KR100261168B1 - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
게이트전극과 게이트산화막 계면의 신뢰성을 향상시키기 위해 게이트전극에 중수소이온을 주입시키기에 알맞은 반도체소자의 제조방법을 제공하기 위한 것으로써, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 반도체소자의 제조방밥은 반도체기판의 일영역에 게이트절연막과 게이트전극을 차례로 형성하는 공정, 상기 게이트전극상에 캡절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트전극 양측의 상기 반도체 기판내에 제 1 불순물영역을 형성하는 공정, 상기 게이트전극 양측면에 측벽스페이서를 형성하는 공정, 상기 게이트전극을 제외한 측벽스페이서의 양측 상기 반도체기판내에 제 2 불순물영역을 형성하는 공정과, 저온에서 고에너지로 상기 게이트전극에 중수소를 이온주입하는 공정을 통하여 형성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체소자에 대한 것으로, 특히 중수소이온주입에 의해 소자의 신뢰성을 높이기 위한 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.
첨부 도면을 참조하여 종래 반도체소자의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 1d는 종래 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
먼저 도 1a에 도시한 바와 같이 반도체기판(1)에 산화막과 폴리실리콘층과 질화막을 차례로 증착한 후에 게이트 형성 마스크를 이용하여 질화막과 폴리실리콘층과 산화막을 차례로 이방성 식각하여서 게이트산화막(2)과 게이트전극(3)과 캡질화막(4)을 형성한다. 이후에 게이트전극(3) 양측의 반도체기판(1)표면내에 저농도 소오스/드레인영역(5)을 형성한다.
그리고 도 1b에 도시한 바와 같이 전면에 질화막을 증착한 후에 이방성식각하여 게이트전극(3) 양측면에 질화막스페이서(6)를 형성한다. 이후에 게이트전극(3) 및 질화막스페이서(6)의 양측 반도체기판(1)의 표면내에 고농도 소오스/드레인영역(7)을 형성한다.
다음에 도 1c에 도시한 바와 같이 게이트전극(3)과 게이트산화막(2)의 계면특성이 좋아지도록 중수소(Heavy Hydrogen)(Deuterium:D2)를 게이트전극(3)에 주입하기 위해서 중수소 어닐링공정(8)을 행한다.
그리고 도 1d에 도시한 바와 같이 전면에 층간절연막(9)을 증착한다.
여기서 층간절연막(9)을 증착한 후에 게이트전극(3)에 중수소 어닐링공정을 행하여도 된다.
상기와 같은 종래 반도체소자의 제조방법은 다음과 같은 문제가 있다.
어닐링공정으로 중수소를 게이트전극에 주입할 때 캡질화막과 질화막스페이서가 중수소의 베리어막으로 사용되어서 효과적으로 중수소를 게이트전극에 주입할 수가 없기 때문에 게이트전극과 게이트산화막 계면의 신뢰성 향상공정을 진행하기가 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 게이트전극과 게이트산화막 계면의 신뢰성을 향상시키기 위해 게이트전극에 중수소이온을 주입시키기에 알맞은 반도체소자의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도
도 2a 내지 도 2d는 본 발명 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21: 반도체기판 22: 게이트산화막
23: 게이트전극 24: 캡질화막
25: 저농도 소오스/드레인영역 26: 질화막스페이서
27: 고농도 소오스/드레인영역 28: 중수소 이온주입공정
29: 층간절연막
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체소자의 제조방밥은 반도체기판의 일영역에 게이트절연막과 게이트전극을 차례로 형성하는 공정, 상기 게이트전극상에 캡절연막을 형성하는 공정, 상기 게이트전극 양측의 상기 반도체 기판내에 제 1 불순물영역을 형성하는 공정, 상기 게이트전극 양측면에 측벽스페이서를 형성하는 공정, 상기 게이트전극을 제외한 측벽스페이서의 양측 상기 반도체기판내에 제 2 불순물영역을 형성하는 공정과, 저온에서 고에너지로 상기 게이트전극에 중수소를 이온주입하는 공정을 통하여 형성함을 특징으로 한다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명 반도체소자의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
본 발명은 실리콘과 수소의 본딩결합보다 실리콘과 중수소의 본딩결합이 더 크다는 것을 이용하여 게이트전극에 중수소이온을 주입하여서 실리콘과 게이트산화막 계면특성을 향상시키기 위한 것이다.
먼저 도 2a에 도시한 바와 같이 반도체기판(21)에 산화막과 실리콘층과 질화막을 차례로 증착한 후에 게이트 형성 마스크를 이용하여 질화막과 실리콘층과 산화막을 차례로 이방성 식각하여서 게이트산화막(22)과 게이트전극(23)과 캡질화막(24)을 형성한다. 이후에 게이트전극(23) 양측에 저농도 불순물이온을 주입하여서 저농도 소오스/드레인영역(25)을 형성한다.
그리고 도 2b에 도시한 바와 같이 전면에 질화막을 증착한 후에 이방성식각하여 게이트전극(23) 양측면에 질화막스페이서(26)를 형성한다. 이후에 게이트전극(23) 하부를 제외한 질화막스페이서(26)양측에 고농도 불순물이온을 주입하여서 고농도 소오스/드레인영역(27)을 형성한다.
다음에 도 2c에 도시한 바와 같이 게이트전극(23)에 높은에너지로 중수소(D2) 이온주입공정(28)을 한다. 이때 중수소 이온주입은 저온에서 캡질화막(24)이나 질화막스페이서(26)를 뚫을 정도의 에너지로 진행한다.
그리고 도 2d에 도시한 바와 같이 전면에 층간절연막(29)을 증착한다.
또는 중수소이온 주입공정을 층간절연막(29)을 전면에 증착한 후에 게이트전극(23)에 높은에너지를 가하여 진행하여도 된다.
상기와 같은 본 발명 반도체소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 높은에너지의 중수소 이온주입공정을 통하여 게이트전극에 효과적으로 중수소를 주입할 수 있으므로 게이트전극과 게이트산화막의 계면특성을 향상시킬 수 있으므로 소자의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 저온에서도 중수소를 게이트전극에 주입시킬 수 있으므로 공정이 용이해진다.
Claims (3)
- 반도체기판의 일영역에 게이트절연막과 게이트전극을 차례로 형성하는 공정,상기 게이트전극상에 캡절연막을 형성하는 공정,상기 게이트전극 양측의 상기 반도체 기판내에 제 1 불순물영역을 형성하는 공정,상기 게이트전극 양측면에 측벽스페이서를 형성하는 공정,상기 게이트전극을 제외한 측벽스페이서의 양측 상기 반도체기판내에 제 2 불순물영역을 형성하는 공정과,저온에서 고에너지로 상기 게이트전극에 중수소를 이온주입하는 공정을 통하여 형성함을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캡절연막과 측벽스페이서는 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 중수소(D2)이온주입은 전면에 층간절연막을 증착한 후에 실시하는 것을 포함함을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
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