KR100333360B1 - A method of fabricating a semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 비트라인을 기판에 트렌치 형태로 형성한 다음 그 상부에 트랜지스터와 캐패시터를 형성하여 비트라인과 스토리지노드와의 마진을 확보하여 이들이 서로 단락될 염려를 제거하고 스토리지전극 노드를 한번의 공정으로 형성하므로서 공정을 단순화한 반도체장치의 메모리소자 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 다수개의 활성영역을 격리시키는 필드절연막으로 이루어진 필드영역이 형성된 반도체기판의 필드절연막을 소정 두께로 제거하여 활성영역 사이의 필드영역을 따라 제 1 방향으로 길게 형성된 트렌치를 형성하는 단계와, 트렌치 내부를 도전층으로 매립하여 비트라인을 형성하는 단계와, 비트라인을 포함하는 반도체기판의 표면에 제 1 절연막을 형성하는 단계와, 제 1 절연막의 소정부위를 제거하여 비트라인의 일부 표면 및 활성영역의 비트라인 콘택부위를 노출시키는 제 1 개구부와 제 1 개구부의 양측에 위치하며 게이트 형성부위의 활성영역의 소정 부위를 노출시키는 한쌍의 제 2 개구부를 동시에 형성하는 단계와, 제 1 내지 제 2 개구부를 충전시키는 도전성 제 1 플러그와 한 쌍의 제 2 플러그를 형성하는 단계와, 활성영역의 소정부위에 형성되는 불순물 확산영역을 가지며 게이트절연막, 게이트, 게이트 측벽 스페이서를 포함하여 이루어지고 적어도 한쌍은 활성영역의 한 쌍의 상기 제 2 플러그를 지나는 복수개의 게이트패턴을 제 2 방향으로 길게 형성하는 단계와, 게이트패턴을 포함하는 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 층간절연막으로 형성한 다음 제 2 절연막과 제 1절연막의 소정 부위를 제거하여 제 1 개구부가 형성되지 않은 게이트패턴 사이에 위치하는 활성영역의 표면을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와, 콘택홀을 매립하는 도전성 제 3 플러그와 상기 제 3 플러그와 접촉하는 캐패시터를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, a bit line is formed in a trench on a substrate, and then a transistor and a capacitor are formed thereon to secure a margin between the bit line and the storage node, so that they may be shorted to each other. The present invention relates to a method of manufacturing a memory device of a semiconductor device, in which the process is simplified by removing the and forming the storage electrode node in one process. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a field insulating film of a semiconductor substrate having a field region formed of a field insulating film isolating a plurality of active regions is removed to a predetermined thickness, and is formed long in a first direction along a field region between the active regions. Forming a trench, filling a trench with a conductive layer to form a bit line, forming a first insulating film on a surface of the semiconductor substrate including the bit line, and removing a predetermined portion of the first insulating film Simultaneously forming a first opening exposing a portion of the bit line and the bit line contact portion of the active region and a pair of second openings positioned at both sides of the first opening and exposing a predetermined portion of the active region of the gate forming portion. Forming a pair of second plugs and a conductive first plug filling the first to second openings; And a gate insulating film, a gate, and gate sidewall spacers having an impurity diffusion region formed at a predetermined portion of the active region, wherein at least one pair includes a plurality of gate patterns passing through the pair of second plugs of the active region. Forming a second insulating film as an interlayer insulating film on the first insulating film including the gate pattern, and then removing predetermined portions of the second insulating film and the first insulating film to form a gate pattern in which the first opening is not formed. And forming a contact hole exposing the surface of the active region located therebetween, and forming a conductive third plug filling the contact hole and a capacitor in contact with the third plug.
Description
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 비트라인을 기판에 트렌치 형태로 형성한 다음 그 상부에 트랜지스터와 캐패시터를 형성하여 비트라인과 스토리지노드와의 마진을 확보하여 이들이 서로 단락될 염려를 제거하고 스토리지전극 노드를 한번의 공정으로 형성하므로서 공정을 단순화한 반도체장치의 메모리소자 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, a bit line is formed in a trench on a substrate, and then a transistor and a capacitor are formed thereon to secure a margin between the bit line and the storage node, so that they may be shorted to each other. The present invention relates to a method of manufacturing a memory device of a semiconductor device, in which the process is simplified by removing the and forming the storage electrode node in one process.
