KR0161855B1 - 반도체소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, DI-LDD 구조를 형성함에 있어서, 이온 주입영역 제어가 용이하여 펀치스로우 현상을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체기판을 준비하는 단계, 상기 반도체기판에 불순물이온을 주입하여 불순물층을 형성하는 단계, 상기 반도체 기판의 일부분이 노출되도록 상기 불순물층을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 콘택홀을 포함한 상기 불순물층위에 상기 콘택홀을 매립하도록 실리콘막을 형성하여 상기 불순물층을 제1 및 제2불순물영역으로 분리시키는 단계, 상기 실리콘막위에 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막위에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 게이트 전극 양측의 실리콘막에 불순물 이온을 주입하여 LDD 영역을 형성하는 단계, 상기 게이트전극의 양측면에 측벽을 형성하고, 상기 게이트 전극 및 측벽을 마스크로 상기 측벽양측의 실리콘에 불순물 이온을 주입하여, 상기 제1 및 제2불순물영역과 반대 도전성을 갖는 제3 및 제4불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
제1a-1d 도는 종래 반도체 소자의 제조공정 단면도.
제2a-2f 도는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 실리콘 기판 12 : 불순물층
12a : 제1 및 제2불순물영역 12b : 콘택홀
13 : 감광막 14 : 실리콘막
15 : 게이트 절연막 16 : 게이트 전극
17 : 저농도 불순물영역(LDD영역) 18 : 측벽(side wall)
19 : 제3 및 4불순물영역
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 펀치스로우 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 DI-LDD(Double Implanted-Lightly Doped Drain) 구조를 갖는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자에 있어서, DI-LDD(Double Implanted-Lightly Doped Drain) 구조는 LDD 영역을 갖는 반도체 소자의 소오스와 드레인영역의 각 측면에 이들 소오스 및 드레인 영역과 반대인 도전성을 갖는 불순물 영역을 형성하여 펀치스로우(punch-through) 현상을 방지하도록 한 것이다.
이러한 점에서 상기와 같은 DI-LDD 구조를 갖는 종래 반도체 소자의 제조방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
제1a-1d 도는 종래 반도체 소자의 제조공정 단면도이다.
종래 반도체 소자의 제조방법은, 먼저 제1a도에 도시된 바와 같이, P형 웰이 형성된 실리콘기판(1)을 준비하고, 상기 실리콘기판(1)에 n형 카운트 도핑(counter doping)을 실시하여 n형 불순물층(3)을 형성한다.
그 다음 제1b도에 도시된 바와 같이, 상기 n형 불순물층(3)위에 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(3)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(3)위에 도전물질을 증착한다.
이어서 사진석판술(photolithography) 및 사진식각 공정에 의해 상기 도전물질층을 선택적으로 제거하여 게이트 전극(4)을 형성한다.
그 다음 제1c도에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(4)을 마스크로 상기 실리콘기판(1)을 게이트전극(4) 방향으로 회전시키고, 원하는 만큼의 틸트(tilt) 각도로 상기 실리콘기판(1)에 p형 불순물이온을 주입하여 제1 및 제2불순물영역(5)을 형성한다.
이어서 제1d도에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(4) 양측면에 측벽(6)을 형성하고, 상기 측벽(6)과 상기 게이트전극(4)을 마스크로 상기 실리콘기판(1)에 n형 불순물 이온 주입하여 제3 및 제4불순물 영역(7)을 형성 하므로써, DI-LDD 구조를 갖는 반도체 소자를 완성한다.
상기와 같이 졸애 반도체 소자의 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래 반도체 소자에 있어서는 펀치스로우(punch-through) 방지용 불순물 영역을 형성하기 위해 큰 틸트각도를 이용하기 때문에 이온 주입 공정시에 게이트 전극 형태가 직선형이 아닌 구조에서는 수차례의 회전 공정과 함께 정확한 정렬(align)이 요구된다.
또한 이온주입 공정시에 틸트각도에 따른 이온 주입 공정후의 프로파일(profile) 제어가 어렵다.
