KR100192363B1 - Structure of thin film transistor and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로 , 박막 트랜지스터의 오프전류를 감소시키기 위해 기판상의 절연막상에 하부 바디층을 형성하는 공정과, 상기 하부 바디층상에 하부 게이트절연막을 형성하는 공정과, 상기 하부 게이트절연막상에 게이트 전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트 전극 일측의 하부 바디층에 불순물을 이온주입하여 LDO(Light Doped Offset)영역을 형성하는 공정과, 상기 결과물 전면에 상부 게이트절연막과 하부 게이트절연막을 선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 결과물 전면에 폴리 실리콘을 증착하여 상기 콘택홀을 통해 상기 하부 바디층과 접속되는 상부 바디층을 형성하는 공정과, 상기 LDO영역 부위의 상기 상부 바디층에 각각 소오스영역 및 드레인영역을 형성하는 공정으로 이루어지는 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, the process of forming a lower body layer on the insulating film on the substrate to reduce the off current of the thin film transistor, a process of forming a lower gate insulating film on the lower body layer, Forming a gate electrode on the lower gate insulating layer, implanting impurities into the lower body layer on one side of the gate electrode, and forming a light doped offset (LDO) region; Selectively etching a gate insulating film to form a contact hole, depositing polysilicon on the entire surface of the resultant to form an upper body layer connected to the lower body layer through the contact hole, and Forming a source region and a drain region in the upper body layer, respectively. Provided are a transistor and a method of manufacturing the same.
본 발명에 의하면, 박막트랜지스터의 채널길이를 길게 하여 소자의 크기를 감소시킬 수 잇게 됨에 따라 고집적화에 유리하게 되며, 소오스 및 드레인 영역과 LDO영역을 셀프얼라인으로 형성함으로써 공정의 변화에 관계없이 일정한 특성을 갖는 박막트랜지스터를 구현할 수 있게 된다.According to the present invention, as the channel length of the thin film transistor can be increased, the size of the device can be reduced, which is advantageous for high integration. It is possible to implement a thin film transistor having a characteristic.
Description
제1도는 종래기술에 의한 박막트랜지스터 제조방법을 도시한 공정순서도1 is a process flowchart showing a method of manufacturing a thin film transistor according to the prior art.
제2도는 본 발명에 의한 박막트랜지스터 제조방법을 도시한 공정순서도2 is a process flowchart showing a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
1 : 절연막 6 : 하부 바디층1 insulating film 6 lower body layer
7 : 하부 게이트 절연막 8 : 게이트전극7: lower gate insulating film 8: gate electrode
9, 13 : 포토레지스트패턴 10 : 상부 게이트 절연막9, 13 photoresist pattern 10: upper gate insulating film
11 : 콘택홀 12 : 상부 바디층11 contact hole 12 upper body layer
E : LDO 영역 F : 소오스 영역E: LDO region F: source region
G : 드레인영역G: drain area
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 절연막 6 : 하부 바디층1 insulating film 6 lower body layer
7 : 하부 게이트 절연막 8 : 게이트전극7: lower gate insulating film 8: gate electrode
9, 13 : 포토레지스트패턴 10 : 상부 게이트 절연막9, 13 photoresist pattern 10: upper gate insulating film
11 : 콘택홀 12 : 상부 바디층11 contact hole 12 upper body layer
E : LDO 영역 F : 소오스 영역E: LDO region F: source region
G : 드레인영역G: drain area
본 발명은 박막트랜지스터의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 오프전류를 감소시키는데 적당하도록 한 p-MOS 박막트랜지스터의 구조 및 그를 형성하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure of a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure of a p-MOS thin film transistor adapted to reduce off current and a method of forming the same.
종래의 박막 트랜지스터 제조방법을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A conventional thin film transistor manufacturing method will be described with reference to FIG. 1 as follows.
먼저 제1a도에 도시된 바와 같이 기판(도시되지 않음)상에 형성된 절연막(1)상에 도전물질로서, 예컨대 폴리 실리콘을 증착한 후, 사진식각공정에 의해 패터닝하여 게이트 전극(2)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a conductive material, for example, polysilicon is deposited on the insulating film 1 formed on a substrate (not shown), and then patterned by a photolithography process to form the gate electrode 2. do.
