KR20060014672A - Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same - Google Patents
Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060014672A KR20060014672A KR1020040063305A KR20040063305A KR20060014672A KR 20060014672 A KR20060014672 A KR 20060014672A KR 1020040063305 A KR1020040063305 A KR 1020040063305A KR 20040063305 A KR20040063305 A KR 20040063305A KR 20060014672 A KR20060014672 A KR 20060014672A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- gate
- region
- self
- spacers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 182
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 58
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 40
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 25
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 23
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 18
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 210000004692 intercellular junction Anatomy 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
- H01L21/76834—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers formation of thin insulating films on the sidewalls or on top of conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
- H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66613—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
- H01L29/66621—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation using etching to form a recess at the gate location
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
리세스된 채널영역들을 갖는 모스 트랜지스터들을 채택하는 반도체 장치들 및 그 제조방법들을 제공한다. 상기 반도체 장치들은 반도체기판 및 상기 반도체기판의 소정영역에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 구비한다. 상기 활성영역 내에 리세스된 채널 트렌치 영역이 제공된다. 상기 리세스된 채널 트렌치 영역을 채우면서 상기 활성영역의 상부를 가로는 제1 게이트 전극이 제공된다. 상기 제1 게이트 전극의 하부 영역은 상기 채널 트렌치 영역에 자기정렬되어 상기 채널 트렌치 영역과 동일한 폭을 갖고, 상기 제1 게이트 전극의 상부 영역은 그 것의 하부 영역보다 큰 폭을 갖는다. 상기 제1 게이트 전극에 인접하고 상기 소자분리막의 상부를 가로지르는 제2 게이트 전극이 제공된다. 상기 제2 게이트 전극의 하부 영역은 그것의 상부 영역보다 좁은 폭을 갖는다. 상기 제1 및 제2 게이트 전극들의 표면들은 보호막 패턴들에 의해 덮여진다. 상기 보호막 패턴들을 갖는 반도체기판 상에 층간절연막이 제공되고, 상기 제1 및 제2 게이트 전극들 사이의 상기 활성영역은 상기 층간절연막을 관통하는 자기정렬 콘택홀에 의해 노출된다. 상기 자기정렬 콘택홀의 하부 영역은 그 상부 영역보다 큰 폭을 갖는다. 상기 자기정렬 콘택홀은 콘택 패드로 채워진다. 상기 반도체 장치들을 형성하는 방법들 또한 제공된다.Provided are semiconductor devices employing MOS transistors having recessed channel regions, and methods of fabricating the same. The semiconductor devices include a semiconductor substrate and an isolation layer formed in a predetermined region of the semiconductor substrate to define an active region. A channel trench region recessed in the active region is provided. A first gate electrode is provided across the top of the active region while filling the recessed channel trench region. The lower region of the first gate electrode is self-aligned with the channel trench region to have the same width as the channel trench region, and the upper region of the first gate electrode has a larger width than the lower region thereof. A second gate electrode is provided adjacent to the first gate electrode and across the device isolation layer. The lower region of the second gate electrode has a narrower width than the upper region of the second gate electrode. Surfaces of the first and second gate electrodes are covered by passivation patterns. An interlayer insulating film is provided on the semiconductor substrate having the protective layer patterns, and the active region between the first and second gate electrodes is exposed by a self-aligning contact hole penetrating the interlayer insulating film. The lower region of the self-aligned contact hole has a width larger than that of the upper region. The self-aligned contact hole is filled with a contact pad. Methods of forming the semiconductor devices are also provided.
Description
도 1a 및 도 1b는 리세스된 채널 영역들을 갖는 종래의 디램 셀 트랜지스터들을 제조하는 방법들을 설명하기 위한 단면도들이다. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating methods of manufacturing conventional DRAM cell transistors having recessed channel regions.
도 2a 내지 도 2l은 본 발명의 실시예들에 따른 모스 트랜지스터들 및 그 제조방법들을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2L are cross-sectional views illustrating MOS transistors and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예들에 따른 모스 트랜지스터들을 채택하는 반도체 장치들 및 그 제조방법들을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating semiconductor devices employing MOS transistors and fabrication methods thereof according to embodiments of the present invention.
본 발명은 반도체 장치들 및 그 제조방법들에 관한 것으로, 특히 리세스된 채널 영역들(Recessed Channel Regions)을 갖는 모스(MOS) 트랜지스터들을 채택하는 반도체 장치들 및 그 제조방법들에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices and methods of manufacturing the same, and more particularly to semiconductor devices and methods of manufacturing the same employing MOS transistors having recessed channel regions.
디램 소자와 같은 반도체 기억소자의 집적도가 증가함에 따라, 모스 트랜지스터가 차지하는 면적은 점점 감소하고 있다. 그 결과, 게이트 길이(채널 길이)가 급격히 감소하여 단채널 효과를 발생시킨다. 상기 단채널 효과를 억제시키기 위하여 채널 이온 주입 량을 증가시킬 수 있다. 그러나, 채널 이온 주입량의 증가는 접합누설전류(Junction Leakage Current)를 증가시키는 결과를 초래한다. 디램에 있어서, 상기 접합 누설전류의 증가(특히, 셀 접합 누설전류의 증가)는 데이터 유지 시간(Data Retention Time)의 감소를 초래한다. 그 결과, 리프레쉬 주기를 감소시켜야 하고, 상기 리프레쉬 주기의 감소는 전력소모의 증가로 이어진다. 상기 문제점들을 해결하기 위하여 리세스된 채널 영역을 갖는 모스 트랜지스터가 제안된 바 있다.As the degree of integration of semiconductor memory devices such as DRAM devices increases, the area occupied by MOS transistors decreases. As a result, the gate length (channel length) is drastically reduced to generate a short channel effect. In order to suppress the short channel effect, the channel ion implantation amount may be increased. However, an increase in channel ion implantation results in an increase in junction leakage current. In DRAM, an increase in the junction leakage current (particularly, an increase in the cell junction leakage current) results in a decrease in the data retention time. As a result, the refresh cycle must be reduced, and the reduction of the refresh cycle leads to an increase in power consumption. In order to solve the above problems, a MOS transistor having a recessed channel region has been proposed.
