[go: up one dir, main page]

KR20150053020A - Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same - Google Patents

Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same Download PDF

Info

Publication number
KR20150053020A
KR20150053020A KR1020130134664A KR20130134664A KR20150053020A KR 20150053020 A KR20150053020 A KR 20150053020A KR 1020130134664 A KR1020130134664 A KR 1020130134664A KR 20130134664 A KR20130134664 A KR 20130134664A KR 20150053020 A KR20150053020 A KR 20150053020A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacer
plug
layer
contact plug
bit line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020130134664A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102226159B1 (en
Inventor
황창연
곽노정
이홍구
최윤제
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020130134664A priority Critical patent/KR102226159B1/en
Priority to US14/516,128 priority patent/US9425200B2/en
Publication of KR20150053020A publication Critical patent/KR20150053020A/en
Priority to US15/211,938 priority patent/US10411014B2/en
Priority to US16/521,282 priority patent/US11296088B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102226159B1 publication Critical patent/KR102226159B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying 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
    • H01L21/7682Applying 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 the dielectric comprising air gaps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying 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 conductors
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • H10B12/0335Making a connection between the transistor and the capacitor, e.g. plug
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/48Data lines or contacts therefor
    • H10B12/482Bit lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 기술은 이웃한 도전구조물들간의 기생캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 반도체장치 및 그 제조 방법을 제공하며, 본 기술에 따른 반도체장치 제조 방법은 기판 상에 제1콘택플러그와 상기 제1콘택플러그 상의 비트라인을 포함하는 비트라인구조물을 형성하는 단계; 상기 비트라인구조물의 상부 및 측벽에 제1스페이서, 희생스페이서 및 제2스페이서를 포함하는 다층 스페이서를 형성하는 단계; 상기 다층 스페이서 상에 상기 제1콘택플러그 및 비트라인의 측벽을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 분리층을 형성하는 단계; 상기 콘택홀에 상기 제1콘택플러그에 인접하는 제1플러그, 상기 제1플러그 상에서 상기 비트라인에 인접하는 제2플러그, 상기 제2스페이서에 접하여 상기 제2플러그의 측벽을 에워싸는 제3스페이서를 포함하는 제2콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 희생스페이서가 노출되도록 상기 다층 스페이서를 부분 제거하는 단계; 및 상기 희생스페이서를 제거하여 상기 제1콘택플러그와 제1플러그 사이로부터 상기 비트라인과 제2플러그 사이까지 확장된 에어갭을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention provides a semiconductor device capable of reducing the parasitic capacitance between neighboring conductive structures and a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a first contact plug on a substrate and a bit on the first contact plug, Forming a bit line structure comprising a line; Forming a multi-layer spacer including a first spacer, a sacrificial spacer and a second spacer on top and sidewalls of the bit line structure; Forming a separation layer on the multi-layer spacer, the isolation layer including a contact hole exposing sidewalls of the first contact plug and the bit line; A first plug adjacent to the first contact plug in the contact hole, a second plug adjacent to the bit line on the first plug, and a third spacer surrounding the side wall of the second plug in contact with the second spacer, Forming a second contact plug to form a second contact plug; Partially removing the multi-layer spacer so that the sacrificial spacer is exposed; And removing the sacrificial spacers to form an extended air gap between the first contact plug and the first plug and between the bit line and the second plug.

Description

에어갭을 구비한 반도체장치 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE WITH AIR GAP AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device having an air gap,

본 발명은 반도체장치에 관한 것으로서, 상세하게는 에어갭을 구비한 반도체장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having an air gap and a manufacturing method thereof.

일반적으로 반도체 장치는 이웃하는 도전구조물들 사이에 절연물질(Dielectric material)이 형성된다. 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 도전구조물들간의 거리가 점점 가까워지고 있다. 이로 인해, 기생캐패시턴스(Parasitic capacitance)가 증가되고 있다. 기생캐패시턴스가 증가됨에 따라 반도체장치의 성능(Performance)이 저하된다.In general, a semiconductor device has a dielectric material formed between neighboring conductive structures. As the semiconductor device is highly integrated, the distance between the conductive structures is gradually getting closer. As a result, the parasitic capacitance is increasing. As the parasitic capacitance increases, the performance of the semiconductor device decreases.

기생캐패시턴스를 감소시키기 위해 절연물질의 유전율을 낮추는 방법이 있다. 그러나, 절연물질이 여전히 높은 유전율을 갖기 때문에 기생캐패시턴스를 감소시키는데 한계가 있다.To reduce the parasitic capacitance, there is a method of lowering the dielectric constant of the insulating material. However, since the insulating material still has a high permittivity, there is a limitation in reducing the parasitic capacitance.

본 발명의 실시예들은 이웃한 도전구조물들간의 기생캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 반도체장치 및 그 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a semiconductor device capable of reducing parasitic capacitance between neighboring conductive structures and a method of manufacturing the same.

본 발명의 실시예에 따른 반도체장치는 기판 상의 제1콘택플러그 및 상기 제1콘택플러그 상의 비트라인을 포함하는 복수의 비트라인구조물; 상기 제1콘택플러그 및 상기 비트라인의 측벽에 형성된 에어갭을 포함하는 스페이서구조물; 상기 비트라인구조물 사이에 형성되며 오픈부를 갖는 분리층; 상기 오픈부에 형성된 제2콘택플러그; 및 상기 제2콘택플러그 상의 메모리요소를 포함할 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of bit line structures including a first contact plug on a substrate and a bit line on the first contact plug; A spacer structure including an air gap formed in the sidewalls of the first contact plug and the bit line; An isolation layer formed between the bit line structures and having an open portion; A second contact plug formed in the open portion; And a memory element on the second contact plug.

본 발명의 실시예에 따른 반도체장치 제조 방법은 기판 상에 제1콘택플러그와 상기 제1콘택플러그 상의 비트라인을 포함하는 비트라인구조물을 형성하는 단계; 상기 비트라인구조물의 상부 및 측벽에 제1스페이서, 희생스페이서 및 제2스페이서를 포함하는 다층 스페이서를 형성하는 단계; 상기 다층 스페이서 상에 상기 제1콘택플러그 및 비트라인의 측벽을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 분리층을 형성하는 단계; 상기 콘택홀에 상기 제1콘택플러그에 인접하는 제1플러그, 상기 제1플러그 상에서 상기 비트라인에 인접하는 제2플러그, 상기 제2스페이서에 접하여 상기 제2플러그의 측벽을 에워싸는 제3스페이서를 포함하는 제2콘택플러그를 형성하는 단계; 상기 희생스페이서가 노출되도록 상기 다층 스페이서를 부분 제거하는 단계; 및 상기 희생스페이서를 제거하여 상기 제1콘택플러그와 제1플러그 사이로부터 상기 비트라인과 제2플러그 사이까지 확장된 에어갭을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method for fabricating a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: forming a bit line structure including a first contact plug and a bit line on the first contact plug on a substrate; Forming a multi-layer spacer including a first spacer, a sacrificial spacer and a second spacer on top and sidewalls of the bit line structure; Forming a separation layer on the multi-layer spacer, the isolation layer including a contact hole exposing sidewalls of the first contact plug and the bit line; A first plug adjacent to the first contact plug in the contact hole, a second plug adjacent to the bit line on the first plug, and a third spacer surrounding the side wall of the second plug in contact with the second spacer, Forming a second contact plug to form a second contact plug; Partially removing the multi-layer spacer so that the sacrificial spacer is exposed; And removing the sacrificial spacers to form an extended air gap between the first contact plug and the first plug and between the bit line and the second plug.

본 기술은 도전구조물들 사이에 에어갭을 형성하므로써 기생캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.This technique has the effect of reducing the parasitic capacitance by forming an air gap between the conductive structures.

본 기술은 오믹콘택층의 형성 면적을 넓게 형성하므로 콘택저항을 개선시킬 수 있다.The present technology can increase the ohmic contact layer formation area, thereby improving the contact resistance.

본 기술은 콘택플러그에서 차지하는 금속플러그의 체적을 증가시키므로써 콘택플러그의 저항을 개선시킬 수 있다.The technique can improve the resistance of the contact plug by increasing the volume of the metal plug occupying the contact plug.

본 기술은 비트라인과 스토리지노드콘택플러그 사이에 에어갭을 형성함과 동시에 비트라인콘택플러그와 스토리지노드콘택플러그 사이에 에어갭을 형성하므로써, 기생캐패시턴스를 감소시킨다. 이에 따라, 메모리셀의 동작속도를 향상시킬 수 있다.The technique reduces the parasitic capacitance by forming an air gap between the bit line and the storage node contact plug while at the same time forming an air gap between the bit line contact plug and the storage node contact plug. Thus, the operating speed of the memory cell can be improved.

도 1a는 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 평면도이다.
도 1c는 도 1a의 B-B'선에 따른 평면도이다.
도 2a 내지 도 2m은 실시예에 따른 반도체장치를 형성하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예가 적용된 메모리셀을 도시한 도면이다.
도 4a는 도 3의 A-A'선에 따른 평면도이다.
도 4b는 도 3의 B-B'선에 따른 평면도이다.
도 5a 내지 도 5o는 메모리셀을 제조하는 방법의 일예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 메모리셀의 에어갭 형성 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.
도 8은 전자 시스템을 보여주는 블록도이다.
1A is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment.
1B is a plan view taken along the line A-A 'in FIG. 1A.
1C is a plan view taken along the line B-B 'in FIG. 1A.
2A to 2M are views showing an example of a method of forming a semiconductor device according to an embodiment.
3 is a diagram showing a memory cell to which the present embodiment is applied.
4A is a plan view taken along the line A-A 'in FIG.
4B is a plan view taken along the line B-B 'in FIG.
5A to 5O are views showing an example of a method of manufacturing a memory cell.
6A to 6D are views showing a method of forming an air gap of a memory cell.
7 is a schematic view showing a memory card;
8 is a block diagram showing an electronic system.

이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described. In the drawings, the thickness and the spacing are expressed for convenience of explanation, and can be exaggerated relative to the actual physical thickness. In describing the present invention, known configurations irrespective of the gist of the present invention may be omitted. It should be noted that, in the case of adding the reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements have the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings.

도 1a는 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A-A'선에 따른 평면도이다. 도 1c는 도 1a의 B-B'선에 따른 평면도이다.1A is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment. 1B is a plan view taken along the line A-A 'in FIG. 1A. 1C is a plan view taken along the line B-B 'in FIG. 1A.

도 1a를 참조하면, 기판(101) 상에 복수의 도전구조물이 형성된다. 도전구조물은 제1도전구조물과 제2도전구조물을 포함한다. 제1도전구조물은 제1도전패턴(103), 제2도전패턴(104) 및 하드마스크패턴(105)을 포함한다. 제2도전구조물은 제3도전패턴(106), 제4도전패턴(107) 및 제5도전패턴(108)을 포함한다. 제1도전구조물과 제2도전구조물 사이에 에어갭(109, 110)을 갖는 절연구조물(Dielectric structure)이 형성된다. 절연구조물은 제1스페이서(115), 제2스페이서(116) 및 제3스페이서(117)를 포함한다. 에어갭(109, 110)은 제1스페이서(115)와 제2스페이서(116) 사이에 형성된다. 제2도전구조물은 제1절연층(102)과 제2절연층(114)을 포함하는 절연층 내에 형성된다. 절연층의 오픈부(118) 내에 제2도전구조물이 형성된다. 에어갭(109)은 캡핑구조물(Capping structure, 112)에 의해 캡핑된다. 아울러, 에어갭(110)은 제2스페이서(116)에 의해 캡핑된다. 캡핑구조물(112)은 리세스부(Recess part, 113)를 갭필하면서 제6도전패턴(111)을 덮는다.Referring to FIG. 1A, a plurality of conductive structures are formed on a substrate 101. The conductive structure includes a first conductive structure and a second conductive structure. The first conductive structure includes a first conductive pattern 103, a second conductive pattern 104, and a hard mask pattern 105. The second conductive structure includes a third conductive pattern 106, a fourth conductive pattern 107, and a fifth conductive pattern 108. A dielectric structure having air gaps (109, 110) is formed between the first conductive structure and the second conductive structure. The insulating structure includes a first spacer 115, a second spacer 116, and a third spacer 117. Air gaps 109 and 110 are formed between the first spacer 115 and the second spacer 116. The second conductive structure is formed in the insulating layer including the first insulating layer 102 and the second insulating layer 114. A second conductive structure is formed in the open portion 118 of the insulating layer. The air gap 109 is capped by a capping structure 112. In addition, the air gap 110 is capped by the second spacer 116. The capping structure 112 covers the sixth conductive pattern 111 while grasping the recessed portion 113.

도 1b를 참조하면, 제1도전패턴(103)과 제3도전패턴(106) 사이에 제1스페이서(115)와 에어갭(109, 110)을 포함하는 절연구조물이 형성된다. Referring to FIG. 1B, an insulating structure including a first spacer 115 and air gaps 109 and 110 is formed between the first conductive pattern 103 and the third conductive pattern 106.

도 1c를 참조하면, 제2도전패턴(104)과 제5도전패턴(108) 사이에 제1스페이서(115), 제2스페이서(116), 에어갭(109, 110) 및 제3스페이서(117)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 제3스페이서(117)는 제5도전패턴(108)의 측벽을 에워싸는 형태(Surrounding type)가 될 수 있다.1C, a first spacer 115, a second spacer 116, air gaps 109 and 110, and a third spacer 117 (between the second conductive pattern 104 and the fifth conductive pattern 108) ) Is formed. The third spacer 117 may be of a surrounding type surrounding the side wall of the fifth conductive pattern 108.

도 1a를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.The details will be described with reference to FIG. 1A.

기판(101)은 실리콘 기판, 실리콘저마늄 기판 또는 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 포함할 수 있다. The substrate 101 may include a silicon substrate, a silicon germanium substrate, or an SOI (Silicon On Insulator) substrate.

제1도전구조물에서, 제1도전패턴(103)은 실리콘함유물질(Silicon containing material) 또는 금속함유물질(Metal containing material)을 포함할 수 있다. 제1도전패턴(103)은 폴리실리콘(Poly-silicon)을 포함할 수 있다. 제2도전패턴(104)은 텅스텐(Tungsten)을 포함할 수 있다.In the first conductive structure, the first conductive pattern 103 may include a silicon-containing material or a metal-containing material. The first conductive pattern 103 may include polysilicon. The second conductive pattern 104 may comprise tungsten.

제2도전구조물에서 제3도전패턴(106)의 높이는 제1도전패턴(103)과 동일한 높이를 갖거나, 더 높은 높이를 갖는다. 제3도전패턴(106)은 실리콘함유물질을 포함한다. 제3도전패턴(106)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 제5도전패턴(108)은 금속함유물질을 포함한다. 제5도전패턴(108)은 텅스텐을 포함할 수 있다. 제4도전패턴(107)은 실리사이드(Silicide)를 포함한다. 제4도전패턴(107)은 금속실리사이드(Metal silicide)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4도전패턴(107)은 티타늄실리사이드, 코발트실리사이드, 니켈실리사이드 또는 텅스텐실리사이드를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제4도전패턴(107)은 코발트실리사이드(Cobalt silicide)를 포함한다. 코발트실리사이드는 'CoSi2상(Phase)'의 코발트실리사이드를 포함한다.The height of the third conductive pattern 106 in the second conductive structure has the same height as the first conductive pattern 103 or has a higher height. The third conductive pattern 106 comprises a silicon-containing material. The third conductive pattern 106 may comprise polysilicon. The fifth conductive pattern 108 comprises a metal-containing material. The fifth conductive pattern 108 may comprise tungsten. The fourth conductive pattern 107 includes a silicide. The fourth conductive pattern 107 may include a metal silicide. For example, the fourth conductive pattern 107 may comprise titanium suicide, cobalt suicide, nickel suicide, or tungsten suicide. In this embodiment, the fourth conductive pattern 107 includes Cobalt silicide. The cobalt suicide includes the cobalt suicide of the " CoSi 2 phase ".

제6도전패턴(111)은 금속함유물질을 포함한다. 제6도전패턴(111)은 텅스텐을 포함할 수 있다. 제6도전패턴(111)은 제5도전패턴(108)과 하드마스크패턴(105)의 일부에 동시에 오버랩된다. 제6도전패턴(111)에 자기정렬되어 리세스부(113)가 형성된다.The sixth conductive pattern 111 includes a metal-containing material. The sixth conductive pattern 111 may include tungsten. The sixth conductive pattern 111 simultaneously overlaps the fifth conductive pattern 108 and a part of the hard mask pattern 105. The recess portion 113 is formed by self-alignment with the sixth conductive pattern 111. [

에어갭(109, 110)은 제1도전구조물의 양측벽에 평행하게 형성된다. 즉, 에어갭(109, 110)은 라인형 에어갭(Line type air gap)이다. 에어갭(109, 110)은 제1도전패턴(103)의 양측벽에 형성되며, 제2도전패턴(104)의 양측벽까지 수직하게 확장된다. 에어갭(109, 110)과 제3도전패턴(106)의 일부 측벽 사이에는 스페이서가 없다. 다른 실시예에서, 에어갭(109, 110)은 제1도전패턴(103)의 양측벽에 형성되고, 제2도전패턴(104)의 측벽을 에워싸는 형태가 될 수 있다. 에어갭(109, 110)은 제6도전패턴(111) 및 리세스부(113)에 의해 높이가 서로 다른 비대칭 구조가 될 수 있다.Air gaps 109 and 110 are formed parallel to both side walls of the first conductive structure. That is, the air gaps 109 and 110 are line type air gaps. The air gaps 109 and 110 are formed on both side walls of the first conductive pattern 103 and extend perpendicularly to both side walls of the second conductive pattern 104. There is no spacer between the air gaps 109, 110 and some sidewalls of the third conductive pattern 106. In other embodiments, the air gaps 109 and 110 may be formed on both sidewalls of the first conductive pattern 103 and surround the sidewalls of the second conductive pattern 104. The air gaps 109 and 110 may have an asymmetric structure having different heights by the sixth conductive pattern 111 and the recessed portion 113.

