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KR100614574B1 - Semiconductor device with landing plug and method of manufacturing same - Google Patents

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KR100614574B1
KR100614574B1 KR1020040031991A KR20040031991A KR100614574B1 KR 100614574 B1 KR100614574 B1 KR 100614574B1 KR 1020040031991 A KR1020040031991 A KR 1020040031991A KR 20040031991 A KR20040031991 A KR 20040031991A KR 100614574 B1 KR100614574 B1 KR 100614574B1
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silicide
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Abstract

본 발명은 랜딩플러그 형성을 위한 포토 및 식각공정을 진행하지 않으면서, 콘택저항 증가 및 스토리지노드콘택과 게이트라인간 자기정렬콘택페일을 방지할 수 있는 랜딩플러그를 구비한 반도체소자 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 반도체소자의 제조 방법은 반도체 기판 상부에 복수개의 게이트라인을 형성하는 단계, 상기 복수개 게이트라인 사이의 상기 반도체기판 상에 실리콘에피택셜층을 성장시켜 랜딩플러그를 형성하는 단계, 상기 랜딩플러그 상에 양측 끝단이 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 형태의 금속실리사이드를 형성하는 단계, 상기 금속실리사이드를 포함한 전면에 층간절연막을 형성하는 단계, 상기 층간절연막을 식각하여 상기 금속실리사이드의 일부 표면을 노출시키는 스토리지노드콘택홀을 형성하는 단계, 및 상기 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택을 형성하는 단계를 포함하며, 위와 같이 본 발명은 랜딩플러그와 스토리지노드콘택 사이에 금속실리사이드를 추가해주므로 콘택저항증가를 억제하고 자기정렬콘택식각공정의 페일을 방지할 수 있다.The present invention provides a semiconductor device having a landing plug that can increase contact resistance and prevent self-aligned contact failing between a storage node contact and a gate line without performing a photo and etching process for forming a landing plug, and a method of manufacturing the same. According to the present invention, a method of manufacturing a semiconductor device includes forming a plurality of gate lines on an upper surface of a semiconductor substrate, and forming a landing plug by growing a silicon epitaxial layer on the semiconductor substrate between the plurality of gate lines. Forming a metal silicide having both ends covering the upper edge of the gate line on the landing plug; forming an interlayer insulating film on the entire surface including the metal silicide; etching the interlayer insulating film to etch the metal silicide Forming a storage node contact hole exposing a portion of the surface of the And forming a storage node contact buried in the storage node contact hole. As described above, the present invention adds a metal silicide between the landing plug and the storage node contact, thereby suppressing an increase in contact resistance and etching a self-aligned contact. Fail of the process can be prevented.

랜딩플러그, 스토리지노드콘택, 실리콘에피택셜층, 금속실리사이드Landing plug, storage node contact, silicon epitaxial layer, metal silicide

Description

랜딩플러그를 구비한 반도체소자 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE WITH LANDING-PLUG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME} Semiconductor device with landing plug and manufacturing method therefor {SEMICONDUCTOR DEVICE WITH LANDING-PLUG AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}             

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 랜딩플러그의 형성 방법을 도시한 공정 단면도, 1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of forming a landing plug according to the prior art;

도 2는 종래기술에 따른 자기정렬콘택 페일을 나타낸 도면,2 illustrates a self-aligned contact fail according to the prior art;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 랜딩플러그를 구비한 반도체소자의 구조 단면도,3 is a structural cross-sectional view of a semiconductor device having a landing plug according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 랜딩플러그를 구비한 반도체소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a landing plug according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

31 : 반도체 기판 32 : 필드산화막31 semiconductor substrate 32 field oxide film

33 : 게이트라인 34 : LDD 영역33: gate line 34: LDD region

35 : 게이트스페이서 36 : 소스/드레인영역35: gate spacer 36: source / drain area

37a, 37b : 랜딩플러그 38 : 제1층간절연막37a, 37b: landing plug 38: first interlayer insulating film

39 : 티타늄 40 : 티타늄실리사이드39: titanium 40: titanium silicide

43 : 비트라인 45 : 스토리지노드콘택홀 43: bit line 45: storage node contact hole                 

46 : 스토리지노드콘택
46: Storage node contact

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 랜딩플러그를 구비한 반도체소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing technology, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a landing plug.