도 1a 내지 도 1d 종래기술에 따른 반도체장치 제조공정 단면도이다.1A to 1D illustrate cross-sectional views of a semiconductor device manufacturing process.
도 1a를 참조하면, P형의 반도체기판(11) 상에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 등의 방법에 의해 필드산화막(12)을 형성하여 소자가 형성될 활성영역과 필드영역을 한정한다. 그리고 활성영역에 게이트절연막(13), 게이트(14), 캡질화막(15), 질화막측벽(16) 및 소스/드레인(도시 안됨)을 사진식각공정 등으로 패터닝하여 형성하여 디램셀을 위한 트랜지스터를 제조한다. 이때, 캡질화막(15)은 게이트(14) 형성시 마스크 역할을 하며, 질화막측벽(16)은 이후 공정에서 제 1 스토리지 노드를 형성할 때 자기정렬된 콘택을 형성하기 위한 절연막 측벽으로 작용한다.Referring to FIG. 1A, a field oxide film 12 is formed on a P-type semiconductor substrate 11 by a method such as LOCOS (Local Oxidation of Silicon) to define an active region and a field region in which an element is to be formed. A gate insulating film 13, a gate 14, a cap nitride film 15, a nitride film side wall 16 and a source / drain (not shown) are formed in the active region by patterning a photolithography process to form a transistor for a DRAM cell. Manufacture. In this case, the cap nitride layer 15 serves as a mask when the gate 14 is formed, and the nitride layer side wall 16 serves as an insulating layer sidewall for forming a self-aligned contact when forming the first storage node in a subsequent process.
도 1b를 참조하면, 게이트(14)를 포함하는 기판(11)의 전면에 제 1 에이치엘디층(high temperature low pressure, 17)을 증착하여 형성한다. 그리고 그 위에 평탄화를 위한 제 1 비피에스지층(boronphospho silicate glass, 18)을 형성한다. 제 1 비피에스지층(18)을 평탄화시킨 다음 사진석판술(photolithography)로 트랜지스터 사이의 제 1 스토리지 노드가 형성될 부위를 패터닝하여 기판의 활성영역 표면을 노출시킨다.Referring to FIG. 1B, a first HDL layer 17 is deposited on the entire surface of the substrate 11 including the gate 14. Then, the first BPS layer (boronphospho silicate glass, 18) for planarization is formed thereon. The first BPS layer 18 is planarized, and then photolithography is used to pattern the portion where the first storage node between the transistors is to be formed to expose the surface of the active region of the substrate.
그리고 전면에 도전성 물질로 도핑된 폴리실리콘층을 증착한 다음 이를 에치백하여 제 1 비피에스지층(18)의 표면을 노출시키면서 제 1 스토리지 노드(19)를 형성한다.Then, a polysilicon layer doped with a conductive material is deposited on the entire surface, and then etched back to form a first storage node 19 while exposing the surface of the first BPS layer 18.
도 1c를 참조하면, 제 1 스토리지 노드(19) 상부 표면을 포함하는 기판의 전면에 제 2 에이치엘디층(20)을 증착하여 형성한 다음, 제 1 스토리지 노드(19)가 형성되지 아니한 이웃한 두 트랜지스터 사이의 활성영역을 노출시키는 사진식각공정을 실시하여 잔류한 제 2 에이치엘디층(20)으로 이루어진 비트라인 콘택 형성용 마스크(20)를 형성한다. 이 마스크(20)를 이용한 건식식각을 실시하여 비트라인콘택 부위의 활성영역을 노출시킨다. 그리고 전면에 도전성 물질인 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 비트라인 콘택 부위를 완전히 매립한 후 패터닝하여 비트라인(21)을 정의한다.Referring to FIG. 1C, a second HDL layer 20 is formed by depositing a second HDL layer 20 on a front surface of a substrate including an upper surface of the first storage node 19, and then adjacent to the first storage node 19. The photolithography process of exposing the active region between the two transistors is performed to form a bit line contact forming mask 20 formed of the remaining second HDL layer 20. Dry etching using the mask 20 is performed to expose the active region of the bit line contact region. Then, the doped polysilicon is deposited on the entire surface to completely fill the bit line contact portion, and then pattern the bit line 21.