제1도전구조물은 제1콘택플러그(First contact plug)를 포함하는 비트라인구조물(Bitline structure)이 될 수 있다. 제1도전패턴(103)은 트랜지스터와 비트라인을 연결하기 위한 제1콘택플러그가 되고, 제2도전패턴(104)은 비트라인이 될 수 있다. 제2도전구조물은 트랜지스터(transistor)와 메모리요소(Memory element)를 연결하기 위한 제2콘택플러그(Second contact plug)가 될 수 있다. 예를 들어, 제3도전패턴(106)은 제1플러그가 되고, 제5도전패턴(108)은 제2플러그가 되며, 제6도전패턴(111)은 제3플러그가 된다. 제1플러그는 실리콘플러그(Silicon plug)를 포함하고, 제2플러그 및 제3플러그는 금속플러그(Metal plug)를 포함한다. 제4도전패턴(107)은 제1플러그와 제2플러그 사이의 오믹콘택층(Ohmic contact layer)이 된다. The first conductive structure may be a bitline structure including a first contact plug. The first conductive pattern 103 may be a first contact plug for connecting a transistor to a bit line, and the second conductive pattern 104 may be a bit line. The second conductive structure may be a second contact plug for connecting a transistor and a memory element. For example, the third conductive pattern 106 becomes a first plug, the fifth conductive pattern 108 becomes a second plug, and the sixth conductive pattern 111 becomes a third plug. The first plug includes a silicon plug, and the second plug and the third plug include a metal plug. The fourth conductive pattern 107 becomes an ohmic contact layer between the first plug and the second plug.

제1스페이서(115), 제2스페이서(116) 및 제3스페이서(117)는 질화물(Nitride)을 포함한다. 질화물은 실리콘질화물(Silicon nitride)를 포함한다. 따라서, 제1도전패턴(103)과 제3도전패턴(106) 사이에는 '질화물스페이서(nitride spacer)-에어(Air)'를 포함하는 스페이서구조물이 형성된다. 제2도전패턴(104)과 제3도전패턴(108) 사이에는 '제1질화물스페이서-에어-제2질화물스페이서-제3질화물스페이서'를 포함하는 스페이서구조물이 형성된다.The first spacer 115, the second spacer 116, and the third spacer 117 include nitride. The nitride includes silicon nitride. Accordingly, a spacer structure including 'nitride spacer-air' is formed between the first conductive pattern 103 and the third conductive pattern 106. A spacer structure including a first nitride spacer-air-second nitride spacer-third nitride spacer is formed between the second conductive pattern 104 and the third conductive pattern 108.

도시하지 않았으나, 제6도전패턴(111) 상에 다른 도전구조물(Other conductive structure)이 더 형성될 수 있다. 다른 도전구조물은 제6도전패턴(111)에 전기적으로 연결되는 메모리요소의 일부가 될 수 있다. 메모리요소는 스토리지노드(Storage node), 유전층(Dielectric) 및 플레이트노드(Plate node)로 이루어진 캐패시터(Capacitor)를 포함할 수 있고, 다른 도전구조물은 스토리지노드를 포함할 수 있다. 메모리요소는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 메모리요소는 가변저항물질을 포함할 수 있다. 메모리요소는 제1전극, 가변저항물질 및 제2전극이 순차적으로 적층될 수 있고, 제6도전패턴(111)에 제1전극이 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극과 제2전극에 인가되는 전압에 따라 가변저항물질의 저항이 변화하는 것을 이용하여 정보를 저장할 수 있다. 가변저항물질은 상변화물질 또는 자기터널접합을 포함할 수 있다.Although not shown, another conductive structure may be further formed on the sixth conductive pattern 111. FIG. The other conductive structure may be a part of the memory element electrically connected to the sixth conductive pattern 111. [ The memory element may include a capacitor consisting of a storage node, a dielectric, and a plate node, and the other conductive structure may include a storage node. Memory elements may be implemented in various forms. For example, the memory element may comprise a variable resistance material. The memory element may have a first electrode, a variable resistance material, and a second electrode sequentially stacked, and the first electrode may be electrically connected to the sixth conductive pattern 111. [ Information can be stored using the change of the resistance of the variable resistance material depending on the voltage applied to the first electrode and the second electrode. The variable resistance material may comprise a phase change material or a magnetic tunnel junction.

도시하지 않았으나, 게이트전극(Gate electrode), 소스영역(Source region) 및 드레인영역(Drain region)을 포함하는 트랜지스터가 더 형성될 수 있다. 제1도전패턴(103) 및 제3도전패턴(106)은 트랜지스터의 소스영역 또는 드레인영역에 연결될 수 있다. 트랜지스터는 플라나게이트형(Planar gate type) 트랜지스터, 트렌치게이트형(Trench gate type) 트랜지스터, 매립게이트형(Buried gate type) 트랜지스터, 리세스게이트형(Recess gate type) 트랜지스터, 수직채널트랜지스터(Vertical channel transistor)를 포함할 수 있다. 트렌치게이트형 트랜지스터, 매립게이트형 트랜지스터 및 리세스게이트형 트랜지스터는 기판(101) 내에 게이트전극의 일부가 확장되거나 또는 매립된 구조를 갖는다.Although not shown, a transistor including a gate electrode, a source region, and a drain region may be further formed. The first conductive pattern 103 and the third conductive pattern 106 may be connected to a source region or a drain region of the transistor. The transistor may be a planar gate type transistor, a trench gate type transistor, a buried gate type transistor, a recessed gate type transistor, a vertical channel transistor ). The trench gate type transistor, the buried gate type transistor, and the recessed gate type transistor have a structure in which a part of the gate electrode is expanded or buried in the substrate 101.

도 2a 내지 도 2m은 실시예에 따른 반도체장치를 형성하는 방법의 일예를 나타낸 도면이다.2A to 2M are views showing an example of a method of forming a semiconductor device according to an embodiment.

도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상에 제1절연층(12)이 형성된다. 기판은 반도체기판을 포함한다. 기판(11)은 실리콘 기판(Silicon substrate), 실리콘저마늄 기판(SiGe substrate) 또는 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 포함할 수 있다. 제1절연층(First dielectric layer, 12)은 실리콘산화물(Silicon oxide), 실리콘질화물, 또는 실리콘산화물과 실리콘질화물의 적층구조물을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2A, a first insulating layer 12 is formed on a substrate 11. The substrate includes a semiconductor substrate. The substrate 11 may include a silicon substrate, a silicon germanium substrate, or a silicon on insulator (SOI) substrate. The first dielectric layer 12 may include silicon oxide, silicon nitride, or a stacked structure of silicon oxide and silicon nitride.

제1절연층(12)에 제1오픈부(First opening, 13A)가 형성된다. 제1오픈부(13A)는 제1마스크패턴(14)을 이용한 제1절연층(12)의 식각에 의해 형성된다. 제1마스크패턴(14)은 감광막패턴 또는 감광막패턴에 의해 패터닝된 하드마스크패턴을 포함할 수 있다. 제1오픈부(13A)는 평면상으로 볼 때 홀 형상(Hole type)을 가질 수 있다. 제1오픈부(13A)에 의해 기판(11)의 표면이 노출된다. 제1오픈부(13A)는 일정 선폭으로 제어된 직경(D)을 갖는다.A first opening 13A is formed in the first insulating layer 12. The first open portion 13A is formed by etching the first insulating layer 12 using the first mask pattern 14. The first mask pattern 14 may include a hard mask pattern patterned by a photoresist pattern or a photoresist pattern. The first open portion 13A may have a hole shape when viewed in a plan view. The surface of the substrate 11 is exposed by the first open portion 13A. The first open portion 13A has a diameter D controlled by a constant line width.

도 2b에 도시된 바와 같이, 제1마스크패턴(14)이 제거된다.As shown in FIG. 2B, the first mask pattern 14 is removed.

제1오픈부(13A)에 예비 제1도전패턴(Pre-first conductive pattern, 15A)이 형성된다. 예비 제1도전패턴(15A)은 제1도전층(도시 생략)의 식각에 의해 형성된다. 예비 제1도전패턴(15A)은 제1도전층의 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 형성된다. 예비 제1도전패턴(15A)은 제1오픈부(13A)를 매립하는 형태가 된다. 예비 제1도전패턴(15A)은 실리콘함유층 또는 금속함유층을 포함할 수 있다. 예비 제1도전패턴(15A)은 폴리실리콘층을 포함할 수 있다.A pre-first conductive pattern 15A is formed on the first open portion 13A. The preliminary first conductive pattern 15A is formed by etching the first conductive layer (not shown). The preliminary first conductive pattern 15A is formed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) of the first conductive layer. The preliminary first conductive pattern 15A becomes a shape for embedding the first open portion 13A. The preliminary first conductive pattern 15A may include a silicon-containing layer or a metal-containing layer. The preliminary first conductive pattern 15A may include a polysilicon layer.

예비 제1도전패턴(15A) 상에 제2도전층(16A)이 형성된다. 제2도전층(16A)은 금속함유층을 포함한다. 제2도전층(16A)은 금속, 금속질화물(Metal nitride), 금속실리사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2도전층(16A)은 텅스텐함유층을 포함할 수 있다. 제2도전층(16A)은 텅스텐층을 포함할 수 있다. 이때, 예비 제1도전패턴(15A)과 제2도전층(16A) 사이에 배리어층(Barrier layer)이 더 형성될 수 있다. 따라서, 예비 제1도전패턴(15B)과 제2도전층(16A)은 폴리실리콘층, 티타늄함유층 및 텅스텐층의 적층구조물을 포함할 수 있다. 티타늄함유층은 배리어층으로서, 티타늄층(Ti)과 티타늄질화물(TiN)이 적층될 수 있다.The second conductive layer 16A is formed on the preliminary first conductive pattern 15A. The second conductive layer 16A includes a metal-containing layer. The second conductive layer 16A may comprise a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a combination thereof. The second conductive layer 16A may comprise a tungsten-containing layer. The second conductive layer 16A may include a tungsten layer. At this time, a barrier layer may be further formed between the preliminary first conductive pattern 15A and the second conductive layer 16A. Therefore, the preliminary first conductive pattern 15B and the second conductive layer 16A may include a laminated structure of a polysilicon layer, a titanium-containing layer, and a tungsten layer. The titanium-containing layer may be a barrier layer, and a titanium layer (Ti) and titanium nitride (TiN) may be laminated.

제2도전층(16A) 상에 하드마스크층(17A)이 형성된다. 하드마스크층(17A)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함할 수 있다.A hard mask layer 17A is formed on the second conductive layer 16A. The hard mask layer 17A may comprise silicon oxide or silicon nitride.

도 2c에 도시된 바와 같이, 제2마스크패턴(18)이 형성된다. 제2마스크패턴(18)은 라인 형상(Line type)을 갖는다. 제2마스크패턴(18)은 감광막패턴 또는 감광막패턴에 의해 패터닝된 하드마스크패턴을 포함할 수 있다. 제2마스크패턴(18)은 일정 선폭(W)을 갖는다. 여기서, 제2마스크패턴(18)의 선폭은 제1오픈부(13A)의 직경(D)보다 작은 폭을 갖는다.As shown in FIG. 2C, a second mask pattern 18 is formed. The second mask pattern 18 has a line shape. The second mask pattern 18 may include a hard mask pattern patterned by a photoresist pattern or a photoresist pattern. The second mask pattern 18 has a constant line width W. Here, the line width of the second mask pattern 18 is smaller than the diameter D of the first open portion 13A.

제1도전구조물이 형성된다. 제2마스크패턴(18)을 이용하여 하드마스크층(17A), 제2도전층(16A) 및 예비 제1도전패턴(15A)을 순차적으로 식각한다. 이에 따라, 제1도전패턴(15), 제2도전패턴(16) 및 하드마스크패턴(17)을 포함하는 제1도전구조물이 형성된다. 제1도전패턴(15)은 제1오픈부(13A) 내에 형성된다. 제2도전패턴(16)과 하드마스크패턴(17)은 라인 형상을 갖는다. 제1도전패턴(15)은 플러그 형상(Plug type)을 갖는다. 제1도전패턴(15)의 주변에 제1오픈부(13A)의 일부가 노출된다. 이를 측벽오픈부(Side opening, 13)라 약칭하기로 한다. 이와 같은 측벽오픈부(13)가 형성되는 이유는 제2마스크패턴(18)의 선폭이 제1오픈부(13A)의 직경보다 작기 때문이다.A first conductive structure is formed. The hard mask layer 17A, the second conductive layer 16A, and the preliminary first conductive pattern 15A are sequentially etched by using the second mask pattern 18. Then, Thus, a first conductive structure including the first conductive pattern 15, the second conductive pattern 16, and the hard mask pattern 17 is formed. The first conductive pattern 15 is formed in the first open portion 13A. The second conductive pattern 16 and the hard mask pattern 17 have a line shape. The first conductive pattern 15 has a plug type. A part of the first open portion 13A is exposed to the periphery of the first conductive pattern 15. [ This will be abbreviated as a side opening 13. The reason why the side wall open portion 13 is formed is that the line width of the second mask pattern 18 is smaller than the diameter of the first open portion 13A.

도 2d에 도시된 바와 같이, 제2마스크패턴(18)이 제거된다. 제1도전구조물을 포함한 전면에 제1스페이서층(19A)이 형성된다. 제1스페이서층(19A)은 절연물질을 포함한다. 제1스페이서층(19A)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 이하, 실시예에서, 제1스페이서층(19A)은 실리콘질화물을 포함한다. 제1스페이서층(19A)은 측벽오픈부(13)를 갭필하지 않고 측벽오픈부(13) 및 제1절연층(12) 상에 컨포멀하게 형성된다.As shown in Figure 2D, the second mask pattern 18 is removed. A first spacer layer 19A is formed on the entire surface including the first conductive structure. The first spacer layer 19A comprises an insulating material. The first spacer layer 19A may comprise silicon oxide or silicon nitride. Hereinafter, in the embodiment, the first spacer layer 19A includes silicon nitride. The first spacer layer 19A is conformally formed on the sidewall openings 13 and the first insulating layer 12 without tapping the sidewall openings 13. [

제1스페이서층(19A) 상에 희생스페이서층(20A)이 형성된다. 희생스페이서층(20A)은 절연물질을 포함한다. 희생스페이서층(20A)은 제1스페이서층(19A)에 대해 식각선택비를 갖는 물질을 포함한다. 희생스페이서층(20A)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 이하, 실시예에서, 희생스페이서층(20A)은 실리콘산화물을 포함한다. 희생스페이서층(20A)은 제1스페이서층(19A) 상에서 측벽오픈부(13)를 갭필한다.A sacrificial spacer layer 20A is formed on the first spacer layer 19A. The sacrificial spacer layer 20A includes an insulating material. The sacrificial spacer layer 20A includes a material having an etch selectivity to the first spacer layer 19A. The sacrificial spacer layer 20A may comprise silicon oxide or silicon nitride. Hereinafter, in an embodiment, the sacrificial spacer layer 20A comprises silicon oxide. The sacrificial spacer layer 20A implements the sidewall opening 13 on the first spacer layer 19A.

도 2e에 도시된 바와 같이, 희생스페이서(20)가 형성된다. 희생스페이서(20)는 희생스페이서층(20A)의 식각에 의해 형성된다. 에치백 공정에 의해 희생스페이서층(20A)이 식각될 수 있다. 이에 따라, 제1도전구조물의 측벽에 제1스페이서층(19A)을 사이에 두고 희생스페이서(20)가 형성된다. 희생스페이서(20)의 상부 높이는 제1도전구조물의 상부 표면보다 낮게 제어된다(도면부호 '20B' 참조). 제1절연층(12)의 표면에서 희생스페이서층(20A)이 제거된다.As shown in FIG. 2E, a sacrificial spacer 20 is formed. The sacrificial spacer 20 is formed by etching the sacrificial spacer layer 20A. The sacrificial spacer layer 20A can be etched by the etch-back process. Thereby, a sacrificial spacer 20 is formed on the sidewall of the first conductive structure with the first spacer layer 19A therebetween. The top height of the sacrificial spacer 20 is controlled to be lower than the top surface of the first conductive structure (see 20B '). The sacrificial spacer layer 20A is removed from the surface of the first insulating layer 12.

도 2f에 도시된 바와 같이, 희생스페이서(20) 상에 제2스페이서층(21A)이 형성된다. 제2스페이서층(21A)은 희생스페이서(20)를 포함한 전면에 형성된다. 제2스페이서층(21A)은 절연물질을 포함한다. 제2스페이서층(21A)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 이하, 실시예에서, 제2스페이서층(21A)은 실리콘질화물을 포함한다. 제2스페이서층(21A)에 의해 희생스페이서(20)가 외부로부터 밀폐된다. 즉, 제1스페이서층(19A)와 제2스페이서층(21A) 사이에 희생스페이서(20)가 위치하는 다중 스페이서층이 형성된다. 제1스페이서층(19A)과 제2스페이서층(21A)이 실리콘질화물을 포함하고, 희생스페이서(20)가 실리콘산화물을 포함하므로, 'Nitride-Oxide-Nitride' 구조의 다중 스페이서층(Multi-layered spacer)이 형성된다.As shown in FIG. 2F, a second spacer layer 21A is formed on the sacrificial spacer 20. The second spacer layer 21A is formed on the front surface including the sacrificial spacer 20. The second spacer layer 21A includes an insulating material. The second spacer layer 21A may comprise silicon oxide or silicon nitride. Hereinafter, in the embodiment, the second spacer layer 21A includes silicon nitride. The sacrificial spacer 20 is sealed from the outside by the second spacer layer 21A. That is, a multi-spacer layer is formed in which the sacrificial spacer 20 is located between the first spacer layer 19A and the second spacer layer 21A. Since the first spacer layer 19A and the second spacer layer 21A include silicon nitride and the sacrificial spacer 20 includes silicon oxide, a multi-layered structure of 'nitride-oxide-nitride' structure spacer) is formed.

