KR0167666B1 - 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LDD구조의 n-불순물 이온이 주입된 영역에만 포켓구조를 형성하기 위한 P+이온을 주입하여 P+포켓(pocket)구조를 갖는 트렌지스터를 형성함으로써 접합 캐패시턴스를 감소 시켜 소자의 전기적 특성을 향상시킬수 있는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법을 제공 하기 위하여, 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하여 반도체 기판 상에 LDD(Lightly Doped Drain)구조를 갖는 전계효과 트렌지스터를 형성하는 제1단계; 상기 절연막 스페이서가 노출되도록 상기 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질을 전체구조 상부에 형성하는 제2단계; 상기 노출된 절연막 스페이서를 제거하는 제3단계; 및 상기 절연막 스페이서가 제거된 영역의 하부에 위치한 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하되, 소오스/드레인 영역에 주입된 불순물과 반대형의 불순물 이온을 주입하여 LDD구조의 저농도 영역을 감싸도록 이온주입하는 제4단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
Description
제1a도 내지 1e도는 본 발명의 일실시예에 따른 트렌지스터 제조 방법을 설명하는 공정 단면도.
제2a도 내지 제2f도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트렌지스터 제조 방법을 설명하는 공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘 기판 2 : 게이트 산확
3 : 게이트전극 4 : 저농도 소오스/드레인 영역
5 : 고농도 소오스/드레인 영역 6 : 유전막
8 : 감광막
본 발명은 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법에 관한 것으로, 특히 숏채널(short channel) 트렌지스터 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 숏채널 트렌지스터의 편치쓰로우(punch-through)특성을 향상 시키기 위하여 LDD(Lightly Doped Drain)에서 n-불순물 이온 주입영역을 P+이온을 주입이 감싸도록 하는 666P+포켓(pocket)구조를 실시하고 있다.
그러나, 이러한 상기 종래의 P+포켓 구조는 소오스/드레인 영역의 전면에 주입하게 되어 접합 캐패시턴스가 증가한다는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 LDD구조의 n-불순물 이온 주입된 영역에만 포켓구조를 형성하기 위한 P+이온을 주입하여 P+포켓(pocket)구조를 갖는 트렌지스터를 형성함으로써 접합 캐패시턴스를 감소 시켜 소자의 전기적 특성을 향상 시킬수 있는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하여 반도체 기판 상에 LDD(Lightly Doped Drain)구조를 갖는 전계효과 트렌지스터를 형성하는 제1단계; 상기 절연막 스페이서가 노출되도록 상기 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질을 전체구조 상부에 형성하는 제2단계; 상기 노출된 절연막 스페이서를 제거하는 제3단계; 및 상기 절연막 스페이서가 제거된 영역의 하부에 위치한 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하되, 소오스/드레인 영역에 주입된 불순물과 반대형의 불순물 이온을 주입하여 LDD구조의 저농도 영역을 감싸도록 이온주입하는 제4단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하여 반도체 기판 상에 LDD구조를 갖는 전계효과 트렌지스터를 형성하는 제1단계; 상기 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질을 전체구조 상부에 형성하여 에치백시켜 상기 절연막 스페이서을 노출 시키는 제2단계; 상기 노출된 절연막 스페이서를 제거하는 제3단계; 및 상기 절연막 스페이서가 제거된 영역의 하부에 위치한 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하되, 소오스/드레인 영역에 주입된 불순물과 반대형의 불순물 이온을 주입하여 LDD구조의 저농도 영역을 감싸도록 이온주입하는 제4단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
먼제 제1a도 내지 제1e도를 참조하여 본 발명의 일시시예에 따른 트렌지스터 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1a도에 도시된 바와같이 실리콘 기관(1) 상에 게이트 산화막(2)을 형성한 후, 게이트전극(3)을 일정크기로 형성하고 n-불순물 이온 주입하여 저농도 소오스/드레인 영역(4)을 형성한다.
이어서, 제1b도에 도시된 바와 같이 게이트전극(3) 측벽에 절연막 스페이서(3')를 형성하고 n+이온을 주입하여 종래의 일반적인 LDD구조의 고농도 소오스/드레인 영역(5)을 형성하는데 상기 절연막 스페이서(3')는 감광막을 도포하여 경화 시킨후 비등방성 식각을 통해 이루어질 수도 있고 질화막으로 이루어질 수도 있다.
계속하여 제1c도에 도시된 바와같이 본 발명은 P+포켓구조를 형성하기 위해 LPD(Liquid Phase Dielectric) 증착방법을 사용하여 상기 절연막 스페이서(3')가 노출되도록 비교적 얇은 두께인 500Å 내지 2000Å의 유전막(6)을 증착하는데 이후의 P+이온 주입 에너지를 고려하여 두께를 적절히 선택하여야 한다.
