KR100250728B1 - Method for fabricating transistor of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device.
일반적으로 반도체 소자의 게이트의 유효 채널 길이는 소자의 집적도가 증가할수록 감소하게 된다. 현재 4M DRAM의 경우 유효 채널의 길이는 0.6~0.7㎛이며, 16M, 64M, 256M DRAM으로 갈수록 그 채널의 길이는 더 짧아지게 된다. 이때 게이트는 MOS 소자에서 인가 전압의 개폐(ON/OFF)를 담당하기 때문에 좀더 안정적인 문턱전압을 유지해야 한다. 그러므로 게이트의 채널 길이와 문턱 전압은 좀더 고집적 디바이스로 갈수록 그 중요성이 증대되고 있다.In general, the effective channel length of the gate of the semiconductor device decreases as the degree of integration of the device increases. For 4M DRAM, the effective channel length is 0.6 ~ 0.7㎛, and the length of the channel becomes shorter as it goes to 16M, 64M, and 256M DRAM. In this case, the gate is responsible for opening / closing the applied voltage (ON / OFF) in the MOS device, so it is necessary to maintain a more stable threshold voltage. Therefore, the channel length and threshold voltage of the gate are becoming more important as they become more integrated devices.
종래의 트랜지스터 소자의 게이트를 형성하기 위해 실리콘 기판 상부에 게이트 산화막 및 폴리실리콘막을 순차적으로 형성한다. 그리고 폴리실리콘막 및 게이트 산화막의 선택된 영역을 순차적으로 식각하여 게이트 패턴을 형성한다. 그런데 게이트 패턴을 형성하기 위해 식각할 때 폴리실리콘막 하부의 게이트 산화막에 과도식각으로 인한 언더 컷(under cut)이 발생하게 되므로 채널 영역의 줄어들게 되어 소자의 신뢰성을 적하시키는 문제점이 발생하게 된다.In order to form a gate of a conventional transistor device, a gate oxide film and a polysilicon film are sequentially formed on a silicon substrate. Subsequently, selected regions of the polysilicon film and the gate oxide film are sequentially etched to form a gate pattern. However, when etching to form the gate pattern, an under cut occurs due to overetching in the gate oxide layer under the polysilicon layer, thereby reducing the channel region, thereby causing a problem of dropping the reliability of the device.
따라서, 본 발명은 도핑된 폴리실리콘막의 식각시 발생하는 언더 컷을 방지하고 고집적 메모리 소자의 제조에 필수적인 안정적인 채널 영역 확보를 위한 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a transistor of a semiconductor device for preventing undercuts generated during etching of a doped polysilicon film and securing a stable channel region essential for manufacturing a highly integrated memory device.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실리콘 기판의 선택된 영역에 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트렌치가 형성된 실리콘 기판 상부에 게이트 산화막 및 폴리실리콘막을 순차적으로 형성한 후 전체 구조 상부에 인 이온을 주입하는 단계와, 상기 폴리실리콘막 상부의 선택된 영역에 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 마스크로 폴리실리콘막 및 게이트 산화막을 순차적으로 식각하여 실리콘 기판을 노출시키는 단계와, 상기 감광막 패턴을 마스크로하여 전체 구조상부에 저농도의 인 이온을 주입하는 단계와, 전체 구조 상부에 스페이서막을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극의 측벽에 스페이서를 형성한 후 고농도의 5족 이온을 주입하여 소오스 및 드레인을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is to form a trench in a selected region of the silicon substrate, sequentially forming a gate oxide film and a polysilicon film on the silicon substrate formed with the trench, and then implanting phosphorus ions into the entire structure Forming a photoresist pattern on the selected region on the polysilicon layer, sequentially etching the polysilicon layer and the gate oxide layer using the photoresist pattern as a mask to expose a silicon substrate, and Implanting a low concentration of phosphorus ions on the entire structure using a mask, depositing a spacer film on the entire structure, patterning the spacers to form a spacer on the sidewall of the gate electrode, and then injecting a high concentration of Group 5 ions to form a source and a drain. Characterized in that it comprises a step of forming.