일반적으로 반도체소자 제조시 트랜지스터의 소스/드레인에 연결된 콘택(contact)을 통해 캐패시터 및 비트라인과의 전기적 동작이 가능하다.In general, in the manufacture of semiconductor devices, electrical contact with a capacitor and a bit line is possible through a contact connected to a source / drain of a transistor.

최근에 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 게이트라인과 같은 전도라인 간의 간극이 좁아지고 있으며, 이에 따라 콘택 공정 마진이 줄어들고 있다. 이러한 콘택 공정 마진을 확보하기 위하여 자기정렬콘택(Self Aligned Contact; SAC) 공정을 진행하고 있다. Recently, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the gap between conductive lines such as gate lines has narrowed, and thus, contact process margins have decreased. In order to secure such a contact process margin, a self aligned contact (SAC) process is being performed.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 랜딩플러그를 구비한 반도체소자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 자기정렬콘택 페일을 나타낸 도면이다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a landing plug according to the prior art, and FIG. 2 illustrates a self-aligned contact fail according to the prior art.

도 1a에 도시된 바와 같이, 셀영역이 정의된 반도체 기판(11)에 소자간 분리를 위한 필드산화막(12)을 형성한 후, 반도체 기판(11) 상부에 복수개의 게이트라인(13)을 형성한다.As shown in FIG. 1A, after forming a field oxide film 12 for isolation between devices in a semiconductor substrate 11 having a cell region defined therein, a plurality of gate lines 13 are formed on the semiconductor substrate 11. do.

다음으로, LDD 영역(14)을 형성하기 위한 이온주입을 진행한 후, 게이트라인(13)의 양측벽에 접하는 게이트스페이서(15)를 형성하고, 소스/드레인영역(16)을 형성하기 위한 이온주입을 진행한다.Next, after the ion implantation for forming the LDD region 14 is performed, the gate spacer 15 in contact with both sidewalls of the gate line 13 is formed, and the ions for forming the source / drain region 16 are formed. Proceed with infusion.

계속해서, 전면에 제1층간절연막(17)을 형성한 후, 포토 및 식각공정을 통해 제1층간절연막(17)을 식각하여 랜딩플러그용 콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 랜딩플러그용 콘택홀을 채울때까지 폴리실리콘막(18)을 증착한다.Subsequently, after the first interlayer insulating film 17 is formed on the entire surface, the first interlayer insulating film 17 is etched through a photo and etching process to form a landing plug contact hole (not shown) to form a landing plug contact. The polysilicon film 18 is deposited until the hole is filled.

도 1b에 도시된 바와 같이, 게이트라인(13)의 상부가 드러날때까지 폴리실리콘막(18)을 CMP하여 랜딩플러그(18a, 18b)를 형성한다. 이때, 제1층간절연막(17)도 동시에 CMP하여 평탄화시킨다.As shown in FIG. 1B, the polysilicon film 18 is CMPed to form the landing plugs 18a and 18b until the upper portion of the gate line 13 is exposed. At this time, the first interlayer insulating film 17 is also planarized by CMP.

다음으로, 전면에 제2층간절연막(19)을 증착한 후, 랜딩플러그(18a, 18b) 중에서 어느 하나(18b)를 오픈시키는 비트라인콘택홀(도시 생략)을 형성하고, 이 비트라인콘택홀을 통해 어느 하나의 랜딩플러그(18b)와 연결되는 비트라인(20)을 형성한다.Next, after depositing the second interlayer insulating film 19 on the entire surface, a bit line contact hole (not shown) for opening one of the landing plugs 18a and 18b (not shown) is formed, and the bit line contact hole is formed. The bit line 20 is connected to one of the landing plugs 18b.

도 1c에 도시된 바와 같이, 비트라인(20) 상부에 제3층간절연막(21)을 증착한 후, 제3층간절연막(21)과 제2층간절연막(19)을 식각하여 비트라인(20) 사이의 랜딩플러그(18b) 표면을 오픈시키는 스토리지노드콘택홀(22)을 형성한다.As illustrated in FIG. 1C, after the third interlayer dielectric layer 21 is deposited on the bit line 20, the third interlayer dielectric layer 21 and the second interlayer dielectric layer 19 are etched to form the bit line 20. The storage node contact hole 22 opening the surface of the landing plug 18b therebetween is formed.

