP_S2)은 제1 절연층(642)의 하부면과 직접적으로 접하는 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면과 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다.For example, unlike the embodiment shown in FIG. 8 , in the embodiment shown in FIG. 9 , the second part XP_S2 of the upper surface XP_S of the pad XP_2 is formed on the lower surface and the lower surface of the first insulating
또한, 제2 부분(XP_S2)은 제5 스페이서(629)와 제3 방향(Z)을 따라 제1 절연층(642)을 사이에 두고 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 제2 부분(XP_S2)은 제1 절연층(642)의 하부면과 직접적으로 접하고, 제5 스페이서(629)와 이격되어 위치할 수 있다. 이에 따라, 베리드 콘택(BC)의 측면은 패드(XP_2), 제1 절연층(642), 및 제5 스페이서(629)에 의해 덮일 수 있다.In addition, the second portion XP_S2 may be spaced apart from the
도 6 내지 도 9에 도시된 실시예에 따른 경우에도, 일 실시예에 따른 반도체 장치(10)와 마찬가지로 베리드 콘택(BC)와 활성 영역(AR)을 연결하는 패드들(XP_1, XP_2)이 활성 영역(AR)의 상부면 위에 형성되지 않고, 활성 영역(AR)에 형성되는 패드 트렌치 내에 형성됨에 따라,, 활성 영역(AR)과 패드들(XP_1, XP_2) 사이의 접촉 면적이 넓어질 수 있다.6 to 9 , pads XP_1 and XP_2 connecting the buried contact BC and the active region AR are provided similarly to the
이하, 도 9 내지 도 47을 참조하여, 반도체 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 이하에서는, 이전에 설명한 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 9 to 47 . Hereinafter, the same reference numerals refer to the same components described previously, and redundant descriptions will be omitted or simplified, and the differences will be mainly described.
도 10 내지 도 17a, 도 18 내지 도 25, 도 26a, 도 27a, 도 28a, 및 도 29a는 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다. 도 17b는 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 17c는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 26b, 도 27b, 도 28b, 및 도 29b는 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다10 to 17A, 18 to 25, 26A, 27A, 28A, and 29A are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment. 17B is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment. 17C is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another exemplary embodiment. 26B, 27B, 28B, and 29B are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment.
구체적으로, 도 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26a, 26b, 28a, 및 28b는 평면도들이고, 도 11, 13, 15, 17a 내지 17c, 19, 21, 23, 25, 도 27a, 도 27b, 도 29a, 및 도 29b는 대응하는 평면도들의 절단선을 따라 각각 절단한 단면도들이다.Specifically, FIGS. 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26a, 26b, 28a, and 28b are plan views, and FIGS. 11, 13, 15, 17a to 17c, 19, 21, 23, 25 , FIGS. 27A, 27B, 29A, and 29B are cross-sectional views taken along cutting lines of corresponding plan views.
도 10 및 도 11를 참조하면, 기판(100)에 복수의 소자를 분리하기 위한 트렌치를 형성하고, 트렌치 내를 채우도록 소자 분리층(112)을 형성할 수 있다. 소자 분리층(112)에 의해 복수의 활성 영역(AR)이 정의될 수 있다. 기판(100) 내에는 복수의 활성 영역(AR)들이 위치할 수 있으며, 복수의 활성 영역(AR)들은 소자 분리층(112)에 의해 서로 분리될 수 있다. 각각의 활성 영역(AR)의 양측에는 소자 분리층(112)이 위치하게 된다.Referring to FIGS. 10 and 11 , trenches for isolating a plurality of devices may be formed in the
활성 영역(AR)의 상부면과 소자 분리층(112)의 상부면은 실질적으로 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 활성 영역(AR)은 평면상에서 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 대해 비스듬한 제4 방향(DR4)을 따라 연장되는 막대 형상을 가질 수 있다.An upper surface of the active region AR and an upper surface of the
이어, 도 10 및 도 11과 함께 도 3을 더 참조하면, 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 활성 영역(AR)과 교차하는 워드 라인 트렌치(WLT)를 형성한 후, 워드 라인 트렌치(WLT) 내에 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 활성 영역(AR)과 중첩하는 게이트 절연층(132), 워드 라인(WL), 및 워드 라인 캡핑층(134)을 순차적으로 형성할 수 있다.Subsequently, further referring to FIG. 3 together with FIGS. 10 and 11 , after forming a word line trench WLT extending along the first direction X and intersecting the active region AR, the word line trench ( A
워드 라인(WL)은 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 활성 영역(AR)과 교차하며 중첩할 수 있다. 하나의 워드 라인(WL)은 제1 방향(X)을 따라 인접한 복수의 활성 영역(AR)들과 중첩할 수 있다. 복수의 워드 라인(WL)은 제1 방향(X)을 따라 나란하게 연장될 수 있으며, 제2 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 서로 이격될 수 있다.The word line WL extends along the first direction X, and may cross and overlap the active region AR. One word line WL may overlap a plurality of adjacent active regions AR along the first direction X. The plurality of word lines WL may extend parallel to each other along the first direction X and may be spaced apart from each other at regular intervals along the second direction Y.
평면상 게이트 절연층(132)은 워드 라인 캡핑층(134)의 측면에 위치할 수 있으며, 워드 라인 캡핑층(134)은 워드 라인(WL)과 동일한 형상을 가질 수 있다.In plan view, the
이어, 도 12 및 도 13을 참조하면, 기판(100) 위에 제1 예비 절연층(642P), 제2 예비 절연층(644P), 및 제3 예비 절연층(646P)을 순차적으로 적층할 수 있다.Next, referring to FIGS. 12 and 13 , a first preliminary insulating
제1 예비 절연층(642P), 제2 예비 절연층(644P), 및 제3 예비 절연층(646P)이 예비 절연층(640P)을 구성할 수 있다. 다만, 예비 절연층(640P)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 이루어질 수도 있고, 이중층으로 이루어질 수도 있으며, 4개 이상의 절연층으로 이루어질 수도 있다.The first preliminary insulating
또한, 제1 예비 절연층(642P), 제2 예비 절연층(644P), 및 제3 예비 절연층(646P)의 두께 중 적어도 어느 하나의 두께는 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 예비 절연층(642P)은 제2 예비 절연층(644P)보다 두껍고, 제2 예비 절연층(644P)은 제3 예비 절연층(646P)보다 두꺼울 수 있다. 다만, 1 예비 절연층(642P), 제2 예비 절연층(644P), 및 제3 예비 절연층(646P) 각각의 두께는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경될 수 있다.Also, the thickness of at least one of the thicknesses of the first preliminary insulating
제1 예비 절연층(642P), 제2 예비 절연층(644P), 및 제3 예비 절연층(646P)은 각각 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 예비 절연층(642P)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 제2 예비 절연층(644P)은 제1 예비 절연층(642P)과 상이한 식각 선택비를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 예비 절연층(644P)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 예비 절연층(646P)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 다만, 예비 절연층(640P)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.Each of the first preliminary insulating
이어, 예비 절연층(640P) 위에 제1 하드 마스크층을 형성한 후, 포토 및 식각 공정을 이용하여 제1 하드 마스크층을 패터닝함으로써, 제1 하드 마스크 패턴(910)을 형성할 수 있다.Next, a first
제1 하드 마스크 패턴(910)은 평면상 격자 형상을 가질 수 있다. 제1 하드 마스크 패턴(910)은 제1 방향(X)으로 나란하게 연장되며, 제2 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 이격되는 수평부(911) 및 제2 방향(Y)으로 나란하게 연장되며, 제1 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 이격되는 수직부(912)을 포함할 수 있다. 수평부(911)와 수직부(912)은 평면상 교차할 수 있다. 즉, 수직부(912)는 제2 방향(Y)으로 이격된 수평부(911) 사이에 위치할 수 있다. The first
수평부(911)의 폭은 수직부(912)의 폭보다 클 수 있다. 수직부(912)의 제1 방향(X)에 따른 폭은 제1 방향(X)에 따른 활성 영역(AR)의 상부면의 폭 및 제1 방향(X)에 따른 소자 분리층(112)의 상부면의 폭보다 클 수 있다. 다만, 제1 하드 마스크 패턴(910)의 수평부(911) 및 수직부(912)의 폭은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The width of the
제1 하드 마스크 물질층은 SOH(spin on coating), 포토 레지스트, 실리콘 산화물 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 제1 하드 마스크 물질층은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The first hard mask material layer may include a material such as spin on coating (SOH), photoresist, or silicon oxide. However, the first hard mask material layer is not limited thereto and may be variously changed.