이때, 비트라인(21)은, 도면이 절단선에 따른 단면도이므로 나타나지는 않았지만,활성영역 사이의 필드산화막(12) 상부에서 게이트(14)길이방향과 직교하며 길게 달리는 형태로 형성된다.At this time, the bit line 21 is not shown because the drawing is a cross-sectional view along the cutting line, but is formed in a shape that runs long orthogonal to the length direction of the gate 14 on the field oxide film 12 between the active regions.
도 1d를 참조하면, 노출된 비트라인(21) 표면을 포함하는 기판의 전면에 제 3 에이치엘디층(22)을 증착한 다음 그 위에 스톱퍼(stopper)층으로 질화막(23)을 증착하여 형성한다. 그리고 평탄화를 위하여 질화막(23) 위에 제 2 비피에스지층(24)을 형성하여 평탄화시킨다.Referring to FIG. 1D, a third HDL layer 22 is deposited on the entire surface of the substrate including the exposed bit line 21 surface, and then a nitride film 23 is formed by depositing a stopper layer thereon. . In order to planarize, a second BPS layer 24 is formed and planarized on the nitride film 23.
그다음, 제 2 스토리지 노드가 형성될 부위를 형성하기 위하여 제 1 스토리지 노드(19)의 상부 표면을 노출시키는 비어홀(via hole)을 제 2 비피에스지층(24), 질화막(23), 제 3 에이치엘디층(22), 제 2 에이치엘디층(20)의 소정 부위를 사진식각공정으로 제거하여 형성한다.Next, a via hole exposing the top surface of the first storage node 19 to form a portion where the second storage node is to be formed is formed by the second BPS layer 24, the nitride layer 23, and the third H. The predetermined portions of the LED layer 22 and the second HDL layer 20 are removed by a photolithography process.
그리고 비어홀의 노출된 표면과 제 2 비피에스지층(24)의 표면에 도전성 물질로 도핑된 폴리실리콘층을 형성한 후 그 위에 마스크패턴(도시안함)을 정의하고 이를 이용하여 폴리실리콘층을 패터닝하여 제 2 스토리지 노드(25)를 형성한다.After forming a polysilicon layer doped with a conductive material on the exposed surface of the via hole and the surface of the second BPS layer 24, a mask pattern (not shown) is defined thereon, and the polysilicon layer is patterned using the polysilicon layer. The second storage node 25 is formed.
따라서, 제 2 스토리지 노드(25)는 게이트(14) 폭방향으로 길게 달리는 형태로 형성된 비트라인(21)과 단락될 위험성이 높아 공정 마진이 매우 열악하다.Therefore, the second storage node 25 has a high risk of shorting with the bit line 21 formed to run long in the width direction of the gate 14, and thus has a very poor process margin.
그리고 다시 도핑된 폴리실리콘층을 마스크패턴을 포함하는 기판의 전면에 증착하여 형성하고 이를 에치백하여 마스크패턴의 측면에 잔류한 폴리실리콘으로 이루어진 측벽(26)을 형성하는데 이 측벽(26)이 실린더 형태의 제 3 스토리지 노드(26) 내지는 전극이 된다.Then, the doped polysilicon layer is deposited on the entire surface of the substrate including the mask pattern and etched back to form a sidewall 26 made of polysilicon remaining on the side of the mask pattern. Form a third storage node 26 or electrode.
이후, 마스크패턴을 습식식각으로 제거한 다음 노출된 제 3, 제 2 스토리지노드(26, 25)의 표면에 산화실리콘 또는 산화실리콘/질화실리콘으로 이루어진 유전층(도시안함)을 형성한 후 다시 그 위에 플레이트 전극을 형성하여 디램셀을 완성한다.Subsequently, the mask pattern is removed by wet etching, and then a dielectric layer (not shown) made of silicon oxide or silicon oxide / silicon nitride is formed on the exposed surfaces of the third and second storage nodes 26 and 25, and then plated thereon. The electrode is formed to complete the DRAM cell.