도 1d에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택홀(22)에 매립되는 스토리지노드콘택(23)을 형성한다. 이때, 스토리지노드콘택(23)은 스토리지노드콘택홀(22)을 채울때까지 폴리실리콘막을 증착한 후, 폴리실리콘막을 에치백 또는 CMP하여 형성한다.As illustrated in FIG. 1D, the storage node contact 23 embedded in the storage node contact hole 22 is formed. At this time, the storage node contact 23 is formed by depositing a polysilicon layer until the storage node contact hole 22 is filled, and then etching back or CMP the polysilicon layer.

그러나, 상기한 종래기술은 숏채널 형성시 셀영역에 형성되는 랜딩플러그를 포토 및 식각공정을 채용하여 형성하므로 소스/드레인 기생저항, 접합캐패시턴스 및 누설전류를 초래하는 문제가 있다. However, the above-described prior art forms a landing plug formed in a cell region by using a photo and etching process when forming a short channel, thereby causing source / drain parasitic resistance, junction capacitance, and leakage current.

또한, 종래기술은 스토리지노드와 스토리지노드콘택, 스토리지노드콘택과 랜딩플러그가 모두 폴리실리콘막으로 구성된 콘택을 형성하므로써 셀의 콘택저항이 증가하고, 이러한 콘택저항 증가로 인해 속도저하가 초래되는 문제가 있다.In addition, the prior art has a problem that the contact resistance of the cell is increased by forming a contact made of the storage node and the storage node contact, the storage node contact and the landing plug are all made of a polysilicon layer, and the increase in contact resistance causes a problem of slowing down the speed. have.

또한, 랜딩플러그용 콘택홀 및 스토리지노드콘택홀을 형성하기 위한 식각과정에서 게이트라인의 상부 에지까지 식각하므로 공정마진부족이 초래되고, 이는 게이트라인의 상부 손실(도 2의 '24')을 수반하여 자기정렬콘택페일(SAC Fail)의 하나인 스토리지노드콘택과 게이트라인간 숏트(short)를 유발하는 문제가 있다.
In addition, in the etching process for forming the landing plug contact hole and the storage node contact hole, the process line is etched to the upper edge of the gate line, resulting in a process margin shortage, which is accompanied by the upper loss of the gate line ('24' in FIG. Therefore, there is a problem of causing a short between the storage node contact and the gate line, which is one of the self-aligned contact fail (SAC Fail).

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 숏채널 형성시 랜딩플러그를 포토 및 식각공정을 채용하여 형성할 때 발생하는 소스/드레인 기생저항, 접합캐패시턴스 및 누설전류를 방지할 수 있는 랜딩플러그를 구비한 반도체소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, it is possible to prevent the source / drain parasitic resistance, junction capacitance and leakage current generated when the landing plug is formed by employing the photo and etching process when forming the short channel SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a landing plug, and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명의 다른 목적은 셀의 콘택저항 증가를 방지하면서 스토리지노드콘택과 게이트라인간 자기정렬콘택페일을 방지할 수 있는 랜딩플러그를 구비한 반도체소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a landing plug and a method of manufacturing the same, which can prevent self-aligned contact failing between a storage node contact and a gate line while preventing an increase in contact resistance of a cell.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체소자는 반도체 기판, 상기 반도체 기판 상부에 형성된 복수개의 게이트라인, 상기 복수개 게이트라인 사이의 상기 반도체기판 표면 상에 성장된 실리콘에피택셜층으로 된 랜딩플러그, 상기 랜딩플러그 상에 형성되며 양측 끝단이 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 금속실리사이드, 및 상기 금속실리사이드 상에 형성된 스토리지노드콘택을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 금속실리사이드는 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 형태인 것을 특징으로 한다.The semiconductor device of the present invention for achieving the above object is a landing plug of a semiconductor substrate, a plurality of gate lines formed on the semiconductor substrate, a silicon epitaxial layer grown on the surface of the semiconductor substrate between the plurality of gate lines, the A metal silicide formed on the landing plug and having both ends covering the upper edge of the gate line, and a storage node contact formed on the metal silicide, wherein the metal silicide covers the upper edge of the gate line. It is characterized by the form.