도 1a 및 1b는 상기 리세스된 채널 영역들을 갖는 모스 트랜지스터를 셀 트랜지스터로 채택하는 종래의 디램 셀들을 제조하는 방법들을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating methods of manufacturing conventional DRAM cells employing a MOS transistor having the recessed channel regions as a cell transistor.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10)의 소정영역에 필드산화막(12)을 형성하여 활성영역을 한정한다. 상기 필드산화막(12)은 모스 트랜지스터들과 같은 개별소자들을 서로 격리시키는 역할을 한다. 상기 활성영역의 소정 영역들을 선택적으로 식각하여 채널 트렌치들(14)을 형성한다. 상기 채널 트렌치들(14)을 갖는 활성영역 상에 게이트 산화막(16)을 형성하고, 상기 게이트 산화막(16)을 갖는 반도체 기판의 전면 상에 폴리실리콘막(18)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, a
상기 폴리실리콘막(18) 상에 상기 금속 실리사이드막(20) 및 게이트 캐핑막(22)을 순차적으로 형성한다. 상기 금속 실리사이드막(20)은 상기 폴리실리콘막(18)의 전기적인 저항을 감소시키기 위하여 형성한다. 일반적으로, 상기 금속 실리 사이드막(20)은 텅스텐 실리사이드막으로 형성하며, 상기 게이트 캐핑막(22)은 실리콘 질화막으로 형성한다.The
도 1b를 참조하면, 상기 게이트 캐핑막(22)을 패터닝하여 상기 금속 실리사이드막(20)의 소정 영역들을 덮는 게이트 캐핑막 패턴들(52)을 형성한다. 상기 게이트 캐핑막 패턴들(52)을 식각마스크로 사용하여 상기 금속 실리사이드막(20), 폴리실리콘막(18) 및 게이트 산화막(16)을 연속적으로 식각하여 상기 채널 트렌치 영역들(14)의 상부를 가로지르는 게이트 전극들(60)을 형성한다. 그 결과, 상기 게이트 전극들(60)의 각각은 순차적으로 적층된 폴리실리콘 패턴(48) 및 금속 실리사이드 패턴(50)을 포함하게 된다. 상기 게이트 전극들(60) 및 게이트 캐핑막 패턴들(52)의 측벽들 상에 게이트 스페이서들(70)을 형성한다. 다음에, 상기 게이트 스페이서들(70) 및 게이트 캐핑막 패턴들(52)을 포함하는 반도체 기판의 전면 상에 식각 저지막(80) 및 층간절연막(90)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1B, the
상기 층간절연막(90) 및 상기 식각저지막(80)을 패터닝하여 상기 게이트 전극들(60) 사이의 반도체 기판(10)을 노출시키는 자기정렬 콘택홀들(91)을 형성한다. 상기 자기정렬 콘택홀들(91)은 상기 게이트 스페이서들(70)을 식각저지막으로 사용하여 형성된다. 상기 자기정렬 콘택홀들(91)을 갖는 기판 상에 도전막을 적층한 후, 상기 도전막을 평탄화시키어 상기 자기정렬 콘택홀들(91) 내에 서로 분리된 콘택 패드들(92)을 형성한다. 상기 콘택 패드들(92) 및 상기 활성영역 사이의 접촉면은 "S" 만큼의 폭을 갖는다. 상기 폭(S)은 상기 콘택 패드들(92)의 콘택 저항과 직접적으로 관련된다.
The
상기 게이트 전극들(즉, 상기 게이트 캐핑막 패턴들)을 패터닝하기 위한 사진 공정을 실시하는 동안 오정렬이 발생되면, 상기 콘택 패드들(92) 및 상기 활성영역 사이의 접촉면들 중의 어느 하나의 폭(S)은 감소할 수 있다. 이 경우에, 상기 콘택 패드들(92)은 불균일한 콘택저항을 보이고, 이러한 불균일한 콘택저항은 디램 셀들의 특성을 저하시킨다.If misalignment occurs during the photolithography process for patterning the gate electrodes (ie, the gate capping layer patterns), the width of any one of the contact surfaces between the
한편, 상기 자기정렬 콘택은 미국 특허 제4,453,306호 및 제4,691,219호에서 소개하고 있다.Self-aligned contacts are introduced in US Pat. Nos. 4,453,306 and 4,691,219.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 리세스된 채널 영역 상의 게이트 전극을 패터닝하기 위한 사진 공정을 실시하는 동안 오정렬이 발생될지라도 상기 게이트 전극에 인접한 자기정렬 콘택 패드의 콘택면적이 변화하는 것을 방지하기에 적합한 반도체 장치들을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to prevent the contact area of a self-aligned contact pad adjacent to the gate electrode from changing even if misalignment occurs during the photolithography process for patterning the gate electrode on the recessed channel region. To provide a semiconductor device suitable for.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 리세스된 채널 영역 상의 게이트 전극을 패터닝하기 위한 사진 공정을 실시하는 동안 오정렬이 발생될지라도 상기 게이트 전극에 인접한 자기정렬 콘택 패드의 콘택면적을 균일하게 제어할 수 있는 반도체 장치의 제조방법들을 제공하는 데 있다.In addition, another technical object of the present invention is to uniformize the contact area of the self-aligned contact pad adjacent to the gate electrode even if misalignment occurs during the photolithography process for patterning the gate electrode on the recessed channel region. To provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be controlled easily.
