KR0162692B1 - 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법 - Google Patents

반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자는 반도체기판의 활성영역에서, 게이트절연막에 의해 반도체기판과 절연되어 형성된 게이트와, 게이트 양측과, 필드격리막사이에 각각 형성되되, 게이트 및 필드격리막과 접하지 않으면서 형성된 실리사이드와, 게이트의 양측에서, 실리사이드 하단에 각각 형성된 고농도불순물영역과, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드와 필드격리막 사이에 각각 형성된 저농도불순물영역과, 저농도불순물영역 하단에 각각 형성되어 펀치 쓰루우 현상을 방지하는 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역을 포함하여 이루어 지며, 그 제조방법으로는 하단에 소자격리절연층이 형성된 필드격리막에 의해 활성영역이 정의된 반도체기판의 활성영역 상에 게이트절연막에 의해 반도체기판과 절연되는 게이트를 형성시키고, 게이트의 양측에 절연물질측벽을 형성시키는 단계와, 게이트의 양측벽에 형성된 절연물질측벽과 필드격리막 사이에 각각 고농도불순물영역을 형성시키는 단계와, 고농도불순물영역 표면에 각각 실리사이드를 형성시키는 단계와, 절연물질측벽을 제거하면서, 필드격리막도 일부 제거하여 반도체기판에서 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사드와 필드격리막 사이가 노출되도록 하는 단계와, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드와 필드격리막 사이의 노출된 반도체기판에 저농도불순물영역을 형성하여, 엘디디형의 불순물영역이 형성되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법
제1도는 종래의 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하기 위해 도시한 도면.
제2도는 본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하기 위해 도시된 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 반도체기판 10-1, 20-1 : 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역
11, 21 : 소자격리절연층 12, 22, 22' : 필드격리막
13, 23 : 게이트절연막 14, 24 : 게이트
15, 27 : 저농도불순물영역 16, 24-1 : 절연물질측벽
17, 25 : 고농도불순물영역 18, 28 : 엘디디형의 불순물영역
26 : 실리사이드 A, A' : 활성영역
본 발명은 반도체 트랜지스터(transistor) 소자와 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 트랜지스터 소자의 접합 정전용량과 접합 누설전류가 감소되어 소자의 동작속도 및 신뢰성이 향상되도록 하는 것에 적당하도록 한 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법에 관한 것이다.
제1도는 종래의 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하기 위해 도시한 도면으로, 종래의 반도체 트랜지스터 소자 제조단계의 일실시예를 도시한 단면도이다. 이하 첨부된 도면을 참고로 종래의 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
종래의 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에서는 우선, 제1도의 (a)와 같이, 반도체기판(10) 상에, 하단에 소자격리절연층(11)이 형성된 필드(field)격리막(12)을 형성시켜서 활성영역(A 부위)을 정의한다.
이어서, 제1도의 (b)와 같이, 활성영역(A 부위)의 반도체기판(10) 내부에 펀치 쓰루우(punch-through)현상을 방지하기 위한 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역(10-1)을 형성시킨다.
그리고 제1도의 (c)와 같이, 반도체기판(10)의 활성영역(A 부위) 상에 게이트(gate)절연막(13)에 의해 반도체기판과 절연되는 게이트(14)를 형성시킨다.
이어서, 제1도의 (d)와 같이, 게이트(14) 양측의 반도체기판(10)에 저농도불순물영역(15)을 형성시킨다.
즉, 게이트를 마스크(mask)로 게이트 양측의 반도체기판에 저농도불순물을 이온주입하여 저농도불순물영역을 형성시킨다.
그리고, 제1도의 (e)와 같이, 게이트(14)의 양측벽에 절연물질측벽(16)을 형성시키고, 절연물질측벽과 게이트를 마스크로 하여 저농도불순물영역(15)에 고농도불순물을 이온주입하여 고농도불순물영역(17)을 형성시켜서, 엘디디(LDD ;lightly doped drain)형의 불순물영역(18)을 형성시킨다.
즉, 종래의 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에 의해 형성된 반도체 트랜지스터 소자는 반도체기판 상에서 게이트와 필드격리막 사이에 각각 소오스(source)영역 또는 드레인(drain)영역에 대응되는 엘디디형의 불순물영역이 형성된다.
