KR100205347B1 - Semiconductro and method of fabricating it - Google Patents
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Abstract
에너지 준위가 실리콘의 포비든 밴드(forbiden band)내에 있는 불순물을 주입하여 CMOS에서 발생되는 바이폴라 동작의 이득율을 저하시킴으로써, LATCH-UP 현상을 억제시키기 위한 반도체 장치 및 그 제조방법을 개시한다.Disclosed are a semiconductor device for suppressing the LATCH-UP phenomenon by reducing the gain ratio of bipolar operation generated in CMOS by injecting impurities in an energy level of a forbidden band of silicon, and a manufacturing method thereof.
이와같은 본 발명에 따른 반도체 장치는 반도체 기판, 상기 기판 상에 섬 모양으로 형성된 소자 분리막, 상기 기판의 표면 근방에 형성된 P+ 영역과 N+ 영역, 상기 기판 상에 게이트 절연막과 폴리 실리콘 및 절연막이 구비되고 양측벽이 스페이서로 감싸여진 게이트전극, 상기 게이트전극을 절연하는 절연막, 상기 노출된 기판 전면에 형성된 금속층 및, 상기 기판 내부의 소정영역에 불순물 이온 주입으로 형성된 불순물 주입층을 포함하여 이루어지고 그 제조방법은, 반도체 기판 상에 절연막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 상에 웰을 형성하는 공정, 상기 반도체 기판 내에 NMOS 트랜지스터간의 격리를 목적으로 하는 로커스 공정의 일부분으로서 채널 스톱 인플란테이션을 실시하는 공정, 상기 반도체 기판 내에 NMOS 및 PMOS 의 문턱전압(Threshold Voltage)을 조절해주는 이온 주입 공정, 상기 반도체 기판 상에 형성된 게이트 전극 측면에 LDD를 형성하는 공정, 상기 웰 영역내에 래치 업 방지를 위한 불순물층 형성 및 N+ 영역 및 P+ 영역을 형성하는 공정 및, 금속 배선층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.The semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor substrate, an isolation layer formed in an island shape on the substrate, a P + region and an N + region formed near the surface of the substrate, and a gate insulating film, polysilicon, and an insulating film on the substrate. A gate electrode surrounded by spacers on both sides thereof, an insulating film for insulating the gate electrode, a metal layer formed on the entire surface of the exposed substrate, and an impurity implantation layer formed by implanting impurity ions into a predetermined region inside the substrate, and fabricating the same. The method comprises channel stop implantation as part of a process of sequentially forming an insulating film and a nitride film on a semiconductor substrate, forming a well on the semiconductor substrate, and a locus process for isolation between NMOS transistors in the semiconductor substrate. The step of carrying out the process of NMOS and PMOS An ion implantation process for adjusting a threshold voltage, an LDD process on a side of a gate electrode formed on the semiconductor substrate, an impurity layer for preventing latch-up in the well region, and an N + region and a P + region The process and the process of forming a metal wiring layer are comprised.
Description
제1도는 종래 기술에 의한 반도체 장치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the prior art.
제2a~k도는 종래 기술에 의한 반도체 장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도.2A to K are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
제3도는 본 발명에 의한 반도체 장치를 나타낸 단면도3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the present invention.
제4a∼k도는 본 발명에 의한 반도체 장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도4A to K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
101, 201 : 반도체 기판 102, 202 : 제1 절연막101, 201: semiconductor substrate 102, 202: first insulating film
102a, 202a : 버즈비크 산화막 103, 203 : 제1 질화막102a, 202a: Burj Bek oxide film 103, 203: First nitride film
104, 204 : 제2 절연막 105, 205 : 제2 질화막104, 204: second insulating film 105, 205: second nitride film
106, 206 : n 웰 107, 207 : 소자분리막106, 206: n well 107, 207: device isolation film
108, 208 : 제3 절연막 109, 209 : 게이트 절연막108, 208: third insulating film 109, 209: gate insulating film
110, 210 : 폴리 실리콘 111, 211 : 제4 절연막110, 210: polysilicon 111, 211: fourth insulating film
112, 212 : N-LDD 영역 113, 213 : P-LDD 영역112, 212: N-LDD region 113, 213: P-LDD region
114, 214 : 스페이서 115, 215 : N+ 영역114, 214: spacer 115, 215: N + region
116, 216 : P+ 영역 117, 217 : 제5 절연막116 and 216 P + region 117 and 217 fifth insulating film
118, 218 : 금속 배선층 219 : 불순물 주입층118, 218: metal wiring layer 219: impurity injection layer
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 불순물 주입을 이용하에 래치 업(LATCH-UP)현상을 억제할 수 있도록 한 반도체 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, capable of suppressing latch-up phenomenon using impurity implantation.