본 발명의 일 양태에 따르면, 리세스된 채널을 갖는 모스 트랜지스터를 채택하는 반도체 장치들을 제공한다. 상기 반도체 장치들은 반도체기판 및 상기 반도체기판의 소정영역에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 포함한다. 상기 활 성영역 내에 리세스된 채널 영역이 제공된다. 상기 리세스된 채널 영역은 상기 활성영역을 가로지른다. 상기 리세스된 채널 트렌치 영역을 채우면서 상기 활성영역의 상부를 가로지르도록 제1 게이트 전극이 배치된다. 상기 제1 게이트 전극의 하부 영역은 상기 채널 트렌치 영역에 자기정렬되어 상기 채널 트렌치 영역과 동일한 폭을 갖고, 상기 제1 게이트 전극의 상부 영역은 상기 하부 영역보다 큰 폭을 갖는다. 상기 제1 게이트 전극에 인접하고 상기 소자분리막의 상부를 가로지르도록 제2 게이트 전극이 배치된다. 상기 제2 게이트 전극의 하부 폭은 그것의 상부 폭보다 좁다. 상기 제1 및 제2 게이트 전극들의 표면들은 보호막 패턴들에 의해 덮여진다. 상기 보호막 패턴들을 갖는 반도체기판 상에 층간절연막이 제공된다. 상기 제1 및 제2 게이트 전극들 사이의 상기 활성영역은 상기 층간절연막을 관통하는 자기정렬 콘택홀에 의해 노출된다. 상기 자기정렬 콘택홀의 하부 영역의 폭은 그 것의 상부 영역의 폭보다 크다. 상기 자기정렬 콘택홀은 콘택 패드로 채워진다.According to one aspect of the present invention, there are provided semiconductor devices employing a MOS transistor having a recessed channel. The semiconductor devices include a semiconductor substrate and an isolation layer formed in a predetermined region of the semiconductor substrate to define an active region. A recessed channel region is provided in the active region. The recessed channel region crosses the active region. A first gate electrode is disposed to cross the top of the active region while filling the recessed channel trench region. The lower region of the first gate electrode is self-aligned with the channel trench region to have the same width as the channel trench region, and the upper region of the first gate electrode has a larger width than the lower region. A second gate electrode is disposed to be adjacent to the first gate electrode and to cross the upper portion of the device isolation layer. The bottom width of the second gate electrode is narrower than its top width. Surfaces of the first and second gate electrodes are covered by passivation patterns. An interlayer insulating film is provided on the semiconductor substrate having the protective film patterns. The active region between the first and second gate electrodes is exposed by a self-aligned contact hole penetrating the interlayer insulating layer. The width of the lower region of the self-aligned contact hole is larger than the width of the upper region of the self-aligned contact hole. The self-aligned contact hole is filled with a contact pad.
몇몇 실시예들에서, 상기 층간절연막은 상기 보호막 패턴에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막일 수 있다.In some embodiments, the interlayer insulating layer may be a material layer having an etching selectivity with respect to the passivation layer pattern.
다른 실시예들에서, 상기 보호막 패턴들은 상기 게이트 전극들의 하부 영역들의 측벽들을 덮는 트렌치 스페이서들, 상기 게이트 전극들의 상부 영역들 상에 적층된 게이트 캐핑막 패턴들, 및 상기 게이트 전극들의 상부 영역들의 측벽들과 아울러서 상기 게이트 캐핑막 패턴들의 측벽들을 덮는 게이트 스페이서들을 포함할 수 있다. 상기 게이트 스페이서들은 상기 트렌치 스페이서들의 상부 영역들에 연결된다. In example embodiments, the passivation layer patterns may include trench spacers covering sidewalls of lower regions of the gate electrodes, gate capping layer patterns stacked on the upper regions of the gate electrodes, and sidewalls of the upper regions of the gate electrodes. And gate spacers covering sidewalls of the gate capping layer patterns. The gate spacers are connected to upper regions of the trench spacers.
또 다른 실시예들에서, 상기 게이트 전극들의 상기 상부 영역들은 차례로 적층된 폴리실리콘막 및 금속 실리사이드막을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 게이트 전극들의 상기 하부 영역들은 상기 폴리실리콘막으로부터 연장될 수 있다.In still other embodiments, the upper regions of the gate electrodes may include a polysilicon layer and a metal silicide layer that are sequentially stacked. In this case, the lower regions of the gate electrodes may extend from the polysilicon film.