제1 하드 마스크층을 패터닝함으로써, 제1 하드 마스크 패턴(910)의 수평부(911)와 수직부(912)를 동시에 패터닝할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제1 하드 마스크 패턴(910)의 수평부(911)와 수직부(912)를 형성하는 방법은 다양하게 변경될 수 있다. By patterning the first hard mask layer, the
예를 들면, 제1 하드 마스크 패턴(910)의 수평부(911)와 수직부(912)를 별도의 패터닝 공정으로 형성할 수 있다. 수평부(911)와 수직부(912)를 별도의 패터닝 공정으로 형성하는 경우, 수평부(911)와 수직부(912)는 상이한 물질을 포함할 수 있다.For example, the
이와 같이, 제1 하드 마스크 패턴(910)의 수평부(911)와 수직부(912)가 평면상 교차함에 따라, 평면상 제1 하드 마스크 패턴(910)은 격자 형상을 가질 수 있으며, 제1 하드 마스크 패턴(910)은 수평부(911)와 수직부(912)에 의해 정의되는 복수의 개구부를 포함할 수 있다. 제1 하드 마스크 패턴(910)의 개구부는 제1 하드 마스크 패턴(910) 아래에 위치하는 제3 예비 절연층(646P)의 상부면을 노출시킬 수 있다.As such, as the
이어, 도 13과 함께 도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 하드 마스크 패턴(910)을 이용하여 제3 예비 절연층(646P), 제2 예비 절연층(644P), 제1 예비 절연층(642P), 활성 영역(AR)의 일부 및 소자 분리층(112)의 일부를 순차적으로 식각하여 패드 트렌치(XPT)를 형성할 수 있다. 이때, 제1 하드 마스크 패턴(910)과 제3 방향(Z)을 따라 비중첩하는 활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)의 일부가 제3 방향(Z)을 따라 식각될 수 있다.Next, referring to FIGS. 14 and 15 together with FIG. 13 , a third preliminary insulating
평면상, 패드 트렌치(XPT)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)을 따라 이격되어 형성되며, 패드 트렌치(XPT)는 활성 영역(AR), 소자 분리층(112), 및 게이트 절연층(132)을 노출시킬 수 있다.On a plan view, the pad trench XPT is formed to be spaced apart from each other in the first direction X and the second direction Y, and the pad trench XPT includes the active region AR, the
이때, 패드 트렌치(XPT)의 대략 중심부에 활성 영역(AR)과 소자 분리층(112)의 경계면이 위치할 수 있다. 활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)이 패드 트렌치(XPT)의 바닥면을 구성할 수 있다. 소자 분리층(112)과 예비 절연층(640P)이 패드 트렌치(XPT)의 일측면을 구성하고, 활성 영역(AR)과 예비 절연층(640P)이 패드 트렌치(XPT)의 타측면을 구성할 수 있다. 다만, 패드 트렌치(XPT)의 형성 방법 및 형상 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In this case, an interface between the active region AR and the
이어, 도 16 및 도 17a를 참조하면, 패드 트렌치(XPT) 내에 패드(XP)를 형성할 수 있다. 패드(XP)의 하부면은 활성 영역(AR) 및 소자 분리층과 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP)의 일측면은 활성 영역(AR) 및 제1 예비 절연층(642P)과 직접적으로 접하고, 패드(XP)의 타측면은 소자 분리층(112) 및 제1 예비 절연층(642P)과 직접적으로 접할 수 있다.Next, referring to FIGS. 16 and 17A , a pad XP may be formed in the pad trench XPT. A lower surface of the pad XP may directly contact the active region AR and the device isolation layer. One side of the pad XP directly contacts the active region AR and the first preliminary insulating
패드 트렌치(XPT) 내에 패드(XP)를 형성하는 단계는 예비 절연층(640P) 위와 패드 트렌치(XPT) 내에 패드 물질층을 형성한 후, 제1 예비 절연층(642P)이 노출될 때까지 에치백(etch back) 공정 또는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)와 같은 평탄화 공정 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 패드(XP)의 상부면과 제1 예비 절연층(642P)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 패드(XP)의 상부면과 제1 예비 절연층(642P)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 평탄화 공정 단계는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다. 평탄화 공정 단계 이후, 잔존하는 제1 예비 절연층(642P)은 후술될 제1 절연층(642)이 된다.Forming the pad XP within the pad trench XPT may include forming a pad material layer on the preliminary insulating
예를 들면, 도 17b에 도시된 실시예와 같이, 예비 절연층(640P) 위와 패드 트렌치(XPT) 내에 패드 물질층을 형성한 후, 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 진행할 수 있다. 이에 따라, 패드(XP)의 상부면과 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 패드(XP)의 상부면과 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다.For example, as in the embodiment shown in FIG. 17B, after forming a pad material layer on the preliminary insulating
패드(XP)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 물질층(150b)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 다만, 패드(XP)를 형성하는 방법, 패드(XP)의 구조, 및 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The pad XP may include a conductive material. For example, the
예를 들면, 도 17c에 도시된 실시예와 같이, 패드(XP_1)는 금속 물질을 포함하는 제1 패드층(XP1_1) 및 제2 패드층(XP2_1)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 패드(XP_1)가 금속 물질을 포함하는 경우, 활성 영역(AR)은 메인 활성 영역(AR)과 메인 활성 영역(AR_M) 위에 위치하는 오믹 콘택부(AR_OC)를 포함할 수 있다. 오믹 콘택부(AR_OC)는 패드(XP_1)와 메인 활성 영역(AR_M) 사이에 위치할 수 있다.For example, as in the embodiment illustrated in FIG. 17C , the pad XP_1 may include a first pad layer XP1_1 and a second pad layer XP2_1 including a metal material. As such, when the pad XP_1 includes a metal material, the active region AR may include the main active region AR and the ohmic contact portion AR_OC positioned on the main active region AR_M. The ohmic contact portion AR_OC may be positioned between the pad XP_1 and the main active region AR_M.
먼저, 패드 트렌치(XPT)의 측면과 바닥면에 위치하는 활성 영역(AR) 위에 금속막을 형성한 후, 열처리 공정을 진행하여 오믹 콘택부(AC_OC)를 형성할 수 있다. First, a metal layer may be formed on the active region AR positioned on the side surface and bottom surface of the pad trench XPT, and then a heat treatment process may be performed to form the ohmic contact portion AC_OC.
