KR20020037851A - Semiconductor device having bit line and method for forming the same - Google Patents
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Abstract
비트라인을 갖는 반도체 장치 및 그의 제조 방법을 개시한다. 반도체 기판에 절연막, 비트라인용 도전막 및 마스크층을 차례로 형성한 후 패터닝하여 절연막 패턴, 비트라인 및 마스크 패턴이 차례로 적층된 비트라인 스택을 형성한다. 비트라인의 일부분을 식각하여 언더컷을 형성한 후 언더컷을 채우는 물질층 패턴을 형성한다. 그러면, 양측벽이 물질층 패턴으로 둘러싸인 비트라인이 형성된다. 비트라인 양측벽에 형성된 물질층 패턴으로 인하여, 비트라인과 인접하는 도전막 사이에서 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있다.A semiconductor device having a bit line and a manufacturing method thereof are disclosed. An insulating film, a bit line conductive film, and a mask layer are sequentially formed on the semiconductor substrate, and then patterned to form a bit line stack in which an insulating film pattern, a bit line, and a mask pattern are sequentially stacked. A portion of the bit line is etched to form an undercut, and then a material layer pattern is formed to fill the undercut. Then, bit lines are formed in which both side walls are surrounded by the material layer pattern. Due to the material layer pattern formed on both sidewalls of the bit line, parasitic capacitance generated between the bit line and the adjacent conductive layer may be reduced.
Description
본 발명은 반도체 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 비트 라인과 스토리지 노드용 콘택 플러그 사이의 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있는 비트라인을 갖는 반도체 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a bit line capable of reducing parasitic capacitance between a bit line and a contact plug for a storage node, and a method of manufacturing the same.
DRAM이 고집적화됨에 따라, 집적 회로를 구현하기 위한 디자인 룰(design rule)도 점점 감소하고 있다. 이에 따라, 메모리 셀을 형성하는 공정은 점점 어려워지고 있으며, 특히 COB(capacitor over bit line) 구조에서 비트라인들 사이에 형성되는 스토리지 노드용 콘택 플러그의 공정 마진의 확보가 어려운 실정이다.As DRAMs become more integrated, design rules for implementing integrated circuits are also decreasing. Accordingly, the process of forming a memory cell becomes increasingly difficult, and in particular, it is difficult to secure a process margin of a contact plug for a storage node formed between bit lines in a COB (capacitor over bit line) structure.
이를 해결하기 위해, 게이트 패턴들 사이에 콘택 패드를 형성하는 공정에서 사용되는 자기 정렬 콘택 형성(self aligned contact; SAC) 공정이 스토리지 노드용 콘택 플러그의 형성 공정에도 적용되고 있다.In order to solve this problem, a self aligned contact (SAC) process, which is used in a process of forming contact pads between gate patterns, is applied to a process of forming a contact plug for a storage node.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 종래 기술의 문제점을 설명한다.Hereinafter, the problems of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10) 상에 통상의 공정으로 소자분리막, 게이트 패턴 및 소오스/드레인 영역(도면 미도시)을 형성한다. 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판(10) 전면에 제 1 절연막(12)을 형성한다. 자기 정렬 콘택 형성 공정을 사용하여, 게이트 패턴들 사이에 소오스/드레인 영역과 전기적으로 접속되는 콘택 패드(14)를 형성한다.Referring to FIG. 1A, an isolation layer, a gate pattern, and a source / drain region (not shown) are formed on a semiconductor substrate 10 in a conventional process. The first insulating layer 12 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10 including the gate pattern. A self-aligned contact forming process is used to form contact pads 14 electrically connected to the source / drain regions between the gate patterns.
도 1b를 참조하면, 콘택 패드(14)가 형성된 결과물 전면에 제 2 절연막(17)을 형성한다. 제 2 절연막(17)을 패터닝하여 콘택 패드(14)의 소정 영역을 노출시키는 비트라인용 콘택홀(도면 미도시)을 형성한다. 콘택홀을 포함하는 제 2 절연막(17) 상에 콘택홀을 채우는 도전막(18)을 형성한다. 도전막(18) 상에 자기 정렬 콘택 형성 공정을 적용하기 위한 마스크층(19)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, the second insulating layer 17 is formed on the entire surface of the resultant in which the contact pads 14 are formed. The second insulating layer 17 is patterned to form a bit line contact hole (not shown) that exposes a predetermined region of the contact pad 14. A conductive film 18 filling the contact hole is formed on the second insulating film 17 including the contact hole. On the conductive film 18, a mask layer 19 for applying a self-aligned contact forming process is formed.