또 다른 실시예들에서, 상기 자기정렬 콘택홀은 상기 보호막 패턴을 노출시킬 수 있다.In other embodiments, the self-aligned contact hole may expose the passivation pattern.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 리세스된 채널을 갖는 모스 트랜지스터를 채택하는 반도체 장치의 제조방법들을 제공한다. 이 방법들은 반도체기판의 소정영역에 소자분리막을 형성하여 활성영역을 한정하는 것을 포함한다. 상기 활성영역을 갖는 반도체기판 상에 몰딩막을 형성한다. 상기 몰딩막은 상기 활성영역 및 상기 소자분리막의 상부를 각각 가로지르는 제1 및 제2 개구부들을 갖도록 형성된다. 상기 개구부들의 측벽들 상에 트렌치 스페이서들을 형성한다. 상기 트렌치 스페이서들 및 상기 몰딩막을 식각 마스크로 사용하여 상기 활성영역을 식각하여 상기 제1 개구부 하부의 상기 활성영역 내에 채널 트렌치 영역을 형성한다. 상기 몰딩막 상에 상기 개구부들 및 상기 채널 트렌치 영역을 채우는 게이트 도전막 및 게이트 캐핑막을 차례로 형성한다. 상기 게이트 캐핑막 및 상기 게이트 도전막을 패터닝하여 상기 제1 및 제2 개구부들을 각각 덮는 제1 및 제2 게이트 패턴들을 형성한다. 상기 몰딩막을 선택적으로 등방성 식각하여 상기 트렌치 스페이서들의 상부 영역을 노출시킨다. 상기 게이트 패턴들의 측벽들을 덮고 상기 노출된 트렌치 스페이서들과 연결된 게이트 스페이서들을 형성한다. 상기 게이트 스페이서들을 갖는 반도체기판 상에 층간절연막을 형성한다. 상기 층간절연막 및 상기 몰딩막을 패터닝하여 상기 제1 및 제2 게이트 패턴들 사이의 활성영역을 노출시키는 자기정렬 콘택홀을 형성한다. 상기 자기정렬 콘택홀을 채우는 콘택 패드를 형성한다.According to another aspect of the present invention, methods of manufacturing a semiconductor device employing a MOS transistor having a recessed channel are provided. These methods include forming an isolation layer in a predetermined region of a semiconductor substrate to define an active region. A molding film is formed on the semiconductor substrate having the active region. The molding layer is formed to have first and second openings crossing the active region and the upper portion of the device isolation layer, respectively. Trench spacers are formed on sidewalls of the openings. The active region is etched using the trench spacers and the molding layer as an etch mask to form a channel trench region in the active region below the first opening. A gate conductive layer and a gate capping layer that fill the openings and the channel trench region are sequentially formed on the molding layer. The gate capping layer and the gate conductive layer are patterned to form first and second gate patterns respectively covering the first and second openings. The molding layer is selectively isotropically etched to expose the upper regions of the trench spacers. Gate spacers may be formed to cover sidewalls of the gate patterns and may be connected to the exposed trench spacers. An interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the gate spacers. The interlayer insulating layer and the molding layer are patterned to form a self-aligning contact hole exposing an active region between the first and second gate patterns. A contact pad is formed to fill the self-aligned contact hole.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 트렌치 스페이서들은 상기 몰딩막에 대하여 식각 선택비를 갖는 절연막으로 형성할 수 있다.In some embodiments, the trench spacers may be formed of an insulating layer having an etch selectivity with respect to the molding layer.
본 발명의 다른 실시예들에서, 상기 게이트 캐핑막은 상기 몰딩막에 대하여 식각 선택비를 갖는 절연막으로 형성할 수 있다.In other embodiments, the gate capping layer may be formed of an insulating layer having an etch selectivity with respect to the molding layer.
본 발명의 또 다른 실시예들에서, 상기 게이트 스페이서들은 상기 몰딩막에 대하여 식각 선택비를 갖는 절연막으로 형성할 수 있다.In still other embodiments of the present invention, the gate spacers may be formed of an insulating layer having an etch selectivity with respect to the molding layer.
본 발명의 또 다른 실시예들에서, 상기 자기정렬 콘택홀을 형성하는 것은 상기 패터닝된 게이트 캐핑막 및 상기 게이트 스페이서들을 식각 마스크들로 사용하여 상기 층간절연막 및 상기 몰딩막을 식각하여 상기 제1 및 제2 게이트 패턴들 사이를 지나는 예비 자기정렬 콘택홀을 형성하는 것과, 상기 예비 자기정렬 콘택홀을 갖는 기판의 표면을 세정하여 상기 트렌치 스페이서들을 노출시키는 것을 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, forming the self-aligned contact hole may be performed by etching the interlayer insulating layer and the molding layer using the patterned gate capping layer and the gate spacers as etching masks. The method may include forming a preliminary self-aligned contact hole passing between the two gate patterns, and cleaning the surface of the substrate having the preliminary self-aligned contact hole to expose the trench spacers.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되어지는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 설명의 편의를 위해 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. In the drawings, lengths, thicknesses, and the like of layers and regions may be exaggerated for convenience of description. Like numbers refer to like elements throughout the specification.
도 2a 내지 도 2l는 본 발명의 실시예들에 따른 모스 트랜지스터들 및 그 제조방법들을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2L are cross-sectional views illustrating MOS transistors and methods of fabricating the same according to embodiments of the present invention.
