KR100304501B1 - Method for forming transistor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A transistor formation method is provided to improve an integration degree by using a doped silicon germanium(SiGe) as a gate and to simplify manufacturing processes by controlling a composition rate of the SiGe. CONSTITUTION: After forming a well(32) of a second conductive type on a semiconductor substrate(31) of a first conductive type, a field oxide(33) is formed. Gate insulating layers(35) are formed on the semiconductor substrate(31) and the well(32), respectively. Then, silicon germanium layers(SixGey) are formed on the gate insulating layers(35) by CVD(Chemical Vapor Deposition). Heavily doped dopants of a p-type are implanted into the silicon germanium layers, thereby forming a first and a second gates(36,37).

Description

트랜지스터의 형성 방법How to form a transistor

본 발명은 트랜지스터의 형성 방법에 관한 것으로서, 특히, PMOS 소자의 미세화 및 드레쉬홀드 전압의 제어에 적당한 트랜지스터의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a transistor, and more particularly, to a method for forming a transistor suitable for miniaturization of a PMOS device and control of a threshold voltage.

반도체소자의 고속화·고집적화를 위해서는 소자의 미세화가 필요하다. 특히 근년 급속히 치수에 대한 스케일링(Scaling)이 진행되어 왔으나, 전원전압은 일정하므로 소자의 내부에 강전계가 형성되어 각종 문제가 발생하였다.In order to achieve high speed and high integration of semiconductor devices, device miniaturization is required. In particular, in recent years, scaling has rapidly progressed, but since the power supply voltage is constant, a strong electric field is formed inside the device, causing various problems.

그 중에서도 채널이 짧아지면서 소오스/드레인 영역(sorce/drain region)에서 채널측에 미치는 공핍층의 영향을 고려하지 않을 수 없다. 즉, 단채널 트랜지스터는 본래 게이트 전하에서 맡은 공핍층 전하의 일부를 소오스/드레인 전하에서 맡게되므로 채널이 긴 트랜지스터보다 낮은 드레쉬홀드 전압(threshold Voltage)에서 반전층이 유기된다. 이렇게 소자의 드레쉬홀드 전압이 채널의 길이에 대해 큰 의존성을 가지게되면 공정의 동요에 의해 약간의 채널 치수가 변하는 것만으로도 드레쉬홀드 전압이 크게 변동하고, 이로 인해 회로의 동작마진이 작아지고 불량률이 증가한다. 그러므로, 아주 짧은 채널 길이까지 드레쉬홀드 전압이 저하하지 않는 안정한 소자구조를 선택할 필요가 있다. 때문에, 이러한 미세 반도체소자의 드레쉬홀드 전압의 저하를 방지하기위해 소오스/드레인 영역에서 채널측으로 퍼지는 공핍층의 영향을 감소시키는 방법이 연구되고 있다.In particular, as the channel becomes shorter, the influence of the depletion layer on the channel side in the source / drain region must be considered. That is, since the short channel transistor takes a portion of the depletion layer charge originally charged by the gate charge at the source / drain charge, the inversion layer is induced at a threshold voltage lower than that of the transistor having a long channel. If the threshold voltage of the device has a large dependence on the length of the channel, the threshold voltage fluctuates significantly even if the slight channel dimension is changed by the process fluctuations, resulting in a small operating margin of the circuit. The defective rate increases. Therefore, there is a need to select a stable device structure in which the threshold voltage does not drop to a very short channel length. Therefore, a method of reducing the influence of the depletion layer spreading from the source / drain region to the channel side in order to prevent the drop in the threshold voltage of the fine semiconductor device has been studied.

도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 따른 트랜지스터의 형성 방법을 도시하는 공정도이다.1A to 1G are process diagrams showing a method of forming a transistor according to the prior art.

종래에는 도 1a에 나타낸 바와 같이 n형의 반도체기판(11) 상에 상기 반도체기판(11)의 소정 부분을 노출시키는 마스크(도시하지 않음)를 형성하고 상기 반도체기판(11)에 상기 반도체기판(11)과 도전형이 다른 붕소(B)와 같은 p형의 불순물을 저농도로 도핑하여 p웰(12)을 형성한다. 그리고, 상기 반도체기판(11)에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 등과 같은 통상적인 소자 격리 방법으로 필드산화막(13)을 형성하여 상기 n형의 반도체기판(11)과 p웰(12)의 격리 및 상기 n형의 반도체기판(11)과 p웰(12)의 활성영역을 한정한다.In the related art, as shown in FIG. 1A, a mask (not shown) for exposing a predetermined portion of the semiconductor substrate 11 is formed on an n-type semiconductor substrate 11, and the semiconductor substrate 11 is formed on the semiconductor substrate 11. 11) and p-type impurities such as boron (B) having a different conductivity type, are doped at low concentration to form p well 12. In addition, the field oxide layer 13 is formed on the semiconductor substrate 11 by using a conventional device isolation method such as LOCOS (Local Oxidation of Silicon) to isolate the n-type semiconductor substrate 11 from the p well 12 and The active regions of the n-type semiconductor substrate 11 and p well 12 are defined.