도 1c를 참조하면, 마스크층(19), 도전막(18) 및 제 2 절연막(19)을 차례로 패터닝하여 비트라인 스택(20)을 형성한다. 비트라인 스택(20)은 차례로 적층된 절연막 패턴(17a), 비트라인(18a) 및 마스크 패턴(19a)으로 구성된다.Referring to FIG. 1C, the mask layer 19, the conductive layer 18, and the second insulating layer 19 are sequentially patterned to form the bit line stack 20. The bit line stack 20 includes an insulating layer pattern 17a, a bit line 18a, and a mask pattern 19a that are sequentially stacked.
도 1d를 참조하면, 비트라인 스택(20)이 형성된 결과물 전면에 스페이서용 절연막을 형성한 후 이방성 식각하여 비트라인 스택(20)의 양측벽에 스페이서(21)를 형성한다. 스페이서(21)가 형성된 결과물 전면에 제 3 절연막(25)을 형성한다.Referring to FIG. 1D, spacers 21 are formed on both sidewalls of the bit line stack 20 by anisotropic etching after forming an insulating film for spacers on the entire surface of the bit line stack 20. The third insulating layer 25 is formed on the entire surface of the resultant product in which the spacers 21 are formed.
도 1e를 참조하면, 자기 정렬 콘택 형성 공정에 의해 제 3 절연막(25)을 패터닝하여 콘택 패드(14)를 노출시키는 스토리지 노드용 콘택홀(도면 미도시)을 형성한다. 그러면, 비트라인 스택(20) 상에는 제 3 절연막 패턴(25a)이 남게 된다. 콘택홀 식각 공정시 스페이서(21) 및 마스크 패턴(19a)이 식각정지층으로 작용한다. 스토리지 노드용 콘택홀이 형성된 결과물 전면에 콘택홀을 채우는 도전막을 형성한 후 평탄화 식각하여 스토리지 노드용 콘택 플러그(27)를 형성한다.Referring to FIG. 1E, a third insulating layer 25 is patterned by a self-aligned contact forming process to form a contact hole for a storage node (not shown) exposing the contact pads 14. As a result, the third insulating layer pattern 25a remains on the bit line stack 20. In the contact hole etching process, the spacer 21 and the mask pattern 19a serve as an etch stop layer. A conductive film filling the contact hole is formed on the entire surface of the resultant in which the contact hole for the storage node is formed, and then the planar etching is performed to form the contact plug 27 for the storage node.
이와 같이, 비트라인 스택(20) 사이에 자기 정렬 콘택 형성 공정에 의해 스토리지 노드용 콘택 플러그(27)를 형성하는 경우, 비트라인(18a)과 콘택 플러그(27) 사이에 얇은 스페이서(21)만 존재하게 된다. 통상적으로 스페이서(21)는 실리콘 질화막으로 형성하는데, 실리콘 질화막은 유전 상수가 높으므로, 비트라인(18a)과 콘택 플러그(27) 사이에 기생 커패시턴스가 발생하게 된다. 이러한 기생 커패시턴스로 인해, 소자의 동작 속도 및 센싱(sensing) 효율이 저하되고, 커패시터의 유효 정전 용량이 감소되는 문제가 발생한다.As described above, when the contact plugs 27 for the storage nodes are formed by the self-aligned contact forming process between the bit line stacks 20, only the thin spacers 21 between the bit lines 18a and the contact plugs 27 are formed. It exists. Typically, the spacer 21 is formed of a silicon nitride film. Since the silicon nitride film has a high dielectric constant, parasitic capacitance is generated between the bit line 18a and the contact plug 27. Due to such parasitic capacitance, the operation speed and sensing efficiency of the device are lowered, and the effective capacitance of the capacitor is reduced.
본 발명은 상술한 제반 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 비트 라인과 스토리지 노드용 콘택 플러그 사이에 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of reducing parasitic capacitance occurring between a bit line and a contact plug for a storage node.