도 2a를 참조하면, 반도체기판(100)의 소정영역에 소자 분리막(110)을 형성하여 활성영역(A)과 소자분리영역(I)을 한정한다. 상기 소자분리막(110)은 트렌치 소자분리 기술을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 활성영역에 불순물 이온들을 주입하여 불순물 영역(112)을 형성한다. 상기 불순물 영역(112)은 상기 반도체기판(100)과 다른 도전형을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체기판(100)이 P형의 반도체기판인 경우에, 상기 불순물 영역(112)은 N형의 불순물들로 도우핑될 수 있다. 상기 불순물 영역(112)을 갖는 기판 상에 몰딩막(115)을 형성한다. 상기 몰딩막(115)은 실리콘 산화막으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2A, an
도 2b를 참조하면, 상기 몰딩막(115)을 패터닝하여 상기 활성영역(A)의 상부를 가로지르는 한 쌍의 제1 개구부들(120) 및 상기 활성영역(A)의 양 옆에 위치하면서 상기 소자 분리막(110)의 상부를 가로지르는 한 쌍의 제2 개구부들(120')을 형성한다. 상기 제1 개구부들(120) 및 제2 개구부들(120')은 서로 평행하도록 형성될 수 있다. 상기 개구부들(120, 120')을 갖는 기판 상에 절연막을 형성하고, 상기 절연막을 에치백(Etch Back)하여 상기 개구부들(120, 120')의 측벽들 상에 트렌치 스페이서들(130)을 형성한다. 상기 트렌치 스페이서들(130)을 형성하기 위한 상기 절연막은 상기 몰딩막(115)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 트렌치 스페이서들(130)은 실리콘 질화막(SiN)으로 형성할 수 있다.
Referring to FIG. 2B, the
도 2c를 참조하면, 상기 몰딩막(115)과 상기 트렌치 스페이서들(130)을 식각 마스크들로 이용하여 상기 활성영역(A)을 선택적으로 식각하여 상기 활성영역(A)을 가로지르는 한 쌍의 채널 트렌치 영역들(140)을 형성한다. 상기 채널 트렌치 영역들(140)은 상기 불순물 영역(112)보다 깊도록 형성된다. 그 결과, 상기 불순물 영역(112)은 상기 한 쌍의 채널 트렌치 영역들(140) 사이에 잔존하는 공통 드레인 영역(112d)과 아울러서 상기 활성영역(A)의 양 단들에 각각 잔존하는 제1 및 제2 소오스 영역들(112s', 112s")로 분할된다. 상기 채널 트렌치 영역들(140)은 리세스된 채널 영역들을 한정한다. 상기 채널 트렌치 영역들(140)의 표면들은 습식 세정공정 또는 건식 세정공정을 사용하여 세정될 수 있다. 상기 습식 세정공정은 수산화 암모늄(NH4OH), 과산화 수소(H2O2) 및 탈이온수(H2O)의 혼합용액을 사용하여 실시될 수 있다. 상기 채널 트렌치 영역들(140)의 하부 모서리 부분들은 상기 세정공정에 의해 둥근 프로파일을 갖도록 변형될 수 있다.Referring to FIG. 2C, a pair of cross-sections of the active region A may be selectively etched using the
도 2d를 참조하면, 상기 채널 트렌치 영역들(140)의 내벽들 상에 게이트 절연막(145)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(145)은 상기 채널 트렌치 영역들(140)을 갖는 기판을 열산화시키어 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2D, a
도 2e를 참조하면, 상기 게이트 절연막(145)을 갖는 기판 상에 상기 채널 트렌치 영역들(140) 및 상기 개구부들(120, 120')을 채우는 게이트 도전막을 형성한다. 상기 게이트 도전막은 폴리실리콘막(150)과 금속 실리사이드막(160)을 차례로 적층시키어 형성할 수 있다. 이 경우에, 상기 폴리실리콘막(150)은 상기 채널 트렌 치 영역들(140) 및 상기 개구부들(120, 120')을 채우도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 금속 실리사이드막(160)은 텅스텐 실리사이드막으로 형성될 수 있다. 상기 금속 실리사이드막(160) 상에 게이트 캐핑막(170)을 형성한다. 상기 게이트 캐핑막(170)은 상기 몰딩막(115)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 게이트 캐핑막(170)은 실리콘 질화막(SiN)으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2E, a gate conductive layer may be formed on the substrate having the
도 2f를 참조하면, 상기 게이트 캐핑막(170)을 패터닝하여 상기 활성영역(A)의 상부를 가로지르는 한 쌍의 게이트 캐핑막 패턴들(171) 및 상기 활성영역(A)의 양 옆에 각각 배치된 또 다른 한 쌍의 게이트 캐핑막 패턴들(171)을 형성한다. 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171)을 식각 마스크들로 사용하여 상기 금속 실리사이드막(160) 및 상기 폴리실리콘막(150)을 차례로 식각하여 상기 활성영역(A)의 상부를 가로지르는 한 쌍의 제1 게이트 전극들(250) 및 상기 소자분리막(110)의 상부를 가로지르는 한 쌍의 제2 게이트 전극들(250')을 형성한다. 즉, 상기 게이트 캐핑막(170) 및 상기 게이트 도전막을 패터닝하여 상기 제1 개구부들(120)을 덮는 한 쌍의 제1 평행한 게이트 패턴들(260) 및 상기 제2 개구부들(120')을 덮는 한 쌍의 제2 평행한 게이트 패턴들(260')을 형성한다. 그 결과, 상기 게이트 전극들(250, 250')의 각각은 순차적으로 적층된 폴리실리콘 패턴(151) 및 금속 실리사이드 패턴(161)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2F, the
상기 게이트 전극들(250, 250')은 상기 개구부들(120, 120')을 채우는 하부 영역들 및 상기 몰딩막(115)의 상부면으로부터 돌출된 상부 영역들을 갖도록 형성 된다. 결과적으로, 상기 상부 영역들의 각각은 차례로 적층된 폴리실리콘 패턴(151) 및 금속 실리사이드 패턴(161)을 포함할 수 있고, 상기 하부 영역들의 각각은 상기 폴리실리콘 패턴(151)으로부터 연장되고 상기 트렌치 스페이서(130)에 의해 둘러싸여진 형태를 가질 수 있다. 상기 하부 영역들은 도 2f에 보여진 바와 같이 상기 채널 트렌치 영역들(140)에 자기정렬되어 상기 채널 트렌치 영역들(140)과 동일한 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 상부 영역들은 상기 하부 영역들보다 큰 폭을 가질 수 있다.The