이어, 예비 절연층(640) 위와 패드 트렌치(XPT) 내에 제1 패드층(XP1_1)을 컨포멀하게 형성할 수 있다. 즉, 제1 패드층(XP1_1)은 패드 트렌치(XPT)의 바닥면과 측면 위에 컨포멀하게 형성될 수 있다.Subsequently, a first pad layer XP1_1 may be conformally formed on the preliminary insulating
이어, 제1 패드층(XP1_1) 위에 제2 패드층(XP2_1)을 형성할 수 있다. 즉, 절연층(640) 위에 제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)이 순차적으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 패드층(XP1_1)이 형성되고 남은 패드 트렌치(XPT)의 나머지 영역을 제2 패드층(XP2_1)으로 채울 수 있다. 이에 따라, 제2 패드층(XP2_1)의 바닥면과 측면은 제1 패드층(XP1_1)에 의해 둘러싸일 수 있다.Subsequently, a second pad layer XP2_1 may be formed on the first pad layer XP1_1. That is, the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may be sequentially formed on the insulating
이어, 제1 예비 절연층(642P)이 노출될 때까지 평탄화 공정을 진행할 수 있다. 이에 따라, 제1 패드층(XP1_1)의 상부면, 제2 패드층(XP2_1)의 상부면, 및 제1 예비 절연층(642P)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 제1 패드층(XP1_1)의 상부면, 제2 패드층(XP2_1)의 상부면, 및 제1 예비 절연층(642P)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 평탄화 공정 단계 이후, 잔존하는 제1 예비 절연층(642P)은 후술될 제1 절연층(642)이 된다.Subsequently, a planarization process may be performed until the first preliminary insulating
몇몇 실시예에서, 도 17b에 도시된 바와 같이, 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면이 노출될 때까지 평탄화 공정을 진행할 수 있다. 이에 따라, 제1 패드(XP1_1)의 상부면, 제2 패드층(XP2_1)의 상부면, 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 제1 패드(XP1_1)의 상부면, 제2 패드층(XP2_1)의 상부면, 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다.In some embodiments, as shown in FIG. 17B , a planarization process may be performed until the upper surface of the active region AR and the upper surface of the
제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)은 금속 물질, 금속 질화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 패드층(XP1_1)은 Ti, TiN, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제2 패드층(XP2_1)은 W, Mo와 같은 금속, 금속 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 제1 패드층(XP1_1)과 제2 패드층(XP2_1)의 구조, 형상, 및 물질은 다양하게 변경될 수 있다.The first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may include a metal material, a metal nitride, or a combination thereof. For example, the first pad layer XP1_1 may include Ti, TiN, or a combination thereof, and the second pad layer XP2_1 may include a metal such as W or Mo, a metal nitride, or a combination thereof. . However, it is not limited thereto, and the structures, shapes, and materials of the first pad layer XP1_1 and the second pad layer XP2_1 may be variously changed.
도 17c에서는 도시를 생략하였으나, 패드 트렌치(XPT) 내에 불순물이 도핑된 폴리 실리콘층과 제1 패드층(XP1_1)을 순차적으로 컨포멀하게 형성한 후, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘층과 제1 패드층(XP1_1)이 형성되고 남은 패드 트렌치(XPT)의 나머지 영역에 제2 패드층(XP2_1)을 형성할 수 있다. 이때, 불순물이 도핑된 폴리 실리콘층 위에 금속막을 형성한 후, 열처리 공정을 진행하여 불순물이 도핑된 폴리 실리콘층과 제1 패드층(XP1_1)의 경계면에 오믹 콘택부를 형성할 수 있다.Although not illustrated in FIG. 17C , the impurity-doped polysilicon layer and the first pad layer XP1_1 are sequentially and conformally formed in the pad trench XPT, and then the impurity-doped polysilicon layer and the first pad are sequentially formed. A second pad layer XP2_1 may be formed in the remaining region of the pad trench XPT remaining after the layer XP1_1 is formed. In this case, after forming a metal film on the impurity-doped polysilicon layer, a heat treatment process may be performed to form an ohmic contact portion at an interface between the impurity-doped polysilicon layer and the first pad layer XP1_1.
이하, 도 17a에 따른 실시예를 기준으로, 후속 공정 단계를 설명한다.Hereinafter, subsequent process steps will be described based on the embodiment according to FIG. 17A.
이어, 도 18 및 도 19를 참조하면, 제1 절연층(642) 및 패드(XP) 위에 제2 절연층(644)과 제3 절연층(646)을 순차적으로 형성한다. 제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646)이 절연층(640)을 구성할 수 있다. 다만, 절연층(640)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 이루어질 수도 있고, 이중층으로 이루어질 수도 있으며, 4개 이상의 절연층으로 이루어질 수도 있다. 상술한 바와 같이, 제1 절연층(642)은 예비 절연층(640P)의 평탄화 공정 후, 잔존하는 제1 예비 절연층(642P)일 수 있다. 또한, 제2 절연층(644)과 제3 절연층(646)은 상술한 제2 예비 절연층(644P) 및 제3 예비 절연층(646P)과 각각과 동일한 물질을 포함할 수 있다.Next, referring to FIGS. 18 and 19 , a second insulating
제2 절연층(644)은 제1 절연층(642)의 상부면 및 패드(XP)의 상부면을 덮을 수 있다. 제3 절연층(646)은 제2 절연층(644)을 덮으며, 제2 절연층(644) 위에 형성될 수 있다. 제1 절연층(642), 제2 절연층(644), 및 제3 절연층(646)이 절연층(640)을 구성할 수 있다. 다만, 절연층(640)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 이루어질 수도 있고, 이중층으로 이루어질 수도 있으며, 4개 이상의 절연층으로 이루어질 수도 있다.The second
이어, 도 21 및 도 22를 참조하면, 절연층(640) 위에 제1 물질층(150a)을 형성한 후, 이들을 패터닝하여 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)를 형성할 수 있다.Next, referring to FIGS. 21 and 22 , a direct contact trench (DCT) may be formed by forming a
구체적으로, 절연층(640) 위에 제1 물질층(150a)과 제2 하드 마스크층을 순차적으로 형성한 후, 포토 및 식각 공정을 이용하여 제2 하드 마스크층을 패터닝함으로써, 제2 하드 마스크 패턴(920)을 형성할 수 있다.Specifically, the second hard mask pattern is formed by sequentially forming the
이어, 제2 하드 마스크 패턴(920)을 이용하여 제1 물질층(150a), 제3 절연층(646), 제2 절연층(644), 제1 절연층(642), 및 패드(XP)를 순차적으로 식각할 수 있다. 제1 절연층(642) 및 패드(XP)가 식각되면, 기판(100)의 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면이 노출될 수 있다.Subsequently, the
이어, 활성 영역(AR), 소자 분리층(112), 및 패드(XP)를 식각하여 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)를 형성할 수 있다. 이때, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 대략 중심부에 활성 영역(AR)이 위치할 수 있다.Then, the active region AR, the
활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)이 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면을 구성할 수 있다. 소자 분리층(112), 패드(XP), 절연층(640), 및 제1 물질층(150a)이 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 측면을 구성할 수 있다.The active region AR and the
패드(XP)의 측면은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 측면과 실질적으로 동일한 경계에 위치할 수 있다. 즉, 패드(XP)의 측면과 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 측면은 동일한 경계를 따라 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 다만, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 형성 방법 및 형상 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A side surface of the pad XP may be positioned at substantially the same boundary as a side surface of the direct contact trench DCT. That is, the side surface of the pad XP and the side surface of the direct contact trench DCT may extend along the same boundary in the third direction Z. However, the formation method and shape of the direct contact trench (DCT) are not limited thereto and may be variously changed.
제1 물질층(150a)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 물질층(150a)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다.The
제2 하드 마스크 물질층은 SOH(spin on coating), 포토 레지스트, 실리콘 산화물 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 제2 하드 마스크 물질층은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The second hard mask material layer may include a material such as spin on coating (SOH), photoresist, or silicon oxide. However, the second hard mask material layer is not limited thereto and may be variously changed.