그리고, 본 발명의 반도체소자의 제조 방법은 반도체 기판 상부에 복수개의 게이트라인을 형성하는 단계, 상기 복수개 게이트라인 사이의 상기 반도체기판 상에 실리콘에피택셜층을 성장시켜 랜딩플러그를 형성하는 단계, 상기 랜딩플러그 상에 양측 끝단이 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 형태의 금속실리사이드를 형성하는 단계, 상기 금속실리사이드를 포함한 전면에 층간절연막을 형성하는 단계, 상기 층간절연막을 식각하여 상기 금속실리사이드의 일부 표면을 노출시키는 스토리지노드콘택홀을 형성하는 단계, 및 상기 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 금속실리사이드는 상기 게이트라인의 상부에지를 일부 덮는 형태가 되도록 과도성장시키는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention includes forming a plurality of gate lines on a semiconductor substrate, growing a silicon epitaxial layer on the semiconductor substrate between the plurality of gate lines, and forming a landing plug. Forming a metal silicide having a shape at which both ends cover an upper edge of the gate line on the landing plug, forming an interlayer insulating film on the entire surface including the metal silicide, and etching the interlayer insulating film to partially surface the metal silicide. Forming a storage node contact hole exposing the storage node contact hole, and forming a storage node contact embedded in the storage node contact hole, wherein the metal silicide partially covers an upper edge of the gate line. It is characterized by the overgrowth to be.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 구조를 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.                     

도 3을 참조하면, 반도체 소자는 크게 필드산화막(32)이 형성된 반도체 기판(31), 반도체 기판(31) 상부에 형성된 복수개의 게이트라인(33), 복수개 게이트라인 사이의 반도체기판(31) 표면 상에 성장된 실리콘에피택셜층으로 된 랜딩플러그(37a, 37b), 랜딩플러그(37a, 37b) 상에 형성된 티타늄실리사이드(40), 티타늄실리사이드(40) 상에 형성된 스토리지노드콘택(46)을 포함한다.Referring to FIG. 3, a semiconductor device includes a semiconductor substrate 31 having a field oxide film 32 formed therein, a plurality of gate lines 33 formed on the semiconductor substrate 31, and a surface of the semiconductor substrate 31 between the plurality of gate lines. A landing plug 37a and 37b of a silicon epitaxial layer grown on it, a titanium silicide 40 formed on the landing plugs 37a and 37b, and a storage node contact 46 formed on the titanium silicide 40. do.

도 3에서, 티타늄실리사이드(40)는 게이트라인(33)의 상부 에지를 덮는 형태이며, 이 티타늄실리사이드(40)외에 랜딩플러그(37a)와 스토리지노드콘택(46) 사이에 형성되는 것으로는 코발트실리사이드, 니켈실리사이드 및 몰리브덴실리사이드가 가능하다.In FIG. 3, the titanium silicide 40 is formed to cover the upper edge of the gate line 33, and cobalt silicide is formed between the landing plug 37a and the storage node contact 46 in addition to the titanium silicide 40. Nickel silicide and molybdenum silicide are possible.

그리고, 랜딩플러그(37a, 37b) 아래의 반도체 기판(31) 표면에는 LDD 영역(34)을 구비한 소스/드레인영역(36)이 형성되어 있고, 게이트라인(33)의 양측벽에는 게이트스페이서(35)가 형성되어 있다. A source / drain region 36 having an LDD region 34 is formed on the surface of the semiconductor substrate 31 under the landing plugs 37a and 37b, and gate spacers are formed on both sidewalls of the gate line 33. 35) is formed.

그리고, 랜딩플러그를(37a, 37b) 제외한 게이트라인(33) 사이는 제1층간절연막(38)이 매립되어 있으며, 랜딩플러그(37a, 37b) 중에서 일부(37b)는 제2층간절연막(41)을 관통하는 비트라인(43)이 연결되어 있다.The first interlayer insulating film 38 is embedded between the gate lines 33 except for the landing plugs 37a and 37b, and a part of the landing plugs 37a and 37b is filled with the second interlayer insulating film 41. The bit line 43 penetrating through is connected.

마지막으로, 스토리지노드콘택(46)은 폴리실리콘막인데, 제2층간절연막(41) 상에 형성된 제3층간절연막(44)과 제2층간절연막(41)을 동시에 관통하는 스토리지노드콘택홀(도시 생략) 내에 매립되어 티타늄실리사이드(40)와 연결된다.Finally, the storage node contact 46 is a polysilicon film, which simultaneously passes through the third interlayer insulating film 44 and the second interlayer insulating film 41 formed on the second interlayer insulating film 41 (not shown). And embedded in the titanium silicide 40.