도 2g에 도시된 바와 같이, 제2오픈부(23)를 포함하는 제2절연층(22)이 형성된다. 제2절연층(22)은 절연물질을 포함한다. 제2절연층(22)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함한다. 이하, 실시예에서, 제2절연층(22)은 실리콘질화물을 포함한다. As shown in FIG. 2G, a second insulating layer 22 including a second open portion 23 is formed. The second insulating layer 22 comprises an insulating material. The second insulating layer 22 comprises silicon oxide or silicon nitride. Hereinafter, in the embodiment, the second insulating layer 22 includes silicon nitride.

제2오픈부(23)는 제2절연층(22)의 식각에 의해 형성된다. 다른 실시예에서, 제2오픈부(23)에 상응하는 희생패턴을 형성한 후, 제2절연층(22)을 형성한다. 이후, 제2절연층(22)을 평탄화한 후 희생패턴을 제거하여 제2오픈부(23)를 형성할 수도 있다. 제2오픈부(23)는 홀 형상을 가질 수 있다.The second open portion 23 is formed by etching the second insulating layer 22. In another embodiment, after the sacrificial pattern corresponding to the second open portion 23 is formed, the second insulating layer 22 is formed. Thereafter, the second opening 23 may be formed by removing the sacrificial pattern after the second insulating layer 22 is planarized. The second open portion 23 may have a hole shape.

도 2h에 도시된 바와 같이, 제2오픈부(23) 아래의 기판(11)의 표면을 노출시킨다. 이를 위해 제2스페이서층(21A)과 제1스페이서층(19A)을 선택적으로 제거한다. 아울러, 희생스페이서(20) 및 제1절연층(12)을 일부 식각한다. 따라서, 제2오픈부(23)는 기판(11)의 표면을 노출시키도록 확장된다. 희생스페이서(20)는 제2스페이서층(21A)의 에지(Edge)에 정렬되어 식각될 수 있다.The surface of the substrate 11 under the second open portion 23 is exposed as shown in Fig. 2H. To this end, the second spacer layer 21A and the first spacer layer 19A are selectively removed. In addition, the sacrificial spacer 20 and the first insulating layer 12 are partly etched. Thus, the second open portion 23 expands so as to expose the surface of the substrate 11. The sacrificial spacers 20 can be etched aligned with the edges of the second spacer layer 21A.

이와 같은 기판(11)의 노출에 의해, 제1도전패턴(15)의 측벽에는 제1스페이서(19)와 희생스페이서(20)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 제2도전패턴(16)의 측벽에는 제1스페이서(19), 희생스페이서(20) 및 제2스페이서(21)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 제1스페이서(19)와 제2스페이서(21) 사이의 희생스페이서(20)의 탑부(Top part)는 외부로부터 밀폐된다. 희생스페이서(20)의 바텀부(Bottom part)는 제2오픈부(23)에 의해 노출된다.By such exposure of the substrate 11, an insulating structure including the first spacer 19 and the sacrificial spacer 20 is formed on the side wall of the first conductive pattern 15. An insulating structure including a first spacer 19, a sacrificial spacer 20, and a second spacer 21 is formed on a sidewall of the second conductive pattern 16. The top part of the sacrificial spacer 20 between the first spacer 19 and the second spacer 21 is sealed from the outside. The bottom part of the sacrificial spacer 20 is exposed by the second open part 23.

도 2i에 도시된 바와 같이, 제3도전패턴(24)이 형성된다. 제3도전패턴(24)은 제2오픈부(23) 내부에 리세스되어 형성된다. 제2오픈부(23)를 채우면서 제2절연층(22) 상에 제3도전층(도시 생략)이 형성된다. 제3도전층을 선택적으로 제거하여 제2오픈부(23) 내에 제3도전패턴(24)을 형성한다. 제3도전패턴(24)을 형성하기 위해 제3도전층의 에치백 공정(Etch-back process)이 수행될 수 있다. 제3도전패턴(24)은 실리콘함유층을 포함할 수 있다. 제3도전패턴(24)은 폴리실리콘층을 포함할 수 있다. 폴리실리콘층은 불순물(impurity)이 도핑될 수 있다. 제3도전패턴(24)은 기판(11)의 표면과 접촉된다. 제3도전패턴(24)의 높이는 최대한 낮게 조절될 수 있다. 이는 제2도전구조물에서 제3도전패턴(24)이 차지하는 체적을 최소화하기 위함이다. 따라서, 제2도전구조물의 저항을 감소시킬 수 있다.2I, a third conductive pattern 24 is formed. The third conductive pattern 24 is recessed inside the second open portion 23. A third conductive layer (not shown) is formed on the second insulating layer 22 while filling the second open portion 23. The third conductive layer is selectively removed to form the third conductive pattern 24 in the second open portion 23. [ An etch-back process of the third conductive layer may be performed to form the third conductive pattern 24. The third conductive pattern 24 may comprise a silicon-containing layer. The third conductive pattern 24 may comprise a polysilicon layer. The polysilicon layer may be doped with impurities. The third conductive pattern 24 is in contact with the surface of the substrate 11. The height of the third conductive pattern 24 can be adjusted as low as possible. This is to minimize the volume occupied by the third conductive pattern 24 in the second conductive structure. Therefore, the resistance of the second conductive structure can be reduced.

도 2j에 도시된 바와 같이, 제3스페이서(27)가 형성된다. 제3스페이서(27)는 절연층(미도시)의 증착 및 식각에 의해 형성된다. 제3스페이서(27)는 제3도전패턴(24)을 포함한 전면에 컨포멀하게 형성된다. 제3스페이서(27)는 제1스페이서(19) 및 제2스페이서(21)와 동일 재료의 물질을 포함할 수 있다. 제3스페이서(27)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 제3스페이서(27)는 제3도전패턴(24) 상부에서 제2오픈부(23)의 측벽에 형성된다. 제3스페이서(27)는 제2오픈부(23)의 측벽을 에워싸는 형태가 될 수 있다.As shown in Fig. 2J, a third spacer 27 is formed. The third spacer 27 is formed by vapor deposition and etching of an insulating layer (not shown). The third spacer 27 is conformally formed on the front surface including the third conductive pattern 24. The third spacer 27 may comprise a material of the same material as the first spacer 19 and the second spacer 21. The third spacer 27 may comprise silicon nitride. The third spacer 27 is formed on the sidewall of the second open portion 23 above the third conductive pattern 24. The third spacer 27 may be configured to surround the side wall of the second open portion 23.

제3스페이서(27)를 형성할 때 또는 제3스페이서(27)를 형성한 후에, 제3도전패턴(24)의 표면을 일정 깊이 리세스시킬 수 있다. 제3도전패턴(24)의 리세스된 표면은 'V' 자 모양을 가질 수 있다. 이는 후속 실리사이드층을 형성하기 위한 반응 면적(Reaction area)을 증가시키기 위함이다.The surface of the third conductive pattern 24 can be recessed to a certain depth when the third spacer 27 is formed or after the third spacer 27 is formed. The recessed surface of the third conductive pattern 24 may have a " V " shape. This is to increase the reaction area for forming the subsequent silicide layer.

위와 같이, 제3스페이서(27)를 형성하므로써, 제1스페이서(19), 희생스페이서(20), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)를 포함하는 다중 스페이서 구조물이 형성된다. 제1스페이서(19), 희생스페이서(20) 및 제2스페이서(21)는 제1도전구조물의 양측벽에 평행하게 형성된 라인형 스페이서이다. 제3스페이서(27)는 제2오픈부(23)의 측벽을 에워싸는 서라운딩형 스페이서이다. As described above, by forming the third spacer 27, a multiple spacer structure including the first spacer 19, the sacrificial spacer 20, the second spacer 21, and the third spacer 27 is formed. The first spacers 19, the sacrificial spacers 20 and the second spacers 21 are line-shaped spacers formed parallel to both side walls of the first conductive structure. The third spacer 27 is a surrounding spacer that surrounds the side wall of the second open portion 23.

도 2k에 도시된 바와 같이, 제3도전패턴(24)의 표면 상에 제4도전패턴(28)이 형성된다. 제4도전패턴(28)은 실리사이드층을 포함한다. 제4도전패턴(28)을 형성하기 위해 제4도전층의 증착 및 어닐링(annealing)이 수행된다. 이에 따라, 제4도전층과 제3도전패턴(24)이 접하는 계면에서 실리사이드화반응(Silicidation)이 발생하여, 금속실리사이드층(Metal silicide layer)을 포함하는 제4도전패턴(28)이 형성된다. 제4도전패턴(28)은 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2도전패턴(28)은 'CoSi2 상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2K, a fourth conductive pattern 28 is formed on the surface of the third conductive pattern 24. The fourth conductive pattern 28 includes a silicide layer. Deposition and annealing of the fourth conductive layer to form the fourth conductive pattern 28 is performed. Silicidation occurs at the interface between the fourth conductive layer and the third conductive pattern 24 to form a fourth conductive pattern 28 including a metal silicide layer . The fourth conductive pattern 28 may comprise cobalt suicide. In this embodiment, the second conductive pattern 28 may comprise a " CoSi 2 phase " cobalt suicide.

상술한 바와 같이, 제4도전패턴(28)으로서 CoSi2상의 코발트실리사이드를 형성하면, 콘택저항을 개선시킴과 동시에 미세 선폭을 갖는 제2오픈부(23)의 작은 면적에서도 저저항의 코발트실리사이드를 형성할 수 있다. 제4도전패턴(28)은 제3도전패턴(24)과 제5도전패턴간의 오믹콘택층이 된다. 제4도전패턴(28) 형성후에 잔류하는 제4도전층이 제거될 수 있다.As described above, when the cobalt silicide of the CoSi 2 phase is formed as the fourth conductive pattern 28, the contact resistance is improved, and the low resistance cobalt silicide is formed in the small area of the second open portion 23 having the fine line width . The fourth conductive pattern 28 is an ohmic contact layer between the third conductive pattern 24 and the fifth conductive pattern. The remaining fourth conductive layer may be removed after the fourth conductive pattern 28 is formed.

제4도전패턴(28) 상에 제5도전패턴(29)이 형성된다. 제5도전패턴(29)을 형성하기 위해 제5도전층(미도시)의 갭필 및 평탄화가 수행될 수 있다. 제5도전패턴(29)은 제4도전패턴(28) 상에서 제2오픈부(23)의 나머지를 채우면서 형성된다. 제5도전패턴(29)은 금속함유층을 포함할 수 있다. 제5도전패턴(29)은 텅스텐을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 제5도전패턴(29)은 텅스텐층 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 제5도전패턴(29)은 제2절연층(22)의 표면과 동일한 높이를 가질 수 있다. 제5도전패턴(29)의 높이는 제3도전패턴(24)보다 더 높다. 따라서, 제2오픈부(23)에 형성된 도전구조물에서 제5도전패턴(29)의 체적이 제3도전패턴(24)보다 더 크다. A fifth conductive pattern 29 is formed on the fourth conductive pattern 28. Gapping and planarization of the fifth conductive layer (not shown) may be performed to form the fifth conductive pattern 29. [ The fifth conductive pattern 29 is formed filling the rest of the second open portion 23 on the fourth conductive pattern 28. The fifth conductive pattern 29 may comprise a metal-containing layer. The fifth conductive pattern 29 may comprise a material containing tungsten. The fifth conductive pattern 29 may comprise a tungsten layer or a tungsten compound. The fifth conductive pattern 29 may have the same height as the surface of the second insulating layer 22. The height of the fifth conductive pattern 29 is higher than that of the third conductive pattern 24. Therefore, the volume of the fifth conductive pattern 29 in the conductive structure formed in the second open portion 23 is larger than the volume of the third conductive pattern 24.

위와 같이, 제2오픈부(23) 내에는 제3도전패턴(24), 제4도전패턴(28), 제5도전패턴(29)를 포함하는 제2도전구조물이 형성된다. 제3스페이서(27)는 제5도전패턴(29)의 측벽을 에워싸는 서라운딩 형태이다. 제2도전패턴(16)과 제5도전패턴(29) 사이에는 제1스페이서(19), 희생스페이서(20), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)가 형성된다. 제1도전패턴(15)과 제3도전패턴(24) 사이에는 제1스페이서(19)와 희생스페이서(20)가 형성된다.The second conductive structure including the third conductive pattern 24, the fourth conductive pattern 28 and the fifth conductive pattern 29 is formed in the second open portion 23 as described above. The third spacer 27 is a surrounding form surrounding the side wall of the fifth conductive pattern 29. A first spacer 19, a sacrificial spacer 20, a second spacer 21 and a third spacer 27 are formed between the second conductive pattern 16 and the fifth conductive pattern 29. A first spacer 19 and a sacrificial spacer 20 are formed between the first conductive pattern 15 and the third conductive pattern 24.

도 2l에 도시된 바와 같이, 제6도전패턴(30)이 형성된다. 제6도전패턴(30)은 제6도전층(도시 생략)의 증착 및 식각에 의해 형성된다. 제6도전패턴(30)은 금속함유층을 포함한다. 제6도전패턴(30)은 텅스텐을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 제6도전패턴(30)은 텅스텐층 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 제6도전패턴(30)은 금속함유층의 적층 구조를 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 21, a sixth conductive pattern 30 is formed. The sixth conductive pattern 30 is formed by vapor deposition and etching of a sixth conductive layer (not shown). The sixth conductive pattern 30 includes a metal-containing layer. The sixth conductive pattern 30 may comprise a material containing tungsten. The sixth conductive pattern 30 may include a tungsten layer or a tungsten compound. The sixth conductive pattern 30 may include a laminated structure of a metal containing layer.

제6도전패턴(30)은 부분적으로 제5도전패턴(29)과 오버랩된다. 따라서, 제6도전패턴(30)에 의해 제5도전패턴(29)의 일부 및 그 주변구조물이 노출된다. 즉, 다중스페이서의 일부가 노출된다. 제6도전패턴(30)에 의해 제1스페이서(19), 희생스페이서(20), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)의 일부가 노출된다.The sixth conductive pattern 30 partially overlaps with the fifth conductive pattern 29. Therefore, the sixth conductive pattern 30 exposes a part of the fifth conductive pattern 29 and its surrounding structure. That is, a part of the multiple spacers is exposed. A portion of the first spacer 19, the sacrificial spacer 20, the second spacer 21, and the third spacer 27 are exposed by the sixth conductive pattern 30.

제6도전패턴(30)의 에지에 자기정렬되도록(Self-aligned) 하여 제5도전패턴(29)을 일정 깊이 식각한다. 이때, 제6도전패턴(30)의 에지에 자기정렬되어 제1스페이서(19), 희생스페이서(20), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)가 식각된다. 또한, 제2절연층(22) 및 하드마스크패턴(17)의 일부도 일정 깊이 식각된다. 따라서, 리세스부(31)가 형성된다. 평면상으로 볼 때, 제5도전패턴(29)의 일부는 제6도전패턴(30)에 의해 커버링되고, 리세스부(31)에 의해 제5도전패턴(29)의 다른 일부가 노출된다.The fifth conductive pattern 29 is self-aligned to the edge of the sixth conductive pattern 30 to etch the fifth conductive pattern 29 at a certain depth. At this time, the first spacer 19, the sacrificial spacer 20, the second spacer 21, and the third spacer 27 are etched by being self-aligned to the edge of the sixth conductive pattern 30. In addition, a portion of the second insulating layer 22 and the hard mask pattern 17 are also etched to a certain depth. Thus, the recessed portion 31 is formed. A part of the fifth conductive pattern 29 is covered by the sixth conductive pattern 30 and the other part of the fifth conductive pattern 29 is exposed by the recessed portion 31 as viewed in plan view.

희생스페이서(20)가 제거된다. 희생스페이서(20)를 제거하기 위해 스트립공정(Strip process)이 진행된다. 스트립공정은 세정 공정(Cleaning process)을 포함한다. 세정 공정은 희생스페이서(20)를 제거할 수 있는 습식케미컬(Wet chemical)을 이용한다. 습식케미컬에 의해 제6도전패턴(30) 아래의 희생스페이서(20)도 제거된다. 스트립공정은 제6도전패턴(30)의 식각후세정을 포함할 수 있고, 이로써 희생스페이서(20)를 제거하기 위한 추가 공정이 필요없다.The sacrificial spacer 20 is removed. A strip process is carried out to remove the sacrificial spacer 20. The stripping process includes a cleaning process. The cleaning process uses a wet chemical that can remove the sacrificial spacers 20. The sacrificial spacers 20 under the sixth conductive pattern 30 are also removed by the wet chemical. The stripping process may include post-etch cleaning of the sixth conductive pattern 30, thereby eliminating the need for an additional process to remove the sacrificial spacers 20.

스트립 공정에 의해 희생스페이서(20)가 제거되고, 희생스페이서(20)가 차지하고 있던 공간은 에어갭(32, 33)으로 잔존한다. 에어갭(32, 33)은 제2도전패턴(16)의 측벽을 따라 평행하게 연장된 라인 구조로 형성될 수 있다.The sacrificial spacers 20 are removed by the stripping process, and the space occupied by the sacrificial spacers 20 remains in the air gaps 32, 33. The air gaps 32 and 33 may be formed in a line structure extending parallel to the side wall of the second conductive pattern 16.