이어서 제1a도에 도시한 바와 같이 상기 게이트 전극(2)이 형성된 절연막(1)의 전면에 CVD(Chermical Vapor Deposition)방법에 의해 게이트산화막(3) 및 바디폴리실리콘층(4)을 차례로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1A, the gate oxide film 3 and the body polysilicon layer 4 are sequentially formed on the entire surface of the insulating film 1 on which the gate electrode 2 is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition). .
다음에 제1c도에 도시된 바와 같이 상기 바디폴리실리콘층(4)상에 포토레지스트(5)를 도포한 후, 사진식각공정에 의해 패터닝하여 채널영역 및 오프셋영역을 정의한다. 여기서 포토레지스트(5)에 의해 덮인 부분이 채널영역 및 오스셋영역이 된다.Next, as shown in FIG. 1C, the photoresist 5 is coated on the body polysilicon layer 4, and then patterned by a photolithography process to define a channel region and an offset region. The portion covered by the photoresist 5 is a channel region and an osset region.
이어서 상기 채널영역 및 오프셋영역을 정의하는 포토레지스트패턴(5)을 마스크로하여 BF(아래첨자 2)를 이온주입하여 제1d도에 도시한 바와 같이 소오스영역(A)과 드레인영역(D)를 형성함으로써 채널영역(B) 및 오프셋영역(C)을 갖춘 박막트랜지스터를 완성한다.Subsequently, BF (subscript 2) is ion implanted using the photoresist pattern 5 defining the channel region and the offset region as a mask, and the source region A and the drain region D as shown in FIG. By forming, a thin film transistor having a channel region B and an offset region C is completed.
종래의 박막트랜지스터의 제조에 있어서, 박막트랜지스터의 오프전류를 줄어기 위해서는 채널길이를 길게하거나 오프셋 드레인 구조를 적용하는 방법을 취하였는데 이와 같이 채널 길이를 길게 형성하거나 오프셋 드레인 구조를 형성할 경우에는 그 만큼 소자의 크기가 증가하게 되므로 SRAM(static random access memory) 등에 적용할 경우, 셀크기를 증가시키게 된다.In the conventional thin film transistor fabrication, in order to reduce the off current of the thin film transistor, a method of increasing the channel length or applying an offset drain structure is employed. As the size of the device increases, the cell size increases when applied to static random access memory (SRAM).
또한, 상술한 종래 기술에 있어서는 오프셋영역 형성을 위한 이온주입공정시 마스크를 이용하여 이온주입하여 오프셋영역을 형성하기 때문에 마스크의 정렬(Align)정도에 따라 특성이 변화하게 되는 문제가 있다.In addition, in the above-described prior art, since the offset region is formed by ion implantation using a mask during the ion implantation process for forming the offset region, there is a problem in that the characteristic changes depending on the degree of alignment of the mask.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박막트랜지스터의 바디층을 상부와 하부로 형성하여 채널길이를 증가시키는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to increase the channel length by forming the body layers of the thin film transistors at the top and bottom thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막트랜지스터의 구조는 게이트전극과 상기 게이트 전극을 둘러싸고 있는 제 1 절연막과, 상기 제 1 절연막을 사이에 두고, 상기 게이트 전극의 상부, 하부, 일측면 및 또다른 일측면의 일부분에 형성된 채널영역부와, 상기 채널영역부의 일끝단과 연결되어 형성된 소오스 영역부와, 상기 채널영역부의 또 다른 일끝단과 연결되어 형성된 드레인 영역부와, 상기 소오스 영역부와 상기 드레인 영역부 사이에 형성되며 상기 제 1 절연막과 연결되어 형성된 제 2 절연막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하고, 상기와 같은 구조를 갖는 박막트랜지스터의 제조방법은 기판상의 절연막상에 하부 바디층을 형성하는 공정과, 상기 하부 바디층상에 하부 게이트절연막을 형성하는 공정과, 상기 하부 게이트절연막상에 게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 게이트전극 일측의 하부 바디 층에 불순물을 이온주입하여 LDO(Light Doped Offset)영역을 형성하는 공정과, 상기 결과물 전면에 상부 게이트절연막과 하부 게이트절연막을 선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정과, 상기 결과물 전면에 폴리 실리콘을 증착하여 상기 콘택홀을 통해 상기 하부 바디층과 접속되는 상부 바디층을 형성하는 공정과, 및 상기 LDO영역 부위의 상기 상부 바디층에 각각 소오스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The structure of the thin film transistor of the present invention for achieving the above object is a gate electrode, a first insulating film surrounding the gate electrode, and the first insulating film between the upper, lower, one side and another of the gate electrode A channel region portion formed at a portion of one side, a source region portion connected to one end of the channel region portion, a drain region portion connected to another end of the channel region portion, the source region portion and the drain And a second insulating film formed