그러나, 상술한 종래의 반도체장치는 고집적 디램셀에서 캐패시터가 비트라인 상부에 위치한 구조(capacitor on a bit line)를 가질 때 스토리지 노드를 이단계로 형성하여 저항문제는 개선하지만, 제 1 스토리지 노드 또는 제 2 스토리지 노드와 비트라인과의 공정 마진이 매우 작으므로 자기정렬되는 사진석판술 및 식각공정을 사용하여야 하는데 이는 공정이 복잡하며 공정 마진 역시 작으므로 소자의 재현성을 저하시키고, 셀의 고집적화에 효율적이지 못한 문제점이 있다.However, the above-described conventional semiconductor device improves the resistance problem by forming a storage node in this step when the capacitor has a structure on a bit line in the highly integrated DRAM cell, but improves the resistance problem. 2 Because the process margin between storage node and bitline is very small, self-aligned photolithography and etching process should be used. This process is complicated and the process margin is also small, which reduces device reproducibility and is efficient for high integration of cells. There is a problem.
따라서, 본 발명의 목적은 비트라인을 기판에 먼저 형성한 다음 트랜지스터, 캐패시터 등의 소자를 제조하므로서 캐패시터 스토리지전극 노드와 비트라인간의 단락현상을 완전히 제거하고 디램 셀 제조공정을 단순화한 반도체장치의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to manufacture a semiconductor device in which a bit line is first formed on a substrate, and then a device such as a transistor and a capacitor is completely manufactured, thereby completely eliminating a short circuit between the capacitor storage electrode node and the bit line and simplifying a DRAM cell manufacturing process. To provide a method.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 다수개의 활성영역을 격리시키는 필드절연막으로 이루어진 필드영역이 형성된 반도체기판의 필드절연막을 소정 두께로 제거하여 활성영역 사이의 필드영역을 따라 제 1 방향으로 길게 형성된 트렌치를 형성하는 단계와, 트렌치 내부를 도전층으로 매립하여 비트라인을 형성하는 단계와, 비트라인을 포함하는 반도체기판의 표면에 제 1 절연막을 형성하는 단계와, 제 1 절연막의 소정부위를 제거하여 비트라인의 일부 표면 및활성영역의 비트라인 콘택부위를 노출시키는 제 1 개구부와 제 1 개구부의 양측에 위치하며 게이트 형성부위의 활성영역의 소정 부위를 노출시키는 한쌍의 제 2 개구부를 동시에 형성하는 단계와, 제 1 내지 제 2 개구부를 충전시키는 도전성 제 1 플러그와 한 쌍의 제 2 플러그를 형성하는 단계와, 활성영역의 소정부위에 형성되는 불순물 확산영역을 가지며 게이트절연막, 게이트, 게이트 측벽 스페이서를 포함하여 이루어지고 적어도 한쌍은 활성영역의 한 쌍의 상기 제 2 플러그를 지나는 복수개의 게이트패턴을 제 2 방향으로 길게 형성하는 단계와, 게이트패턴을 포함하는 제 1 절연막 위에 제 2 절연막을 층간절연막으로 형성한 다음 제 2 절연막과 제 1 절연막의 소정 부위를 제거하여 제 1 개구부가 형성되지 않은 게이트패턴 사이에 위치하는 활성영역의 표면을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와, 콘택홀을 매립하는 도전성 제 3 플러그와 상기 제 3 플러그와 접촉하는 캐패시터를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.A semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object is removed along the field region between the active region by removing a field insulating film of the semiconductor substrate having a field region consisting of a field insulating film isolating a plurality of active regions to a predetermined thickness Forming a trench elongated in a first direction, forming a bit line by filling an inside of the trench with a conductive layer, forming a first insulating film on a surface of the semiconductor substrate including the bit line, A pair of first and second openings disposed at both sides of the first opening and the first opening to expose a portion of the bit line and the bit line contact portion of the active region by removing a predetermined portion of the insulating layer; Simultaneously forming two openings, and a conductive first plug for filling the first to second openings. Forming a pair of second plugs, and having an impurity diffusion region formed at a predetermined portion of the active region, the gate plug including a gate insulating film, a gate, and a gate sidewall spacer, and at least one pair of the second plugs of the active region Forming a plurality of gate patterns extending in a second direction, forming a second insulating film as an interlayer insulating film on the first insulating film including the gate pattern, and then removing predetermined portions of the second insulating film and the first insulating film (1) forming a contact hole exposing a surface of an active region located between the gate patterns in which the opening is not formed, and forming a conductive third plug filling the contact hole and a capacitor in contact with the third plug It is made to include.