이어, 도 22 및 도 23을 참조하면, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 제2 물질층(150b)을 형성할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 하부면은 활성 영역(AR)과 접할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 측면은 제1 물질층(150a), 제2 절연층(644), 제3 절연층(646), 패드(XP), 및 소자 분리층(112)과 접할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 상부면과 제1 물질층(150a)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 제2 물질층(150b)의 상부면과 제1 물질층(150a)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다.Next, referring to FIGS. 22 and 23 , a
다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 제2 물질층(150b)을 형성하는 단계는 제1 물질층(150a) 위와 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 제2 물질층(150b)을 형성한 후, 제1 물질층(150a)이 노출될 때까지 에치백(etch back) 공정 또는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)와 같은 평탄화 공정 단계를 포함할 수 있다.Forming the
이에 따라, 제1 물질층(150a)의 상부면과 제2 물질층(150b)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉제1 물질층(150a)의 상부면과 제2 물질층(150b)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 평탄화 공정 단계는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.Accordingly, the upper surface of the
제2 물질층(150b)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 물질층(150b)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다. 제2 물질층(150b)은 제1 물질층(150a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 제1 물질층(150a)과 제2 물질층(150b) 사이의 경계가 명확하지 않을 수 있다.The
이어, 도 24 및 도 25를 참조하면, 제1 물질층(150a) 및 제2 물질층(150b) 위에 제3 물질층(미도시), 제4 물질층(미도시), 및 제5 물질층(미도시)를 순차적으로 적층할 수 있다.Next, referring to FIGS. 24 and 25 , a third material layer (not shown), a fourth material layer (not shown), and a fifth material layer are formed on the
제3 물질층은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 물질층은 Ti, Ta 등과 같은 금속 및/또는 TiN, TaN 등과 같은 금속 질화물을 포함할 수 있다. 제4 물질층은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제4 물질층은 W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, Co 등의 금속을 포함할 수 있다. 제5 물질층은 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 다만, 제3 물질층, 제4 물질층, 및 제5 물질층의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The third material layer may include a conductive material. For example, the third material layer may include a metal such as Ti or Ta and/or a metal nitride such as TiN or TaN. The fourth material layer may include a conductive material. For example, the fourth material layer may include a metal such as W, Mo, Au, Cu, Al, Ni, or Co. The fifth material layer may include an insulating material. For example, it may include silicon nitride. However, materials of the third material layer, the fourth material layer, and the fifth material layer are not limited thereto and may be variously changed.
이어, 제5 물질층, 제4 물질층, 제3 물질층, 제2 물질층(150b), 및 제1 물질층(150a)을 패터닝할 수 있다. 즉, 포토 및 식각 공정을 진행하여, 제5 물질층, 제4 물질층, 제3 물질층, 제2 물질층(150b), 및 제1 물질층(150a)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 이러한 패터닝 공정을 통해 다이렉트 콘택(DC) 및 비트 라인 구조체(BLS)를 형성할 수 있다.Subsequently, the fifth material layer, the fourth material layer, the third material layer, the
구체적으로, 제2 물질층(150b)을 패터닝하여 다이렉트 콘택(DC)을 형성할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 위치할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 대략 중심에 위치할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)은 활성 영역(AR) 위에 위치할 수 있고, 활성 영역(AR)과 연결될 수 있다.Specifically, the direct contact DC may be formed by patterning the
제1 물질층(150a), 제3 물질층, 제4 물질층, 및 제5 물질층을 패터닝하여 비트 라인 구조체(BLS)를 형성할 수 있다.The bit line structure BLS may be formed by patterning the
비트 라인 구조체(BLS)는 비트 라인(BL) 및 비트 라인 캡핑층(158)을 포함할 수 있다.The bit line structure BLS may include a bit line BL and a bit
제5 물질층(150e)을 패터닝하여 비트 라인 캡핑층(158)을 형성할 수 있다. 비트 라인(BL)은 제1 도전층(151), 제2 도전층(153), 및 제3 도전층(155)을 포함할 수 있다.The bit
제1 물질층을 패터닝하여 비트 라인(BL)의 제1 도전층(151)을 형성할 수 있고, 제3 물질층을 패터닝하여 비트 라인(BL)의 제2 도전층(153)을 형성할 수 있으며, 제4 물질층을 패터닝하여 비트 라인(BL)의 제3 도전층(155)을 형성할 수 있다.The first material layer may be patterned to form the first
비트 라인(BL)의 제1 도전층(151) 위에 제2 도전층(153)이 위치할 수 있고, 제2 도전층(153) 위에 제3 도전층(155)이 위치할 수 있으며, 제3 도전층(155) 위에 비트 라인 캡핑층(158)이 위치할 수 있다. 또한, 다이렉트 콘택(DC)의 상부면 위에 비트 라인(BL)의 제2 도전층(153)이 위치할 수 있다.A second
제2 물질층이 제거됨에 따라 제2 물질층 아래에 위치하였던, 절연층(640)이 노출될 수 있다.As the second material layer is removed, the insulating
이어, 도 26a 및 도 27a를 참조하면, 비트 라인 구조체(BLS) 위에 절연 물질을 이용하여 스페이서 구조체(620)를 형성할 수 있다. Next, referring to FIGS. 26A and 27A , a
스페이서 구조체(620)를 형성하는 공정 단계에서, 패드(XP)가 노출될 수 있다. 즉, 평면상, 패드(XP)는 게이트 절연층(132)의 일부를 덮으며, 워드 라인 캡핑층(134) 사이에 위치할 수 있다.In the process of forming the
먼저, 제1 스페이서(621)는 비트 라인 구조체(BLS) 위에 컨포멀한 형상을 가지고 형성될 수 있다. 제1 스페이서(621)는 비트 라인 구조체(BLS) 및 다이렉트 콘택(DC)의 측면을 덮을 수 있다. 제1 스페이서(621)는 제3 절연층(646)의 상부면을 덮을 수 있다. 제1 스페이서(621)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면 및 측면을 덮을 수 있다. 또한, 제1 스페이서(621)는 패드(XP)의 측면을 덮을 수 있다.First, the
이어, 절연 물질을 이용하여 제1 스페이서(621) 위에 제2 스페이서(623)를 컨포멀하게 형성할 수 있다. 제2 스페이서(623)를 패터닝하여, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)의 바닥면과 측면 위에 위치하는 제2 스페이서(623)의 부분을 남기고 나머지 부분을 제거할 수 있다. 즉, 절연층(640)의 상부면을 덮는 제2 스페이서(623) 부분은 제거될 수 있다. 제2 스페이서(623)의 두께는 제1 스페이서(621)의 두께보다 두꺼울 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Subsequently, the
이어, 절연 물질을 이용하여 제2 스페이서(623) 위에 제3 스페이서(625)를 형성할 수 있다. 제3 스페이서(625)는 다이렉트 콘택 트렌치(DCT)를 채우도록 형성될 수 있다. 즉, 제3 스페이서(625)를 패터닝하여 다이렉트 콘택 트렌치(DCT) 내에 위치하는 제3 스페이서(625)의 부분을 남기고, 나머지 부분을 제거할 수 있다. 즉, 절연층(640)의 상부면을 덮는 제3 스페이서(625) 부분은 제거될 수 있다.Subsequently, a
이어, 절연 물질을 이용하여, 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625) 위에 제4 스페이서(627)를 형성할 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625) 위에 컨포멀하게 형성될 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621)와 나란하게 제3 방향(Z)을 따라 연장될 수 있다. 제4 스페이서(627)는 제1 스페이서(621)의 상부면, 제2 스페이서(623)의 상부면, 및 제3 스페이서(625)의 상부면을 덮을 수 있다. 또한, 제4 스페이서(627)는 비트 라인 캡핑층(158)의 상부면 및 절연층(640)의 상부면을 덮을 수 있다. 제4 스페이서(627)의 두께는 제1 스페이서(621)의 두께 및 제2 스페이서(623)의 두께보다 두꺼울 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a
제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627)가 스페이서 구조체(620)를 구성할 수 있다.The