그런 다음, 도 1b와 같이 상기 필드산화막(13)으로 활성영역이 한정된 반도체기판(11)에 열산화의 방법으로 게이트산화막(14)을 형성하고 드레쉬홀드 전압을 조절하기 위해 도전형을 띤 불순물을 이온주입한다. 일반적으로 n형으로 도핑된 다결정실리콘을 사용하여 게이트를 형성할 경우 nMOS에는 기판과 동일한 도전형 이온을 pMOS에는 기판과 다른 도전형의 이온을 드레쉬홀드 전압을 조절하기 위해 주입한다. 즉, 붕소(B)과 같은 p형의 불순물을 이온주입하여 상기 n형의 반도체기판(11)에는 표면채널층(15)을, 그리고, p웰(12)에는 매립채널층(15)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 1B, the gate oxide film 14 is formed on the semiconductor substrate 11 whose active region is limited to the field oxide film 13 by thermal oxidation, and the conductive impurity is used to control the threshold voltage. Ion implantation. In general, when a gate is formed using polysilicon doped with n + type, nMOS is implanted with the same conductivity type as the substrate, and pMOS is implanted with a different conductivity type than the substrate to control the threshold voltage. That is, by implanting p-type impurities such as boron (B), the surface channel layer 15 is formed in the n-type semiconductor substrate 11, and the buried channel layer 15 is formed in the p well 12. do.

그리고, 도 1c에 나타낸 바와 같이 상기 게이트산화막(14) 상에 다결정실리콘(Polysilicon)을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 방법으로 증착하고 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형 불순물을 도핑하여 저저항화를 도모한다. 그런 후에, 상기의 n형으로 도핑된 다결정실리콘 및 게이트산화막(14)을 포토리쏘그래피(Photolithograpy) 방법으로 패터닝하여 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12)의 활성영역 상에 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)를 형성한다.As shown in FIG. 1C, polysilicon is deposited on the gate oxide layer 14 by Chemical Vapor Deposition (CVD), and the like (As) or phosphorus (P). N-type impurities are doped to reduce the resistance. Thereafter, the polysilicon and gate oxide film 14 doped with n + type is patterned by photolithography (Photolithograpy) to form an active region of the n type semiconductor substrate 11 and p well 12. First and second gates 17 and 18 are formed.

다음으로, 도 1d와 같이 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12) 상에 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)를 덮도록 제 1 포토레지스트(Photoresist : 19)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 n형 반도체기판(11)의 활성영역을 노출시키는 제 1 포토레지스트(19) 패턴을 형성한다. 상기 제 1 포토레지스트(19) 패턴 및 상기 제 1 게이트(17)를 마스크로 사용하여 상기 n형의 반도체기판(11)에 상기 n형의 반도체기판(11)과 도전형이 다른 붕소(B)과 같은 p형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 형성하는 저농도의 제 1 불순물영역(20)을 형성하고 상기 제 1 포토레지스트(19) 패턴을 제거한다.Next, as shown in FIG. 1D, a first photoresist 19 is coated on the n-type semiconductor substrate 11 and the p well 12 to cover the first and second gates 17 and 18. Exposure and development are performed to form a first photoresist 19 pattern exposing the active region of the n-type semiconductor substrate 11. Boron (B) having a conductivity different from that of the n-type semiconductor substrate 11 to the n-type semiconductor substrate 11 using the first photoresist 19 pattern and the first gate 17 as a mask. P-type impurities such as p-type impurities are implanted at low concentration to form a low concentration first impurity region 20 to form a lightly doped drain (LDD) structure, and the first photoresist 19 pattern is removed.

그리고, 도 1e에 나타낸 바와 같이 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12) 상에 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)를 덮도록 제 2 포토레지스트(21)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 p웰(12)의 활성영역을 노출시키는 제 2 포토레지스트(21) 패턴을 형성한다. 상기 제 2 포토레지스트(21) 패턴 및 상기 제 2 게이트(18)를 마스크로 사용하여 상기 p웰(12)에 상기 p웰(12)과 도전형이 다른 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD 구조를 형성하는 저농도의 제 2 불순물영역(22)을 형성하고 상기 제 2 포토레지스트(21) 패턴을 제거한다.As shown in FIG. 1E, the second photoresist 21 is coated on the n-type semiconductor substrate 11 and the p well 12 to cover the first and second gates 17 and 18. Exposure and development are performed to form a second photoresist 21 pattern exposing the active region of the p well 12. The second photoresist 21 pattern and the second gate 18 are used as masks to form acenic (As) having a conductivity different from that of the p well 12 in the p well 12 or phosphorus ( By implanting an n-type impurity such as P) at low concentration to form a low concentration second impurity region 22 forming an LDD structure, the second photoresist 21 pattern is removed.