본 발명의 다른 목적은, 비트라인으로 인해 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있는 반도체 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing parasitic capacitance caused by bit lines.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10, 100 : 반도체 기판12, 102 : 제 1 절연막10, 100: semiconductor substrate 12, 102: first insulating film
14, 105 : 콘택 패드17, 108 : 제 2 절연막14 and 105: contact pads 17 and 108: second insulating film
18, 110 : 제 1 도전막19, 111 : 마스크층18, 110: first conductive film 19, 111: mask layer
17a, 108a : 절연막 패턴18a, 110a : 비트 라인17a, 108a: insulating film pattern 18a, 110a: bit line
19a, 111a : 마스크 패턴116 : 물질층 패턴19a and 111a mask pattern 116 material layer pattern
20, 112 : 비트라인 스택21, 120 : 스페이서20, 112: bit line stack 21, 120: spacer
25, 123 : 제 3 절연막25, 123: third insulating film
27, 126 : 스토리지 노드용 콘택 플러그27, 126: contact plug for storage node
(구성)(Configuration)
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법은, 반도체 기판 상에 절연막, 비트라인용 도전막 및 마스크층을 차례로 형성한다. 상기 마스크층, 상기 도전막 및 상기 절연막을 차례로 패터닝하여 절연막 패턴, 비트라인 및 마스크 패턴이 차례로 적층된 비트라인 스택을 형성한다. 상기 비트라인 스택의 상기 비트라인의 일부분을 습식 식각하여 언더컷을 형성한다. 상기 언더컷 부위를 채우는 물질층 패턴을 형성한다. 상기 비트라인 스택의 양측벽에 스페이서를 형성한다.In order to achieve the above object, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention sequentially forms an insulating film, a bit line conductive film, and a mask layer on a semiconductor substrate. The mask layer, the conductive layer, and the insulating layer are sequentially patterned to form a bit line stack in which an insulating layer pattern, a bit line, and a mask pattern are sequentially stacked. A portion of the bit line of the bit line stack is wet etched to form an undercut. A material layer pattern is formed to fill the undercut portion. Spacers are formed on both sidewalls of the bit line stack.
여기서, 상기 비트라인용 도전막을 형성하기 전에 상기 절연막을 패터닝하여 상기 반도체 기판의 소정 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include forming a contact hole exposing a predetermined region of the semiconductor substrate by patterning the insulating layer before forming the bit line conductive layer.
또한, 상기 물질층 패턴은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the material layer pattern may be formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 장치는, 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 소정 영역에 형성된 절연막 패턴, 상기 절연막 패턴의 소정 영역 상에 형성된 비트라인, 상기 절연막 패턴 상에 형성되고, 상기 비트라인의 양측벽을 둘러싸는 물질층 패턴, 상기 물질층 패턴 및 상기 비트라인 상에 형성된 마스크 패턴, 상기 절연막 패턴, 상기 물질층 패턴 및 상기 마스크 패턴의 양측벽에 형성된 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate, an insulating film pattern formed in a predetermined region of the semiconductor substrate, a bit line formed on a predetermined region of the insulating film pattern, formed on the insulating film pattern, And a material layer pattern surrounding both sidewalls of the bit line, the material layer pattern and a mask pattern formed on the bitline, the insulating layer pattern, the material layer pattern, and spacers formed on both sidewalls of the mask pattern. do.
본 발명에 있어서, 상기 비트라인은 상기 절연막 패턴을 관통하여 상기 반도체 기판의 소정 영역과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the bit line is electrically connected to a predetermined region of the semiconductor substrate through the insulating film pattern.
또한, 상기 절연막 패턴은 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막인 것이 바람직하다.In addition, the insulating film pattern is preferably a silicon nitride film or a silicon oxide film.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 실시예에 의한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 통상의 공정으로 반도체 기판(100)에 소자분리막(도면 미도시) 및 게이트 패턴과 소오스/드레인 영역으로 구성된 트랜지스터(도면 미도시)를 형성한다. 트랜지스터가 형성된 반도체 기판(100) 전면에 제 1 절연막(102)을형성한다. 자기 정렬 콘택 형성 공정에 의해 게이트 패턴들 사이에 소오스/드레인 영역과 전기적으로 접속되는 콘택 패드(105)를 형성한다. 구체적으로, 제 1 절연막(102)을 패터닝하여 게이트 패턴들 사이의 반도체 기판(100)의 소정 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 콘택홀이 형성된 결과물 전면에 콘택홀을 채우는 제 1 도전막, 예를 들어 폴리실리콘막을 형성한다. 게이트 패턴의 상부면이 노출되도록 제 1 도전막을 평탄화 식각하여 반도체 기판(100), 즉 소오스/드레인 영역과 전기적으로 접속되는 콘택 패드(105)를 형성한다.Referring to FIG. 2A, a device isolation film (not shown) and a transistor (not shown) including a gate pattern and a source / drain region are formed on the semiconductor substrate 100 in a conventional process. The first insulating layer 102 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 on which the transistor is formed. The self-aligned contact forming process forms a contact pad 105 electrically connected to the source / drain regions between the gate patterns. In detail, the first insulating layer 102 is patterned to form contact holes exposing predetermined regions of the semiconductor substrate 100 between the gate patterns. A first conductive layer, for example, a polysilicon layer, is formed on the entire surface of the resultant in which the contact hole is formed. The first conductive layer is planarized and etched to expose the top surface of the gate pattern to form a contact pad 105 electrically connected to the semiconductor substrate 100, that is, the source / drain region.