이하, 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method will be described.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 랜딩플러그를 구비한 반도체소 자의 제조 방법을 도시한 공정 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having a landing plug according to an embodiment of the present invention.

도 4a에 도시된 바와 같이, 셀영역이 정의된 반도체 기판(31)에 소자간 분리를 위한 필드산화막(32)을 형성한 후, 반도체 기판(31) 상부에 복수개의 게이트라인(33)을 형성한다. 여기서, 게이트라인(33)은 잘 알려진 바와 같이, 게이트산화막, 폴리실리콘막, 텅스텐막 및 하드마스크질화막의 순서로 적층된 것이다.As shown in FIG. 4A, after the field oxide layer 32 is formed on the semiconductor substrate 31 in which the cell region is defined, the element oxide layer 32 is separated from each other, and then a plurality of gate lines 33 are formed on the semiconductor substrate 31. do. Here, the gate lines 33 are stacked in the order of the gate oxide film, the polysilicon film, the tungsten film, and the hard mask nitride film, as is well known.

다음으로, LDD 영역(34)을 형성하기 위한 이온주입을 진행한 후, 게이트라인(33)의 양측벽에 접하는 게이트스페이서(35)를 형성하고, 소스/드레인영역(36)을 형성하기 위한 이온주입을 진행한다. 여기서, 게이트스페이서(35)는 실리콘질화막(Si3N4)으로 형성하거나, HLD(High temperature Low pressure Deposition)산화막과 실리콘질화막(Si3N4)의 이중 구조로 형성한다.Next, after the ion implantation for forming the LDD region 34 is performed, ions for forming the gate spacer 35 contacting both side walls of the gate line 33 and forming the source / drain region 36 are formed. Proceed with infusion. Here, the gate spacer 35 is formed of a double structure of a silicon nitride film (Si 3 N 4) as formed, or, HLD (High temperature Low pressure Deposition) oxide film and a silicon nitride film (Si 3 N 4).

계속해서, 소스/드레인영역(36) 표면 상에 랜딩플러그(37a, 37b)가 될 실리콘에피택셜층(Silicon epitaxial layer)을 성장시킨다.Subsequently, a silicon epitaxial layer to be the landing plugs 37a and 37b is grown on the surface of the source / drain region 36.

이때, 실리콘에피택셜층은 절연막인 필드산화막(32), 게이트스페이서(35) 및 게이트라인(33) 상부에서는 성장하지 않고, 소스/드레인영역(36)의 표면상에서만 성장한다.At this time, the silicon epitaxial layer does not grow on the field oxide film 32, the gate spacer 35, and the gate line 33, which are insulating films, but grows only on the surface of the source / drain region 36.

도 4b에 도시된 바와 같이, 전면에 제1층간절연막(38)을 형성한 후, 랜딩플러그(37a, 37b)의 표면이 드러날때까지 CMP(Chemical Mechanical Polishing)하여 평탄화시킨다.As shown in FIG. 4B, the first interlayer insulating film 38 is formed on the entire surface, and then planarized by chemical mechanical polishing (CMP) until the surfaces of the landing plugs 37a and 37b are exposed.

다음으로, 평탄화된 제1층간절연막(38)을 포함한 전면에 금속막(39)을 증착 한다. 이때, 금속막(39)은 티타늄(Ti), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 몰리브덴(Mo)으로 형성한다. 이하, 금속막(39)은 설명의 편의상 '티타늄(39)'이라고 약칭한다. Next, a metal film 39 is deposited on the entire surface including the planarized first interlayer insulating film 38. In this case, the metal film 39 is formed of titanium (Ti), cobalt (Co), nickel (Ni), and molybdenum (Mo). Hereinafter, the metal film 39 is abbreviated as "titanium 39" for convenience of description.

티타늄(39)은 200Å∼450Å의 두께로 증착하며, 티타늄(39)의 증착은 진공 분위기의 물리적기상증착(PVD) 장비내에서 100℃∼400℃의 온도로 수 십초간 진행된다.Titanium 39 is deposited to a thickness of 200 kPa to 450 kPa, and the deposition of titanium 39 proceeds for several tens of seconds at a temperature of 100 ° C to 400 ° C in a physical vapor deposition (PVD) apparatus in a vacuum atmosphere.