점차로 반도체 장치의 집적도가 증가함에 따라 단위 칩당 소자의 수를 증가시키기 위한 방편으로 스케일링 다운(scaling down) 과정이 진행되어왔고, 특히 이렇게 스케일링 다운된 CMOS(Complemently Metal Oxide Semiconductor)회로에서는 래치 업 현상이 발생될 경우의 소지가 다분하다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, a scaling down process has been performed as a means of increasing the number of devices per unit chip. In particular, the latched-up phenomenon of the scaled down CMOS (Complemently Metal Oxide Semiconductor) circuit has occurred. When it occurs, there is a lot of possession.
CMOS 회로상에는 고유의 자기 파괴적인 현상이 존재하는데 이를 래치 업(latch up)현상이라고 한다.There is an inherent self-destructive phenomenon on CMOS circuits, which is called latch up.
래치 업(latch up)현상은 드레인 단자와 소오스 단자사이에 극히 작은 저항성을 가진 패스(path)가 형성되어 큰 전류가 회로상을 흐르는 현상을 저항한다. 이로인해 회로가 그 기능을 제대로 수행치 못하게 하거나 심하게는 회로자체를 파괴해 버리기도 한다.Latch up phenomenon resists the phenomenon that a large current flows on the circuit by forming a path having extremely small resistance between the drain terminal and the source terminal. This can cause the circuit to not function properly or even destroy the circuit itself.
이하 첨부한 도면을 참조로 하여 종래의 CMOS 반도체 장치 및 그 제조방법을 알아본다.Hereinafter, a conventional CMOS semiconductor device and a manufacturing method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.
제1도는 종래 기술에 의한 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the prior art.
반도체 기판(101), 상기 기판(101)의 표면 근방에 P+ 영역(116)과 N+ 영역(115)이 형성되어 있고, 상기 기판(101)상에 게이트 절연막(109), 폴리 실리콘(110) 및 캡 산화막(111)이 차례로 적층되고 양측벽은 스페이서(114)로 감싸여진 게이트 전극(109,110,111)과 상기 게이트 전극을 절연하는 절연막(117)과 상기 노출된 기판 전면에는 금속층(118)을 이룬다.The semiconductor substrate 101 and the P + region 116 and the N + region 115 are formed in the vicinity of the surface of the substrate 101, and the gate insulating film 109, the polysilicon 110, and the semiconductor substrate 101 are formed on the substrate 101. The cap oxide layer 111 is sequentially stacked, and both side walls form a gate electrode 109, 110, 111 surrounded by a spacer 114, an insulating layer 117 insulating the gate electrode, and a metal layer 118 on the entire surface of the exposed substrate.
제2a 내지 k도는 종래의 CMOS 반도체 장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.2A to K are views showing a conventional method for manufacturing a CMOS semiconductor device.
먼저, 제2a도는 반도체 기판(101)상에 제1 절연막(102) 및 제1 질화막(103)을 순차적으로 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 이는 상기 반도체 기판(101)상에 열산화막을 형성함으로써 상기 제1 절연막(102)을 형성하는 제1 공정 및 상기 제1 절연막(102)상에, 예컨대 실리콘 질화막과 같은 물질을 도포함으로써, 상기 제1 질화막(103)을 형성하는 제2 공정으로 진행된다.First, FIG. 2A illustrates a process of sequentially forming the first insulating film 102 and the first nitride film 103 on the semiconductor substrate 101, which is performed by forming a thermal oxide film on the semiconductor substrate 101. The first process of forming the first insulating film 102 and the second process of forming the first nitride film 103 by applying a material such as a silicon nitride film on the first insulating film 102, for example. .
상기 제1 절연막(102)은 열산화법으로 형성되며, 상기 제1 질화막(103)은 예컨대 저압화학 기상침적법(LPCVD)으로 증착된다.The first insulating film 102 is formed by a thermal oxidation method, and the first nitride film 103 is deposited by, for example, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD).