제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 및 제4 스페이서(627) 각각은 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물, 실리콘 탄화질화물, 실리콘 탄산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 스페이서(621) 및 제3 스페이서(625)는 실리콘 질화물을 포함할 수 있고, 제2 스페이서(623) 및 제4 스페이서(627)는 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 다만, 스페이서 구조체(620)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.Each of the
이어, 제4 스페이서(627)를 패터닝할 수 있다. 비트 라인 구조체(BLS) 위에 위치하는 제4 스페이서(627)를 제거함으로써, 비트 라인 구조체(BLS)의 상부면이 노출될 수 잇다. 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 제거함으로써, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 패드(XP)의 상부면이 노출될 수 있다.Subsequently, the
비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 패터닝하는 공정 단계에서 제1 스페이서(621)의 일부, 제2 스페이서(623)의 일부, 및 제3 스페이서(625)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 또한, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 패터닝하는 공정 단계에서 패드(XP)의 일부 및 절연층(640)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 다만, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 패터닝하는 공정은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In the process of patterning the
예를 들면 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 패터닝 한 후, 제2 절연층(644) 및 제3 절연층(646)을 식각하여, 패드(XP)를 노출시킬 수 있다. 이 때, 패드(XP)의 일부와 패드(XP) 주변에 위치하는 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 다만, 스페이서 구조체(620)의 형성하는 방법 및 스페이서 구조체(620)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.For example, after patterning the
예를 들면 도 26b 및 도 27b에 도시된 실시예와 같이, 스페이서 구조체(620_1)는 제5 스페이서(629)를 더 포함할 수 있다.For example, as in the embodiments shown in FIGS. 26B and 27B , the spacer structure 620_1 may further include a
구체적으로, 도 26b 및 도 27b에 도시된 실시예에 따르면, 도 26a에 도시된 실시예와 같이, 제4 스페이서(627)를 패터닝한 후, 절연 물질을 이용하여 제4 스페이서(627) 위에 제5 스페이서(629)를 컨포멀하게 형성할 수 있다. Specifically, according to the embodiment shown in FIGS. 26B and 27B, after patterning the
제5 스페이서(629)는 비트 라인 구조체(BLS)의 상부면, 제3 스페이서(625)의 상부면, 패드(XP_2)의 상부면, 및 절연층(640)의 측면 위에 컨포멀하게 형성될 수 있다. 제5 스페이서(629)는 제4 스페이서(627)와 나란하게 제3 방향(Z)을 따라 연장될 수 있다. 제5 스페이서(629)의 두께는 제4 스페이서(627)의 두께보다 얇고, 제1 스페이서(621) 및 제2 스페이서(623)의 두께보다 두꺼울 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 제3 스페이서(625), 제4 스페이서(627), 및 제5 스페이서(629)가 스페이서 구조체(620_1)를 구성할 수 있다.The
제5 스페이서(629)는 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄산화물, 실리콘 탄화질화물, 실리콘 탄산질화물 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제5 스페이서(629)는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 다만, 제5 스페이서(629)의 물질은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The
이어, 제5 스페이서(629)를 패터닝할 수 있다. 비트 라인 구조체(BLS) 위에 위치하는 제5 스페이서(629)를 제거함으로써, 비트 라인 구조체(BLS)의 상부면이 노출될 수 있다. 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 제거함으로써, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 패드(XP_2)의 상부면이 노출될 수 있다.Subsequently, the
비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 패터닝하는 공정 단계에서 제1 스페이서(621)의 일부, 제2 스페이서(623)의 일부, 및 제3 스페이서(625)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 또한, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제4 스페이서(627)를 패터닝하는 공정 단계에서 패드(XP_2)의 일부가 함께 제거될 수 있다. 다만, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 패터닝하는 공정은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In the process of patterning the
상술한 바와 같이, 스페이서 구조체(620_1)가 제5 스페이서(629)를 더 포함하는 경우, 패드(XP_2)의 형상은 도 27a에 도시된 실시예에 따른 패드(XP)의 형상과 상이할 수 있다. 즉, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 패터닝하는 공정 단계에서 패드(XP_2) 위에 위치하는 제5 스페이서(629)가 마스크 역할을 함으로써, 제5 스페이서(629)와 제3 방향(Z)을 따라 중첩하는 패드(XP_2) 부분은 제거되지 않고 잔존할 수 있다. 이에 따라, 패드(XP_2)는 도 7 및 도 8에 따른 실시예에 따른 패드(XP_2)와 같은 형상을 가질 수 있다.As described above, when the spacer structure 620_1 further includes the
이와 같이, 본 실시예에서, 제4 스페이서(627) 위에 제5 스페이서(629)를 형성하는 경우, 후술될 베리드 콘택(BC)을 형성하기 전 패드(XP)의 상부면에 형성된 산화막과 같은 잔여물 등을 세정하는 공정 단계에서 세정 물질에 의해 제4 스페이서(627)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.As such, in the present embodiment, when the
이어, 도 28a 및 도 29a를 참조하면, 비트 라인 구조체(BLS) 위에 도전성 물질층(170)을 형성할 수 있다. 도전성 물질층(170)은 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 형성될 수 있다. 비트 라인 구조체(BLS) 사이 영역은 도전성 물질층(170)에 의해 채워질 수 있다.Next, referring to FIGS. 28A and 29A , a
도전성 물질층(170)의 하부면은 패드(XP), 제1 스페이서(621), 제2 스페이서(623), 및 제3 스페이서(625)와 접할 수 있다. 이때, 도전성 물질층(170)의 하부면과 패드(XP)의 상부면이 직접적으로 접하는 접촉면은 활성 영역(AR)의 상부면, 소자 분리층(112)의 상부면보다 높은 레벨에 위치하고, 제1 절연층(642)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다.A lower surface of the
도전성 물질층(170)의 일측면은 제3 스페이서(625) 및 제4 스페이서(627)와 직접적으로 접하고, 타측면은 절연층(640) 및 제4 스페이서(627)와 직접적으로 접할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 도 28b 및 도 29b에 도시된 실시예에 따르면, 도전성 물질층(170)의 하부면과 패드(XP_2)의 상부면이 직접적으로 접하는 접촉면은 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고, 제1 절연층(642)의 하부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 또한, 제5 스페이서(629)의 하부면과 패드(XP_2)의 상부면이 직접적으로 접하는 접촉면은 제1 절연층(642)의 상부면과 하부면 사이 레벨에 위치할 수 있다.One side of the
도전성 물질층(170)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도전성 물질층(170)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
이어, 도전성 물질층(170)을 패터닝하여 도 2에 도시된 바와 같이, 베리드 콘택(BC)을 형성할 수 있다. 베리드 콘택(BC)은 패드(XP)를 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다.Next, the
이어, 베리드 콘택(BC)과 연결되는 랜딩 패드(LP)를 형성하고, 랜딩 패드(LP) 사이를 분리시키는 절연 패턴(660)을 형성할 수 있다. 도시는 생략하였으나, 랜딩 패드(LP) 위에 커패시터 구조체를 더 형성할 수 있다. 커패시터 구조체는 랜딩 패드(LP) 및 베리드 콘택(BC)을 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다.Subsequently, landing pads LP connected to the buried contact BC may be formed, and an
일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 패드(XP)를 형성하기 위한 패드 트렌치(XPT)를 격자 형상을 갖는 하나의 하드 마스크 패턴으로 패터닝함으로써, 복수의 하드 마크스 패턴을 통해 패터닝 하는 경우와 비교하여, 미스-얼라인(miss-align)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the manufacturing method of the semiconductor device according to an exemplary embodiment, the pad trench XPT for forming the pad XP is patterned through a plurality of hard mark patterns by patterning one hard mask pattern having a lattice shape. Compared to , mis-alignment can be prevented from occurring.