이와 같이, 제1도전패턴(15)의 주변은 물론 제2도전패턴(16)의 주변에도 에어갭(32, 33)이 형성된다. 따라서, 제1도전패턴(15)과 제3도전패턴(24) 사이에는 '제1스페이서(19)-에어갭(32, 33)'으로 이루어진 절연구조가 형성된다. 제1스페이서(19)가 실리콘질화물을 포함하므로, 'Nitride-Air' 구조의 절연구조물이 형성된다. 제2도전패턴(16)과 제5도전패턴(29) 사이에는 제1스페이서(19), 에어갭(32, 33), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)로 이루어진 절연구조물이 형성된다. 제1스페이서(19), 제2스페이서(21) 및 제3스페이서(27)가 실리콘질화물을 포함하므로, 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' 구조의 절연구조물이 형성된다.As described above, the air gaps 32 and 33 are formed not only around the first conductive pattern 15 but also around the second conductive pattern 16. Therefore, an insulating structure composed of the first spacer 19 and the air gaps 32 and 33 is formed between the first conductive pattern 15 and the third conductive pattern 24. Since the first spacer 19 includes silicon nitride, an insulating structure of a 'Nitride-Air' structure is formed. An insulating structure composed of a first spacer 19, air gaps 32 and 33, a second spacer 21 and a third spacer 27 is formed between the second conductive pattern 16 and the fifth conductive pattern 29 . Since the first spacer 19, the second spacers 21 and the third spacers 27 include silicon nitride, an insulating structure of 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' structure is formed.

제1스페이서(19)와 제2스페이서(21)는 제1도전구조물의 측벽에서 비대칭 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 에어갭(32)의 탑부를 노출시키는 부분(도면부호 'A1')과 에어갭(33)의 탑부를 캡핑하는 부분(도면부호 'A2')의 높이가 서로 다르다. A2를 참조하면, 제2스페이서(21)는 에어갭(33)의 탑부(Top part)를 캡핑하도록 확장될 수 있다.The first spacer 19 and the second spacer 21 may have an asymmetric height at the side wall of the first conductive structure. For example, the heights of the portions (A1 ') for exposing the top portion of the air gap 32 and the portions (A2') for capping the top portion of the air gap 33 are different from each other. Referring to A2, the second spacer 21 can be extended to cap the top part of the air gap 33. [

도 2m에 도시된 바와 같이, 캡핑구조물(34)이 형성된다. 캡핑구조물(34)은 절연물질을 포함한다. 캡핑구조물(34)은 스텝커버리지가 좋지 않은 물질(Poor- step coverage material)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑구조물(34)은 플라즈마화학기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)을 이용하여 형성될 수 있고, 이에 따라 에어갭(32)의 탑부가 막히도록 캡핑할 수 있다. 캡핑구조물(34)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함한다. 캡핑구조물(34)은 플라즈마화학기상증착법(PECVD)에 의한 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 캡핑구조물(34)은 리세스부(31)를 갭필하면서 에어갭(32)을 캡핑한다. 아울러, 제6도전패턴(30)의 상부를 덮는다. 다른 실시예로서, 캡핑구조물(34) 형성시, 제1캡핑층을 컨포멀하게 라이닝한 후 제2캡핑층을 갭필하여 형성할 수도 있다. 제6도전패턴(30)이 플러그형태인 경우, 캡핑구조물(34)은 에어갭(33)을 캡핑할 수 있다. 예컨대, 제6도전패턴(30) 아래에서는 제2스페이서(21)에 의해 에어갭(33)의 일부가 캡핑되고, 제6도전패턴(30) 외측에서는 캡핑구조물(34)에 의해 에어갭(33)의 나머지가 캡핑된다.2M, a capping structure 34 is formed. The capping structure 34 comprises an insulating material. The capping structure 34 may include a poor-step coverage material. For example, the capping structure 34 may be formed using Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), thereby capping the top portion of the air gap 32 to be clogged. The capping structure 34 comprises silicon oxide or silicon nitride. The capping structure 34 may comprise silicon nitride by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The capping structure 34 caps the air gap 32 while grabbing the recessed portion 31. In addition, the upper portion of the sixth conductive pattern 30 is covered. As another example, in forming the capping structure 34, the first capping layer may be lined conformationally and then formed by tapping the second capping layer. If the sixth conductive pattern 30 is in the form of a plug, the capping structure 34 may cap the air gap 33. A portion of the air gap 33 is capped by the second spacer 21 under the sixth conductive pattern 30 and an air gap 33 is formed on the outside of the sixth conductive pattern 30 by the capping structure 34. [ Is capped.

위와 같이, 에어갭(33)의 탑부는 제2스페이서(21)에 의해 캡핑되고, 에어갭(32)은 캡핑구조물(34)에 의해 캡핑된다.As such, the top portion of the air gap 33 is capped by the second spacer 21 and the air gap 32 is capped by the capping structure 34.

제1도전구조물은 제1도전패턴(15)과 제2도전패턴(16)을 포함한다. 제2도전구조물은 제3도전패턴(24), 제4도전패턴(28) 및 제5도전패턴(29)을 포함한다. 제1도전구조물과 제2도전구조물 사이에는 에어갭(32, 33)이 형성된다. The first conductive structure includes a first conductive pattern 15 and a second conductive pattern 16. The second conductive structure includes a third conductive pattern 24, a fourth conductive pattern 28, and a fifth conductive pattern 29. Air gaps (32, 33) are formed between the first conductive structure and the second conductive structure.

제1실시예에 따르면, 에어갭(32, 33)을 형성하므로써 제1도전구조물과 제2도전구조물의 전기적 절연특성을 향상시킨다. 예컨대, 제1도전패턴(15)과 제3도전패턴(24)간의 기생캐패시턴스를 감소시킨다. 또한, 제2도전패턴(16)과 제5도전패턴(29)간의 기생캐패시턴스를 감소시킨다.According to the first embodiment, the air gap 32, 33 is formed to improve the electrical insulation property of the first conductive structure and the second conductive structure. For example, the parasitic capacitance between the first conductive pattern 15 and the third conductive pattern 24 is reduced. Further, the parasitic capacitance between the second conductive pattern 16 and the fifth conductive pattern 29 is reduced.

또한, 제4도전패턴(28)을 먼저 형성한 후에 에어갭(32, 33)을 형성하므로, 제4도전패턴(28)이 형성되는 면적을 넓게 할 수 있다. 이에 따라, 계면저항을 개선시킬 수 있다.In addition, since the air gaps 32 and 33 are formed after the fourth conductive pattern 28 is formed first, the area where the fourth conductive pattern 28 is formed can be widened. Thus, the interface resistance can be improved.

또한, 실리콘함유물질인 제3도전패턴(24)보다 금속함유물질인 금속함유물질인 제5도전패턴(29)의 체적이 크므로 제1도전구조물의 저항을 개선시킬 수 있다.Further, since the volume of the fifth conductive pattern 29, which is a metal-containing material, is larger than the third conductive pattern 24 which is a silicon-containing material, the resistance of the first conductive structure can be improved.

도 3은 본 실시예가 적용된 반도체장치의 일부를 도시한 도면이다. 도 3은 메모리셀을 도시하고 있다.3 is a diagram showing a part of a semiconductor device to which the present embodiment is applied. Figure 3 shows a memory cell.

도 3을 참조하면, 기판(201)에 소자분리영역(Isolation region, 202)에 의해 복수의 활성영역(Active region, 203)이 정의된다. 활성영역(203)을 가로지르는 게이트트렌치(Gate trench, 204)가 형성된다. 게이트트렌치(204) 표면에 게이트절연층(Gate dielectric, 도시 생략)이 형성된다. 게이트절연층 상에 게이트트렌치(204)를 부분적으로 매립하는 매립게이트전극(Buried gate electrode, 205)이 형성된다. 도시하지 않았으나, 기판(201)에는 소스영역 및 드레인영역이 형성된다. 매립게이트전극(205) 상에 실링층(Sealing layer, 206)이 형성된다. 매립게이트전극(205)과 교차하는 방향으로 연장된 비트라인(208)을 포함하는 비트라인구조물이 형성된다.Referring to FIG. 3, a plurality of active regions 203 are defined in an isolation region 202 in a substrate 201. A gate trench 204 is formed across the active region 203. A gate dielectric (not shown) is formed on the surface of the gate trench 204. A buried gate electrode 205 is partially formed on the gate insulating layer so as to partially fill the gate trench 204. Although not shown, a source region and a drain region are formed on the substrate 201. A sealing layer 206 is formed on the buried gate electrode 205. A bit line structure including a bit line 208 extending in a direction crossing the buried gate electrode 205 is formed.

비트라인구조물은 제1콘택플러그(207), 비트라인(208) 및 비트라인하드마스크(209)를 포함한다. 비트라인(208)은 제1콘택플러그(207)를 통해 활성영역(203)과 연결된다. 제1콘택플러그(207)는 층간절연층(Inter-Layer-Dielectric, 222)을 관통하여 활성영역(203)에 연결된다. 층간절연층(222)에 제1콘택홀(도 4a의 '207A' 참조)이 형성되고, 제1콘택홀(207A)에 제1콘택플러그(207)가 형성된다. 제1콘택플러그(207)는 비트라인콘택플러그(Bitline contact plug)라고 약칭된다.The bit line structure includes a first contact plug 207, a bit line 208 and a bit line hard mask 209. The bit line 208 is connected to the active region 203 through the first contact plug 207. The first contact plug 207 is connected to the active region 203 through an inter-layer dielectric 222. A first contact hole (refer to '207A' in FIG. 4A) is formed in the interlayer insulating layer 222, and a first contact plug 207 is formed in the first contact hole 207A. The first contact plug 207 is abbreviated as a bit line contact plug.

다른 활성영역(203)에 연결되는 제2콘택플러그 및 제3콘택플러그(219)가 형성된다. 제2콘택플러그와 제3콘택플러그(219)는 스토리지노드콘택플러그(Storage node contact plug)라고 약칭된다. 제2콘택플러그는 분리층(214)에 형성된 제2콘택홀 내에 형성된다. 제2콘택플러그는 제1플러그(210), 오믹콘택층(211) 및 제2플러그(212)를 포함한다. 제1플러그(210)는 폴리실리콘을 포함하는 실리콘플러그이다. 제2플러그(212)와 제3콘택플러그(219)는 텅스텐을 포함하는 금속플러그이다. 오믹콘택층(211)은 제1플러그(210)와 제2플러그(212) 사이에 형성된다. 오믹콘택층(211)은 금속실리사이드층을 포함한다. 제2콘택플러그에서 제1플러그(210)가 차지하는 체적은 제2플러그(212)보다 작다. 이에 따라, 금속플러그인 제2플러그(212)에 의해 제2콘택플러그의 저항이 감소한다. 제1플러그(210)와 제2플러그(212) 사이에 오믹콘택층(211)을 형성하므로써 콘택저항이 감소한다. 제3콘택플러그(219)를 형성하므로써 스토리지노드(221)의 오버랩마진을 확보할 수 있다.A second contact plug and a third contact plug 219 connected to the other active region 203 are formed. The second contact plug and the third contact plug 219 are abbreviated as a storage node contact plug. A second contact plug is formed in the second contact hole formed in the separation layer (214). The second contact plug includes a first plug 210, an ohmic contact layer 211, and a second plug 212. The first plug 210 is a silicon plug comprising polysilicon. The second plug 212 and the third contact plug 219 are metal plugs including tungsten. The ohmic contact layer 211 is formed between the first plug 210 and the second plug 212. The ohmic contact layer 211 includes a metal silicide layer. The volume occupied by the first plug (210) in the second contact plug is smaller than that of the second plug (212). As a result, the resistance of the second contact plug is reduced by the metal plug-in second plug 212. The contact resistance is reduced by forming the ohmic contact layer 211 between the first plug 210 and the second plug 212. By forming the third contact plug 219, an overlap margin of the storage node 221 can be ensured.

비트라인구조물과 제2콘택플러그 사이에 에어갭(213)이 형성된다. 에어갭(213)은 제1콘택플러그(207)의 측벽에 형성되면서, 비트라인(208)의 측벽에 형성되도록 수직하게 확장된다. 비트라인(208)의 측벽에서는 비트라인(208)의 측벽을 따라 평행하게 확장될 수 있다.An air gap 213 is formed between the bit line structure and the second contact plug. The air gap 213 is formed in the sidewall of the first contact plug 207 and extends vertically to be formed in the sidewall of the bit line 208. And may extend parallel along the sidewalls of the bit line 208 at the sidewalls of the bit line 208.

에어갭(213)은 캡핑층(220) 및 제2스페이서(216)에 의해 캡핑된다. 에어갭(213)의 일부는 제2스페이서(216)에 의해 캡핑되고, 에어갭(213)의 나머지는 캡핑층(220)에 의해 캡핑된다.The air gap 213 is capped by the capping layer 220 and the second spacer 216. A portion of the air gap 213 is capped by the second spacer 216 and the remainder of the air gap 213 is capped by the capping layer 220.

제3콘택플러그(219) 상에 스토리지노드(221)를 포함하는 캐패시터가 연결된다. 스토리지노드(221)는 필라 형태(Pillar type)를 포함한다. 도시하지 않았으나, 스토리지노드(221) 상에 유전층 및 플레이트노드가 더 형성될 수 있다. 스토리지노드(221)는 필라형태 외에 실린더형태가 될 수도 있다. 다른 실시예에서, 제3콘택플러그(219) 상에 다양하게 구현된 메모리요소가 연결될 수 있다.A capacitor including the storage node 221 is connected on the third contact plug 219. The storage node 221 includes a pillar type. Although not shown, a dielectric layer and a plate node may be further formed on the storage node 221. The storage node 221 may be in the form of a cylinder in addition to a pillar shape. In other embodiments, variously implemented memory elements may be coupled on the third contact plug 219.

위와 같이, 메모리셀은 매립게이트전극(205)을 포함하는 매립게이트형 트랜지스터, 비트라인(208) 및 캐패시터를 포함한다. 트랜지스터와 비트라인(208)은 제1콘택플러그(207)에 의해 전기적으로 연결된다. 트랜지스터와 캐패시터는 제2콘택플러그 및 제3콘택플러그(219)에 의해 전기적으로 연결된다. 제2콘택플러그는 제1플러그(210), 오믹콘택층(211) 및 제2플러그(212)가 적층된 구조이다.As described above, the memory cell includes a buried gate type transistor including a buried gate electrode 205, a bit line 208, and a capacitor. The transistor and the bit line 208 are electrically connected by the first contact plug 207. The transistor and the capacitor are electrically connected by the second contact plug and the third contact plug 219. The second contact plug is a structure in which the first plug 210, the ohmic contact layer 211, and the second plug 212 are stacked.

제2콘택플러그의 제2플러그(212)와 비트라인(208) 사이에 에어갭(213)이 형성된다. 따라서, 비트라인(208)과 제2콘택플러그간의 기생캐패시턴스가 감소한다. 또한, 제2콘택플러그의 제1플러그(210)와 제1콘택플러그(207) 사이에 에어갭(213)이 형성된다. 따라서, 제1콘택플러그(207)와 제2콘택플러그간의 기생캐패시턴스가 감소한다.An air gap 213 is formed between the second plug 212 of the second contact plug and the bit line 208. Thus, the parasitic capacitance between the bit line 208 and the second contact plug decreases. An air gap 213 is formed between the first plug 210 of the second contact plug and the first contact plug 207. Thus, the parasitic capacitance between the first contact plug 207 and the second contact plug is reduced.

도 4a는 도 3의 A-A'선에 따른 평면도이다. 도 4a를 참조하면, 제1콘택홀(207A)의 직경은 제1콘택플러그(207)의 선폭보다 더 크다. 따라서, 제1콘택플러그(207)의 측벽에 갭(gap)이 형성되고, 갭에 에어갭(213) 및 제1스페이서(215)가 형성된다. 결국, 제1콘택플러그(207)와 제1플러그(210) 사이에 제1스페이서(215)와 에어갭(213)을 포함하는 절연구조물이 형성된다. 4A is a plan view taken along the line A-A 'in FIG. Referring to FIG. 4A, the diameter of the first contact hole 207A is larger than the line width of the first contact plug 207. FIG. Therefore, a gap is formed in the side wall of the first contact plug 207, and an air gap 213 and a first spacer 215 are formed in the gap. As a result, an insulating structure including a first spacer 215 and an air gap 213 is formed between the first contact plug 207 and the first plug 210.

도 4b는 도 3의 B-B'선에 따른 평면도이다. 도 4b를 참조하면, 비트라인(208)과 제2플러그(212) 사이에 제1스페이서(215), 에어갭(213), 제2스페이서(216) 및 제3스페이서(217)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 제3스페이서(217)는 제2플러그(212)의 측벽을 에워싸는 서라운딩 형태이다. 에어갭(213)은 비트라인(208)의 측벽에 평행하게 연장된 라인형태이다.4B is a plan view taken along the line B-B 'in FIG. Referring to FIG. 4B, isolation between the bit line 208 and the second plug 212, including a first spacer 215, an air gap 213, a second spacer 216 and a third spacer 217, A structure is formed. The third spacer 217 is in the form of a surrounding that surrounds the side wall of the second plug 212. The air gap 213 is in the form of a line extending parallel to the side wall of the bit line 208.