제2b도는 N 웰(106)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 소자분리 영역의 상기 질화막을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 상기 제1 질화막(103)상에 형성하는 제1 공정 및, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 질화막을 이방성 식각함으로써 상기 N 웰(106)을 형성하는 제2 공정으로 진행된다.FIG. 2B illustrates a process of forming the N well 106, the first process of forming a photoresist pattern on the first nitride film 103 to expose the nitride film in an isolation region, and the photoresist pattern. The anisotropic etching of the nitride film using the etching mask as an etching mask proceeds to the second process of forming the N well 106.
제2c도는 버즈 비크 산화막(102a)을 마스크로 이용하여 P 웰(119)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 3족 원소를 불순물로하여 이온 주입하는 공정이다.FIG. 2C shows a step of forming the P well 119 using the buzz beak oxide film 102a as a mask, and is a step of ion implantation using a Group 3 element as an impurity.
상기 공정이 진행되는 동안에 상기 N 웰 영역(106)은 반도체 기판의 아래쪽으로 더 확산된다.The N well region 106 is further diffused under the semiconductor substrate during the process.
제1d도는 NMOS 트랜지스터간의 격리를 목적으로 하는 로커스 공정의 일부분으로 채널 스톱 인플란테이션을 실시하는 공정을 도시한 것으로서, 상기 제1c도의 공정이 진행되어 제1 절연막 및 버즈 비크 산화막(102a)을 식각한 반도체 기판 상에 다시 제2 절연막(104) 및 제2 질화막(105)을 형성하는 제1 공정 및, 상기 제2 절연막(104) 및 제2 질화막(105)을 패터닝하고 채널 스톱 이온 인플란테이션을 실시하는 제2 공정으로 진행된다.FIG. 1d illustrates a process of performing channel stop implantation as a part of a locus process for the purpose of isolation between NMOS transistors, and the process of FIG. A first step of forming the second insulating film 104 and the second nitride film 105 on the semiconductor substrate again, patterning the second insulating film 104 and the second nitride film 105 and performing channel stop ion implantation The process proceeds to the second process.
제2e 및 f도는 각각 NMOS 및 PMOS의 문턱전압(Threshold Voltage)을 조절해주는 공정을 도시한 것으로서, 각각 5족 및 3족의 이온을 주입하는 공정이다.2e and f illustrate a process of adjusting threshold voltages of NMOS and PMOS, respectively, and inject ions of Groups 5 and 3, respectively.
상기 제2도(e) 공정은 소자분리막(107)이 형성된 후 포토레지스터를 도포하고 패터닝하여 N 채널 문턱전압 조절을 위한 5족 이온 주입을 실시한다.In the process of FIG. 2E, after the device isolation layer 107 is formed, a photoresist is applied and patterned to perform group 5 ion implantation for controlling the N channel threshold voltage.
상기 제2f도 공정도 상기 제2e도 공정에 준하되 3족 이온 주입을 실시한다.The process of FIG. 2F and the process of FIG. 2E are performed, but the group 3 ion implantation is performed.
제2g 및 h도는 LDD(Ligthly Doped Drain: 이하 LDD라 약함)를 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 각각 N-LDD 및 P-LDD 영역을 형성한다.2g and h illustrate a process of forming a LDD (Ligthly Doped Drain), which forms N-LDD and P-LDD regions, respectively.
상기 제2g도 공정은 상기 제2f도 공정이 완료된 후 게이트 패턴 형성을 위한 게이트 절연막(109)과 폴리 실리콘(110) 및, 제4 절연막(111)을 차례로 적층하고, 이어서 패터닝하여 게이트 전극(109,110,111)을 형성하는 제1 공정 및, 상기 모든 구조물 상에 포토레지스트를 도포하고 N-LDD 영역(112)만 패터닝하여 상기 제1 공정 이후 노출된 반도체 기판(101)상에 5족의 이온을 주입하는 제2 공정으로 진행된다.In the process of FIG. 2G, after the process of FIG. 2F is completed, the gate insulating layer 109, the polysilicon 110, and the fourth insulating layer 111 are sequentially stacked and then patterned to form the gate electrodes 109, 110, and 111. And a photoresist on all the structures and patterning only the N-LDD region 112 to implant group 5 ions onto the exposed semiconductor substrate 101 after the first process. Proceeds to the second process.
상기 제2h도 공정은 상기 제2g도 공정에 준하되 P-LDD 영역(113)을 패터닝하여 3족 이온을 주입한다.The process of FIG. 2h is similar to the process of FIG. 2g but implants group III ions by patterning the P-LDD region 113.
제2i도 및 j도는 N+ 영역 및 P+ 영역을 형성하는 공정을 도시한 것이다.2i and j show a process for forming an N + region and a P + region.