도 2b를 참조하면, 제 1 절연막(102) 및 콘택 패드(105) 상에 제 2 절연막(108)을 형성한다. 제 2 절연막(108)을 패터닝하여 콘택 패드(105)의 소정 영역을 노출시키는 비트라인용 콘택홀(도면 미도시)을 형성한다. 콘택홀을 포함하는 제 2 절연막(108) 상에 콘택홀을 채우는 제 2 도전막(110), 예를 들어 텅스텐막을 형성한다. 제 2 도전막(110) 상에 후속 공정에서 비트라인이 식각되는 것을 방지하기 위한 마스크층(111), 예를 들어 실리콘 질화막을 형성한다.Referring to FIG. 2B, a second insulating film 108 is formed on the first insulating film 102 and the contact pad 105. The second insulating layer 108 is patterned to form a bit line contact hole (not shown) that exposes a predetermined region of the contact pad 105. A second conductive film 110 filling the contact hole, for example, a tungsten film, is formed on the second insulating film 108 including the contact hole. A mask layer 111, for example, a silicon nitride layer, is formed on the second conductive layer 110 to prevent the bit line from being etched in a subsequent process.
도 2c를 참조하면, 패터닝 공정으로 마스크층(111), 제 2 도전막(110) 및 제 2 절연막(108)을 차례로 식각하여 비트라인 스택(112)을 형성한다. 따라서, 비트라인 스택(112)은 차례로 적층된 절연막 패턴(108a), 비트라인(110a) 및 마스크 패턴(111a)으로 구성된다. 이때, 후속 공정으로 진행되는 비트라인(110a)에 대한 언더컷 공정을 고려하여 비트라인(110a)의 CD(critical dimension)를 최종 목표보다 크게 형성함으로써, 소자의 동작 속도 및 기타 특성에 영향을 주지 않도록 한다.Referring to FIG. 2C, the bit line stack 112 is formed by sequentially etching the mask layer 111, the second conductive layer 110, and the second insulating layer 108 by a patterning process. Accordingly, the bit line stack 112 includes an insulating layer pattern 108a, a bit line 110a, and a mask pattern 111a that are sequentially stacked. At this time, the CD (critical dimension) of the bit line (110a) is formed larger than the final target in consideration of the undercut process for the bit line (110a) proceeds to a subsequent process, so as not to affect the operation speed and other characteristics of the device do.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 특징으로 비트라인(110a)의 일부분을 식각하여 언더컷(114)을 형성하는 공정을 진행한다. 비트라인(110a)의 식각은 예를 들어, 습식 식각 공정으로 진행한다. 습식 식각은 절연막 패턴(108a), 마스크 패턴(111a) 및 콘택 패드(105)와 비트라인(110a) 간의 식각선택비가 높은 공정, 바람직하게는 과산화수소를 포함한 식각 용액에 의한 식각 공정을 사용하는 것이 바람직하다. 그러면, 절연막 패턴(108a)과 마스크 패턴(111a) 사이의 비트 라인(110a)이 부분적으로 식각되어 언더컷(114)이 형성된다.Referring to FIG. 2D, a process of forming an undercut 114 by etching a portion of the bit line 110a is performed as a feature of the present invention. The etching of the bit line 110a may be performed by, for example, a wet etching process. For wet etching, it is preferable to use an insulating layer pattern 108a, a mask pattern 111a, and a process having a high etching selectivity between the contact pad 105 and the bit line 110a, preferably an etching process using an etching solution containing hydrogen peroxide. Do. Then, the bit line 110a between the insulating layer pattern 108a and the mask pattern 111a is partially etched to form an undercut 114.