상술한 바에 따르면, 제1콘택플러그(207)와 제1플러그(210) 사이에 에어갭(213)이 형성된다. 아울러, 에어갭(213)은 비트라인(208)과 제2플러그(212) 사이에도 형성된다. 제1콘택플러그(207)와 제1플러그(210) 사이에는 '제1스페이서(215)-에어갭(213)'으로 이루어진 제1스페이서구조물(218A)이 형성된다. 제1스페이서(215)가 실리콘질화물을 포함하는 경우, 'Nitride-Air' 구조의 제1스페이서구조물(218A)이 형성된다. 비트라인(208)과 제2플러그(212) 사이에는 제1스페이서(215), 에어갭(213), 제2스페이서(216) 및 제3스페이서(217)로 이루어진 제2스페이서구조물(218B)이 형성된다. 제1스페이서(215), 제2스페이서(216) 및 제3스페이서(217)가 실리콘질화물을 포함하는 경우, 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' 구조의 제2스페이서구조물(218B)이 형성된다. According to the above description, an air gap 213 is formed between the first contact plug 207 and the first plug 210. In addition, an air gap 213 is also formed between the bit line 208 and the second plug 212. A first spacer structure 218A composed of a first spacer 215 and an air gap 213 is formed between the first contact plug 207 and the first plug 210. When the first spacer 215 includes silicon nitride, a first spacer structure 218A of a 'Nitride-Air' structure is formed. A second spacer structure 218B consisting of a first spacer 215, an air gap 213, a second spacer 216 and a third spacer 217 is formed between the bit line 208 and the second plug 212 . When the first spacer 215, the second spacer 216 and the third spacer 217 include silicon nitride, a second spacer structure 218B having a structure of 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' is formed.

비트라인(208)의 양측벽에서 에어갭(213)의 높이가 다를 수 있다. 에어갭(213)의 높이 비대칭성은 캡핑층(220)에 의해 구현된다. 에어갭(213)의 상부는 서로 다른 구조물에 의해 캡핑된다. 에어갭(213)의 일부는 제2스페이서(216)에 의해 캡핑된다. 에어갭(213)의 나머지는 캡핑층(220)에 의해 캡핑된다. 제1스페이서(215), 제2스페이서(216) 및 캡핑층(220)이 실리콘질화물을 포함하는 경우, 실리콘질화물들에 의해 에어갭(213)이 캡핑된다.The heights of the air gaps 213 on both side walls of the bit line 208 may be different. The height asymmetry of the air gap 213 is implemented by the capping layer 220. The upper portion of the air gap 213 is capped by different structures. A portion of the air gap 213 is capped by the second spacer 216. The remainder of the air gap 213 is capped by the capping layer 220. If the first spacers 215, the second spacers 216 and the capping layer 220 comprise silicon nitride, the air gaps 213 are capped by the silicon nitrides.

본 실시예에 따르면, 비트라인(208)과 스토리지노드콘택플러그 사이에 에어갭(213)을 형성함과 동시에 비트라인콘택플러그(207)와 스토리지노드콘택플러그 사이에 에어갭(213)을 형성하므로써, 기생캐패시턴스를 감소시킨다. 이에 따라, 메모리셀의 동작속도를 향상시킨다.According to the present embodiment, an air gap 213 is formed between the bit line 208 and the storage node contact plug, and an air gap 213 is formed between the bit line contact plug 207 and the storage node contact plug , And reduces the parasitic capacitance. This improves the operation speed of the memory cell.

한편, 본 실시예의 비교예로서, 비트라인과 스토리지노드콘택플러그 사이에만 에어갭이 형성될 수 있다. 또한, 다른 비교예로서, 비트라인콘택플러그와 스토리지노드콘택플러그 사이에만 에어갭이 형성될 수 있다. 그러나, 비교예들은 본 실시예보다 기생캐패시턴스 감소효과가 낮으므로 메모리셀의 동작속도를 향상시키는데 한계가 있다.On the other hand, as a comparative example of this embodiment, an air gap may be formed only between the bit line and the storage node contact plug. Further, as another comparative example, an air gap may be formed only between the bit line contact plug and the storage node contact plug. However, the comparative examples have a lower effect of reducing the parasitic capacitance than the present embodiment, so that there is a limit in improving the operation speed of the memory cell.

도 5a 내지 도 5o는 도 3에 도시된 메모리셀을 제조하는 방법의 일예를 도시한 도면이다. 5A to 5O are views showing an example of a method of manufacturing the memory cell shown in FIG.

도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(41)에 소자분리영역(44)이 형성된다. 기판(41)은 실리콘 기판, 실리콘저마늄 기판 또는 SOI 기판을 포함할 수 있다. 기판(41)은 메모리셀영역(memory cell region)과 비메모리셀영역(Non-memory cell region)을 포함한다. 비메모리셀영역은 주변회로영역을 포함할 수 있다. 주변회로영역은 로직트랜지스터 등이 형성될 수 있다. 이하, 실시예는 메모리셀영역에서의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. 소자분리영역(44)은 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 통해 형성할 수 있다. 소자분리영역(44)은 소자분리트렌치(Isolation trench, 42)에 형성된다. 소자분리영역(44)에 의해 활성영역(43)이 정의된다. 활성영역(43)은 단축과 장축을 갖는 섬형태(Island type)가 될 수 있다. 복수의 활성영역(43)이 소자분리영역(44)에 의해 분리된다. 소자분리영역(44)은 측벽산화물(Wall oxide), 라이너(liner) 및 갭필물질(Gapfill material)을 순차적으로 형성할 수 있다. 라이너는 실리콘질화물(Silicon nitride), 실리콘산화물(Silicon oxide)을 포함할 수 있다. 실리콘질화물은 Si3N4를 포함할 수 있고, 실리콘산화물은 SiO2를 포함할 수 있다. 갭필물질은 스핀온절연물(Spin On Dielectric) 등의 실리콘산화물을 포함할 수 있다. 또한, 갭필물질은 실리콘질화물을 포함할 수 있으며, 이때, 실리콘질화물은 라이너(Liner)로 사용되는 실리콘질화물을 이용하여 갭필할 수 있다.As shown in Fig. 5A, an element isolation region 44 is formed in the substrate 41. Fig. The substrate 41 may comprise a silicon substrate, a silicon germanium substrate, or an SOI substrate. The substrate 41 includes a memory cell region and a non-memory cell region. The non-memory cell region may include a peripheral circuit region. The peripheral circuit region may be formed of a logic transistor or the like. Hereinafter, an embodiment will be described with respect to a manufacturing method in a memory cell region. The device isolation region 44 may be formed through an STI (Shallow Trench Isolation) process. The element isolation region 44 is formed in an isolation trench 42. The active region 43 is defined by the element isolation region 44. The active region 43 may be an island type having a short axis and a long axis. A plurality of active regions 43 are separated by an element isolation region 44. [ The element isolation region 44 may sequentially form a sidewall oxide, a liner, and a gap fill material. The liner may comprise silicon nitride, silicon oxide. The silicon nitride may comprise Si 3 N 4 and the silicon oxide may comprise SiO 2 . The gap fill material may include silicon oxides such as spin on dielectrics. Also, the gap fill material may include silicon nitride, wherein silicon nitride may be imaged using silicon nitride used as a liner.

매립게이트전극(46)을 포함한 트랜지스터가 형성된다. 기판(41)에 매립게이트전극(46)이 매립된다. 매립게이트전극(46)은 게이트트렌치(45) 내에 형성된다. 게이트트렌치(45)는 활성영역(43) 및 소자분리영역(44)을 식각하여 형성될 수 있다. 게이트트렌치(45)의 깊이는 소자분리영역(44)보다 더 얕다. 게이트트렌치(45)의 표면 상에 게이트절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 게이트절연층은 열산화(Thermal oxidation)를 통해 형성될 수 있다. 게이트절연층 상에 매립게이트전극(46)이 리세스되어 형성된다. 매립게이트전극(46) 상에 실링층(47)이 형성된다. 매립게이트전극(46)은 게이트트렌치(45)를 갭필하도록 금속함유층을 형성한 후 에치백하여 형성할 수 있다. 금속함유층은 티타늄, 탄탈륨, 텅스텐 등의 금속을 주성분으로 하는 물질을 포함할 수 있다. 금속함유층은 탄탈륨질화물(TaN), 티타늄질화물(TiN), 텅스텐질화물(WN) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매립게이트전극(46)은 티타늄질화물, 탄탈륨질화물 또는 텅스텐을 단독으로 포함하거나, 티타늄질화물(TiN) 또는 탄탈륨질화물(TaN) 상에 텅스텐(W)을 적층하는 TiN/W 또는 TaN/W과 같은 2층 구조로 형성할 수 있다. 또한, 텅스텐질화물(WN) 상에 텅스텐(W)을 적층하는 WN/W의 2층 구조를 포함할 수 있다. 또한, 텅스텐층을 포함할 수 있으며, 이 외에 낮은 저항의 금속물질을 포함할 수 있다. 실링층(47)은 매립게이트전극(46) 상에서 게이트트렌치(45)를 갭필할 수 있다. 실링층(47)은 후속 공정으로부터 매립게이트전극(46)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 실링층(47)은 절연물질을 포함할 수 있다. 실링층(47)은 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 실링층(47) 형성후에 활성영역(43)에 소스영역 및 드레인영역(도시 생략)을 형성할 수 있다. 이로써, 매립게이트전극(46)을 포함하는 매립게이트형 트랜지스터가 형성된다.A transistor including a buried gate electrode 46 is formed. The buried gate electrode 46 is buried in the substrate 41. [ A buried gate electrode 46 is formed in the gate trench 45. The gate trench 45 may be formed by etching the active region 43 and the isolation region 44. The depth of the gate trench 45 is shallower than the element isolation region 44. [ A gate insulating layer (not shown) may be formed on the surface of the gate trench 45. The gate insulating layer may be formed through thermal oxidation. A buried gate electrode 46 is recessed and formed on the gate insulating layer. A sealing layer 47 is formed on the buried gate electrode 46. The buried gate electrode 46 may be formed by forming a metal-containing layer so as to cover the gate trench 45 and then etched back. The metal-containing layer may include a material mainly composed of a metal such as titanium, tantalum, tungsten, or the like. The metal-containing layer may include at least one selected from the group consisting of tantalum nitride (TaN), titanium nitride (TiN), tungsten nitride (WN), and tungsten (W). For example, the buried gate electrode 46 can be formed of TiN / W or TaN / W, which includes titanium nitride, tantalum nitride, or tungsten alone or tungsten (W) on titanium nitride (TiN) or tantalum nitride W and the like. Further, it may include a two-layer structure of WN / W for laminating tungsten (W) on tungsten nitride (WN). In addition, it may include a tungsten layer, and may further include a low resistance metal material. The sealing layer 47 may fill the gate trench 45 on the buried gate electrode 46. The sealing layer 47 may serve to protect the buried gate electrode 46 from subsequent processes. The sealing layer 47 may comprise an insulating material. The sealing layer 47 may comprise silicon nitride. A source region and a drain region (not shown) may be formed in the active region 43 after the formation of the sealing layer 47. [ Thus, a buried gate type transistor including a buried gate electrode 46 is formed.

다음으로, 층간절연층(48)이 형성된다. 층간절연층(48)을 식각하여 제1콘택홀(49)을 형성한다. 제1콘택홀(49)은 활성영역(43)의 일부분을 노출시킨다. 제1콘택홀(49)은 활성영역(43)의 중앙부분을 노출시키는 형태가 될 수 있다. 제1콘택홀(49)은 활성영역(43)의 단축의 폭보다 더 큰 직경을 갖는다. 따라서, 제1콘택홀(49)을 형성하기 위한 식각 공정에서 소자분리영역(44)의 일부도 식각될 수 있다. 제1콘택홀(49)에 의해 노출되는 활성영역(43)은 매립게이트형 트랜지스터의 소스영역 및 드레인영역 중 어느 하나의 영역을 포함한다. 제1콘택홀(49)은 비트라인콘택홀이라 약칭될 수 있다. Next, an interlayer insulating layer 48 is formed. The interlayer insulating layer 48 is etched to form the first contact hole 49. The first contact hole 49 exposes a portion of the active region 43. The first contact hole 49 may be shaped to expose a central portion of the active region 43. The first contact hole 49 has a diameter larger than the width of the short axis of the active region 43. Therefore, part of the element isolation region 44 in the etching process for forming the first contact hole 49 can also be etched. The active region 43 exposed by the first contact hole 49 includes any one of the source region and the drain region of the buried gate type transistor. The first contact hole 49 may be abbreviated as a bit line contact hole.

제1콘택홀(49) 아래의 노출된 활성영역(43)이 리세스된다(도면부호 R 참조). 이에 따라, 비트라인콘택플러그가 연결될 활성영역(43)의 표면은 스토리지노드콘택플러그가 연결될 활성영역(43)의 표면보다 높이가 낮아진다.The exposed active region 43 under the first contact hole 49 is recessed (see reference character R). Thus, the surface of the active area 43 to which the bit line contact plug is to be connected is lower in height than the surface of the active area 43 to which the storage node contact plug is to be connected.

도 5b에 도시된 바와 같이, 예비 제1콘택플러그(50A)가 형성된다. 예비 제1콘택플러그(50A)의 형성 방법을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 제1콘택홀(49)을 채우는 폴리실리콘층을 형성한다. 다음으로, 층간절연층(48)이 표면이 노출되도록 폴리실리콘층이 평탄화된다.As shown in Fig. 5B, a preliminary first contact plug 50A is formed. A method of forming the preliminary first contact plug 50A will be described below. First, a polysilicon layer filling the first contact hole 49 is formed. Next, the polysilicon layer is planarized so that the surface of the interlayer insulating layer 48 is exposed.

도 5c에 도시된 바와 같이, 예비 제1콘택플러그(50A) 상에 제1도전층(51A)과 하드마스크층(52A)을 적층한다. 제1도전층(51A)은 텅스텐 등의 금속함유층을 포함한다. 하드마스크층(52A)은 실리콘질화물을 포함한다.The first conductive layer 51A and the hard mask layer 52A are stacked on the preliminary first contact plug 50A, as shown in Fig. 5C. The first conductive layer 51A includes a metal-containing layer such as tungsten. The hardmask layer 52A comprises silicon nitride.

도 5d에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물을 형성한다. 예를 들어, 비트라인마스크(미도시)에 의해 하드마스크층(52A), 제1도전층(51A) 및 예비 제1콘택플러그(50A)가 식각된다. 이에 따라, 제1콘택플러그(50), 비트라인(51) 및 비트라인하드마스크층(52)이 형성된다.And forms a bit line structure, as shown in FIG. 5D. For example, the hard mask layer 52A, the first conductive layer 51A and the preliminary first contact plug 50A are etched by a bit line mask (not shown). Thus, the first contact plug 50, the bit line 51 and the bit line hard mask layer 52 are formed.

제1콘택플러그(50)는 리세스된 활성영역(43) 상에 형성된다. 즉, 제1콘택홀(49) 내에 형성된다. 제1콘택플러그(50)는 제1콘택홀(49)의 직경보다 작은 선폭을 갖는다. 따라서, 제1콘택플러그(50) 주변에 측벽콘택홀(49A)이 형성된다. 측벽콘택홀(49A)은 제1콘택플러그(50)와 층간절연층(48) 사이에 갭(Gap)을 제공한다. 비트라인(51)은 텅스텐함유물질을 포함한다. 비트라인(51)은 텅스텐층을 포함할 수 있다. 비트라인하드마스크층(52)은 비트라인(51)을 보호하는 역할을 한다. 비트라인하드마스크층(52)은 절연물질을 포함한다. 비트라인하드마스크층(52)은 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 제1콘택플러그(50)는 비트라인콘택플러그라고 약칭될 수 있다. 제1콘택홀(49)의 깊이를 최소화하여 예비 제1콘택플러그(50A) 식각시 잔류물을 제거한다.A first contact plug 50 is formed on the recessed active region 43. That is, in the first contact hole 49. The first contact plug (50) has a line width smaller than the diameter of the first contact hole (49). Therefore, a sidewall contact hole 49A is formed around the first contact plug 50. [ The sidewall contact hole 49A provides a gap between the first contact plug 50 and the interlayer insulating layer 48. The bit line 51 comprises a tungsten-containing material. The bit line 51 may comprise a tungsten layer. The bit line hardmask layer 52 serves to protect the bit line 51. The bit line hardmask layer 52 comprises an insulating material. The bit line hardmask layer 52 may comprise silicon nitride. The first contact plug 50 may be abbreviated as a bit line contact plug. The depth of the first contact hole 49 is minimized to remove residues during etching of the preliminary first contact plug 50A.

상술한 바와 같이, 제1콘택플러그(50)가 형성되므로써 제1콘택홀(49)의 일부, 즉 측벽콘택홀(49A)이 오픈된다. 이는 제1콘택플러그(50)가 제1콘택홀(49)의 직경보다 더 작게 식각되기 때문이다.As described above, since the first contact plug 50 is formed, a part of the first contact hole 49, that is, the side wall contact hole 49A is opened. This is because the first contact plug 50 is etched smaller than the diameter of the first contact hole 49.

도시되지 않았으나, 비트라인구조물 형성시 비메모리셀영역의 기판(41) 상에 게이트구조물이 형성될 수 있다.Although not shown, a gate structure may be formed on the substrate 41 of the non-memory cell region in forming the bit line structure.

도 5e에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물 상에 제1스페이서층(53A)이 형성된다. 제1스페이서층(53A)은 비트라인구조물을 포함한 기판(41)의 전면에 형성된다. 제1스페이서층(53A)은 절연물질을 포함한다. 제1스페이서층(53A)은 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 제1스페이서층(53A)은 측벽콘택홀(49A) 및 층간절연층(48) 상에 컨포멀하게 형성된다.As shown in FIG. 5E, a first spacer layer 53A is formed on the bit line structure. The first spacer layer 53A is formed on the front surface of the substrate 41 including the bit line structure. The first spacer layer 53A includes an insulating material. The first spacer layer 53A may comprise silicon nitride. The first spacer layer 53A is conformally formed on the sidewall contact hole 49A and the interlayer insulating layer 48. [

제1스페이서층(53A) 상에 희생스페이서층(54A)이 형성된다. 희생스페이서층(54A)은 측벽콘택홀(49A)을 갭필하면서 형성될 수 있다. 희생스페이서층(54A)은 실리콘산화물을 포함한다.A sacrificial spacer layer 54A is formed on the first spacer layer 53A. The sacrificial spacer layer 54A may be formed while tapping the sidewall contact hole 49A. The sacrificial spacer layer 54A comprises silicon oxide.