따라서 종래 반도체소자의 제조방법에 있어서는 펀치스로우(punch-through) 현상을 효과적으로 방지할 수 없다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이온주입 영역의 조절이 용이하여 펀치스로우(punch-through) 현상을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 반도체소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은 반도체 기판을 준비하는 단계, 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하여 불순물층을 형성하는 단계, 상기 반도체기판의 일부분이 노출되도록 상기 불순물층을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 콘택홀을 포함한 상기 불순물층위에 상기 콘택홀을 매립하도록 실리콘막을 형성하여 상기 불순물층을 제1 및 2불순물 영역으로 분리시키는 단계, 상기 실리콘막위에 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막위에 게이트전극을 형성하는 단계, 상기 게이트전극을 마스크로 게이트전극 양측의 실리콘막에 불순물이온을 주입하여 LDD 영역을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극의 양측면에 측벽을 형성하고, 상기 게이트 전극 및 상기 측벽을 마스크로 상기 측벽 양측의 실리콘막에 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 및 2불순물 영역과 반대 도전성을 갖는 제3 및 제4불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2a-2f도는 본 발명에 따른 반도체소자의 공정 단면도이다.
본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은, 먼저 제2a도에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(11)을 준비하고, 상기 실리콘 기판(11)상에 p형 불순물 이온을 주입하여 불순물층(12)을 형성한다.
그 다음 제2b도에 도시된 바와 같이, 상기 불순물(12)위에 감광막(13)을 도포하고, 노광 및 현상 공정에 의해 상기 감광막(13)을 선택적으로 제거하여 콘택부분을 정의한다.
이어서 제2c도에 도시된 바와 같이, 상기 감광막(13)을 마스크로 상기 실리콘기판(11)의 일부분이 노출되도록 상기 불순물층(12)의 콘택 부분을 등방성 식각하여 콘택홀(12b)를 형성한다.
이 때 상기 불순물층(12)은 펀치스로우(punch-through) 방지용 제1 및 2불순물영역(12a)으로 구분된다.
그 다음 제2d도에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(12b)을 포함한 상기 제1 및 2불순물영역(12a)위에 상기 콘택홀(12b)을 매립하도록 실리콘을 증착하여 실리콘막(14)을 형성한다.
이어서 제2e도에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘막(14)위에 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(15)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(15)위에 도전물질을 증착한다.
그 다음 사진석판술(photolithography) 및 사진식각 공정에 의해 상기 도전물질층을 선택적으로 제거하여 게이트 전극(16)을 형성한다.
이어서 상기 게이트전극(16) 마스크로 상기 게이트전극(16) 양측의 실리콘막(14)에 불순물 이온을 주입하여 저농도 불순물영역(즉, LDD 영역)(17)을 형성한다.
그 다음 제2f도에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(16) 양측면에 측벽(18)을 형성하고, 상기 측벽(18)과 상기 게이트전극(16)을 마스크로 상기 실리콘막(14)에 불순물 이온을 주입하여 제3 및 제4불순물 영역(19)을 형성하므로써 펀치 스로우 방지용 DI-LDD 구조의 반도체 소자를 완성한다.
이 때, 상기 펀치스로우 방지용 제1 및 2불순물영역(12b)은 상기 제3 및 4불순물영역(19)의 측면에 연결된다.
상기에서와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법에 있어서는 펀치스로우 방지용 불순물 이온주입을 먼저 실시한 다음 원하지 않는 부분만 선택적으로 제거할 수 있어 펀치스로우 방지용 불순물 영역을 정확하게 조절 가능하므로 반도체 소자에 있어서의 펀치스로우 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
Claims (2)
- 반도체 기판을 준비하는 단계, 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하여 불순물 층을 형성하는 단계, 상기 반도체 기판의 일부분이 노출되도록 상기 불순물층을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 콘택홀을 포함한 상기 불순물 층위에 상기 콘택홀을 매립하도록 실리콘막을 형성하여 상기 불순물층을 제1 및 2불순물 영역으로 분리시키는 단계, 상기 실리콘막위에 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막위에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극을 마스크로 게이트 전극 양측의 실리콘막에 불순물 이온을 주입하여 LDD 영역을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극의 양측면에 측벽을 형성하고, 상기 게이트 전극 및 상기 측벽을 마스크로 상기 측벽 양측의 실리콘막에 불순물 이온을 주입하여 상기 제1 및 2불순물 영역과 반대 도전성을 갖는 제3 및 4불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 콘택홀은 불순물층을 등방성 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
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