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 반도체장치의 제조공정 단면도1A to 1D are cross-sectional views of a manufacturing process of a semiconductor device according to the prior art.
도 2a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조공정 레이아웃 및 단면도2A to 5B are a manufacturing process layout and cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention.
일반적으로 고집적의 디램셀을 형성시 씨오비(capacitor on bit line) 구조에서는 스토리지 노드를 형성시 스토리지 노드 콘택과 비트라인과의 쇼트현상 가능성을 고려하여야 한다. 이를 해결하기 위하여 종래 기술에서는 제 2 스토리지 노드의 콘택 싸이즈를 작게 형성하여 비트라인과의 전기적 단락에 대한 마진을 확보함에 따라, 이러한 작은 콘택 싸이즈 때문에 제 1 스토리지 노드 콘택과 별도의 제 2 스토리지 노드 콘택을 형성하고 이들을 다시 연결하여야 하고, 캐패시터의 용량을 확보하기 위하여 별도의 실린더 형 스토리지 노드를 형성하여야 한다.In general, in a capacitor on bit line structure when forming a highly integrated DRAM cell, the possibility of shorting between the storage node contact and the bit line should be considered when forming the storage node. In order to solve this problem, in the related art, as the contact size of the second storage node is made small to secure a margin for an electrical short with the bit line, the second storage node contact separate from the first storage node contact due to the small contact size Must be formed and connected again, and a separate cylindrical storage node must be formed to secure the capacity of the capacitor.
본 발명에서는 기판에 트렌치 형태의 비트라인을 먼저 형성한 다음 게이트라인 및 캐패시터를 형성하여 스토리지전극 노드와 비트라인의 단락 가능성을 완전히 베제하므로서 후속공정 마진을 충분히 확보한다.In the present invention, a trench-type bit line is first formed on a substrate, and then gate lines and capacitors are formed to completely eliminate the possibility of a short circuit between the storage electrode node and the bit line, thereby sufficiently securing the subsequent process margin.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.
도 2a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조공정 레이아웃 및 단면도이다. 이때, 도 2a, 3a, 4a, 5a는 제조공정에 따른 레이아웃이고, 도 2b, 3b, 4b, 5b는 레이아웃의 절단선 X-X' 내지는 Y-Y'에 따른 각 제조공정의 단면도이다.2A to 5B are a manufacturing process layout and a cross-sectional view of a semiconductor device according to the present invention. 2A, 3A, 4A, and 5A are layouts according to the manufacturing process, and FIGS. 2B, 3B, 4B and 5B are sectional views of each manufacturing process along the cutting lines X-X 'to Y-Y' of the layout.
도 2a와 도 2b를 참조하면, 반도체 기판인 실리콘 기판(40)의 소정부위를 포토리쏘그래피(photolithography)로 제거하여 트렌치를 형성하므로서 소자격리영역인 필드영역을 형성한다.2A and 2B, a predetermined region of the silicon substrate 40, which is a semiconductor substrate, is removed by photolithography to form a trench, thereby forming a field region, which is an isolation region.
그리고 트렌치부위를 절연막인 산화막으로 매립하여 필드산화막(41)을 형성한다. 따라서, 필드산화막(41)은 기판(40)에서 서로 연결된 형태를 갖고, 필드산화막(41)이 형성되지 않은 기판의 상부부위는 다수개의 활성영역(42)이 되며, 이러한 활성영역(42)들은 서로 필드산화막(41)에 의하여 격리된 섬(island) 형태를 갖는다.The trench portion is filled with an oxide film as an insulating film to form a field oxide film 41. Therefore, the field oxide film 41 has a form connected to each other in the substrate 40, the upper portion of the substrate on which the field oxide film 41 is not formed becomes a plurality of active regions 42, the active regions 42 The islands are separated from each other by the field oxide film 41.
그 다음, 절단선 X-X'에 직교하는 방향으로 활성영역(42) 사이의 필드산화막(41)의 소정 부위를 길게 소정 두께로 제거하여 다수개의 선(line) 형태의 비트라인 형성용 트렌치를 포토리쏘그래피로 형성한다.Then, a plurality of line-shaped bit line forming trenches are removed by removing a predetermined portion of the field oxide film 41 between the active regions 42 in a direction orthogonal to the cutting line X-X 'to a predetermined thickness. It is formed by photolithography.
그리고, 비트라인 형성용 트렌치 내부 표면을 얇게 덮는 절연막(43)을 질화막을 화학기상증착법 등으로 증착하여 형성한다. 이때, 트렌치 내부 표면에 형성되는 질화막(43)은 이후 형성되는 비트라인과 기판의 계면에 형성되므로 이들을 서로 절연시키는 역할을 한다.Then, an insulating film 43 which covers the bit inner surface of the bit line forming trench is thinly formed by depositing a nitride film by chemical vapor deposition or the like. In this case, the nitride film 43 formed on the inner surface of the trench is formed at the interface between the bit line and the substrate to be insulated from each other.
그 다음, 절연막(43)이 형성된 트렌치를 완전히 매립하는 두께의 도전층으로 텅스텐층을 스퍼터링법으로 기판의 전면에 형성한 다음, 기판 표면 또는 필드산화막(41) 표면이 노출되도록 텅스텐층을 에치백하여 트렌치에 잔류한 텅스텐층으로 이루어진 비트라인(44)을 형성한다.Next, a tungsten layer is formed on the entire surface of the substrate by a sputtering method with a conductive layer having a thickness of completely filling the trench in which the insulating film 43 is formed, and then the tungsten layer is etched back so that the surface of the substrate or the surface oxide film 41 is exposed. As a result, a bit line 44 made of a tungsten layer remaining in the trench is formed.
도 3a와 3b를 참조하면, 기판의 전면에 소정 두께의 절연막으로 산화막(45)을 화학기상증착법으로 증착하여 형성한다.Referring to FIGS. 3A and 3B, an oxide film 45 is formed by chemical vapor deposition on an entire surface of a substrate using an insulating film having a predetermined thickness.
그리고, 산화막(45)의 소정부위를 포토리쏘그래피로 제거하여 활성영역(42)의 비트라인 콘택부위 형성용 콘택홀과 이후 형성될 게이트가 지나는 활성영역 부위를 노출시키는 개구부를 형성한다. 이때, 비트라인 콘택부위 형성용 콘택홀은 활성영역과 이에 인접한 비트라인(44)의 소정부위를 동시에 노출시키도록 형성된다. 즉, 활성영역(42)을 Y-Y' 방향으로 지나는 형태로 형성될 게이트들의 공통 불순물확산영역에서 비트라인(44)방향으로 연장된 형태의 콘택홀을 형성한다.A predetermined portion of the oxide film 45 is removed by photolithography to form an opening for exposing a contact hole for forming a bit line contact portion of the active region 42 and an active region portion through which a gate to be formed later passes. In this case, the contact hole for forming the bit line contact portion is formed to simultaneously expose the active region and a predetermined portion of the bit line 44 adjacent thereto. That is, a contact hole extending in the direction of the bit line 44 is formed in the common impurity diffusion regions of the gates to be formed to pass through the active region 42 in the Y-Y 'direction.
그 다음, 콘택홀과 개구부를 도핑된 폴리실리콘 또는 금속 등의 도전층으로 완전히 충전시켜 비트라인콘택용 플러그(46)와 게이트 연결용 플러그(47)를 형성한다. 이때, 플러그들(46,47)은 도전층을 산화막(45) 위에 증착한 다음 에치백 또는 화학기계적 연마를 도전층에 실시하여 형성한다.Then, the contact hole and the opening are completely filled with a conductive layer such as doped polysilicon or metal to form the bit line contact plug 46 and the gate connection plug 47. At this time, the plugs 46 and 47 are formed by depositing a conductive layer on the oxide film 45 and then performing etch back or chemical mechanical polishing on the conductive layer.
그리고, 일반적인 모스 트랜지스터 제조방법으로 게이트절연막, 게이트, 게이트 측벽 스페이서 등으로 이루어진 다수개의 게이트패턴(48)을 산화막(45)위에 비트라인(44)의 형성방향과 직교하도록 기판위에 길게 형성한다.In a typical MOS transistor manufacturing method, a plurality of gate patterns 48 formed of a gate insulating film, a gate, a gate sidewall spacer, and the like are formed on the substrate so as to be perpendicular to the formation direction of the bit line 44 on the oxide film 45.