위와 같이, 제1콘택플러그(50)와 층간절연층(48) 사이의 측벽콘택홀(49A)에는 제1스페이서층(53A)과 희생스페이서층(54A)을 포함하는 이중 스페이서층(Double spacer layer)이 형성된다.As described above, in the side wall contact hole 49A between the first contact plug 50 and the interlayer insulating layer 48, a double spacer layer (not shown) including a first spacer layer 53A and a sacrificial spacer layer 54A is formed. Is formed.

도 5f에 도시된 바와 같이, 희생스페이서(54)가 형성된다. 희생스페이서(54)는 희생스페이서층(54A)의 식각에 의해 형성된다. 에치백 공정에 의해 희생스페이서층(54A)이 식각될 수 있다. 이에 따라, 비트라인구조물의 측벽에 제1스페이서층(53A)을 사이에 두고 희생스페이서(54)가 형성된다. 희생스페이서(54)의 상부 높이는 비트라인도전구조물의 상부 표면보다 낮게 제어된다(도면부호 '54B' 참조). 층간절연층(48)의 표면에서 희생스페이서층(54A)이 제거된다.As shown in Fig. 5F, a sacrificial spacer 54 is formed. The sacrificial spacer 54 is formed by etching the sacrificial spacer layer 54A. The sacrificial spacer layer 54A can be etched by the etch-back process. Thus, a sacrificial spacer 54 is formed on the sidewall of the bit line structure with the first spacer layer 53A therebetween. The top height of the sacrificial spacers 54 is controlled to be lower than the top surface of the bit line conductive structures (see 54B '). The sacrificial spacer layer 54A is removed from the surface of the interlayer insulating layer 48. [

도 5g에 도시된 바와 같이, 희생스페이서(54) 상에 제2스페이서층(55A)이 형성된다. 제2스페이서층(55A)은 희생스페이서(54)를 포함한 전면에 형성된다. 제2스페이서층(55A)은 절연물질을 포함한다. 제2스페이서층(55A)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 이하, 실시예에서, 제2스페이서층(55A)은 실리콘질화물을 포함한다. 제2스페이서층(55A)에 의해 희생스페이서(54)가 외부로부터 밀폐된다. 즉, 제1스페이서층(53A)와 제2스페이서층(55A) 사이에 희생스페이서(54)가 위치하는 다중 스페이서층이 형성된다. 제1스페이서층(53A)과 제2스페이서층(55A)이 실리콘질화물을 포함하고, 희생스페이서(54)가 실리콘산화물을 포함하므로, NON 구조의 다중 스페이서층이 형성된다.As shown in Figure 5G, a second spacer layer 55A is formed on the sacrificial spacer 54. [ The second spacer layer 55A is formed on the front surface including the sacrificial spacer 54. [ The second spacer layer 55A includes an insulating material. The second spacer layer 55A may comprise silicon oxide or silicon nitride. Hereinafter, in an embodiment, the second spacer layer 55A comprises silicon nitride. The sacrificial spacer 54 is sealed from the outside by the second spacer layer 55A. That is, a multi-spacer layer is formed in which the sacrificial spacer 54 is located between the first spacer layer 53A and the second spacer layer 55A. The first spacer layer 53A and the second spacer layer 55A comprise silicon nitride and the sacrificial spacer 54 comprises silicon oxide so that a multiple spacer layer of the NON structure is formed.

제1스페이서층(53A), 희생스페이서층(54) 및 제2스페이서층(55A)의 두께를 최소화하여 후속 제2콘택홀의 오픈마진을 확보한다.The thicknesses of the first spacer layer 53A, the sacrificial spacer layer 54 and the second spacer layer 55A are minimized to secure the open margin of the subsequent second contact hole.

도 5h에 도시된 바와 같이, 희생층(56A)이 형성된다. 희생층(56A)은 비트라인구조물 사이에 갭필된다. 희생층(56A)은 실리콘산화물을 포함한다. 희생층(56A)은 스핀온절연층(SOD)을 포함할 수 있다. 희생층(56A)은 비트라인구조물 상부에서 제2스페이서층(55A)의 표면이 노출되도록 평탄화될 수 있다.As shown in Fig. 5H, a sacrificial layer 56A is formed. The sacrificial layer 56A is imaged between the bit line structures. The sacrificial layer 56A includes silicon oxide. The sacrificial layer 56A may include a spin-on insulating layer (SOD). The sacrificial layer 56A may be planarized to expose the surface of the second spacer layer 55A above the bitline structure.

도 5i에 도시된 바와 같이, 희생층(56A)에 예비 분리부(Pre-isolation part, 57)가 형성된다. 예비 분리부(57)는 비트라인구조물과 교차하는 방향의 마스크패턴(도시 생략)을 이용한 식각에 의해 형성된다.As shown in FIG. 5I, a pre-isolation part 57 is formed in the sacrifice layer 56A. The preliminary separation portion 57 is formed by etching using a mask pattern (not shown) in a direction crossing the bit line structure.

도 5j에 도시된 바와 같이, 예비 분리부(57)에 분리층(Isolation layer, 58)이 형성된다. 분리층(58)은 예비 분리부(57)를 갭필하도록 실리콘질화물을 형성한 후 평탄화하여 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5J, an isolation layer 58 is formed in the preliminary separation portion 57. The isolation layer 58 may be formed by forming silicon nitride to fill the preliminary isolation portion 57 and then planarizing.

도 5k에 도시된 바와 같이, 희생층(56A)이 제거된다. 이에 따라, 오픈부, 즉 제2콘택홀(59)이 형성된다. 제2콘택홀(59)은 분리층(58) 사이에 형성된다. 분리층(58)은 비트라인구조물 사이에 형성된다. 따라서, 비트라인구조물 사이에 제2콘택홀(59) 및 분리층(58)이 형성된다. 제2콘택홀(59)은 스토리지노드콘택홀이라 약칭될 수 있다.As shown in Fig. 5K, the sacrificial layer 56A is removed. Thus, an open portion, that is, a second contact hole 59 is formed. A second contact hole 59 is formed between the isolation layers 58. An isolation layer 58 is formed between the bit line structures. Accordingly, a second contact hole 59 and a separation layer 58 are formed between the bit line structures. The second contact hole 59 may be abbreviated as a storage node contact hole.

도 5l에 도시된 바와 같이, 제2콘택홀(59)의 바텀부를 확장시킨다. 이를 위해 제2스페이서층(55A)과 제1스페이서층(53A)을 선택적으로 제거한다. 아울러, 희생스페이서(54)의 바텀부 및 층간절연층(48)을 일부 식각한다. 따라서, 제2콘택홀(59) 아래의 기판(41)이 노출된다. 비트라인구조물의 상부에서 제2스페이서층(55A)과 제1스페이서층(53A)이 제거된다. 제2콘택홀(59)의 바텀부는 식각선택비 차이에 의해 V 자형의 프로파일(도면부호 '60' 참조)을 가질 수 있다.As shown in FIG. 51, the bottom portion of the second contact hole 59 is extended. To this end, the second spacer layer 55A and the first spacer layer 53A are selectively removed. In addition, the bottom portion of the sacrificial spacer 54 and the interlayer insulating layer 48 are partly etched. Therefore, the substrate 41 under the second contact hole 59 is exposed. The second spacer layer 55A and the first spacer layer 53A are removed at the top of the bit line structure. The bottom portion of the second contact hole 59 may have a V-shaped profile (see reference numeral 60 ') due to the etching selectivity difference.

비트라인(51)의 측벽에는 제1스페이서(53), 희생스페이서(54) 및 제2스페이서(55)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 제1콘택플러그(50)의 측벽에는 제1스페이서(53)와 희생스페이서(54)를 포함하는 절연구조물이 형성된다. 희생스페이서(54)의 바텀부는 제2콘택홀(59)에 의해 노출된다. 희생스페이서(54)의 중간부 및 탑부는 제2스페이서(55)에 의해 커버링된다.On the side wall of the bit line 51, an insulating structure including a first spacer 53, a sacrificial spacer 54, and a second spacer 55 is formed. An insulating structure including a first spacer 53 and a sacrificial spacer 54 is formed on a sidewall of the first contact plug 50. The bottom portion of the sacrificial spacer 54 is exposed by the second contact hole 59. The intermediate portion and the top portion of the sacrificial spacer 54 are covered by the second spacer 55.

후속하여, 제1플러그, 오믹콘택층 및 제2플러그를 포함하는 제2콘택플러그가 형성된다.Subsequently, a second contact plug including a first plug, an ohmic contact layer and a second plug is formed.

이를 살펴보면 다음과 같다.This is as follows.

도 5m에 도시된 바와 같이, 제1플러그(61)가 형성된다. 제1플러그(61)는 제2콘택홀(59) 내부에 리세스되어 형성된다. 제1플러그(61)는 실리콘함유층을 포함할 수 있다. 제1플러그(61)는 폴리실리콘층을 포함할 수 있다. 폴리실리콘층은 불순물이 도핑될 수 있다. 제1플러그(61)는 기판(41)의 표면과 접촉된다. 제1플러그(61)는 비트라인(51)의 저부 표면에 근접하게 낮게 리세스된 높이를 가질 수 있다. 제1플러그(61)의 높이는 최대한 낮게 조절될 수 있다. 이는 제2콘택플러그에서 제1플러그(61)가 차지하는 체적(volume)을 최소화하기 위함이다. 따라서, 제2콘택플러그의 저항을 감소시킬 수 있다. 제1플러그(61)를 형성하기 전에 제2콘택홀(59)의 바텀부를 추가로 확장시키기 위한 딥아웃 공정(Dip-out process)을 진행하지 않아도 된다. 이에 따라, 제1플러그(61)에 보이드(Void)가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 제1플러그(61)의 체적을 최소화할 수 있다. 또한, 딥아웃공정을 생략하므로써, 제1플러그(61)와의 페일(fail)을 방지할 수 있다. 제1플러그(61)는 100∼500Å의 두께를 갖는다.As shown in Fig. 5M, a first plug 61 is formed. The first plug 61 is recessed inside the second contact hole 59. The first plug 61 may comprise a silicon-containing layer. The first plug 61 may comprise a polysilicon layer. The polysilicon layer may be doped with impurities. The first plug 61 is in contact with the surface of the substrate 41. The first plug 61 may have a height recessed close to the bottom surface of the bit line 51. The height of the first plug 61 can be adjusted as low as possible. This is to minimize the volume occupied by the first plug 61 in the second contact plug. Therefore, the resistance of the second contact plug can be reduced. The DIP-out process for further extending the bottom portion of the second contact hole 59 may not be performed before the first plug 61 is formed. Accordingly, it is possible to prevent voids from being generated in the first plug 61, and to minimize the volume of the first plug 61. In addition, by omitting the dip-out process, it is possible to prevent a failure with the first plug 61. [ The first plug 61 has a thickness of 100 to 500 ANGSTROM.

도 5n에 도시된 바와 같이, 제3스페이서(62)가 형성된다. 제3스페이서(62)는 절연층(미도시)의 증착 및 식각에 의해 형성된다. 제3스페이서(62)로 사용되는 절연층은 제1플러그(61)를 포함한 전면에 컨포멀하게 형성된다. 제3스페이서(62)는 제1스페이서(53) 및 제2스페이서(55)와 동일 재료의 물질을 포함할 수 있다. 제3스페이서(62)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 제3스페이서(62)를 형성하므로써 기생캐패시턴스를 더욱 감소시킨다. 즉, 제1스페이서층(53A), 희생스페이서층(54) 및 제2스페이서층(55A)의 두께를 감소시킴에 따라 기생캐패시턴스가 증가할 수 있으나, 제3스페이서(62)에 의해 기생캐패시턴스가 증가하는 것을 억제한다.As shown in FIG. 5N, a third spacer 62 is formed. The third spacers 62 are formed by deposition and etching of an insulating layer (not shown). The insulating layer used as the third spacer 62 is conformally formed on the front surface including the first plug 61. The third spacer 62 may comprise a material of the same material as the first spacer 53 and the second spacer 55. The third spacer 62 may comprise silicon nitride. By further forming the third spacer 62, the parasitic capacitance is further reduced. That is, the parasitic capacitance can be increased by decreasing the thickness of the first spacer layer 53A, the sacrificial spacer layer 54 and the second spacer layer 55A, but the parasitic capacitance is increased by the third spacer 62 .

제3스페이서(62)를 형성할 때 또는 제3스페이서(62)를 형성한 후에, 제1플러그(61)의 표면을 일정 깊이 리세스시킬 수 있다(도면부호 '62A' 참조). 제1플러그(61)의 리세스된 표면은 'V' 자 모양을 가질 수 있다. 이는 후속 실리사이드층을 형성하기 위한 반응 면적을 증가시키기 위함이다.The surface of the first plug 61 can be recessed to a certain depth when the third spacer 62 is formed or after the third spacer 62 is formed (see reference numeral 62A '). The recessed surface of the first plug 61 may have a "V" shape. This is to increase the reaction area for forming the subsequent silicide layer.

위와 같이, 제3스페이서(62)를 형성하므로써, 제1스페이서(53), 희생스페이서(54), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(62)를 포함하는 다중 스페이서 구조물이 비트라인구조물의 측벽에 형성된다.As described above, by forming the third spacer 62, a multiple spacer structure including the first spacer 53, the sacrificial spacer 54, the second spacer 55, and the third spacer 62 is formed in the bit line structure Is formed on the side wall.

도 5o에 도시된 바와 같이, 제1플러그(61)의 표면 상에 오믹콘택층(63)이 형성된다. 오믹콘택층(63)은 실리사이드층을 포함한다. 오믹콘택층(63)은 'CoSi2 상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 오믹콘택층(63)을 형성하기 위해 코발층을 증착한 후 적어도 2회의 어닐링을 실시할 수 있다. 이후, 미반응 코발트층(Un-reacted coblat layer)이 제거될 수 있다.An ohmic contact layer 63 is formed on the surface of the first plug 61, as shown in FIG. The ohmic contact layer 63 includes a silicide layer. The ohmic contact layer 63 is made of CoSi 2 Phase " cobalt suicide. ≪ / RTI > After the coarse layer is deposited to form the ohmic contact layer 63, annealing may be performed at least twice. Thereafter, the un-reacted cobalt layer can be removed.

오믹콘택층(63) 상에 제2플러그(64)가 형성된다. 제2플러그(64)는 오믹콘택층(63) 상에서 제2콘택홀(59)의 나머지를 채우면서 형성된다. 제2플러그(64)는 금속함유층을 포함할 수 있다. 제2플러그(64)는 텅스텐을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 제2플러그(64)는 텅스텐층 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 제2플러그(64)는 분리층(58)의 표면과 동일한 높이를 가질 수 있다.A second plug (64) is formed on the ohmic contact layer (63). The second plug 64 is formed on the ohmic contact layer 63 while filling the rest of the second contact hole 59. The second plug 64 may comprise a metal-containing layer. The second plug 64 may comprise a material containing tungsten. The second plug 64 may comprise a tungsten layer or a tungsten compound. The second plug 64 may have the same height as the surface of the separation layer 58.

위와 같이, 제2콘택홀(59) 내에는 제1플러그(61), 오믹콘택층(63) 및 제2플러그(64)를 포함하는 제2콘택플러그가 형성된다. 제3스페이서(62)는 제2플러그(64)의 측벽을 에워싸는 서라운딩 형태이다. 비트라인(51)과 제2플러그(64) 사이에는 제1스페이서(53), 희생스페이서(54), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(52)가 형성된다. 제1콘택플러그(50)와 제1플러그(61) 사이에는 제1스페이서(53)와 희생스페이서(54)가 형성된다. 제3스페이서(52)는 제2콘택플러그의 상부 측벽, 즉 제2플러그(64)의 측벽을 에워싸는 형태가 된다. 제1플러그(61), 오믹콘택층(63) 및 제2플러그(64)를 포함하는 제2콘택플러그는 '제1스토리지노드콘택플러그(First SNC Plug)'라고 약칭한다.As described above, the second contact plug including the first plug 61, the ohmic contact layer 63, and the second plug 64 is formed in the second contact hole 59. The third spacer 62 is in the form of a surrounding that surrounds the side wall of the second plug 64. A first spacer 53, a sacrificial spacer 54, a second spacer 55 and a third spacer 52 are formed between the bit line 51 and the second plug 64. A first spacer 53 and a sacrificial spacer 54 are formed between the first contact plug 50 and the first plug 61. The third spacer 52 is in the form of surrounding the upper sidewall of the second contact plug, that is, the sidewall of the second plug 64. The second contact plug including the first plug 61, the ohmic contact layer 63, and the second plug 64 is abbreviated as a 'first storage node contact plug (first SNC plug)'.

후속하여 에어갭을 형성한다.And subsequently forms an air gap.

도 6a 내지 도 6d는 메모리셀의 에어갭 형성 방법을 도시한 도면이다.6A to 6D are views showing a method of forming an air gap of a memory cell.