상기 제2i도 공정은 제2h도 공정을 진행한 후, 게이트 전극 측벽에 고온산화막을 이방성 식각함으로써 고온산화막으로 된 스페이서(114)를 형성하는 제1 공정 및 포토레지스트를 상기 제1 공정 진행 후 잔류된 구조물 상에 도포하고 N+ 영역(115)만 패터닝하여 상기 제1 공정 후 노출된 반도체 기판 상에 5족 이온을 주입하는 제2 공정으로 진행된다.In the process of FIG. 2i, after the process of FIG. 2h is performed, the first process of forming the spacer 114 made of the high temperature oxide film by anisotropically etching the high temperature oxide film on the sidewall of the gate electrode and the photoresist remain after the first process. After the first process, only the N + region 115 is patterned and implanted with group 5 ions onto the exposed semiconductor substrate.
상기 제2j도 공정은 상기 제2i도 공정에 준하되 P+ 영역(116)을 패터닝하여 3족 이온을 주입한다.The process of FIG. 2J follows the process of FIG. 2I but implants group III ions by patterning the P + region 116.
제2k도는 금속층을 형성한 후 완료된 CMOS 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.2k is a cross-sectional view showing a CMOS semiconductor device completed after forming a metal layer.
상기 제2k도는 제5 절연막을 형성한 후 패터닝하는 제1 공정 및 메탈을 증착/식각하는 제2 공정으로 진행된다.FIG. 2K illustrates a first process of forming and patterning a fifth insulating layer and a second process of depositing / etching a metal.
상기와 같이 완료된 종래의 CMOS 반도체 장치는 극히 작은 저항성분을 가진 패스(path)가 반도체 기판내에 형성되어 큰 전류가 회로상을 흐르는 현상이 발생하는데 이로인해 회로가 그 기능을 제대로 수행치 못하게 하거나 심하게는 회로자체를 파괴해버리는 문제점이 발생한다.In the conventional CMOS semiconductor device completed as described above, a path having an extremely small resistance component is formed in the semiconductor substrate, whereby a large current flows on the circuit, thereby preventing the circuit from performing its function properly or severely. The problem of destroying the circuit itself occurs.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 불순물 주입을 통한 불순물층 형성으로 래치 업(LATCH UP)현상을 억제시킬 수 있도록 한 반도체 장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can suppress a latch up phenomenon by forming an impurity layer through impurity injection. To provide.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 구성은, 반도체 기판, 상기 기판의 표면 근방에 P+ 영역과 N+ 영역이 형성되어 있으며, 상기 기판 상에는 게이트 절연막과 폴리 실리콘 및 절연막이 구비되고 양측벽이 스페이서로 감싸여진 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 절연하는 절연막이 형성되어 있으며, 상기 노출된 기판 전면에는 금속층을 이룬다.The semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a semiconductor substrate, the P + region and the N + region is formed in the vicinity of the surface of the substrate, the gate insulating film, polysilicon and the insulating film is provided on the substrate and both side walls A gate electrode surrounded by the spacer and an insulating film for insulating the gate electrode are formed, and a metal layer is formed on the entire surface of the exposed substrate.
상기 기판 내부의 소정영역에 불순물 이온 주입으로 형성된 불순물 주입층으로 이루어진다.An impurity implantation layer is formed by implanting impurity ions in a predetermined region of the substrate.
상기 목적을 달성하기 위한 또 따른 반도체 장치의 제조방법의 구성은, 반도체 기판 상에 제1 절연막 및 제1 질화막을 순차적으로 형성하는 공정과, 상기 반도체 기판 상에 웰을 형성하는 공정과, 상기 반도체 기판 내에 NMOS 트랜지스터간의 격리를 목적으로 하는 로커스 공정의 일부분으로서 채널 스톱 인플란테이션을 실시하는 공정과, 상기 반도체 기판 내에 NMOS 및 PMOS 의 문턱전압(Threshold Voltage)을 조절해주는 이온 주입 공정과, 상기 반도체 기판 상에 형성된 게이트 전극 측면에 LDD를 형성하는 공정과, 상기 웰 영역내에 래치 업 방지를 위한 불순물층 형성 및 N+ 영역 및 P+ 영역을 형성하는 공정 및, 금속 배선층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.In still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method including: sequentially forming a first insulating film and a first nitride film on a semiconductor substrate; forming a well on the semiconductor substrate; Performing a channel stop implantation as part of a locus process for isolation between NMOS transistors in a substrate, an ion implantation process for adjusting threshold voltages of NMOS and PMOS in the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate; Forming an LDD on the side of the gate electrode formed thereon; forming an impurity layer to prevent latch-up in the well region; forming an N + region and a P + region; and forming a metal wiring layer.