도 2g 및 도 2h를 참조하면, 상기 몰딩막(115)을 등방성 식각하여 상기 트렌치 스페이서들(130)의 상부 영역들을 노출시킨다. 상기 등방성 식각된 몰딩막(115)을 갖는 기판 전면에 절연막을 적층한다. 이어서, 상기 절연막을 에치백하여 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171)의 측벽들 및 상기 게이트 전극들(250, 250')의 상부 영역들의 측벽들을 덮으면서 상기 트렌치 스페이서들(130)의 상부 영역들에 연결된 게이트 스페이서들(180)을 형성한다. 다시 말해서, 상기 게이트 스페이서들(180)은 상기 폴리실리콘 패턴(151), 상기 금속 실리사이드 패턴(161) 및 상기 게이트 캐핑막 패턴(171)의 측벽들 상에 형성된다. 상기 게이트 스페이서들(180)은 상기 몰딩막(115)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 게이트 스페이서들(180)은 실리콘 질화막(SiN)으로 형성할 수 있다.2G and 2H, the
한편, 도 2a에 도시된 상기 불순물 영역(112)이 저농도 불순물 영역인 경우에, 상기 게이트 스페이서들(180) 및 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171)을 이온 주입 마스크들로 사용하여 상기 반도체 기판(100)의 활성영역(A) 내에 불순물 이온들을 추가로 주입하여 고농도 소오스/드레인 영역들(미도시)을 형성할 수도 있다.Meanwhile, when the
도 2i 및 도 2j를 참조하면, 상기 게이트 스페이서들(180)을 갖는 기판 상에 층간 절연막(190)을 형성한다. 상기 층간 절연막(190)은 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171) 및 상기 게이트 스페이서들(180)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 층간 절연막(190)은 BPSG, BSG, TEOS, 또는 USG와 같은 산화막으로 형성할 수 있다. 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171) 및 상기 게이트 스페이서들(180)을 식각 마스크들로 사용하여 상기 층간 절연막(190) 및 상기 몰딩막(115)을 식각하여 상기 게이트 패턴들(260, 260') 사이의 영역들을 관통하고 상기 공통 드레인 영역(112d), 제1 소오스 영역(112s') 및 제2 소오스 영역(112s")을 노출시키는 예비 자기정렬 콘택홀들을 형성한다.2I and 2J, an
상기 예비 자기정렬 콘택홀들을 갖는 기판의 표면을 습식 공정 또는 건식 공정을 사용하여 세정하여 최종 자기정렬 콘택홀들(200)을 형성한다. 상기 세정공정은 상기 트렌치 스페이서들(130) 및 게이트 스페이서들(180)을 식각 저지막으로 사용하여 실시될 수 있다. 그 결과, 상기 자기정렬 콘택홀들(200)은 상기 트렌치 스페이서들(130)을 완전히 노출시키도록 확장될 수 있다. 즉, 상기 자기정렬 콘택홀들(200)의 하부 영역들은 그것의 상부 영역들보다 넓도록 확장된다. 다시 말해서, 상기 자기정렬 콘택홀들(200)은 그 하부에 확장된 하부 영역들(201)을 갖도록 형성되어 상기 공통 드레인 영역(112d), 상기 제1 소오스 영역(112s') 및 상기 제2 소오스 영역(112s")의 노출된 면적들을 극대화시킬 수 있다. 상기 습식 공정은 수산 화 암모늄(NH4OH), 과산화 수소(H2O2) 및 탈이온수(H2O2
)의 혼합용액을 사용하여 실시될 수 있다.The surface of the substrate having the preliminary self-aligned contact holes is cleaned using a wet process or a dry process to form final self-aligned contact holes 200. The cleaning process may be performed using the
도 2k를 참조하면, 상기 콘택홀들(200)을 포함한 반도체 기판 전면에 상기 콘택홀들(200)을 채우는 도전막을 형성한다. 상기 도전막은 도우프트 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 상기 도우프트 폴리실리콘막은 인시투 공정을 사용하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 도우프트 폴리실리콘막은 폴리실리콘막을 증착하는 동안 인(P)과 같은 도펀트들을 주입시키어 형성할 수 있다. 이어서, 상기 층간절연막(190)의 상부면이 노출될 때까지 상기 도전막을 평탄화시키어 상기 콘택홀들(200) 내에 서로 격리된 콘택 패드들(210)를 형성한다. 이때, 콘택홀들(200)의 확장부들(도 2j의 201) 역시 상기 도전막으로 채워져서 콘택 패드들(210)의 수평 연장부들(211)를 형성하게 된다. 결국, 상기 수평 연장부들(211) 및 상기 소오스/드레인 영역들(112s', 112s", 112d) 사이의 접촉면들의 폭(S)은 도 2l에 도시된 바와 같이 상기 게이트 전극들(250, 250')의 오정렬에 관계없이 항상 일정할 수 있다.Referring to FIG. 2K, a conductive film may be formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the contact holes 200 to fill the contact holes 200. The conductive film may be formed of a dope polysilicon film. The doped polysilicon film may be formed using an in-situ process. That is, the doped polysilicon film may be formed by implanting dopants such as phosphorous (P) during the deposition of the polysilicon film. Subsequently, the conductive layer is planarized until the upper surface of the interlayer insulating
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치들 및 그 제조방법들을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating semiconductor devices and methods of fabricating the same according to still other embodiments of the inventive concept.