도 4c에 도시된 바와 같이, 암모니아(NH3), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 한 가스 분위기에서 어닐링 공정을 진행하여 티타늄(39)과 랜딩플러그(37a, 37b)의 경계부분에 티타늄실리사이드(40)를 형성한다.As shown in FIG. 4C, the annealing process is performed in a gas atmosphere of ammonia (NH 3 ), nitrogen (N), or argon (Ar) to form a boundary between the titanium 39 and the landing plugs 37a and 37b. Titanium silicide 40 is formed.

여기서, 티타늄실리사이드(40)를 형성하기 위한 어닐링 공정은 650℃∼750℃에서 10초∼30초동안 이루어진다.Here, the annealing process for forming the titanium silicide 40 is performed for 10 seconds to 30 seconds at 650 ℃ to 750 ℃.

상기 어닐링공정으로 형성된 티타늄실리사이드(40)는 티타늄(39)과 랜딩플러그(37a, 37b)의 실리콘이 반응하여 형성되는데, 이때, 어닐링공정 시간을 충분히 하여 티타늄실리사이드(40)가 게이트라인(33)의 상부 에지를 덮는 형태를 갖도록 한다. 즉, 티타늄실리사이드(40)의 과도성장(over growing)을 유도하되, 이웃하는 티타늄실리사이드(40)가 서로 숏트되지 않도록 한다.The titanium silicide 40 formed by the annealing process is formed by the reaction of the silicon of the titanium 39 and the landing plugs 37a and 37b. To have a shape covering the upper edge of the. That is, while inducing overgrowth of the titanium silicide 40, neighboring titanium silicide 40 is not shorted to each other.

바람직하게, 티타늄실리사이드(40)의 과도성장을 용이하게 일어나도록 하기 위해서는, 랜딩플러그(37a, 37b)의 두께와 티타늄의 두께의 합이 게이트라인(33)의 총 높이를 동일하게 한다.Preferably, in order to easily cause overgrowth of the titanium silicide 40, the sum of the thicknesses of the landing plugs 37a and 37b and the thickness of the titanium makes the total height of the gate line 33 the same.

상기한 티타늄실리사이드(40) 형성후에 미반응 티타늄(39a)이 잔류한다. After the titanium silicide 40 is formed, unreacted titanium 39a remains.                     

도 4d에 도시된 바와 같이, 티타늄실리사이드(40) 반응에 참여하지 않은 미반응 티타늄(39a)을 제거한다. 이때, 미반응 티타늄(39a)은 습식 식각 공정을 이용하여 제거하되, 1:1:5의 NH4OH:H2O2:H2O의 혼합액을 이용한다. 이와 같은 혼합액은 미반응 티타늄(39a)만을 선택적으로 식각한다.As shown in FIG. 4D, unreacted titanium 39a that does not participate in the titanium silicide 40 reaction is removed. At this time, the unreacted titanium (39a) is removed using a wet etching process, but using a mixture of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O of 1: 1: 5. This mixed solution selectively etches only unreacted titanium 39a.

다음으로, 티타늄실리사이드(40)의 전기적 안정화를 구현하기 위해 추가로 어닐링 공정을 진행한다. 이 때, 추가 어닐링 공정은 800℃∼850℃에서 10초∼30초동안 이루어진다. 예컨대, 티타늄실리사이드(40)는 추가 어닐링공정을 진행하기 전에 불안정상인 C49상을 갖는 것으로 알려져 있으며, 이 C49을 안정한 C59상으로 상전이시키기 위해 추가 어닐링 공정을 적용한다. 이로써, 티타늄실리사이드(40)의 비저항이 감소하여 콘택저항 감소를 구현한다.Next, an annealing process is further performed to implement electrical stabilization of the titanium silicide 40. At this time, the additional annealing process is performed for 10 seconds to 30 seconds at 800 ℃ to 850 ℃. For example, titanium silicide 40 is known to have an unstable C49 phase prior to further annealing, and an additional annealing process is applied to phase change the C49 to a stable C59 phase. As a result, the specific resistance of the titanium silicide 40 is reduced to implement a reduction in contact resistance.