또한, 단일층으로 이루어진 하드 마스크 패턴으로 패드(XP)를 형성하기 위한 패드 트렌치(XPT)를 형성함에 따라, 복수의 층으로 이루어진 하드 마스크 패턴으로 패드 트렌치(XPT)를 형성하는 경우와 비교하여, 식각 공정의 난이도를 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 패드(XP)를 형성하기 위한 패드 트렌치(XPT)의 산포를 개선할 수 있다.In addition, as the pad trench XPT for forming the pad XP is formed with a hard mask pattern made of a single layer, compared to the case where the pad trench XPT is formed with a hard mask pattern made of a plurality of layers, The difficulty of the etching process may be reduced, and thus, the distribution of the pad trench XPT for forming the pad XP may be improved.
이에 더해, 패드(XP)를 활성 영역(AR)의 상부면보다 낮은 레벨에 형성하는 경우, 패드(XP)를 활성 영역(AR)의 상부면보다 높은 레벨에 형성하는 경우와 비교하여, 비트 라인 구조체(BLS)를 형성하기 위한 물질층의 적층 두께가 얇아질 수 있다. 이에 따라, 비트 라인 구조체(BLS)를 형성하기 위한 식각 공정의 난이도를 줄여 미스-얼라인(mis-align)이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 비트 라인 구조체(BLS)의 직경의 산포 등을 개선할 수 있다.In addition, when the pad XP is formed at a level lower than the top surface of the active region AR, compared to the case where the pad XP is formed at a level higher than the top surface of the active region AR, the bit line structure ( The stacking thickness of the material layer for forming the BLS) may be reduced. Accordingly, it is possible to prevent misalignment from occurring by reducing the difficulty of an etching process for forming the bit line structure BLS, and to improve the distribution of diameters of the bit line structure BLS. can do.
따라서 일실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 의하면, 생산성 및 신뢰성이 향상된 반도체 장치를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment, a semiconductor device having improved productivity and reliability may be provided.
이하, 도 30 내지 도 47을 참조하여, 반도체 장치의 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이전에 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호로 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.Hereinafter, another embodiment of a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 30 to 47 . In the following embodiments, the same reference numerals refer to components identical to those of the previously described embodiments, and redundant descriptions will be omitted or simplified, and description will focus on differences.
도 30 내지 도 47은 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.30 to 47 are plan views and cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment.
도 30은 기판(100)의 셀 어레이 영역을 도시한 평면도이며, 기판(100)의 주변 회로 영역에 대한 도시는 생략하였다. 이하, 기판(100)의 셀 어레이 영역을 중심으로 설명한다.30 is a plan view showing the cell array area of the
도 30 및 도 31을 참조하면, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이, 기판(100)에 소자 분리층(112)과 소자 분리층(112)에 의해 정의되는 활성 영역(AR)을 형성한 후, 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 활성 영역(AR)과 교차하는 워드 라인 트렌치(WLT)를 형성한 후, 워드 라인 트렌치(WLT) 내에 제1 방향(X)을 따라 연장되며, 활성 영역(AR)과 중첩하는 게이트 절연층(132), 워드 라인(WL), 및 워드 라인 캡핑층(134)을 순차적으로 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 30 and 31 , as described above with reference to FIGS. 10 and 11 , a
이어, 도 12 및 도 13을 참조하여 상술한 절연층(640)을 기판(100)의 셀 어레이 영역과 주변 회로 영역 위에 형성한 후, 셀 어레이 영역 위에 위치한 절연층(640)을 제거할 수 있다.Next, after the insulating
이어, 도 32 및 도 33을 참조하면, 활성 영역(AR)과 소자 분리층(112) 위에 희생층(910a), 제1 하드 마스크층(910_1), 및 제2 하드 마스크층 물질층을 순차적으로 형성한 후, 포토 및 식각 공정을 이용하여 제2 하드 마스크층을 패터닝함으로써, 제2 하드 마스크 패턴(920_1)을 형성할 수 있다.32 and 33, a
희생층(910a)은 활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)을 덮을 수 있다. 제1 하드 마스크층(910_1)은 희생층(910a)의 상부면을 덮을 수 있다.The
제2 하드 마스크 패턴(920_1)은 제2 방향(Y)으로 나란하게 연장되며, 제1 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 이격되어 배열될 수 있다. 제2 하드 마스크 패턴(920_1) 각각의 폭은 활성 영역(AR)의 상부면의 폭 및 소자 분리층(112)의 상부면의 폭보다 클 수 있다. 다만, 제2 하드 마스크 패턴(920_1)의 폭은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The second hard mask patterns 920_1 may extend parallel to each other in the second direction (Y) and may be spaced apart from each other at regular intervals along the first direction (X). A width of each of the second hard mask patterns 920_1 may be greater than the width of the top surface of the active region AR and the width of the top surface of the
제2 하드 마스크 패턴(920_1)이 제2 방향(Y)으로 나란하게 연장되며, 제1 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 이격되어 배열됨에 따라, 제2 하드 마스크 패턴(920_1) 아래에 위치하는 제1 하드 마스크층(910_1)의 상부면이 노출될 수 있다.As the second hard mask patterns 920_1 extend in parallel in the second direction (Y) and are spaced apart from each other at regular intervals along the first direction (X), the second hard mask pattern 920_1 is positioned below the second hard mask pattern 920_1. An upper surface of the first hard mask layer 910_1 may be exposed.
희생층(910a), 제1 하드 마스크층(910_1), 및 제2 하드 마스크 물질층 각각은 상이한 물질을 포함할 수 있다. 제2 하드 마스크 물질층은 제1 하드 마스크층(910_1)과 식각 선택비를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 희생층(910a)은 폴리 실리콘을 포함하고, 제1 하드 마스크층(910_1)은 실리콘 산화물을 포함하고, 제2 하드 마스크 물질층은 SOH(spin on coating), 포토 레지스트 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 희생층(910a), 제1 하드 마스크층(910_1), 및 제2 하드 마스크 패턴을 형성하는 방법 및 이들이 포함하는 물질은 다양하게 변경될 수 있다.Each of the
이어, 도 34 및 도 35를 참조하면, 제2 하드 마스크 패턴(920_1)을 이용하여 제1 하드 마스크층(910_1), 희생층(910a), 활성 영역(AR)의 일부, 및 소자 분리층(112)의 일부를 순차적으로 식각하여 패드 트렌치(XPT_1)를 형성할 수 있다. 이때, 제2 하드 마스크 패턴(920_1)과 제3 방향(Z)을 따라 비중첩하는 활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)의 일부가 제3 방향(Z)을 따라 식각될 수 있다.Next, referring to FIGS. 34 and 35 , a first hard mask layer 910_1, a