도 2e를 참조하면, 언더컷(114)이 형성된 결과물 전면에 언더컷(114)을 채우는 물질층을 형성한 후 이방성 식각하여 비트라인(110a)의 양측벽에 물질층 패턴(116)을 형성한다. 물질층은 예를 들어, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등의 절연막으로 형성한다. 바람직하게는 실리콘 질화막보다 유전 상수가 낮은 실리콘 산화막, 예를 들어 HTO(high temperature oxide)막 또는 MTO(medium temperature oxide)막으로 형성한다.Referring to FIG. 2E, the material layer filling the undercut 114 is formed on the entire surface of the resultant undercut 114, and then anisotropically etched to form the material layer pattern 116 on both sidewalls of the bit line 110a. The material layer is formed of, for example, an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film. Preferably, the silicon oxide film is formed of a silicon oxide film having a lower dielectric constant than the silicon nitride film, for example, a high temperature oxide (HTO) film or a medium temperature oxide (MTO) film.
도 2f를 참조하면, 물질층 패턴(116)이 형성된 결과물 전면에 스페이서 형성용 절연막, 예를 들어 실리콘 질화막을 형성한다. 절연막을 이방성 식각하여 비트라인 스택(112)의 양측벽에 스페이서(120)를 형성한다. 그러면, 비트라인(110a)의 양측벽은 물질층 패턴(116)과 스페이서(120)로 둘러싸이게 된다. 스페이서(120)가 형성된 비트라인 스택(112)을 포함하는 반도체 기판(100) 전면에 제 3 절연막(123)을 형성한다. 제 3 절연막(123)을 CMP(chemical mechanical polishing) 등의 공정으로 평탄화 식각하여 제 3 절연막(123)의 상부면을 평탄화시킨다.Referring to FIG. 2F, an insulating layer for forming a spacer, for example, a silicon nitride layer, is formed on the entire surface of the resultant material layer pattern 116. The insulating layer is anisotropically etched to form spacers 120 on both sidewalls of the bit line stack 112. Then, both sidewalls of the bit line 110a may be surrounded by the material layer pattern 116 and the spacer 120. The third insulating layer 123 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 100 including the bit line stack 112 on which the spacers 120 are formed. The third insulating layer 123 is planarized by a process such as chemical mechanical polishing (CMP) to planarize the upper surface of the third insulating layer 123.
도 2g를 참조하면, 평탄화된 제 3 절연막(123) 상에 자기 정렬 콘택홀을 형성하기 위한 포토레지스트 패턴(도면 미도시)을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 제 3 절연막(123)을 식각하여 비트라인 스택(112) 사이의 콘택 패드(105)를 노출시키는 스토리지 노드용 콘택홀들(도면 미도시)을 형성한다. 이때, 스페이서(112) 및 마스크 패턴(111a)이 콘택홀 형성 공정에서 식각정지층으로 사용된다. 콘택홀들을 형성하면, 비트라인 스택(112) 상에는 제 3 절연막 패턴(123a)이 남게 된다. 콘택홀들이 형성된 결과물 전면에 콘택홀들을 채우는 제 3 도전막을 형성한다. 제 3 절연막 패턴(123a)이 노출될 때까지 제 3 도전막을 CMP 공정 등으로 평탄화 식각하여 콘택 패드(105)와 전기적으로 접속되는 스토리지 노드용 콘택 플러그(126)를 형성한다.Referring to FIG. 2G, a photoresist pattern (not shown) is formed on the planarized third insulating layer 123 to form a self-aligned contact hole. The third insulating layer 123 is etched using the photoresist pattern as an etch mask to form contact holes (not shown) for the storage node exposing the contact pads 105 between the bit line stacks 112. In this case, the spacer 112 and the mask pattern 111a are used as the etch stop layer in the contact hole forming process. When the contact holes are formed, the third insulating layer pattern 123a remains on the bit line stack 112. A third conductive layer filling the contact holes is formed on the entire surface of the product in which the contact holes are formed. The third conductive layer may be planarized and etched by a CMP process or the like until the third insulating layer pattern 123a is exposed to form a storage node contact plug 126 electrically connected to the contact pad 105.