between the region portions and connected to the first insulating film. The method of manufacturing a thin film transistor having the above structure includes forming a lower body layer on the insulating film on a substrate. And forming a lower gate insulating film on the lower body layer, and a gate on the lower gate insulating film. Forming a pole, implanting impurities into the lower body layer on one side of the gate electrode to form a light doped offset (LDO) region, and selectively etching the upper gate insulating film and the lower gate insulating film on the entire surface of the resultant Forming a contact hole, depositing polysilicon on the entire surface of the resultant, forming an upper body layer connected to the lower body layer through the contact hole, and in the upper body layer of the LDO region It is characterized by consisting of a step of forming a source region and a drain region.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명의 박막트랜지스터의 구조는 게이트 전극(8)과, 상기 게이트전극(8)을 둘러싸고 형성되는 하부게이트 절연막(7) 및 상부 게이트 절연막(10)과, 상기 하부 게이트절연막(7) 상부 게이트절연막(10)을 사이에 두고 상기 게이트전극(8)의 상부, 하부, 일측면 및 또 다른 일측면의 일부분에 형성되어 채널영역으로 하부 바디층(6) 및 상부 바디층(12)과, 상기 하부바디층(6) 및 상부 바디층(12)의 일정영역에 형성되는 소오스영역(E) 및 드레인영역(G)으로 구성된다.The structure of the thin film transistor according to the present invention includes a gate electrode 8, a lower gate insulating film 7 and an upper gate insulating film 10 formed around the gate electrode 8, and an upper gate insulating film of the lower gate insulating film 7. The lower body layer 6 and the upper body layer 12 and the lower body are formed in a portion of the upper, lower, one side, and another side of the gate electrode 8 with the interposed portion 10 interposed therebetween. It consists of a source region E and a drain region G formed in a predetermined region of the body layer 6 and the upper body layer 12.
여기서 상기 상부 바디층(12)와 하부 바디층(6)은 서로 연결되며 상기 게이트전극(8)을 둘러싸면서 박막트랜지스터의 채널영역이고, 상기 상부 게이트 절연막(10) 및 하부 게이트 절연막(7)은 서로 연결되어 구성된다.Here, the upper body layer 12 and the lower body layer 6 are connected to each other and surround the gate electrode 8 to form a channel region of the thin film transistor, and the upper gate insulating layer 10 and the lower gate insulating layer 7 Are connected to each other.
이와 같은 본 발명의 박막트랜지스터의 제조방법은 다음과 같다.Such a method of manufacturing the thin film transistor of the present invention is as follows.
제2도에 본 발명에 의한 박막트랜지스터 제조방법을 공정순서에 따라 도시하였다.2 shows a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention according to the process sequence.
먼저, 제2a도에 도시된 바와 같이 기판(도시되지 않음)상에 형성된 절연막(1)상에 하부 바디층(6)으로서 폴리 실리콘을 증착하여 형성한 후, 이 위에 하부게이트 절연막(7)으로서 예를들면 산화막을 형성한다.First, polysilicon is deposited as the lower body layer 6 on the insulating film 1 formed on the substrate (not shown) as shown in FIG. 2A, and thereafter, as the lower gate insulating film 7 thereon. For example, an oxide film is formed.
이어서 제2b도에 도시된 바와 같이 상기 하부 게이트 절연막(7)상에 도전물질을 증착한 후, 이를 소정의 게이트전극패턴으로 패터닝하여 게이트전극(8)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a conductive material is deposited on the lower gate insulating layer 7, and then patterned into a predetermined gate electrode pattern to form the gate electrode 8.
이어서 결과물 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 형성된 하부바디층(6)의 일측만 노출되도록 상기 포토레지스트를 사진식각공정에 의해 패터닝하여 포토레지스트패턴(9)을 형성한 다음 이 포토레지스트패턴(9)을 마스크로하여 BF2를 1~50E12의 도우즈로 이온주입하여 LDO(Light Doped Offset)영역(E)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied to the entire surface of the resultant, the photoresist is patterned by a photolithography process so that only one side of the formed lower body layer 6 is exposed to form a photoresist pattern 9, and then the photoresist pattern ( BF 2 is ion-implanted with a dose of 1 to 50E12 using 9) as a mask to form an LDO (Light Doped Offset) region (E).