도 3a를 참조하면, 셀 영역(C) 및 주변 영역(P)을 갖는 반도체 기판(100)의 소정영역에 소자분리막(110)을 형성하여 상기 셀 영역(C) 및 주변 영역(P) 내에 각각 셀 활성영역 및 주변 활성영역을 한정한다. 상기 소자분리막(110)을 갖는 기판의 전면 상에 몰딩막(115)을 형성한다. 상기 몰딩막(115)을 패터닝하여 상기 셀 영 역(C) 내에 제1 개구부들(120) 및 제2 개구부들(120')을 형성한다. 상기 개구부들(120, 120')의 측벽들 상에 트렌치 스페이서들(130)을 형성한다. 상기 몰딩막(115), 상기 개구부들(120, 120') 및 상기 트렌치 스페이서들(130)은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 실시예들과 동일한 방법들을 사용하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3A, the
상기 몰딩막(115) 및 상기 트렌치 스페이서들(130)을 식각 마스크들로 사용하여 상기 셀 활성영역을 식각하여 상기 셀 활성영역을 가로지르는 채널 트렌치 영역들(140)을 형성한다.The cell active region is etched using the
도 3b를 참조하면, 상기 채널 트렌치 영역들(140)을 갖는 기판 상에 상기 셀 영역(C)을 덮는 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 몰딩막(115)을 선택적으로 식각하여 상기 주변 영역(P) 내의 상기 소자분리막(110) 및 주변 활성영역을 노출시킨다. 이어서, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다.Referring to FIG. 3B, a photoresist pattern (not shown) covering the cell region C is formed on a substrate having the
도 3c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후에, 상기 채널 트렌치 영역들(140)의 내벽들 및 상기 주변 활성영역의 표면에 게이트 절연막(145)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(145) 역시 도 2d를 참조하여 설명된 실시예들과 동일한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 게이트 절연막(145)을 갖는 기판 상에 상기 개구부들(120, 120') 및 채널 트렌치 영역들(140)을 채우는 게이트 도전막 및 게이트 캐핑막(170)을 차례로 형성한다. 상기 게이트 도전막은 도 2e를 참조하여 설명된 바와 같이 폴리실리콘막(150) 및 금속 실리사이드막(160)을 차례로 적층시키어 형성할 수 있고, 상기 게이트 캐핑막(170) 역시 도 2e를 참조하여 설명된 실 시예들과 동일한 방법들을 사용하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3C, after removing the photoresist pattern, a
도 3d를 참조하면, 상기 게이트 캐핑막(170), 금속 실리사이드막(160) 및 폴리실리콘막(150)을 연속적으로 패터닝하여 상기 셀 영역(C) 내에 도 2f에 보여진 것들과 동일한 형태들을 갖는 게이트 전극들 및 게이트 캐핑막 패턴들(171)을 형성한다. 즉, 상기 게이트 전극들의 각각은 차례로 적층된 폴리실리콘 패턴(151) 및 금속 실리사이드 패턴(161)을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 셀 영역(C) 내에 상기 폴리실리콘 패턴들(151), 금속 실리사이드 패턴들(161) 및 게이트 캐핑막 패턴들(171)이 형성되는 동안 상기 주변 활성영역의 상부를 가로지르는 주변 게이트 패턴이 동시에 형성될 수 있다. 결과적으로, 상기 주변 게이트 패턴은 차례로 적층된 주변 폴리실리콘 패턴(152), 주변 금속 실리사이드 패턴(162) 및 주변 게이트 캐핑막 패턴(172)을 갖도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3D, the
상기 셀 게이트 패턴들 및 상기 주변 게이트 패턴을 형성한 다음에, 상기 몰딩막(115)을 등방성 식각하여 상기 트렌치 스페이서들(130)의 상부 영역을 노출시킨다. 상기 몰딩막(115)을 등방성 식각한 후에, 상기 셀 게이트 패턴들의 측벽들 및 상기 주변 게이트 패턴의 측벽 상에 각각 셀 게이트 스페이서들(180) 및 주변 게이트 스페이서(181)을 형성한다. 상기 게이트 스페이서들(180, 181)은 도 2h를 참조하여 설명된 실시예들과 동일한 방법들을 사용하여 형성될 수 있다.After forming the cell gate patterns and the peripheral gate pattern, the
상기 게이트 스페이서들(180, 181)을 형성한 다음에, 상기 주변 게이트 패턴의 양 옆의 상기 주변 활성영역 상에 선택적 에피택시얼 성장(selective epitaxial growth; SEG) 기술을 사용하여 상승된(elevated) 소오스/드레인 영역들(220)을 형 성할 수 있다. 계속해서, 상기 상승된 소오스/드레인 영역들(220) 상에 선택적으로 샐리사이드(salicide; self-aligned silicide) 기술을 사용하여 소오스/드레인 금속 실리사이드막(230)을 추가로 형성할 수 있다.After the
도 3e를 참조하면, 상기 소오스/드레인 금속 실리사이드막(230)을 갖는 기판 상에 층간절연막(190)을 형성한다. 상기 층간 절연막(190)은 도 2i를 참조하여 설명된 실시예들과 동일한 방법들을 사용하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 층간 절연막(190)은 상기 게이트 캐핑막 패턴들(171, 172) 및 게이트 스페이서들(180, 181)에 대하여 식각 선택비를 갖는 물질막으로 형성한다. 이어서, 상기 층간 절연막(190) 및 상기 몰딩막(115)을 패터닝하여 상기 셀 게이트 패턴들 사이의 상기 셀 활성영역을 노출시키는 자기정렬 콘택홀들(200)을 형성하고, 상기 자기정렬 콘택홀들(200)을 채우는 콘택 패드들(210)을 형성한다. 상기 자기정렬 콘택홀들(200) 및 콘택 패드들(210)은 도 2j 및 도 2k를 참조하여 설명된 실시예들과 동일한 방법들을 사용하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3E, an
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 몰딩막을 사용하여 리세스된 채널 트렌치 영역에 자기정렬된 하부 영역을 갖는 게이트 전극이 형성된다. 따라서, 상기 게이트 전극의 상부 영역을 형성하기 위한 사진공정시 오정렬이 발생될지라도, 상기 게이트 전극들 사이의 콘택 패드들 및 이들과 접촉하는 불순물 영역들 사이의 경계면의 폭은 상기 게이트 전극의 상부 영역의 오정렬에 관계없이 항상 일정할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiments of the present invention, a gate electrode having a self-aligned lower region is formed in the recessed channel trench region using the molding layer. Therefore, even if misalignment occurs in the photolithography process for forming the upper region of the gate electrode, the width of the interface between the contact pads between the gate electrodes and the impurity regions contacting them is equal to the upper region of the gate electrode. It can always be constant regardless of misalignment of.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040063305A KR20060014672A (en) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040063305A KR20060014672A (en) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060014672A true KR20060014672A (en) | 2006-02-16 |