도 6a에 도시된 바와 같이, 제3콘택플러그(65)가 형성된다. 제3콘택플러그(65)는 금속함유층을 포함한다. 제3콘택플러그(65)는 텅스텐을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 제3콘택플러그(65)는 텅스텐층 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 제3콘택플러그(65)는 금속함유층의 적층 구조를 포함할 수도 있다. 제3콘택플러그(65)를 형성하기 위해 텅스텐층을 증착한 후 마스크패턴(65B)에 의해 텅스텐층을 식각할 수 있다.As shown in Fig. 6A, a third contact plug 65 is formed. The third contact plug 65 includes a metal-containing layer. The third contact plug 65 may comprise a material containing tungsten. The third contact plug 65 may comprise a tungsten layer or a tungsten compound. The third contact plug 65 may include a laminated structure of a metal-containing layer. After the tungsten layer is deposited to form the third contact plug 65, the tungsten layer can be etched by the mask pattern 65B.

제3콘택플러그(65)는 '제2스토리지노드콘택플러그(Second SNC Plug)'라고 약칭한다. 따라서, 본 실시예에 따른 스토리지노드콘택플러그는 제2콘택플러그와 제3콘택플러그(65)의 적층구조가 된다.The third contact plug 65 is abbreviated as a 'second storage node contact plug (Second SNC Plug)'. Therefore, the storage node contact plug according to the present embodiment has a stacked structure of the second contact plug and the third contact plug 65. [

제3콘택플러그(65)는 부분적으로 제2플러그(64)와 오버랩된다. 따라서, 제3플러그(65)에 의해 제2플러그(64)의 일부 및 그 주변구조물이 노출된다. 즉, 다중스페이서의 탑부가 일부 노출된다. 제3플러그(65)에 의해 제1스페이서(53), 희생스페이서(54), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(52)의 일부가 노출된다.The third contact plug 65 partially overlaps with the second plug 64. Thus, the third plug 65 exposes a part of the second plug 64 and its surrounding structure. That is, the top portion of the multiple spacers is partially exposed. A part of the first spacer 53, the sacrificial spacer 54, the second spacer 55 and the third spacer 52 is exposed by the third plug 65. [

제3콘택플러그(65)의 에지에 자기정렬되도록 하여 제2플러그(64)를 일정 깊이 식각한다. 이때, 제3플러그(64)의 에지에 자기정렬되어 제1스페이서(53), 희생스페이서(54), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(62)가 식각된다. 또한, 분리층(58) 및 비트라인하드마스크층(52)의 일부도 일정 깊이 식각된다. 따라서, 리세스부(65A)가 형성된다. 평면상으로 볼 때, 제2플러그(64)의 일부는 제3플러그(65)에 의해 커버링되고, 리세스부(65A)에 의해 제2플러그(64)의 다른 일부가 노출된다. 리세스부(65A)를 형성하기 위한 식각 공정은 마스크패턴(65B)을 식각장벽으로 이용할 수 있다. 리세스부(65A)에 의해 희생스페이서(54)의 탑부가 노출된다.The second plug 64 is etched to a certain depth by being self-aligned with the edge of the third contact plug 65. At this time, the first spacer 53, the sacrificial spacer 54, the second spacer 55, and the third spacer 62 are etched by being self-aligned to the edge of the third plug 64. In addition, portions of isolation layer 58 and bit line hardmask layer 52 are also etched to a certain depth. Thus, the recessed portion 65A is formed. A portion of the second plug 64 is covered by the third plug 65 and another portion of the second plug 64 is exposed by the recessed portion 65A. The etching process for forming the recessed portion 65A can use the mask pattern 65B as an etching barrier. The top portion of the sacrificial spacer 54 is exposed by the recessed portion 65A.

도 6b에 도시된 바와 같이, 리세스부(65A) 아래에 노출된 희생스페이서(54)가 제거된다. 희생스페이서(54)를 제거하기 위해 딥아웃공정이 진행된다. 딥아웃공정은 세정 공정을 포함한다. 세정 공정은 희생스페이서(54)를 제거할 수 있는 습식케미컬을 이용한다. 습식케미컬에 의해 제3콘택플러그(65) 아래의 희생스페이서(54)도 제거된다. 스트립공정은 제3콘택플러그(65)의 식각후세정을 포함할 수 있고, 이로써 희생스페이서(54)를 제거하기 위한 추가 공정이 필요없다.As shown in Fig. 6B, the sacrificial spacer 54 exposed under the recessed portion 65A is removed. The dip-out process is performed to remove the sacrificial spacer 54. The dip-out process includes a cleaning process. The cleaning process uses a wet chemical capable of removing the sacrificial spacers 54. The sacrificial spacers 54 under the third contact plug 65 are also removed by the wet chemical. The stripping process may include post-etch cleaning of the third contact plug 65, thereby eliminating the need for an additional process to remove the sacrificial spacers 54.

딥아웃 공정에 의해 희생스페이서(54)가 제거되고, 희생스페이서(54)가 차지하고 있던 공간은 에어갭(66)으로 잔존한다. 에어갭(66)은 제1콘택플러그(50)의 주변에 형성됨과 동시에 비트라인(51)의 측벽을 따라 평행하게 형성될 수 있다. The sacrificial spacer 54 is removed by the dip-out process, and the space occupied by the sacrificial spacer 54 remains in the air gap 66. The air gap 66 may be formed in the periphery of the first contact plug 50 and in parallel along the sidewalls of the bit line 51.

이와 같이, 제1콘택플러그(50)의 주변은 물론 비트라인(51)의 주변에도 에어갭(66)이 형성된다. 따라서, 제1콘택플러그(50)와 제1플러그(61) 사이에는 '제1스페이서(53)-에어갭(66)'으로 이루어진 제1스페이서구조물(SP1)이 형성된다. 제1스페이서(53)가 실리콘질화물을 포함하므로, 'Nitride-Air' 구조의 제1스페이서구조물(SP1)이 형성된다. 비트라인(51)과 제2플러그(64) 사이에는 제1스페이서(53), 에어갭(66), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(62)로 이루어진 제2스페이서구조물(SP2)이 형성된다. 제1스페이서(53), 제2스페이서(55) 및 제3스페이서(62)가 실리콘질화물을 포함하므로, 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' 구조의 제2스페이서구조물(SP2)이 형성된다. 제2스페이서구조물(SP2)에서 에어갭(66)의 일부분은 제1스페이서(53)와 제2스페이서(55)에 의해 캡핑된다.As described above, an air gap 66 is formed not only around the first contact plug 50 but also around the bit line 51. Accordingly, a first spacer structure SP1 formed of a first spacer 53 and an air gap 66 is formed between the first contact plug 50 and the first plug 61. Since the first spacer 53 includes silicon nitride, a first spacer structure SP1 having a structure of 'Nitride-Air' is formed. A second spacer structure SP2 composed of a first spacer 53, an air gap 66, a second spacer 55 and a third spacer 62 is formed between the bit line 51 and the second plug 64 . Since the first spacer 53, the second spacer 55 and the third spacer 62 include silicon nitride, a second spacer structure SP2 having a structure of 'Nitride-Air-Nitride-Nitride' is formed. A portion of the air gap 66 in the second spacer structure SP2 is capped by the first spacer 53 and the second spacer 55. [

도 6c에 도시된 바와 같이, 마스크패턴(65B)이 제거된 후 캡핑층(67)이 형성된다. 캡핑층(67)은 절연물질을 포함한다. 캡핑층(67)은 스텝커버리지가 좋지 않은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(67)은 플라즈마화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 형성될 수 있고, 이에 따라 에어갭(66)의 탑부가 막히도록 캡핑할 수 있다. 캡핑층(67)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물을 포함한다. 캡핑층(67)은 플라즈마화학기상증착법(PECVD)에 의한 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 캡핑층(67)은 리세스부(65A)를 갭필하면서 에어갭(66)의 상부를 캡핑한다. 아울러, 제3콘택플러그(65)의 상부를 덮는다. 캡핑층(67)은 후속 식각 공정에서 식각정지층(Etch stop layer)으로 사용될 수 있다.As shown in Fig. 6C, the capping layer 67 is formed after the mask pattern 65B is removed. The capping layer 67 comprises an insulating material. The capping layer 67 may comprise a material with poor step coverage. For example, the capping layer 67 may be formed using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and thus capping the top portion of the air gap 66 to be clogged. The capping layer 67 comprises silicon oxide or silicon nitride. The capping layer 67 may comprise silicon nitride by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The capping layer 67 caps the top of the air gap 66 while grabbing the recessed portion 65A. And also covers the upper portion of the third contact plug 65. The capping layer 67 may be used as an etch stop layer in subsequent etching processes.

위와 같이, 에어갭(66)의 일부분은 제2스페이서(55)에 의해 캡핑되고, 에어갭(66)의 나머지 부분은 캡핑층(67)에 의해 캡핑된다.A portion of the air gap 66 is capped by the second spacer 55 and the remaining portion of the air gap 66 is capped by the capping layer 67. [

도 6d에 도시된 바와 같이, 제3콘택플러그(65) 상에 메모리요소(Memory element)가 형성된다. 메모리요소는 스토리지노드(68)를 포함한다. 일예로서, 스토리지노드(68)를 형성하기 위해, 캡핑층(67) 상에 몰드층(Mold layer, 도시 생략)을 형성하고, 몰드층과 캡핑층(67)을 식각하여 제3콘택플러그(65)를 노출시키는 오픈부를 형성한다. 이후, 오픈부 내에 스토리지노드(68)를 형성한 후, 몰드층을 스트립한다. 도시하지 않았으나, 스토리지노드(68) 상에 유전층 및 플레이트노드를 형성할 수 있다. 스토리지노드(68)는 필라형태이며, 다른 실시예에서 실린더 형태를 가질 수 있다. 제3플러그(65) 상에 스토리지노드(68)를 형성하므로써, 오버랩마진을 확보할 수 있다.As shown in FIG. 6D, a memory element is formed on the third contact plug 65. The memory element includes a storage node 68. For example, to form the storage node 68, a mold layer (not shown) is formed on the capping layer 67 and the mold layer and the capping layer 67 are etched to form the third contact plug 65 ) Is formed. Then, the storage node 68 is formed in the open portion, and then the mold layer is stripped. Although not shown, a dielectric layer and a plate node may be formed on the storage node 68. Storage node 68 may be in the form of a pillar, and in other embodiments may have a cylindrical shape. By forming the storage node 68 on the third plug 65, an overlap margin can be ensured.

위와 같이, 기판(51)과 스토리지노드(68) 사이에 형성되는 스토리지노드콘택플러그는 제2콘택플러그와 제3콘택플러그(65)를 포함한다. 제2콘택플러그는 제1플러그(61)와 제2플러그(64)를 포함한다. 제1플러그(61)와 제2플러그(64) 사이에 오믹콘택층(63)이 형성된다.As described above, the storage node contact plug formed between the substrate 51 and the storage node 68 includes a second contact plug and a third contact plug 65. The second contact plug includes a first plug (61) and a second plug (64). An ohmic contact layer 63 is formed between the first plug 61 and the second plug 64.

상술한 실시예에 따르면, 스토리지노드콘택플러그와 비트라인(51) 사이 및 제1콘택플러그(50)와 스토리지노드콘택플러그 사이에 에어갭(66)을 형성하므로써 기생캐패시턴스를 감소시킨다. 기생캐패시턴스가 감소하므로 센싱마진(Sensing margin)을 개선시킬 수 있다. According to the embodiment described above, the parasitic capacitance is reduced by forming an air gap 66 between the storage node contact plug and the bit line 51 and between the first contact plug 50 and the storage node contact plug. The parasitic capacitance is reduced, so that the sensing margin can be improved.

에어갭(66)이 비트라인(51)의 측벽에 평행하게 형성되므로, 스토리지노드콘택플러그의 면적을 증가시킬 수 있다. 즉, 스토리지노드콘택플러그의 측벽을 에워싸는 에어갭이 형성되이로써 콘택저항을 감소시킬 수 있다.Since the air gap 66 is formed parallel to the side wall of the bit line 51, the area of the storage node contact plug can be increased. That is, an air gap is formed to surround the side wall of the storage node contact plug, thereby reducing the contact resistance.

오믹콘택층(63)에 의해 제1플러그(61)와 제2플러그(64)간의 접촉저항을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 tWR(Write Recovery time)을 개선시켜 메모리셀의 동작속도를 향상시킬 수 있다.The contact resistance between the first plug 61 and the second plug 64 can be reduced by the ohmic contact layer 63 and the operation speed of the memory cell can be improved by improving the tWR have.

상술한 실시예들에 따른 반도체장치는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)에 적용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 SRAM(Static Random Access Memory), 플래시메모리(Flash Memory), FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory) 등의 메모리에 적용될 수 있다.The semiconductor device according to the above-described embodiments may be applied to a dynamic random access memory (DRAM), and the present invention is not limited thereto. For example, a static random access memory (SRAM), a flash memory, a ferroelectric random access memory (FeRAM) (Magnetic Random Access Memory), and a PRAM (Phase Change Random Access Memory).

도 7은 메모리 카드를 보여주는 개략도이다.7 is a schematic view showing a memory card;

도 7을 참조하면, 메모리 카드(300)는 제어기(310) 및 메모리(320)를 포함할 수 있다. 제어기(310) 및 메모리(320)는 전기적인 신호를 교환할 수 있다. 예를 들면, 제어기(310)의 명령에 따라서 메모리(320) 및 제어기(310)는 데이터를 주고받을 수 있다. 이에 따라, 메모리 카드(300)는 메모리(320)에 데이터를 저장하거나 또는 메모리(320)로부터 데이터를 외부로 출력할 수 있다. 메모리(320)는 앞서 설명한 바와 같은 에어갭을 포함하는 메모리셀을 포함할 수 있다. 이러한 메모리 카드(300)는 다양한 휴대용 기기의 데이터 저장 매체로 이용될 수 있다. 예를 들면, 메모리 카드(300)는 메모리 스틱 카드(memory stick card), 스마트 미디어 카드(smart media card, SM), 씨큐어 디지털 카드(secure digital, SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini secure digital card, mini SD), 또는 멀티 미디어 카드(multi media card, MMC) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the memory card 300 may include a controller 310 and a memory 320. Controller 310 and memory 320 may exchange electrical signals. For example, the memory 320 and the controller 310 can exchange data according to a command of the controller 310. [ Accordingly, the memory card 300 can store data in the memory 320 or output data from the memory 320 to the outside. The memory 320 may include a memory cell including an air gap as described above. The memory card 300 may be used as a data storage medium for various portable apparatuses. For example, the memory card 300 may be a memory stick card, a smart media card (SM), a secure digital (SD) card, a mini secure digital card, mini SD), or a multi media card (MMC).

도 8은 전자 시스템을 보여주는 블록도이다. 8 is a block diagram showing an electronic system.

도 8을 참조하면, 전자 시스템(400)은 프로세서(410), 입/출력 장치(430) 및 칩(420)을 포함할 수 있고, 이들은 버스(440)를 이용하여 서로 데이터 통신을 할 수 있다. 프로세서(410)는 프로그램을 실행하고, 전자 시스템(400)을 제어하는 역할을 할 수 있다. 입/출력 장치(430)는 전자 시스템(400)의 데이터를 입력 또는 출력하는데 이용될 수 있다. 전자 시스템(400)은 입/출력 장치(430)를 이용하여 외부 장치, 예를 들면 개인용 컴퓨터 또는 네트워크에 연결되어, 외부 장치와 서로 데이터를 교환할 수 있다. 칩(420)은 프로세서(410)의 동작을 위한 코드 및 데이터를 저장할 수 있고, 프로세스(410)에서 주어지는 동작을 일부 처리할 수 있다. 예를 들면, 칩(420)은 앞서 설명한 에어갭을 포함하는 메모리셀을 포함할 수 있다. 전자 시스템(400)은 칩(420)을 필요로 하는 다양한 전자 제어 장치를 구성할 수 있으며, 예를 들면 모바일 폰(mobile phone), MP3 플레이어, 네비게이션(navigation), 고상 디스크 (solid state disk: SSD), 가전 제품(household appliances) 등에 이용될 수 있다.8, an electronic system 400 may include a processor 410, an input / output device 430, and a chip 420, which may communicate with each other using a bus 440 . The processor 410 may be responsible for executing the program and controlling the electronic system 400. The input / output device 430 may be used to input or output data of the electronic system 400. The electronic system 400 may be connected to an external device, e.g., a personal computer or network, using the input / output device 430 to exchange data with the external device. The chip 420 may store code and data for operation of the processor 410 and may process some of the operations provided in the process 410. For example, the chip 420 may include a memory cell including the air gap described above. The electronic system 400 may comprise various electronic control devices that require the chip 420 and may include a mobile phone, an MP3 player, navigation, a solid state disk (SSD) ), Household appliances, and the like.

전술한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Will be clear to those who have knowledge of.