불순물층은 티타늄(Ti) 등의 이온을 이래용하여 형성하면, 티탄늄 등의 물질의 에너지 준위가 실리콘 밴드 갭내에 존재하여 CMOS가 래치 업(LATCH UP) 상태에 들어가기 위한 기생 트랜지스터 동작시에 발생되는 전자,정공의 재결합 준위(Recombination Center)로 작용하게 됨으로써 래치 업(LATCH-UP) 발생을 억제할 수 있다.When the impurity layer is formed by using ions such as titanium (Ti), the energy level of a material such as titanium is present in the silicon band gap, which is generated during the parasitic transistor operation for the CMOS to enter the latch up state. By acting as a recombination center of electrons and holes, the occurrence of latch-up can be suppressed.
이하 첨부한 도며을 참조하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명에 의한 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the present invention.
구체적으로, 반도체 기판(201), 예컨대 반도체 기판에 액티브영역을 한정하는 버즈 비크 산화막(102a)이 형성되어 있다. 상기 기판(201)의 표면 근방에 P+ 영역(216)와 N+ 영역(215)이 형성되어 있으며, 상기 기판(201)상에는 게이트 절연막(209)과 폴리 실리콘(210) 및 제4 절연막(211)이 구비되고 양측벽이 스페이서(214)로 감싸여진 게이트 전극을 이룬다. 또한, 상기 게이트 전극을 절연하는 제5 절연막(217)이 형성되어 있으며, 상기 노출된 기판 전면에는 금속층(218)을 이룬다.Specifically, a buzz beak oxide film 102a defining an active region is formed in the semiconductor substrate 201, for example. The P + region 216 and the N + region 215 are formed near the surface of the substrate 201, and the gate insulating layer 209, the polysilicon 210, and the fourth insulating layer 211 are formed on the substrate 201. A gate electrode is provided and both sidewalls are surrounded by a spacer 214. In addition, a fifth insulating layer 217 that insulates the gate electrode is formed, and a metal layer 218 is formed on the entire surface of the exposed substrate.
상기 기판(201) 내부의 소정영역에 불순물 이온 주입으로 형성된 티타늄층(219)으로 이루어진다.The titanium layer 219 is formed by implanting impurity ions into a predetermined region of the substrate 201.
제4a 내지 k도는 본 발명이 실시예에 의한 반도체 장치의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 단면도들이다.4A to K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도면의 부호에 대해서 설명하면, 반도체 기판(201), 제1 절연막(202), 버즈비크 산화막(202a), 제1 질화막(203), 제2 절연막(204), 제2 질화막(205), n 웰 (206), 소자분리막(207), 제3 절연막(208), 게이트 절연막(209), 폴리실리콘(210), 제4 절연막(211), N-영역(212), P-영역(213), 스페이서(214), N+ 영역(215), P+ 영역(216), 제5 절연막(217), 금속 배선층(218), 티타늄층(219), P 웰(220)과 같다.Referring to the drawings, the semiconductor substrate 201, the first insulating film 202, the burj bevy oxide film 202a, the first nitride film 203, the second insulating film 204, the second nitride film 205, and n Well 206, device isolation film 207, third insulating film 208, gate insulating film 209, polysilicon 210, fourth insulating film 211, N-region 212, P-region 213 , The spacer 214, the N + region 215, the P + region 216, the fifth insulating layer 217, the metal wiring layer 218, the titanium layer 219, and the P well 220.
상기 제4a 내지 h도는 종래 기술에서 설명된 상기 제2a 내지 h도의 공정과 동일하다.The 4a to h degrees are the same as the processes of the 2a to h degrees described in the prior art.