이 때, 상기 형성된 게이트 전극(8)에 의해 LDO영역(E)은 셀프얼라인 정의되게 된다.At this time, the LDO region E is self-aligned by the formed gate electrode 8.
다음에 제2c도에 도시된 바와 같이 상기 포토레지스트패턴을 제거해낸 후, 그 결과물 전면에 상부 게이트 절연막(10)과 상기 하부 게이트절연막(7)을 선택적으로 식각하여 상기 형성된 하부 바디폴리실리콘층(6)과 후속 공정에서 형성된 상부 바디층을 연결시키기 위한 콘택홀(11)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist pattern is removed, and then the upper gate insulating layer 10 and the lower gate insulating layer 7 are selectively etched on the entire surface of the resulting lower body polysilicon layer ( 6) and a contact hole 11 for connecting the upper body layer formed in a subsequent process.
이어서 제2d도에 도시된 바와 같이 상기 결과물 전면에 폴리실리콘을 증착하여 상부 바디층(12)을 형성한 후, 이 위에 포토레지스트를 도포한 다음 이를 사진식각공정을 통해 패터닝하여 소오스 및 드레인형성을 위한 이온주입시의 마스크패턴(13)을 형성한 후, BF3를 이온주입하여 상부 바디층(12)에는 소오스영역(F)을 형성하고 하부바디층(6)에는 드레인영역(G)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, polysilicon is deposited on the entire surface of the resultant to form the upper body layer 12, and then a photoresist is applied thereon, and then patterned through photolithography to form a source and a drain. After forming the mask pattern 13 at the time of ion implantation, BF 3 is ion-implanted to form a source region F in the upper body layer 12 and a drain region G in the lower body layer 6. do.
이 때, 상기 드레인영역(G)은 상기 게이트전극(8)과 게이트전극 측면부에 형성된 상부 게이트절연막(10) 및 상부 바디층(12)에 셀프얼라인되어 형성되게 된다.At this time, the drain region G is self-aligned to the upper gate insulating layer 10 and the upper body layer 12 formed on the gate electrode 8 and the side surface of the gate electrode.
이와 같이 본 발명은 게이트전극의 상부와 하부에 각각 바디층을 형성함으로써 게이트의 상부와 하부를 둘러싸는 긴 채널을 갖는 박막트랜지스터를 형성함으로써 오프전류를 감소시킨다.As described above, the present invention reduces the off current by forming a thin film transistor having a long channel surrounding the upper and lower portions of the gate by forming a body layer on the upper and lower portions of the gate electrode, respectively.
또한, LDO영역과 소오스 및 드레인영역을 셀프얼라인 정의하여 형성함으로써 마스크 정렬정도에 따른 특성변화가 일어나는 일어 없게 된다.In addition, since the LDO region and the source and drain regions are defined by self-alignment, the characteristic change according to the degree of mask alignment does not occur.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 박막 트랜지스터의 채널길이를 동일면적에서 종래의 박막트랜지스터에 비해 길게 형성할 수 있어 소자의 크기를 감소시킬 수 있게 됨에 따라 고집적화에 유리하게 되며, 소오스 및 드레인영역과 LDO영역을 셀프얼라인 형성함으로써 공정의 변화에 관계없이 일정한 특성을 갖는 박막트랜지스터를 구현할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the channel length of the thin film transistor can be formed longer than that of the conventional thin film transistor in the same area, so that the size of the device can be reduced, which is advantageous for high integration. By forming self-alignment between the and LDO regions, it is possible to realize a thin film transistor having a certain characteristic regardless of the process change.
Claims (5)
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KR1019930028595A KR100192363B1 (en) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Structure of thin film transistor and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019930028595A KR100192363B1 (en) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Structure of thin film transistor and manufacture thereof |
Publications (1)
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KR100192363B1 true KR100192363B1 (en) | 1999-06-15 |
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Family Applications (1)
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KR1019930028595A KR100192363B1 (en) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | Structure of thin film transistor and manufacture thereof |
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-
1993
- 1993-12-20 KR KR1019930028595A patent/KR100192363B1/en not_active IP Right Cessation
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