41 : 기판 43 : 활성영역
44 : 소자분리영역 46 : 매립게이트전극
47 : 실링층 49 : 제1콘택홀
50 : 제1콘택플러그 51 : 비트라인
53 : 제1스페이서 55 : 제2스페이서
62 : 제3스페이서 59 : 제2콘택홀
61 : 제1플러그 63 : 오믹콘택층
64 : 제2플러그 66 : 에어갭
65 : 제3콘택플러그 67 : 캡핑층
SP1 : 제1스페이서구조물
SP2 : 제2스페이서구조물
41: substrate 43: active region
44: element isolation region 46: buried gate electrode
47: sealing layer 49: first contact hole
50: first contact plug 51: bit line
53: first spacer 55: second spacer
62: third spacer 59: second contact hole
61: first plug 63: ohmic contact layer
64: second plug 66: air gap
65: third contact plug 67: capping layer
SP1: first spacer structure
SP2: second spacer structure

Claims (20)

기판 상의 제1콘택플러그 및 상기 제1콘택플러그 상의 비트라인을 포함하는 복수의 비트라인구조물;
상기 제1콘택플러그 및 상기 비트라인의 측벽에 형성된 에어갭을 포함하는 스페이서구조물;
상기 비트라인구조물 사이에 형성되며 오픈부를 갖는 분리층;
상기 오픈부에 형성된 제2콘택플러그; 및
상기 제2콘택플러그 상의 메모리요소
를 포함하는 반도체장치.
A plurality of bit line structures including a first contact plug on the substrate and a bit line on the first contact plug;
A spacer structure including an air gap formed in the sidewalls of the first contact plug and the bit line;
An isolation layer formed between the bit line structures and having an open portion;
A second contact plug formed in the open portion; And
The memory element on the second contact plug
.
제1항에 있어서,
상기 스페이서구조물은,
상기 제1콘택플러그와 제2콘택플러그 사이에 형성된 제1스페이서구조물; 및
상기 비트라인과 제2콘택플러그 사이에 형성된 제2스페이서구조물
을 포함하는 반도체장치.
The method according to claim 1,
Wherein the spacer structure comprises:
A first spacer structure formed between the first contact plug and the second contact plug; And
A second spacer structure formed between the bit line and the second contact plug
≪ / RTI >
제2항에 있어서,
상기 제1스페이서구조물은 상기 제1콘택플러그의 양측벽에 형성된 제1질화물스페이서를 포함하고, 상기 에어갭은 상기 제1질화물스페이서와 제2콘택플러그 사이에 형성된 반도체장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first spacer structure includes a first nitride spacer formed on both sidewalls of the first contact plug and the air gap is formed between the first nitride spacer and the second contact plug.
제2항에 있어서,
상기 제2스페이서구조물은,
상기 비트라인의 양측벽에 형성된 제1질화물스페이서; 및
상기 제1질화물스페이서의 측벽에 형성된 제2질화물스페이서를 포함하고,
상기 에어갭은 상기 제1질화물스페이서와 제2질화물스페이서 사이에 형성된 반도체장치.
3. The method of claim 2,
The second spacer structure comprises:
A first nitride spacer formed on both sidewalls of the bit line; And
And a second nitride spacer formed on a sidewall of the first nitride spacer,
Wherein the air gap is formed between the first nitride spacer and the second nitride spacer.
제4항에 있어서,
상기 제1질화물스페이서와 제2질화물스페이서는 상기 비트라인의 양측벽에서 서로 다른 높이를 갖는 반도체장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the first nitride spacer and the second nitride spacer have different heights at opposite sidewalls of the bit line.
제5항에 있어서,
상기 제1질화물스페이서와 제2질화물스페이서는 상기 비트라인의 일측벽에서 상기 에어갭의 탑부를 노출시키고, 상기 비트라인의 타측벽에서 상기 에어갭의 탑부를 캡핑하는 비대칭 구조인 반도체장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the first nitride spacer and the second nitride spacer are asymmetric structures that expose a top portion of the air gap at one side wall of the bit line and cap a top portion of the air gap at another side wall of the bit line.
제4항에 있어서,
상기 제2질화물스페이서에 접하며 상기 제2콘택플러그의 상부 측벽을 에워싸는 제3질화물스페이서를 더 포함하는 반도체장치.
5. The method of claim 4,
And a third nitride spacer in contact with the second nitride spacer and surrounding an upper sidewall of the second contact plug.
제1항에 있어서,
상기 에어갭의 일부는 상기 비트라인의 양측벽을 따라 평행하게 연장된 라인형 구조인 반도체장치.
The method according to claim 1,
And a part of the air gap extends in parallel along both side walls of the bit line.
제1항에 있어서,
상기 제2콘택플러그는,
상기 제1콘택플러그에 인접하는 실리콘플러그;
상기 비트라인에 인접하여 상기 실리콘플러그 상에 형성된 제1금속플러그;
상기 실리콘플러그와 제1금속플러그 사이에 형성된 오믹콘택층
을 포함하는 반도체장치.
The method according to claim 1,
And the second contact plug includes:
A silicon plug adjacent to the first contact plug;
A first metal plug formed on the silicon plug adjacent the bit line;
An ohmic contact layer formed between the silicon plug and the first metal plug;
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 제2콘택플러그와 메모리요소 사이의 제3콘택플러그를 더 포함하고,
상기 제3콘택플러그는 상기 제2콘택플러그, 에어갭 및 비트라인구조물의 일부에 오버랩된 반도체장치.
The method according to claim 1,
And a third contact plug between the second contact plug and the memory element,
And said third contact plug overlaps a portion of said second contact plug, air gap and bit line structure.
기판 상에 제1콘택플러그와 상기 제1콘택플러그 상의 비트라인을 포함하는 비트라인구조물을 형성하는 단계;
상기 비트라인구조물의 상부 및 측벽에 제1스페이서, 희생스페이서 및 제2스페이서를 포함하는 다층 스페이서를 형성하는 단계;
상기 다층 스페이서 상에 상기 제1콘택플러그 및 비트라인의 측벽을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 분리층을 형성하는 단계;
상기 콘택홀에 상기 제1콘택플러그에 인접하는 제1플러그, 상기 제1플러그 상에서 상기 비트라인에 인접하는 제2플러그, 상기 제2스페이서에 접하여 상기 제2플러그의 측벽을 에워싸는 제3스페이서를 포함하는 제2콘택플러그를 형성하는 단계;
상기 희생스페이서가 노출되도록 상기 다층 스페이서를 부분 제거하는 단계; 및
상기 희생스페이서를 제거하여 상기 제1콘택플러그와 제1플러그 사이로부터 상기 비트라인과 제2플러그 사이까지 확장된 에어갭을 형성하는 단계
를 포함하는 반도체장치 제조 방법.
Forming a bit line structure on the substrate, the bit line structure including a first contact plug and a bit line on the first contact plug;
Forming a multi-layer spacer including a first spacer, a sacrificial spacer and a second spacer on top and sidewalls of the bit line structure;
Forming a separation layer on the multi-layer spacer, the isolation layer including a contact hole exposing sidewalls of the first contact plug and the bit line;
A first plug adjacent to the first contact plug in the contact hole, a second plug adjacent to the bit line on the first plug, and a third spacer surrounding the side wall of the second plug in contact with the second spacer, Forming a second contact plug to form a second contact plug;
Partially removing the multi-layer spacer so that the sacrificial spacer is exposed; And
Removing the sacrificial spacers to form an extended air gap between the first contact plug and the first plug and between the bit line and the second plug;
≪ / RTI >
제11항에 있어서,
상기 희생스페이서가 노출되도록 상기 다층 스페이서를 부분 제거하는 단계는,
상기 제2콘택플러그 상에 상기 제2콘택플러그, 다층 스페이서 및 비트라인구조물의 일부를 동시에 오버랩하는 제3콘택플러그를 형성하는 단계; 및
상기 제3콘택플러그에 정렬되도록 상기 다층 스페이서를 부분 식각하는 단계
를 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The step of partially removing the multi-layer spacer to expose the sacrificial spacer comprises:
Forming a third contact plug simultaneously overlying the second contact plug, the multi-layer spacer, and a portion of the bit line structure on the second contact plug; And
Partially etching the multi-layer spacer to be aligned with the third contact plug
≪ / RTI >
제12항에 있어서,
상기 에어갭을 형성하는 단계에서,
상기 에어갭의 일부는 상기 제3콘택플러그에 오버랩되면서 상기 제2스페이서에 의해 캡핑되도록 형성하고, 상기 에어갭의 나머지는 상기 제3콘택플러그에 비오버랩되어 노출되도록 형성하는 반도체장치 제조 방법.
13. The method of claim 12,
In the step of forming the air gap,
Wherein a part of the air gap is formed to be capped by the second spacer while being overlapped with the third contact plug, and the remainder of the air gap is formed to be non-overlappingly exposed to the third contact plug.
제13항에 있어서,
상기 에어갭을 형성하는 단계 이후에,
상기 에어갭의 나머지 및 상기 제3콘택플러그를 캡핑하는 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체장치 제조 방법.
14. The method of claim 13,
After forming the air gap,
And forming a capping layer to cap the remaining of the air gap and the third contact plug.
제14항에 있어서,
상기 캡핑층을 형성하는 단계 이후에,
상기 캡핑층을 관통하여 상기 제3콘택플러그에 연결되는 스토리지노드를 포함하는 캐패시터를 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체장치 제조 방법.
15. The method of claim 14,
After forming the capping layer,
Forming a capacitor including a storage node coupled to the third contact plug through the capping layer
≪ / RTI >
제11항에 있어서,
상기 제1스페이서, 제2스페이서 및 제3스페이서는 실리콘질화물을 포함하고, 상기 희생스페이서는 실리콘산화물을 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the first spacer, the second spacer, and the third spacer comprise silicon nitride, and the sacrificial spacer comprises silicon oxide.
제11항에 있어서,
상기 비트라인구조물을 형성하는 단계는,
상기 기판 상에 층간절연층을 형성하는 단계;
상기 층간절연층을 식각하여 제1콘택홀을 형성하는 단계;
상기 제1콘택홀에 예비 제1콘택플러그를 매립하는 단계;
상기 예비 제1콘택플러그 상에 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 콘택홀의 직경보다 작은 선폭을 갖도록 상기 도전층과 예비 제1콘택플러그를 식각하는 단계
를 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein forming the bit line structure comprises:
Forming an interlayer insulating layer on the substrate;
Etching the interlayer insulating layer to form a first contact hole;
Burying the preliminary first contact plug in the first contact hole;
Forming a conductive layer on the preliminary first contact plug; And
Etching the conductive layer and the preliminary first contact plug so as to have a line width smaller than the diameter of the contact hole
≪ / RTI >
제11항에 있어서,
상기 비트라인구조물을 형성하는 단계 이전에,
상기 기판에 매립된 게이트전극을 포함하는 매립게이트형 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Prior to forming the bit line structure,
And forming a buried gate type transistor including a gate electrode buried in said substrate.
제11항에 있어서,
상기 제2콘택플러그를 형성하는 단계는,
상기 콘택홀 내에 리세스된 상기 제1플러그를 형성하는 단계;
상기 제1플러그 상에 상기 콘택홀의 측벽을 덮는 상기 제3스페이서를 형성하는 단계;
상기 제1플러그의 표면 상에 오믹콘택층을 형성하는 단계;
상기 오믹콘택층 상에 상기 콘택홀을 매립하는 상기 제2플러그를 형성하는 단계
를 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein forming the second contact plug comprises:
Forming the first plug recessed in the contact hole;
Forming the third spacer on the first plug to cover a side wall of the contact hole;
Forming an ohmic contact layer on a surface of the first plug;
Forming the second plug to fill the contact hole on the ohmic contact layer
≪ / RTI >
제11항에 있어서,
상기 제2콘택플러그를 형성하는 단계에서,
상기 제1플러그는 실리콘플러그를 포함하고, 상기 제2플러그는 금속플러그를 포함하는 반도체장치 제조 방법.
12. The method of claim 11,
In forming the second contact plug,
Wherein the first plug includes a silicon plug, and the second plug includes a metal plug.
KR1020130134664A 2013-11-07 2013-11-07 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same Active KR102226159B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130134664A KR102226159B1 (en) 2013-11-07 2013-11-07 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
US14/516,128 US9425200B2 (en) 2013-11-07 2014-10-16 Semiconductor device including air gaps and method for fabricating the same
US15/211,938 US10411014B2 (en) 2013-11-07 2016-07-15 Semiconductor device including air gaps and method for fabricating the same
US16/521,282 US11296088B2 (en) 2013-11-07 2019-07-24 Semiconductor device including air gaps and method for fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130134664A KR102226159B1 (en) 2013-11-07 2013-11-07 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150053020A true KR20150053020A (en) 2015-05-15
KR102226159B1 KR102226159B1 (en) 2021-03-11

Family

ID=53389710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130134664A Active KR102226159B1 (en) 2013-11-07 2013-11-07 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102226159B1 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9337203B2 (en) 2014-03-05 2016-05-10 SK Hynix Inc. Semiconductor device with line-type air gaps and method for fabricating the same
KR20170003830A (en) * 2015-06-30 2017-01-10 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR20170062098A (en) * 2015-11-27 2017-06-07 삼성전자주식회사 Semiconductor device having air spacers and method for manufacturing the same
US9735246B1 (en) 2016-05-11 2017-08-15 International Business Machines Corporation Air-gap top spacer and self-aligned metal gate for vertical fets
US9786598B2 (en) 2014-07-25 2017-10-10 SK Hynix Inc. Semiconductor device with air gaps and method for fabricating the same
KR20180102887A (en) * 2017-03-08 2018-09-18 삼성전자주식회사 Integrated circuit device and method of manufacturing the same
CN110364485A (en) * 2018-04-11 2019-10-22 长鑫存储技术有限公司 Memory and preparation method thereof, and semiconductor device
US10535652B2 (en) 2016-10-27 2020-01-14 International Business Machines Corporation Fabrication of vertical fin field effect transistors having top air spacers and a self-aligned top junction
KR20200140645A (en) * 2019-06-07 2020-12-16 삼성전자주식회사 Semiconductor devices
KR20210013799A (en) * 2019-07-29 2021-02-08 삼성전자주식회사 Semiconductor device
KR20210086968A (en) * 2019-12-31 2021-07-09 에트론 테크놀로지, 아이엔씨. Semiconductor device structure
CN115458475A (en) * 2021-06-09 2022-12-09 华邦电子股份有限公司 Semiconductor memory structure and forming method thereof
KR20230118785A (en) * 2016-03-15 2023-08-14 삼성전자주식회사 A semiconductor device
US11728410B2 (en) 2020-09-29 2023-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051108A (en) * 2000-12-22 2002-06-28 박종섭 A method for forming capacitor using polysilicon plug structure in semiconductor device
CN103383935A (en) * 2012-05-03 2013-11-06 三星电子株式会社 Semiconductor devices and methods of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051108A (en) * 2000-12-22 2002-06-28 박종섭 A method for forming capacitor using polysilicon plug structure in semiconductor device
CN103383935A (en) * 2012-05-03 2013-11-06 三星电子株式会社 Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
US20130292847A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Byoungdeog Choi Semiconductor Devices and Methods of Manufacturing the Same
KR20130123687A (en) * 2012-05-03 2013-11-13 삼성전자주식회사 Semiconductor devices and methods of manufacturing the same

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9337203B2 (en) 2014-03-05 2016-05-10 SK Hynix Inc. Semiconductor device with line-type air gaps and method for fabricating the same
US9786598B2 (en) 2014-07-25 2017-10-10 SK Hynix Inc. Semiconductor device with air gaps and method for fabricating the same
KR20170003830A (en) * 2015-06-30 2017-01-10 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR20170062098A (en) * 2015-11-27 2017-06-07 삼성전자주식회사 Semiconductor device having air spacers and method for manufacturing the same
KR20230118785A (en) * 2016-03-15 2023-08-14 삼성전자주식회사 A semiconductor device
US10541312B2 (en) 2016-05-11 2020-01-21 International Business Machines Corporation Air-gap top spacer and self-aligned metal gate for vertical fets
US9735246B1 (en) 2016-05-11 2017-08-15 International Business Machines Corporation Air-gap top spacer and self-aligned metal gate for vertical fets
US10090411B2 (en) 2016-05-11 2018-10-02 International Business Machines Corporation Air-gap top spacer and self-aligned metal gate for vertical fets
US9941378B2 (en) 2016-05-11 2018-04-10 International Business Machines Corporation Air-gap top spacer and self-aligned metal gate for vertical FETs
US11081482B2 (en) 2016-10-27 2021-08-03 International Business Machines Corporation Fabrication of vertical fin field effect transistors having top air spacers and a self aligned top junction
US10535652B2 (en) 2016-10-27 2020-01-14 International Business Machines Corporation Fabrication of vertical fin field effect transistors having top air spacers and a self-aligned top junction
KR20180102887A (en) * 2017-03-08 2018-09-18 삼성전자주식회사 Integrated circuit device and method of manufacturing the same
US11049810B2 (en) 2017-03-08 2021-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit device and method of manufacturing the same
US11600569B2 (en) 2017-03-08 2023-03-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit device and method of manufacturing the same
CN110364485A (en) * 2018-04-11 2019-10-22 长鑫存储技术有限公司 Memory and preparation method thereof, and semiconductor device
CN110364485B (en) * 2018-04-11 2024-05-17 长鑫存储技术有限公司 Memory, preparation method thereof and semiconductor device
KR20200140645A (en) * 2019-06-07 2020-12-16 삼성전자주식회사 Semiconductor devices
KR20210013799A (en) * 2019-07-29 2021-02-08 삼성전자주식회사 Semiconductor device
KR20210086968A (en) * 2019-12-31 2021-07-09 에트론 테크놀로지, 아이엔씨. Semiconductor device structure
US12148500B2 (en) 2019-12-31 2024-11-19 Etron Technology, Inc. Method forming a semiconductor device structure having an underground interconnection embedded into a silicon substrate
US11728410B2 (en) 2020-09-29 2023-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device
CN115458475A (en) * 2021-06-09 2022-12-09 华邦电子股份有限公司 Semiconductor memory structure and forming method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102226159B1 (en) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11296088B2 (en) Semiconductor device including air gaps and method for fabricating the same
US9245849B2 (en) Semiconductor device with air gap
US9337202B2 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
US9514980B2 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR102226159B1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR102044275B1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR102152798B1 (en) Semiconductor device with line type air gap and method for fabricating the same
US9640426B2 (en) Semiconductor device with self-aligned air gap and method for fabricating the same
KR102001511B1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR102001493B1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
US20160247760A1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR102242963B1 (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR20160089095A (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same
KR20140083756A (en) Semiconductor device with air gap and method for fabricating the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131107

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20181023

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20131107

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200128

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200818

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210222

PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210304

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210305

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240226

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250225

Start annual number: 5

End annual number: 5