한편, 티타늄실리사이드(40)외에 전술한 바와 같은 금속막들로 형성되는 코발트실리사이드, 니켈실리사이드 및 몰리브덴실리사이드도 가능하다.Meanwhile, cobalt silicide, nickel silicide and molybdenum silicide formed of the metal films as described above in addition to the titanium silicide 40 are also possible.

도 4e에 도시된 바와 같이, 전면에 제2층간절연막(41)을 증착한 후, 제2층간절연막(41)을 선택적으로 식각하여 비트라인콘택홀(42)을 형성한다.As shown in FIG. 4E, after the second interlayer dielectric layer 41 is deposited on the entire surface, the second interlayer dielectric layer 41 is selectively etched to form the bit line contact hole 42.

이때, 티타늄실리사이드(40)가 식각정지막 역할을 하므로 게이트라인(33)의 상부 에지가 식각되는 것을 방지할 수 있다.In this case, since the titanium silicide 40 serves as an etch stop layer, the upper edge of the gate line 33 may be prevented from being etched.

도 4f에 도시된 바와 같이, 비트라인콘택홀(42)을 통해 어느 하나의 랜딩플러그(37b)와 연결되는 비트라인(43)을 형성한다. 여기서, 비트라인(43)은 티타늄실리사이드(40)를 통해 랜딩플러그(37b)와 전기적으로 연결되므로, 콘택저항이 감소 한다.As shown in FIG. 4F, a bit line 43 connected to any one landing plug 37b is formed through the bit line contact hole 42. Here, since the bit line 43 is electrically connected to the landing plug 37b through the titanium silicide 40, the contact resistance is reduced.

다음으로, 비트라인(43) 상부에 제3층간절연막(44)을 증착한 후, 제3층간절연막(45)과 제2층간절연막(41)을 식각하여 비트라인(43) 사이를 오픈시키는 스토리지노드콘택홀(45)을 형성한다.Next, after depositing the third interlayer insulating layer 44 on the bit line 43, the third interlayer insulating layer 45 and the second interlayer insulating layer 41 are etched to open the bit line 43. The node contact hole 45 is formed.

이때, 티타늄실리사이드(40)가 식각정지막 역할을 하므로 게이트라인(33)의 상부 에지가 식각되는 것을 방지할 수 있다.In this case, since the titanium silicide 40 serves as an etch stop layer, the upper edge of the gate line 33 may be prevented from being etched.

도 4g에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택홀(45)에 매립되는 스토리지노드콘택(46)을 형성한다. 이때, 스토리지노드콘택(46)은 스토리지노드콘택홀(45)을 채울때까지 폴리실리콘막을 증착한 후, 폴리실리콘막을 에치백 또는 CMP하여 형성한다.As shown in FIG. 4G, the storage node contact 46 is formed in the storage node contact hole 45. In this case, the storage node contact 46 is formed by depositing a polysilicon layer until the storage node contact hole 45 is filled, and then etching back or CMP the polysilicon layer.

상기한 실시예에 따르면, 스토리지노드콘택홀 및 비트라인콘택홀 형성을 위한 식각공정시 티타늄실리사이드가 식각정지막 역할을 하므로써 게이트라인의 상부에지가 어택받는 것을 방지한다.According to the above embodiment, the titanium silicide serves as an etch stop layer during the etching process for forming the storage node contact hole and the bit line contact hole, thereby preventing the upper edge of the gate line from being attacked.

또한, 랜딩플러그와 비트라인 사이 및 랜딩플러그와 스토리지노드콘택 사이에 티타늄실리사이드를 추가하므로써 콘택저항을 낮춘다.In addition, the contact resistance is lowered by adding titanium silicide between the landing plug and the bit line and between the landing plug and the storage node contact.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 본 발명은 랜딩플러그를 실리콘에피택셜층으로 형성하므로써 숏채널 구현시 소스/드레인 기생저항, 접합캐패시턴스 및 누설전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention described above has the effect of preventing the source / drain parasitic resistance, junction capacitance and leakage current when the shorting channel is implemented by forming the landing plug as a silicon epitaxial layer.