그러나 종래의 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에 의해 제조된 반도체 트랜지스터 소자에 있어서는, 엘디디형의 불순물영역에서 고농도불순물영역이 각각 필드격리막의 일측과 접합되면서 형성되는 전하 공핍영역에 의해 누설전류가 발생되었고, 또한 엘디디형의 불순물영역과 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역 간에 발생되는 접합 정전용량 증가로 인하여 반도체 트랜지스터 소자의 동작속도 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 트랜지스터 소자의 구조와 그로 인한 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법을 개선하여 접합 누설전류 및 접합 정전용량이 감소되도록 하는 것이 그 목적이다.
본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자는 반도체기판의 활성영역에서, 게이트절연막에 의해 반도체기판과 절연되어 형성된 게이트와, 게이트 양측과, 필드격리막사이에 각각 형성되되, 게이트 및 필드격리막과 접하지 않으면서 형성된 실리사이드와, 게이트의 양측에서, 실리사이드 하단에 각각 형성된 고농도불순물영역과, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드와 필드격리막 사이에 각각 형성된 저농도불순물영역과, 저농도불순물영역 하단에 각각 형성되어 펀치 쓰루우 현상을 방지하는 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역를 포함하여 이루어지며, 그 제조방법으로는 하단에 소자격리절연층이 형성된 필드격리막에 의해 활성영역이 정의된 반도체기판의 활성영역 상에 게이트절연막에 의해 반도체기판과 절연되는 게이트를 형성시키고, 게이트의 양측에 절연물질측벽을 형성시키는 단계와, 게이트의 양측벽에 형성된 절연물질측벽과 필드격리막 사이에 각각 고농도불순물영역을 형성시키는 단계와, 고농도불순물영역 표면에 각각 실리사이드를 형성시키는 단계와, 절연물질측벽을 제거하면서, 필드격리막도 일부 제거하여 반도체기판에서 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사드와 필드격리막 사이가 노출되도록 하는 단계와, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드와 필드격리막 사이의 노출된 반도체기판에 저농도불순물영역을 형성하여, 엘디디형의 불순물영역이 형성되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.
제2도는 본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하기 위해 도시된 도면으로, 본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자 제조단계의 일실시예를 도시한 단면도이다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자와 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법의 일실시예에서는 우선, 제2도의 (a)와 같이, 반도체기판(20) 상에 하단에 소자격리절연층(21)이 형성된 필드격리막(22)을 형성시켜서 활성영역(A' 부위)을 정의하고, 활성영역의 반도체기판에 게이트절연막(23)에 의해 반도체기판(20)과 절연되는 게이트(24)를 형성시킨 후에, 게이트의 양측벽에 절연물질측벽(24-1)을 형성시킨다.
이어서, 제2도의 (b)와 같이, 절연물질측벽(24-1)과 게이트(24)를 마스크로 고농도 불순물을 이온주입하여, 반도체기판(20)에 게이트를 중심으로 서로 대치되는 고농도불순물영역(25)을 형성시킨다.
그리고 제2도의 (c)와 같이, 고농도불순물영역(25)의 표면에 금속을 이온주입한 후에, 열처리하여 고농도불순물영역의 상면에 실리사이드(26)가 형성되도록 한다.
이어서, 제2도의 (d)와 같이, 절연물질측벽을 습식식각의 방법으로 제거하면서, 필드격리막 상부도 일부 제거되도록 하여, 실리사이드(26)와 게이트(24) 사이 및 실리사이드(26)와 필드격리막(22') 사이의 반도체기판(20)이 노출되도록 한다.
그리고, 제2도의 (e)와 같이, 반도체기판(20)에서 실리사이드(26)와 게이트(24)를 마스크로 저농도불순물을 이온주입하여, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드(26)와 필드격리막(22') 사이의 노출된 부위에 저농도불순물영역(27)을 형성하여, 각각의 고농도불순물영역(25)의 양측에 각각의 저농도불순물영역(27)이 형성되는 엘디디형의 불순물영역(28)을 형성한다.
이때, 게이트를 중심으로하여 서로 대칭되도록 형성된 엘디디형의 불순물영역은 각각 소오스영역 및 드레인영역에 대응된다.