Family
ID=37123585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040063305A KR20060014672A (en) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20060014672A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100753138B1 (en) * | 2006-09-29 | 2007-08-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating semiconductor device |
KR100935197B1 (en) * | 2008-01-28 | 2010-01-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming of semiconductor device |
US7867865B2 (en) | 2007-07-02 | 2011-01-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating semiconductor devices including elevated source and drain regions |
US8557660B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-10-15 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor device and method for forming the same |
-
2004
- 2004-08-11 KR KR1020040063305A patent/KR20060014672A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100753138B1 (en) * | 2006-09-29 | 2007-08-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating semiconductor device |
US7867865B2 (en) | 2007-07-02 | 2011-01-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating semiconductor devices including elevated source and drain regions |
US8552494B2 (en) | 2007-07-02 | 2013-10-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including elevated source and drain regions |
KR100935197B1 (en) * | 2008-01-28 | 2010-01-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming of semiconductor device |
US8557660B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-10-15 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor device and method for forming the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8053307B2 (en) | Method of fabricating semiconductor device with cell epitaxial layers partially overlap buried cell gate electrode | |
KR100843715B1 (en) | Contact structure in semiconductor device and method of forming the same | |
JP4086926B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US7045413B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit using a selective disposable spacer technique and semiconductor integrated circuit manufactured thereby | |
KR100843716B1 (en) | Method of fabricating semiconductor device having self-aligned contact plug and related device | |
KR100618861B1 (en) | Semiconductor device having local recess channel transistor and method of fabricating the same | |
US7696570B2 (en) | Transistors of semiconductor device having channel region in a channel-portion hole and methods of forming the same | |
US7629215B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR20080090171A (en) | Method of fabricating semiconductor device having landing pad | |
KR20180000763A (en) | Semiconductor device having an impurity region | |
KR20090020847A (en) | Method of fabricating a mos transistor having a strained channel and mos transistor fabricated thereby | |
KR20060014672A (en) | Semiconductor devices employing mos transistors having recessed channel regions and methods of fabricating the same | |
KR100607177B1 (en) | A semiconductor device including a transistor having asymmetric channel region and a method of fabricating the same | |
KR100642649B1 (en) | Semiconductor device applying well bias and method offabricating the same | |
KR100586553B1 (en) | Gate of semiconductor device and method thereof | |
KR20080065355A (en) | Method of forming a semiconductor device | |
KR100698068B1 (en) | A fin-FET and a method for fabricating the same | |
KR100982959B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
KR100663363B1 (en) | Recessed transistors removing fence of semiconductor substrate on sidewall of device isolation layer and methods of forming the same | |
KR20080029266A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20060062358A (en) | Method for manufacturing semiconductor device having recessed channel transistor | |
KR20050052027A (en) | Semiconductor device having a recessed gate electrode and fabrication method thereof | |
KR20020010793A (en) | Manufacturing method for semiconductor device | |
KR20010109677A (en) | Fabrication method of MOS transistor in semiconductor device and MOS transistor fabricated thereby | |
JPH08236760A (en) | Semiconductor device, and its manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |