KR100204015B1 - 모스트랜지스터 제조방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위의 기재된 발명이 속한 기술분야 전계효과 트랜지스터.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 전계효과 트랜지스터 제조방법, 특히 균일한 면저항을 갖는 셀리사이드(Salicide)를 형성함에 있어서, 고농도 n형 불순물이 도핑된 폴리실리콘 막상에서는 티타륨 셀리사이드막의 상변환이 용이하지 않아 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었음.
3. 발명의 해결방법의 요지
티타륨 셀리사이드막의 상변환을 위해 실리콘 이온을 선행 도핑하여 티타륨 셀리사이드막(TiSi2) 의 상변환을 용이하게 구현하는 방법을 제공하고자 함.
4. 발명의 중요한 용도
전계효과 트랜지스터의 균일한 면저항과 용이한 상변환을 갖는 셀리사이드를 형성하는데 이용됨.
Description
제1a도 내지 제1c도는 종래기술에 의한 모스트랜지스터 제조 공정도,
제2a도 내지 제2c도는 본 발명에 따른 모스트랜지스터 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
21 : 실리콘 기판 22 : 게이트산화막
23 : 폴리실리콘 24 : 스페이서
25 : 티타늄(Ti)막 26 : 티타늄셀리사이드막
본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 균일한 면저항과 향상된 상변환을 갖는 셀리사이드(Self-Aligned Silicide;SALICIDE) 구조를 갖는 모스트랜지스터제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자가 점차 고집적화 되어감에 따라 숏채널(short channel) 효과를 억제함과 동시에 고농도 불순물이 도핑된 얕은 소오스/드레인 접합 및 게이트 전극의 면저항(sheet resistance) 감소가 요구되고 있다.
그러나, 고농도 불순물이 도핑된 실리콘 기판에서 균일한 면저항을 가진 TiSi2성장이 용이하지 않아 상기 전극의 면저항을 증대시키고 있다.
제1a도 내지 제1c도는 종래기술에 따라 형성된 반도체 장치의 전계효과 트랜지스터 제조 공정 단면도이다.
먼저, 제1a도는 실리콘 기판(11) 상에 게이트 산화막(12) 및 고농도n형 불순물이 도핑된 게이트 전극 패턴(13)을 형성하고 LDD(Lightly Doped Drain) 방식에 의해 저농도 n형 불순물을 이온 주입한 후, 상기 게이트 산화막(12) 및 게이트 전극(13) 측벽에 산화막 스페이서(14)를 형성한 다음, 고농도 n형 불순물을 이온 주입을 실시하여 소오스/ 드레인 영역을 형성한 것을 도시한 것이다.
이어서, 제1b도는 전체구조 상부에 700Å 내지 1000Å 의 두께로 티타늄(Ti)막 (15)을 형성하고 650℃ 정도 저온의 N₂ 가스분위기에서 약 30초동안 RTA(Rapid Thermal Anneal ; 이하 RTA라 칭함) 공정을 실시하여 티타늄 실리사이드막(16)을 형성한다. 마지막으로, 제1c도는 상기 타타늄막(16)과 게이트 전극 및 소오스/드레인 접합에 형성된 티타늄 tlf리사이드막(16)의 식각선택비를 이용하여 상기 티타늄막(16)을 제거한 다음, 950℃ 정도의 고온의 N₂ 가스분위기에서 약 30초동안 RTA 공정을 실시한 것을 도시한 것이다.
상기와 같은 종래기술에 의해 SALICADE 공정을 진행하게 될 경우, 고농도 n형 불순물이 도핑된 폴리실리콘막상에는 티타늄막의 티타늄 셀리사이드막으로의 상 변환(Phase Transition)이 잘 이루어지지 않아 소자의 신뢰성이 저하되며, 1㎛ 이하의 미세 선폭을 갖는 고집적 소자에서는 채널의 길이가 짧기 때문에 게이트 단자에 전압을 가하지 않아도 소오스/드레인 단자간 계속 도통하여 트랜지스터로서의 제 역할을 수행하지 못하는 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 균일한 상변환을 갖는 셀리사이드(Salicide)를 형성하여 신뢰성있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 있어서, 반도체 기판상에 게이트 절연막과 비도핑된 폴리실리콘막 패턴을 형성하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 패턴에 의해 노출된 상기 반도체 기판에 저농도 불순물 이온주입 영역을 형성하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 측벽에 절연막 스페이서를 형성하고 전체구조상부에 티타늄막을 형성하는 단계; 상기 티티늄막 상에 실리콘 이온을 도핑하고, 제1급속열처리(RTA)하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 및 상기 저농도 불순물 이온주입 영역 상부를 제외한 지역의 상기 티타늄막을 선택식각하여 제거하는 단계; 제2급속열처리(RTA)를 실시하여 상기 잔류 티타늄막을 실리사이드화 하는 단계; 및 고농도 불순물을 이온주입하여 상기 폴리실리콘막을 도핑시키고 소오스/드레인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 제2a도 내지 제2b를 참조하며 본 발명인 모스트랜지스터의 셀리사이드(Salicide)제조방법에 따른 일실시예를 상세히 설명한다. 먼저, 제2a도는 실리콘 기판(21)상에 게이트산화막(22), 게이트전극용 비도핑(Undoping)폴리실리콘(23)을 차례로 형성하고, 소정크기로 패턴닝하여 게이트전극을 형성한 후, LDD(Lightly Doped Drain)방식에 의해 기판 전체구조 상에 저농도 n형 불순물인 인(P)를 이온 주입한 것을 도시한 것이다.
이어서, 제2도는 상기 게이트전극 측벽에 산화막 스페이서(24)를 형성하고, 기판 전체구조에 스퍼터링(Sputtering) 방식을 사용하여 티타륨(Titanium;25)막을 증착한 후, 티타륨 셀리사이드의 용이한 성장을 위한 실리콘(Si)이온을 도핑하고, 650℃ 정도 저온의 N2가스분위기에서 약 30초동안 RTA(Rapid Thermal Anneal ; 이하 RTA라 칭함) 공정을 실시하여 티타늄 셀리사이드막(TiSi2; 26)을 형성한 것을 도시한 것이다. 이때, 티타륨 셀리사이드막에서 티타륨의 재질을 텅스텐(W), 코발트(Co)으로도 사용할 수 있다는 것을 언급한다.
마지막으로, 제3도는 상기 티타늄막(25)과 게이트 전극 및 소오스/드레인 접합에 형성된 티타늄 셀리사이드막(26)과의 식각선택비를 이용하여 상기 티타늄막(25)을 제거한 다음, 1100℃ 정도 고온의 N2가스분위기에서 약 30초동안 RTA 공정을 실시하고 고농도n형 불순물인 비소(As)를 이온 주입하여 소오스/드레인 영역을 형성한 후, 열처리하여 소오스/드레인 영역을 활성화한 것을 도시한 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 티타륨 셀리사이드를 형성하기 위해 게이트 전극 상부에 티타륨막을 선행 형성하고 후속공정으로 실리콘 기판과 동시에 티타륨과 혼합할 수 있도록 실리콘이온을 추가 도핑하여 티타륨 셀리사이드(TiSi2)를 형성하여 균일한 면저항을 유지하며 용이한 상변환을 형성할 수 있도록 하여 소자의 신뢰성을 향상시킬수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실리예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (4)
- 반도체 장치의 제조방법에 있어서, 반도체 기판상에 게이트 절연막과 비도핑된 폴리실리콘막 패턴을 형성하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 패턴에 의해 노출된 상기 반도체 기판에 저농도 불순물 이온주입 영역을 형성하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 측벽에 절연막 스페이서를 형성하고 전체구조상부에 티티늄막을 형성하는 단계; 상기 티티늄막 상에 실리콘 이온을 도핑하고, 제1급속열처리(RTA)하는 단계; 상기 비도핑된 폴리실리콘막 및 상기 저농도 불순물 이온주입 영역 상부를 제외한 지역의 상기 티타늄막을 선택식각하여 제거하는 단계; 제2급속열처리(RTA)를 실시하여 상기 잔류 티타늄막을 실리사이드화 하는 단계; 및 고농도 불순물을 이온주입하여 상기 폴리실리콘막을 도핑시키고 소오스/드레인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비도핑된 게이트 전극에 불순물 이온주입한 것은 저농도 n형 불순물인 인(P)인 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 소오스/드레인 영역의 불순물 이온주입한 것은 고농도 n형 불순물인 비소(As)인 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조방법.
- 제1항에 있어서, 2차 급속열처리 공정의 온도는 1000℃ 내지 1100℃ 인 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조방법.
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1996
- 1996-06-28 KR KR1019960025383A patent/KR100204015B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030048548A (ko) * | 2001-12-12 | 2003-06-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR980006506A (ko) | 1998-03-30 |
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