그 다음, 도시되지는 않았지만, 게이트패턴(48)을 이온주입 마스크로 이용하여 활성영역(42)의 기판에 불순물확산영역을 형성한다. 이때, LDD(lightly doped drain)구조를 형성하는 경우에는, 게이트 측벽 스페이서 형성전에 기판의 활성영역 소정부위에 저농도 불순물 확산영역을 형성한 다음 게이트패턴(48)을 이용한 고농도 불순물 확산영역을 형성하여 소스/드레인을 형성한다.Next, although not shown, an impurity diffusion region is formed on the substrate of the active region 42 using the gate pattern 48 as an ion implantation mask. At this time, in the case of forming a lightly doped drain (LDD) structure, a low concentration impurity diffusion region is formed in a predetermined portion of the active region of the substrate before the gate sidewall spacer is formed, and then a high concentration impurity diffusion region using the gate pattern 48 is formed. Form a drain.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 게이트패턴(48)을 포함하는 산화막(45)의 전면에 산화막으로 층간절연층(49)을 두껍게 형성한 다음 포토리쏘그래피법으로 층간절연층(49)/산화막(45)의 소정부위를 포토리쏘그래피로 제거하여 활성영역(42)의 스토리지노드 콘택 부위를 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이때, 콘택홀은 상기 불순물 확산영역 형성후 측벽 스페이서 표면에 다시 측벽을 형성하여 이를 이용한 식각으로 자기정렬된 콘택홀로 형성할 수 있다.4A and 4B, an interlayer insulating layer 49 is formed on the entire surface of the oxide film 45 including the gate pattern 48 with an oxide film, and then the interlayer insulating layer 49 / oxide film is formed by photolithography. A predetermined portion of 45 is removed by photolithography to form a contact hole exposing the storage node contact portion of the active region 42. In this case, the contact hole may be formed as a self-aligned contact hole by etching by forming a sidewall again on the sidewall spacer surface after the impurity diffusion region is formed.
그리고, 불순물이 도핑된 폴리실리콘 등의 도전층을 콘택홀을 매립하도록 층간절연층(49) 위에 형성한 다음, 에치백을 실시하여 콘택홀 내부에 잔류한 도전층으로 이루어진 스토리지전극 노드용 플러그(50)를 형성한다.Then, a conductive layer such as polysilicon doped with impurities is formed on the interlayer insulating layer 49 to fill the contact hole, and then etched back to form a storage electrode node plug having a conductive layer remaining in the contact hole. 50).
도 5a와 5b를 참조하면, 각각의 스토리지전극 노드용 플러그(50)에 접촉하도록 스토리지전극(51)을 불순물이 도핑된 폴리실리콘 등을 사용하여 형성한다. 도면에서는 실린더형 스토리지전극을 형성하였다.5A and 5B, the storage electrode 51 is formed using polysilicon doped with impurities so as to contact each of the storage electrode node plugs 50. In the figure, a cylindrical storage electrode was formed.
이후, 도시되지는 않았으나, 스토리지전극 위에 유전막, 플레이트전극을 형성하여 캐패시터를 형성하므로서, 캐패시터와 트랜지스터 등으로 구성된 디램셀을 완성한다.Subsequently, although not shown, a capacitor is formed by forming a dielectric film and a plate electrode on the storage electrode, thereby completing a DRAM cell including a capacitor and a transistor.
따라서, 본 발명은 비트라인을 기판에 트렌치 형태로 형성한 다음 그 상부에 트랜지스터와 캐패시터를 형성하여 비트라인과 스토리지노드와의 마진을 확보하여 이들이 서로 단락될 염려를 제거하고 스토리지전극 노드를 한번의 공정으로 형성하므로서 공정을 단순화하는 장점이 있다.Therefore, the present invention forms a bit line in the form of a trench on the substrate, and then forms a transistor and a capacitor thereon to secure a margin between the bit line and the storage node, eliminating the possibility that they are short-circuited with each other, and the storage electrode node once. By forming the process has the advantage of simplifying the process.
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