이와 같은 방법에 의하면, 비트라인(110a)의 양측벽에 물질층 패턴(116)을 형성함으로써, 비트라인(110a) 및 스토리지 노드용 콘택 플러그(126) 사이에 물질층 패턴(116) 및 스페이서(120)가 존재하도록 한다. 그 결과, 종래 기술에 비해 비트라인(110a)과 콘택 플러그(126) 사이에 형성된 절연막의 유효 두께가 증가하여 기생 커패시턴스가 감소하게 된다. 또한, 실리콘 산화막으로 물질층 패턴(116)을 형성하는 경우에는, 실리콘 산화막의 유전 상수가 실리콘 질화막에 비해 작으므로 기생 커패시턴스를 더욱 감소시킬 수 있다.According to this method, the material layer pattern 116 is formed on both sidewalls of the bit line 110a, thereby forming the material layer pattern 116 and the spacer (between the bit line 110a and the contact plug 126 for the storage node. 120) is present. As a result, the parasitic capacitance is reduced by increasing the effective thickness of the insulating film formed between the bit line 110a and the contact plug 126 compared to the prior art. In the case where the material layer pattern 116 is formed of the silicon oxide film, the parasitic capacitance may be further reduced since the dielectric constant of the silicon oxide film is smaller than that of the silicon nitride film.
다음, 도 2g를 참조하여 본 발명의 실시예에 의해 제조된 비트라인을 갖는 반도체 장치를 상세히 설명한다.Next, a semiconductor device having a bit line manufactured by an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2G.
도 2g를 참조하면, 반도체 기판(100)에 제 1 절연막(102) 및 반도체기판(100)의 소정 영역과 접속되는 콘택 패드(105)가 형성되어 있다. 콘택 패드(105) 및 제 1 절연막(102) 상에 비트라인(110a)을 포함하는 비트라인 스택(112)이 형성되어 있다. 비트라인 스택(112)은 제 2 절연막 패턴(108a), 제 2 절연막 패턴(108a) 상에 형성된 비트라인(110a)과 비트라인(110a)의 양측벽을 둘러싸는 물질층 패턴(116) 및 비트라인(112)과 물질층 패턴(116) 상에 형성된 마스크 패턴(111a)을 포함한다. 여기서, 물질층 패턴(116)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막인 것이 바람직하다. 또한, 비트라인 스택(112)의 양측벽에는 스페이서(112)가 형성되어 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 비트라인(110a)은 제 2 절연막 패턴(108a)을 관통하여 콘택 패드(105)의 소정 영역과 전기적으로 접속된다. 비트라인 스택(112)의 마스크 패턴(111a) 상에는 제 3 절연막 패턴(123a)이 형성되어 있다. 비트라인 스택(112)과 제 3 절연막 패턴들(123a) 사이에 스토리지 노드용 콘택 플러그(126)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 2G, a contact pad 105 is formed on the semiconductor substrate 100 to be connected to the first insulating layer 102 and a predetermined region of the semiconductor substrate 100. The bit line stack 112 including the bit line 110a is formed on the contact pad 105 and the first insulating layer 102. The bit line stack 112 may include the second insulating layer pattern 108a, the material layer pattern 116 and the bit surrounding both sidewalls of the bit line 110a and the bit line 110a formed on the second insulating layer pattern 108a. The mask pattern 111a is formed on the line 112 and the material layer pattern 116. Here, the material layer pattern 116 is preferably a silicon oxide film or a silicon nitride film. In addition, spacers 112 are formed on both sidewalls of the bit line stack 112. Although not shown, the bit line 110a may be electrically connected to a predetermined region of the contact pad 105 through the second insulating layer pattern 108a. The third insulating layer pattern 123a is formed on the mask pattern 111a of the bit line stack 112. A contact plug 126 for a storage node is formed between the bit line stack 112 and the third insulating layer patterns 123a.
본 발명은 비트라인의 양측벽에 추가로 물질층 패턴을 형성하여 비트라인과 인접한 스토리지 노드용 콘택 플러그 사이에 존재하는 절연막의 유효 두께를 증가시킴으로써, 비트라인과 콘택 플러그 사이에 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, RC 지연 현상이 감소하므로, 소자의 동작 속도 및 센싱 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a parasitic capacitance generated between the bit line and the contact plug is formed by forming a material layer pattern on both sidewalls of the bit line to increase the effective thickness of the insulating film existing between the bit line and the contact plug for the storage node adjacent to the bit line. Can be reduced. Accordingly, since the RC delay phenomenon is reduced, there is an effect that can improve the operating speed and the sensing efficiency of the device.
Claims (9)
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|---|---|---|---|
| KR1020000067772A KR20020037851A (en) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | Semiconductor device having bit line and method for forming the same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11908797B2 (en) | 2020-06-16 | 2024-02-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit device having a bit line and a main insulating spacer with an extended portion |
-
2000
- 2000-11-15 KR KR1020000067772A patent/KR20020037851A/en not_active Withdrawn
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