평면상, 패드 트렌치(XPT_1)는 제2 방향(Y)을 따라 나란하게 연장되며, 제1 방향(X)을 따라 동일한 간격으로 이격되어 제1 하드 마스크층(910_1) 사이에 형성될 수 있다. 평면상, 패드 트렌치(XPT_1)는 활성 영역(AR), 소자 분리층(112), 게이트 절연층(132), 및 워드 라인 캡핑층(134)을 노출시킬 수 있다.In plan view, the pad trenches XPT_1 may extend parallel to each other along the second direction Y, and may be formed between the first hard mask layers 910_1 while being spaced apart from each other at equal intervals along the first direction X. In plan view, the pad trench XPT_1 may expose the active region AR, the
이때, 패드 트렌치(XPT_1)의 대략 중심부에 활성 영역(AR)과 소자 분리층(112)의 경계면이 위치할 수 있다. 활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)이 패드 트렌치(XPT_1)의 바닥면을 구성할 수 있다. 소자 분리층(112), 희생층(910a), 및 제1 하드 마스크층(910_1)이 패드 트렌치(XPT_1)의 일측면을 구성하고, 활성 영역(AR), 희생층(910a), 및 제1 하드 마스크층(910_1)이 패드 트렌치(XPT_1)의 타측면을 구성할 수 있다. 다만, 패드 트렌치(XPT_1)의 형성 방법 및 형상 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In this case, a boundary surface between the active region AR and the
이어, 도 36 및 도 37을 참조하면, 패드 트렌치(XPT_1) 내에 패드(XP_2)를 형성할 수 있다. 패드(XP_2)의 하부면은 활성 영역(AR) 및 소자 분리층과 직접적으로 접할 수 있다. 패드(XP_2)의 일측면은 활성 영역(AR) 및 희생층(910a)과 직접적으로 접하고, 패드(XP_2)의 타측면은 소자 분리층(112) 및 희생층(910a)과 직접적으로 접할 수 있다.Next, referring to FIGS. 36 and 37 , a pad XP_2 may be formed in the pad trench XPT_1. A lower surface of the pad XP_2 may directly contact the active region AR and the device isolation layer. One side of the pad XP_2 may directly contact the active region AR and the
패드 트렌치(XPT_1) 내에 패드(XP_2)를 형성하는 단계는 제1 하드 마스크층(910_1) 위와 패드 트렌치(XPT_1) 내에 패드 물질층을 형성한 후, 희생층(910a)이 노출될 때까지 에치백(etch back) 공정 또는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)와 같은 평탄화 공정 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 패드(XP_2)의 상부면과 희생층(910a)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 패드(XP_2)의 상부면과 희생층(910a)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 평탄화 공정 단계는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.In the step of forming the pad XP_2 in the pad trench XPT_1, after forming a pad material layer on the first hard mask layer 910_1 and in the pad trench XPT_1, an etch-back is performed until the
이어, 도 38 및 도 39를 참조하면, 활성 영역(AR)의 상부면과 소자 분리층(112)의 상부면이 노출될 때까지 에치백(etch back) 공정 또는 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)와 같은 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 패드(XP_2)의 상부면과 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 패드(XP_2)의 상부면과 활성 영역(AR)의 상부면 및 소자 분리층(112)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 다만, 평탄화 공정 단계는 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.Next, referring to FIGS. 38 and 39, an etch back process or chemical mechanical polishing is performed until the upper surface of the active region AR and the upper surface of the
이어, 도 40 및 도 41을 참조하면, 패드(XP_2), 활성 영역(AR), 및 소자 분리층(112) 위에 절연층(640), 제1 물질층(150a), 및 제3 하드 마스크층을 형성한 후, 포토 및 식각 공정을 이용하여 제3 하드 마스크층을 패터닝함으로써, 제3 하드 마스크 패턴(930)을 형성할 수 있다.Next, referring to FIGS. 40 and 41 , the insulating
이어, 제3 하드 마스크 패턴(930)을 이용하여 제1 물질층(150a), 제3 절연층(646), 제2 절연층(644), 및 제1 절연층(642)을 순차적으로 식각할 수 있다. 제1 절연층(642)이 식각되면, 기판(100)의 활성 영역(AR)의 상부면, 소자 분리층(112)의 상부면, 및 패드(XP_2)의 상부면이 노출될 수 있다.Next, the
이어, 활성 영역(AR), 소자 분리층(112), 및 패드(XP_2)를 식각하여 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)를 형성할 수 있다. 이때, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 대략 중심부에 활성 영역(AR)이 위치할 수 있다.Subsequently, the active region AR, the
활성 영역(AR) 및 소자 분리층(112)이 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 바닥면을 구성할 수 있다. 소자 분리층(112), 패드(XP_2), 절연층(640), 및 제1 물질층(150a)이 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 측면을 구성할 수 있다.The active region AR and the
패드(XP_2)의 측면은 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 측면과 실질적으로 동일한 경계에 위치할 수 있다. 즉, 패드(XP_2)의 측면과 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 측면은 동일한 경계를 따라 제3 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 다만, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1)의 형성 방법 및 형상 등은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.A side surface of the pad XP_2 may be located at substantially the same boundary as a side surface of the direct contact trench DCT_1. That is, the side surface of the pad XP_2 and the side surface of the direct contact trench DCT_1 may extend in the third direction Z along the same boundary. However, the formation method and shape of the direct contact trench DCT_1 are not limited thereto and may be variously changed.
제3 하드 마스크 물질층은 SOH(spin on coating), 포토 레지스트, 실리콘 산화물 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 제3 하드 마스크 물질층은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.The third hard mask material layer may include a material such as spin on coating (SOH), photoresist, or silicon oxide. However, the third hard mask material layer is not limited thereto and may be variously changed.
이어. 도 42 및 도 43을 참조하면, 다이렉트 콘택 트렌치(DCT_1) 내에 제2 물질층(150b)을 형성할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 하부면은 활성 영역(AR)과 접할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 측면은 제1 물질층(150a), 절연층(640), 패드(XP_2), 및 소자 분리층(112)과 접할 수 있다. 제2 물질층(150b)의 상부면과 제1 물질층(150a)의 상부면은 평탄할 수 있다. 즉, 제2 물질층(150b)의 상부면과 제1 물질층(150a)의 상부면은 동일한 레벨에 위치할 수 있다.Following. Referring to FIGS. 42 and 43 , a
이어, 도 44 및 도 45를 참조하면, 다이렉트 콘택(DC) 및 비트 라인 구조체(BLS)를 형성할 수 있다. 다이렉트 콘택(DC)과 비트 라인 구조체(BLS)를 형성하는 방법은 도 24 및 도 25를 참조하여 상술한 내용과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Next, referring to FIGS. 44 and 45 , a direct contact DC and a bit line structure BLS may be formed. Since a method of forming the direct contact DC and the bit line structure BLS is substantially the same as the above description with reference to FIGS. 24 and 25 , a description thereof will be omitted.