도1(a) 내지 도1(e)는 본 발명에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도.1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views of devices sequentially shown in order to explain a transistor manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 실리콘 기판 12 : 트렌치11: silicon substrate 12: trench
13 : 게이트 산화막 14 : 폴리실리콘막13
15 : 감광막 16 : 스페이서15
17 : 소오스/드레인17: source / drain
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1(a) 내지 도1(e)는 본 발명에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도이다.1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views of devices sequentially shown in order to explain a transistor manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention.
도1(a)는 실리콘 기판(11) 상부에 게이트 전극이 형성될 부위를 확정하고 마스크 및 식각 공정을 실시하여 트렌치(12)를 형성한 단면도이다. 이때 트렌치(12)는 0.3~0.4㎛의 깊이와 0.5~0.6㎛의 폭으로 형성한다.FIG. 1A is a cross-sectional view of the
도1(b)에 도시된 바와 같이 트렌치(12)가 형성된 실리콘 기판(11) 상부에 약 170~180Å 두께의 게이트 산화막(13)을 형성한 후 게이트 전극으로 사용하기 위해 폴리실리콘막(14)을 약 3000Å의 두께로 증착한다. 이때, 폴리실리콘막(14)은 도우핑된 것으로 LPCVD 장비로 증착한다. 그리고 게이트 전극의 전도성을 증가시키고 RC 딜레이를 개선하기 위해 고농도의 인을 전체 구조 상부에 도핑한다.As shown in FIG. 1B, a
도1(c)에 도시된 바와 같이 폴리실리콘막(14) 상부에 감광막(15)을 도포한 후 패터닝을 실시하여 게이트 전극이 형성될 부위에 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴을 마스크로 폴리실리콘막(14) 및 게이트 산화막(13)을 실리콘 기판(11)이 노출될 때까지 식각하여 게이트 전극을 형성한다. 그리고 감광막 패턴을 마스크로하여 게이트 전극 양 측부에 저농도의 인을 주입한다. 그러므로 채널 영역의 축소를 방지하는 동시에 채널의 직선 저항을 줄이고 소오스에서 드레인으로의 전자 이동을 원활하게 해줌으로써 소자의 특성을 유지시킬 수 있다. 또한 전극 하단부 양측부의 산화막으로 트랜지스터의 쇼트 채널 이펙트(short channel effect) 현상을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 1 (c), the
도1(d)에 도시된 바와 같이 전체 구조 상부에 스페이서막을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극의 측벽에 스페이서(16)를 형성한다. 스페이서막은 BSG, PSG 또는 BPSG막을 LPCVD 방법을 이용하여 2000Å의 두께로 증착한다. 그후 트랜지스터의 소오스와 드레인을 형성하기 위해 고농도의 5족 이온(As, P등)을 주입한다.As shown in FIG. 1D, a spacer layer is deposited on the entire structure and then patterned to form a
도1(e)는 이러한 공정을 실시하여 소오스/드레인(17)을 형성하여 공정이 완료된 트랜지스터의 단면도이다.Fig. 1 (e) is a cross-sectional view of a transistor in which a process is completed by forming a source /
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 폴리실리콘막 하부의 언더컷(under-cut)을 방지함으로써 쇼트 채널 이펙트(short channel effect)를 제거하고 안정적인 채널 영역을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 직선 저항을 감소시켜 고집적 메모리를 위한 작은 트랜지스터를 구현할 수 있어 저전류로도 충분한 게이트 전극의 개폐(ON/OFF)를 이룰 수 있다.As described above, according to the present invention, by preventing under-cut under the polysilicon layer, short channel effects can be eliminated and a stable channel region can be secured, and linear resistance is reduced to reduce high integration memory. Since a small transistor can be implemented, sufficient gate electrodes can be opened and closed even with low current.
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KR1019970019931A KR100250728B1 (en) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Method for fabricating transistor of semiconductor device |
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1997
- 1997-05-22 KR KR1019970019931A patent/KR100250728B1/en not_active IP Right Cessation
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