제4i도는 티타늄(Ti)층 및 N+ 영역을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 제4h도 공정을 진행한 후, 게이트 전극 측벽에 고온산화막을 이방성 식각함으로써 고온산화막으로 된 스페이서(214)를 형성하는 제1 공정과 포토레지스트를 상기 제1 공정 진행 후 잔류된 구조물 상에 도포하고 N+ 영역(215)만 패터닝하여 상기 제1 공정 후 노출된 반도체 기판 상에 티타늄(Ti) 이온을 주입하는 제2 공정 및 이어서 N+영역 형성을 위한 5족 이온을 주입하는 제3 공정으로 진행된다.FIG. 4i illustrates a process of forming a titanium (Ti) layer and an N + region, and FIG. 4h illustrates an example of forming a spacer 214 made of a high temperature oxide film by anisotropically etching a high temperature oxide film on a sidewall of a gate electrode. A second process of coating a first process and a photoresist on the structure remaining after the first process and implanting titanium (Ti) ions on the exposed semiconductor substrate after the first process by patterning only the N + region 215. And a third process of implanting group 5 ions for forming an N + region.
상기 제2 공정에서는 사염화티타늄(TiCl4) 등의 가스를 사용해서 반도체 기판(201) 상으로부터 1㎛ 정도 깊이에 티타늄층(219)이 형성되도록 약 1.5MeV로 이온주입하는 것이 바람직하다.In the second step, ion implantation of about 1.5 MeV is preferably performed using a gas such as titanium tetrachloride (TiCl 4 ) such that the titanium layer 219 is formed at a depth of about 1 μm from the semiconductor substrate 201.
또한 상기 티타늄(Ti) 외에도 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 백금(Pt), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 머큐리(Hg), 아연(Zn) 등을 사용할 수 있다.In addition to the titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo), cobalt (Co), platinum (Pt), nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), Mercury (Hg) ), Zinc (Zn) and the like can be used.
상기 제3 공정에 있어서 N+ 영역 및 P+ 영역은 반도체 기판 상으로부터 약 0.3㎛ 정도 이하의 깊이에 형성하는 것이 바람직하다.In the third step, the N + region and the P + region are preferably formed at a depth of about 0.3 μm or less from the semiconductor substrate.
제4j도는 티타늄층(219) 및 P+ 영역(216)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, P+ 영역(216)을 패터닝한 후, 노출된 반도체 기판 상에 티타늄(Ti) 이온을 주입하는 제1 공정 및, 이어서 P+ 영역(216) 형성을 위한 3족 이온을 주입하는 제2 공정으로 진행된다.FIG. 4J illustrates a process of forming the titanium layer 219 and the P + region 216. The first process of implanting titanium (Ti) ions onto the exposed semiconductor substrate after patterning the P + region 216. And a second process of implanting group III ions for forming the P + region 216.
상기 제4j도 공정은 제4i도 공정에 준한다.The process of FIG. 4j follows the process of FIG. 4i.
상기 제4i 및 4j도 공정 후 형성된 티타늄층(219)으로 인해 상기 반도체 기판 내에 발생되는 래치 업 현상을 억제할 수 있다.Due to the titanium layer 219 formed after the processes 4i and 4j, the latch-up phenomenon generated in the semiconductor substrate may be suppressed.
제4k도는 본 발명의 실시예에 따른 최종의 CMOS 반도체 장치를 나타낸 단면도이다.4K is a cross-sectional view showing the final CMOS semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
상기 제4도(k)는 제5 절연막(217)을 형성한 후 패터닝하는 제1 공정 및 메탈을 증착한 후 패터닝된 형태로 식각하는 금속 배선층(218)을 형성하는 제2 공정으로 진행된다.FIG. 4 (k) illustrates a first process of forming and patterning a fifth insulating layer 217 and a second process of forming a metal wiring layer 218 which is etched in a patterned form after depositing a metal.
이상 상술한 본 발명에 의하면 Ti 등의 물질의 에너지 준위가 실리콘 밴드 갭내에 존재하여 CMOS 가 래치 업(LATCH-UP) 상태에 들어가기 위한 기생 트랜지스터 동작시에 발생되는 전자, 정공의 재결합상 준위(Recombination Center)로 작용하게 됨으로써 기생 바이폴라 트랜지스터 동작의 이득율을 떨어뜨리게 되고 이로인해 래치 업(LATCH-UP) 발생을 억제하는 효과가 있다.According to the present invention described above, the recombination states of electrons and holes generated during the parasitic transistor operation in which the energy level of a material such as Ti is present in the silicon band gap and the CMOS enters the latch-up state. By acting as a center, the gain ratio of the parasitic bipolar transistor operation is lowered, thereby suppressing the latch-up occurrence.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
Claims (5)
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KR970072398A KR970072398A (en) | 1997-11-07 |
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- 1996-04-04 KR KR1019960010286A patent/KR100205347B1/en not_active IP Right Cessation
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