이어, 도 46 및 도 47을 참조하면, 비트 라인 구조체(BLS) 위에 절연 물질을 이용하여 스페이서 구조체(620_1)를 형성한 후, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 패터닝할 수 있다.Next, referring to FIGS. 46 and 47 , after forming a spacer structure 620_1 using an insulating material on the bit line structure BLS, a
도시는 생략하였으나, 이어, 비트 라인 구조체(BLS) 위에 도전성 물질층(170)을 형성할 수 있다. 도전성 물질층(170)은 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 형성될 수 있다. Although not illustrated, a
비트 라인 구조체(BLS) 위에 절연 물질을 이용하여 스페이서 구조체를(620_1)를 형성한 후, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 위치하는 제5 스페이서(629)를 패터닝하는 방법 및 비트 라인 구조체(BLS) 위에 도전성 물질층(170)을 형성하는 방법은 도 26a 내지 도 29b를 참조하여 상술한 내용과 실질적으로 동일하므로, 차이점 위주로 설명하기로 한다.A method of forming the spacer structure 620_1 on the bit line structure BLS by using an insulating material and then patterning the
구체적으로, 스페이서 구조체(620_1)를 형성하는 공정 단계에서, 패드(XP_2)가 노출될 수 있다. 도 26a에 도시된 실시예와 달리, 본 실시예에서, 패드(XP_2)는 게이트 절연층(132) 및 워드 라인 캡핑층(134)의 일부를 덮을 수 있다. 도시하지 않았지만, 도 28a 내지 도 29b를 참조하여 상술한 바와 같이, 비트 라인 구조체(BLS) 사이에 도전성 물질층(170)을 형성한 후, 도전성 물질층(170) 사이에 절연 패턴을 형성하는 공정 단계에서 워드 라인 캡핑층(134)과 중첩하는 패드(XP_2)는 제거될 수 있다.Specifically, in the process of forming the spacer structure 620_1, the pad XP_2 may be exposed. Unlike the embodiment shown in FIG. 26A , in the present embodiment, the pad XP_2 may cover portions of the
이어, 도전성 물질층(170)을 패터닝하여 도 7에 도시된 바와 같이, 베리드 콘택(BC)을 형성할 수 있다. 베리드 콘택(BC)은 패드(XP_2)를 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다.Next, the
이어, 베리드 콘택(BC)과 연결되는 랜딩 패드(LP)를 형성하고, 랜딩 패드(LP) 사이를 분리시키는 절연 패턴(660)을 형성할 수 있다. 도시는 생략하였으나, 랜딩 패드(LP) 위에 커패시터 구조체를 더 형성할 수 있다. 커패시터 구조체는 랜딩 패드(LP) 및 베리드 콘택(BC)을 통해 활성 영역(AR)과 전기적으로 연결될 수 있다.Subsequently, landing pads LP connected to the buried contact BC may be formed, and an
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
100: 기판
112: 소자 분리층
158: 비트 라인 캡핑층
620: 스페이서 구조체
640: 절연층
910: 제1 하드 마스크 패턴
920: 제2 하드 마스크 패턴
930: 제3 하드 마스크 패턴
XP: 패드
XPT: 패드 트렌치
AR: 활성 영역
BL: 비트 라인
BLS: 비트 라인 구조체
WL: 워드 라인
WLS: 워드 라인 구조체
BC: 베리드 콘택
DC: 다이렉트 콘택
DCT: 다이렉트 콘택 트렌치100: substrate
112: element isolation layer
158: bit line capping layer
620: spacer structure
640: insulating layer
910: first hard mask pattern
920: second hard mask pattern
930: third hard mask pattern
XP: Pad
XPT: Pad Trench
AR: active area
BL: bit line
BLS: bit line structure
WL: word line
WLS: word line structure
BC: buried contact
DC: direct contact
DCT: direct contact trench
Claims (10)
상기 활성 영역과 교차 중첩하는 워드 라인,
상기 워드 라인과 다른 방향으로 상기 활성 영역과 교차 중첩하는 비트 라인,
상기 활성 영역에 연결되어 있는 베리드 콘택,
상기 활성 영역과 상기 비트 라인 사이를 연결하는 다이렉트 콘택, 및
상기 활성 영역과 상기 베리드 콘택 사이를 연결하며, 상기 활성 영역의 일부와 수직 방향에서 중첩하는 패드를 포함하며,
상기 패드의 하부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고,
상기 패드는 수평 방향에서 상기 활성 영역 및 상기 소자 분리층의 적어도 일부와 중첩하는 반도체 장치. A substrate including an active region positioned between device isolation layers;
A word line crossing and overlapping the active region;
a bit line crossing and overlapping the active region in a direction different from the word line;
a buried contact connected to the active region;
a direct contact connecting between the active region and the bit line; and
a pad connecting the active region and the buried contact and overlapping a portion of the active region in a vertical direction;
a lower surface of the pad is positioned at a level lower than an upper surface of the active region and an upper surface of the isolation layer;
The semiconductor device of claim 1 , wherein the pad overlaps at least a portion of the active region and the isolation layer in a horizontal direction.
상기 비트 라인과 상기 소자 분리층 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하고,
상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하는 반도체 장치. In paragraph 1,
Further comprising an insulating layer positioned between the bit line and the device isolation layer,
An upper surface of the pad is positioned at a level lower than an upper surface of the insulating layer.
상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치하는 반도체 장치. In paragraph 2,
An upper surface of the pad is positioned at the same level as a lower surface of the insulating layer.
상기 패드의 상부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 높은 레벨에 위치하며,
상기 패드의 상부면은 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치하는 반도체 장치. In paragraph 2,
an upper surface of the pad is positioned at a level higher than upper surfaces of the active region and upper surfaces of the device isolation layer;
An upper surface of the pad is positioned between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer.
상기 비트 라인 측면에 위치하는 비트 라인 스페이서를 더 포함하며,
상기 패드의 상부면은 상기 베리드 콘택과 중첩하는 제1 부분, 및
상기 제1 부분보다 높은 레벨에 위치하며, 상기 비트 라인 스페이서와 중첩하는 제2 부분을 포함하고,
상기 제1 부분은 상기 활성 영역의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고,
상기 제2 부분은 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치하거나,
상기 제2 부분은 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치하는 반도체 장치. In paragraph 2,
Further comprising a bit line spacer positioned on a side of the bit line,
An upper surface of the pad includes a first portion overlapping the buried contact, and
a second portion located at a level higher than the first portion and overlapping the bit line spacer;
The first part is located at a level lower than the upper surface of the active region,
The second part is located at the same level as the lower surface of the insulating layer, or
The second portion is positioned between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer.
상기 패드는 제1 패드층과 상기 제1 패드층에 의해 측면과 하부면이 둘러싸인 제2 패드층을 포함하고,
상기 활성 영역은 상기 제1 패드층의 측면과 하부면을 둘러싸는 오믹 콘택부를 포함하며,
상기 패드 및 상기 베리드 콘택은 금속 물질을 포함하는 반도체 장치. In paragraph 1,
The pad includes a first pad layer and a second pad layer whose side surface and lower surface are surrounded by the first pad layer,
The active region includes an ohmic contact portion surrounding a side surface and a lower surface of the first pad layer,
The pad and the buried contact include a metal material.
상기 활성 영역들과 교차 중첩하는 워드 라인들,
상기 워드 라인들과 다른 방향으로 상기 활성 영역들과 교차 중첩하는 비트 라인들,
상기 활성 영역들에 연결되어 있는 베리드 콘택들,
상기 활성 영역들과 상기 베리드 콘택들 사이를 연결하는 패드들, 및
상기 소자 분리층과 상기 비트 라인들 사이에 위치하는 절연층들을 포함하며,
상기 소자 분리층은 상기 패드들 사이에 위치하고,
상기 활성 영역들 각각은 상기 패드들 각각의 하부면과 측면을 둘러싸며, 상기 소자 분리층과 상기 패드들 사이에 위치하는 반도체 장치. a substrate including active regions defined by the device isolation layer;
word lines crossing and overlapping the active regions;
bit lines crossing and overlapping the active regions in directions different from those of the word lines;
Buried contacts connected to the active regions;
pads connecting between the active regions and the buried contacts; and
Insulating layers positioned between the device isolation layer and the bit lines,
The device isolation layer is positioned between the pads,
Each of the active regions surrounds a lower surface and a side surface of each of the pads and is positioned between the isolation layer and the pads.
상기 패드들 각각의 상부면은 상기 활성 영역의 상부면 및 상기 소자 분리층의 상부면보다 높은 레벨에 위치하며,
상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이 레벨에 위치하는 반도체 장치. In paragraph 7,
An upper surface of each of the pads is located at a level higher than an upper surface of the active region and an upper surface of the isolation layer;
A semiconductor device positioned at a level between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer.
상기 패드들 각각의 상부면은
상기 절연층의 하부면보다 낮은 레벨에 위치하는 제1 부분 및 상기 절연층의 상부면과 상기 절연층의 하부면 사이에 위치하는 제2 부분을 포함하는 반도체 장치. In paragraph 7,
The upper surface of each of the pads is
A semiconductor device comprising: a first portion located at a level lower than a lower surface of the insulating layer and a second portion located between an upper surface of the insulating layer and a lower surface of the insulating layer.
상기 패드들 각각의 상부면은
상기 절연층의 하부면보다 낮은 레벨에 위치하는 제1 부분 및 상기 절연층의 하부면과 동일한 레벨에 위치하는 제2 부분을 포함하는 반도체 장치.In paragraph 7,
The upper surface of each of the pads is
A semiconductor device comprising: a first portion located at a level lower than the lower surface of the insulating layer and a second portion located at the same level as the lower surface of the insulating layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230053490A KR20230065203A (en) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | Semiconductor device |
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KR1020230053490A KR20230065203A (en) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | Semiconductor device |
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