제1d도에 도시된 바와같이 노출된 상기 절연막 스페이서(3')를 제거하게 되면은 제1도의 제1b도에서 형성된 LDD구조의 n-불순물 이온 주입 영역부위만이 노출되게 된다.
끝으로, 제1e도와 같이 상기 노출된 부위를 통해 P+이온 주입하게 되면은 제1d도에서 형성한 유전막(6)이 이온 주입 베리어로 작용을 하게 되어 n-이온 주입 영역(4)이 P+이온 주입 영역에 의해 둘려 쌓이게 되어(도면부호 7) 트렌지스터의 펀치쓰로우 특성을 향상 시키게 된다.
본 발명의 다른 실시예를 제2a도 내지 제2f도를 참조하여 설명한 것으로, 제1a도 내지 제1e도와 동일부호는 동일 명칭을 나타낸다.
먼저, LDD구조의 트렌지스터를 형성하는 방법은 제1a도 및 제1b도에 도시된 것과 동일하기 때문에 제2a도 및 제2b도의 설명은 생략한다.
제2c도는 상기 제1c도에서 사용한 유전막(6) 대신에 감광막을 사용하여 P+이온 주입의 베리어를 형성하는 것으로, 제2b도의 결과 구조물의 전체구조 상부에 감광막(8)을 도포한 것이다. 이때, 상기 절연막 스페이서(3')는 상기 일실시예에서 설명한 감광막으로는 형성할 수 없고 질화막 또는 산화막 스페이서로 형성 되어야함은 통상의 지식을 가진자에게 쉽게 이해될수 있을 것이다.
이어서, 제2d도에 도시된 바와 같이 감광막(8)을 에치백시켜 절연막 스페이서(3)을 노출되도록 감광막(8')의 단차를 낮춘다. 또한 절연막 스페이서(3)가 질화막으로 형성될 경우 상기 감광막(8)은 질화막과 선택식 각비의 차이를 갖는 산화막으로 대체될 수도 있다.
그리고, 제2e도에 도시된 바와 같이 노출된 절연막 스페이서(3)를 습식식각 방법으로 제거하여 LDD구조의 n-불순물 이온이 주입 영역부 위만으로 노출되게 한후 P+이온을 주입하면 제2f도와 같이 n-이온 주입 영역(4)이 P+이온 주입 영역에 의해 둘려 쌓인 트렌지스터가 형성되게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 LDD구조의 n-불순물 이온이 주입된 영역이 P+이온 주입 영역으로 둘려 쌓이게 되기 때문에 접합 캐패시턴스를 감서시켜 되어 트렌지스터의 펀치쓰로우 특성을 향상 시키는 효과가 있다.
Claims (12)
- 반도체 소자의 트렌지스터 제조방법에 있어서, 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하여 반도체 기판 상에 LDD(Lightly Doped Drain)구조를 갖는 전계효과 트렌지스터를 형성하는 제1단계; 상기 절연막 스페이서가 노출되도록 상기 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질을 전체구조 상부에 형성하는 제2단계; 상기 노출된 절연막 스페이서를 제거하는 제3단계; 및 상기 절연막 스페이서가 제거된 영역의 하부에 위치한 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하되, 소오스/드레인 영역에 주입된 불순물과 반대형 불순물 이온을 주입하여 LDD구조의 저농도 영역을 감싸도록 이온주입하는 제4단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계는, 상기 반도체 기판상에 게이트 산화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 산화막 상에 게이트전극을 일정크기로 형성하고 저농도 불순물을 주입하는 단계; 상기 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하고 고농도 불순물 이온을 주입하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 절연막 스페이서는 감광물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질은 액상절연물질인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질의 두께는 500Å 내지 2000Å인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 절연막 스페이서는 질화막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 반도체 소자의 트렌지스터 제조방법에 있어서, 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하여 반도체 기판 상에 LDD구조를 갖는 전계효과 트렌지스터를 형성하는 제1단계; 상기 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질을 전체구조 상부에 형성하여 에치백시켜 상기 절연막 스페이서를 노출시키는 제2단계; 상기 노출된 절연막 스페이서를 제거하는 제3단계; 및 상기 절연막 스페이서가 제거된 영역의 하부에 위치한 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하되, 소오스/드레인 영역에 주입된 불순물과 반대형 불순물 이온을 주입하여 LDD구조의 저농도 영역을 감싸도록 이온주입하는 제4단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제1단계, 상기 반도체 기판상에 게이트 산화막을 형성하는 단계; 상기 게이트 산화막 상에 게이트전극을 일정크기로 형성하고 저농도 불순물을 주입하는 단계; 상기 게이트 전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하고 고농도 불순물 이온을 주입하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 절연막 스페이서는 질화막 또는 산화막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제3단계의 절연막 스페이서를 제거하는 습식식각 방법으로 제거되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 절연막 스페이서는 질화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제2단계에서의 절연막 스페이서와 식각 선택비의 차이를 갖는 물질은 산화막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌지스터 제조 방법.
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