또한, 본 발명은 랜딩플러그를 실리콘에피택셜층과 티타늄실리사이드로 형성하므로써 콘택저항을 감소시킬 수 있고, 아울러 티타늄실리사이드가 자기정렬콘택식각공정시 식각정지막 역할을 하므로 공정마진을 확보할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention can reduce the contact resistance by forming the landing plug of the silicon epitaxial layer and titanium silicide, and also the effect of securing the process margin because titanium silicide acts as an etch stop layer during the self-aligned contact etching process. There is.

Claims (11)

반도체 기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체 기판 상부에 형성된 복수개의 게이트라인; A plurality of gate lines formed on the semiconductor substrate; 상기 복수개 게이트라인 사이의 상기 반도체기판 표면 상에 성장된 실리콘에피택셜층으로 된 랜딩플러그;A landing plug made of a silicon epitaxial layer grown on the semiconductor substrate surface between the plurality of gate lines; 상기 랜딩플러그 상에 형성되며 양측 끝단이 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 금속실리사이드; 및Metal silicide formed on the landing plug and having opposite ends covering upper edges of the gate line; And 상기 금속실리사이드 상에 형성된 스토리지노드콘택A storage node contact formed on the metal silicide 를 포함하는 반도체소자.Semiconductor device comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속실리사이드는,The metal silicide, 티타늄실리사이드, 코발트실리사이드, 니켈실리사이드 및 몰리브덴실리사이드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체소자.A semiconductor device, characterized in that selected from titanium silicide, cobalt silicide, nickel silicide and molybdenum silicide. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘에피택설층이 성장된 반도체 기판 표면에는 소스/드레인영역이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a source / drain region is formed on a surface of the semiconductor substrate on which the silicon epitaxy layer is grown. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스토리지노드콘택은 폴리실리콘막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The storage node contact is a semiconductor device, characterized in that the polysilicon film. 반도체 기판 상부에 복수개의 게이트라인을 형성하는 단계;Forming a plurality of gate lines on the semiconductor substrate; 상기 복수개 게이트라인 사이의 상기 반도체기판 상에 실리콘에피택셜층을 성장시켜 랜딩플러그를 형성하는 단계;Forming a landing plug by growing a silicon epitaxial layer on the semiconductor substrate between the plurality of gate lines; 상기 랜딩플러그 상에 양측 끝단이 상기 게이트라인의 상부 에지를 덮는 형태의 금속실리사이드를 형성하는 단계;Forming metal silicides on both sides of the landing plug, the ends of which cover upper edges of the gate lines; 상기 금속실리사이드를 포함한 전면에 층간절연막을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating film on the entire surface including the metal silicide; 상기 층간절연막을 식각하여 상기 금속실리사이드의 일부 표면을 노출시키는 스토리지노드콘택홀을 형성하는 단계; 및Etching the interlayer insulating layer to form a storage node contact hole exposing a portion of the metal silicide surface; And 상기 스토리지노드콘택홀에 매립되는 스토리지노드콘택을 형성하는 단계Forming a storage node contact embedded in the storage node contact hole 를 포함하는 반도체소자의 제조 방법.Method for manufacturing a semiconductor device comprising a. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 금속실리사이드를 형성하는 단계는,Forming the metal silicide, 상기 실리콘에피택셜층을 포함한 전면에 금속막을 증착하는 단계;Depositing a metal film on the entire surface including the silicon epitaxial layer; 상기 금속막과 상기 실리콘에피택셜층간 반응을 유도하여 상기 금속실리사이드를 형성하기 위한 어닐링공정을 진행하는 단계; 및Conducting an annealing process for forming the metal silicide by inducing a reaction between the metal film and the silicon epitaxial layer; And 상기 금속실리사이드 형성에 참여하지 않은 미반응 금속막을 제거하는 단계Removing an unreacted metal film not participating in the metal silicide formation 를 포함하는 반도체소자의 제조 방법.Method for manufacturing a semiconductor device comprising a. 삭제delete 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속막은,The metal film, 티타늄, 코발트, 니켈 및 몰리브덴 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that selected from titanium, cobalt, nickel and molybdenum. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속막과 상기 실리콘에피택셜층의 총 두께는 상기 게이트라인의 총 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조 방법.The total thickness of the metal film and the silicon epitaxial layer is formed to be equal to the total height of the gate line. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 스토리지노드콘택은, 폴리실리콘막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조 방법.The storage node contact is formed of a polysilicon film.
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