이어서 제2도의 (f)와 같이, 엘디디형의 불순물영역(28)에서 저농도불순물영역(27) 하단에 각각 펀치 쓰루우 현상을 방지하기 위한 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역(20-1)을 형성시킨다.
즉, 본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에 의해 제조된 반도체 트랜지스터 소자의 구조는 활성영역에서, 게이트절연막에 의해 반도체기판과 절연되어 형성된 게이트와, 게이트 양측과, 필드격리막 사이에 각각 형성되되, 게이트 및 필드격리막과 접하지 않으면서 형성된 실리사이드와, 게이트의 양측에서, 실리사이드 하단에 각각 형성된 고농도불순물영역과, 실리사이드와 게이트 사이 및 실리사이드와 필드격리막 사이에 각각 형성된 저농도불순물영역과, 저농도불순물영역 하단에 각각 형성되어 펀치 쓰루우 현상을 방지하는 불순물영역를 포함하여 이루어 진다.
본 발명에 의한 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에 의해 형성된 반도체 트랜지스터 소자에서는 펀치 쓰루우 현상을 방지하기 위한 불순물영역이 엘디디형의 소오스영역 및 드레인영역에서 저농도불순물영역 하단에만 한정적으로 형성되므로, 소오스영역 및 드레인영역과 펀치 쓰루우 현상을 방지하기 위한 불순물영역 간에 발생되는 접합 정전용량이 감소되고, 또한 필드격리막과 엘디디형의 소오스영역 및 드레인영역 간에 각각 저농도불순물영역을 형성하여, 불순물 도핑 공핍영역이 감소되도록 하여, 누설전류가 감소되고, 이로 인하여 반도체 트랜지스터 소자의 동작속도 및 신뢰성이 향상된다.

Claims (5)

  1. 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법에 있어서, 1) 필드격리막에 의해 활성영역이 정의된 반도체기판의 상기 활성영역 상에 게이트절연막에 의해 상기 반도체기판과 절연되는 게이트를 형성시키고, 상기 게이트의 양측에 절연물질측벽을 형성시키는 단계와, 2) 상기 게이트의 양측벽에 형성된 절연물질측벽과 상기 필드격리막 사이에 각각 고농도불순물영역을 형성시키는 단계와, 3) 상기 고농도불순물영역 표면에 각각 실리사이드를 형성시키는 단계와, 4) 상기 절연물질측벽을 제거하면서, 상기 필드격리막도 일부 제거하여 상기 반도체기판에서 상기 실리사이드와 상기 게이트 사이 및 상기 실리사드와 상기 필드격리막 사이가 노출되도록 하는 단계와, 5) 상기 실리사이드와 상기 게이트 사이 및 상기 실리사이드와 상기 필드격리막 사이의 노출된 상기 반도체기판에 저농도불순물영역을 형성하여, 엘디디형의 불순물영역이 형성되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연물질측벽은 습식식각의 방법으로 제거하면서, 상기 필드격리막의 상부도 일부 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 엘디디형의 불순물영역에서 상기 저농도불순물영역 하단에 각각 펀치 쓰루우 현상을 방지하기 위한 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역을 형성시키는 단계를 추가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 트랜지스터 소자의 제조방법.
  4. 하단에 소자격리절연층이 형성된 필드격리막에 의해 활성영역이 정의된 반도체기판에 형성되는 반도체 트랜지스터 소자에 있어서, 상기 활성영역에서, 게이트절연막에 의해 상기 반도체기판과 절연되어 형성된 게이트와, 상기 게이트 양측과, 상기 필드격리막 사이에 각각 형성되되, 상기 게이트 및 상기 필드격리막과 접하지 않으면서 형성된 실리사이드와, 상기 게이트의 양측에서, 상기 실리사이드 하단에 각각 형성된 고농도불순물영역과, 상기 실리사이드와 상기 게이트 사이 및 상기 실리사이드와 상기 필드격리막 사이에 각각 형성된 저농도불순물영역을 포함하여 이루어지는 반도체 트랜지스터 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 저농도불순물영역 하단에 각각 펀치 쓰루우 현상을 방지하는 펀치 쓰루우 방지용 불순물영역이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 트랜지스터 소자.
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