그런 후에, 도 1f와 같이 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)를 덮도록 절연물층을 형성하고 에치백하여 상기 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)의 측면에 측벽(23)을 형성한다. 그리고, 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트와 측벽(17)(18)(23)을 덮도록 제 3 포토레지스트(24)를 도포하고, 노광 및 현상하여 n형의 반도체기판(11)을 노출시키는 제 3 포토레지스트(24) 패턴을 형성한다. 상기 제 3 포토레지스트(24) 패턴, 제 1 게이트(17) 및 측벽(23)을 마스크로 사용하여 상기 n형의 반도체기판(11)에 상기 반도체기판(11)과 도전형이 다른 붕소(B)과 같은 p형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인 영역으로 사용되는 고농도의 제 3 불순물영역(25)을 형성하고 상기 제 3 포토레지스트(24) 패턴을 제거한다.Thereafter, as shown in FIG. 1F, an insulator layer is formed and etched back on the n-type semiconductor substrate 11 and the p well 12 to cover the first and second gates 17 and 18. Sidewalls 23 are formed on the sides of the first and second gates 17 and 18. A third photoresist 24 is coated on the n-type semiconductor substrate 11 and the p well 12 to cover the first and second gates and the sidewalls 17, 18, and 23. Exposure and development are performed to form a third photoresist 24 pattern exposing the n-type semiconductor substrate 11. Boron (B) having a conductivity different from that of the semiconductor substrate 11 in the n-type semiconductor substrate 11 by using the third photoresist 24 pattern, the first gate 17 and the sidewalls 23 as a mask. P-type impurities such as) are implanted at high concentration to form a high concentration of third impurity region 25 used as a source / drain region and to remove the third photoresist pattern 24.

다음으로, 도 1g에 나타낸 바와 같이 상기 n형의 반도체기판(11) 및 p웰(12) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트(17)(18)와 측벽(23)를 덮도록 제 4 포토레지스트(26)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 상기 p웰(12)을 노출시키는 제 4 포토레지스트(26) 패턴을 형성한다. 상기 제 4 포토레지스트(26) 패턴, 제 2 게이트(18) 및 측벽(23)을 마스크로 사용하여 상기 p웰(12)에 상기 p웰(12)과 도전형이 다른 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인 영역으로 사용되는 고농도의 제 4 불순물영역(27)을 형성한다. 상기에서 반도체기판(11) 및 p웰(12)의 상기 제 1 및 제 2 게이트(17)(18) 하부, 즉, 상기 고농도의 제 3 및 제 4 불순물영역(25)(27)의 사이가 n채널 및 p채널영역이 되고 이렇게 만들어진 소자는 CMOS의 nMOS 및 PMOS이다.Next, as shown in FIG. 1G, a fourth photo is formed to cover the first and second gates 17 and 18 and the sidewalls 23 on the n-type semiconductor substrate 11 and the p well 12. The resist 26 is applied, exposed and developed to form a fourth photoresist 26 pattern exposing the p well 12. Asnic (As) different in conductivity from the p well 12 to the p well 12 using the fourth photoresist 26 pattern, the second gate 18 and the sidewalls 23 as a mask, Alternatively, a high concentration of fourth impurity region 27 used as a source / drain region is formed by ion implantation of an n-type impurity such as phosphorus (P) at a high concentration. In the semiconductor substrate 11 and the lower portion of the first and second gates 17 and 18 of the p-well 12, that is, between the high concentration of the third and fourth impurity regions 25 and 27. The n-channel and p-channel regions are made and the devices thus made are nMOS and PMOS in CMOS.

상술한 바와 같이 종래에는 반도체기판에 도전형이 다른 웰을 형성하고 상기 반도체기판에 드레쉬홀드 전압을 조절하기 위해 상기 반도체기판에 p형의 불순물을 이온주입하여 상기 pMOS에는 표면채널층을, 그리고, nMOS에는 매립채널층을 형성하였다. 그리고, n형으로 도핑된 다결정실리콘을 사용하여 제 1 및 제 2 게이트를 형성하여 상기 제 1 및 제 2 게이트와 도전형의 불순물영역을 포함하는 nMOS 및 pMOS를 형성하였다.As described above, conventionally, a well having a different conductivity type is formed on a semiconductor substrate, and p-type impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate to control a threshold voltage on the semiconductor substrate. The buried channel layer was formed in the nMOS. Then, the first and second gates were formed using polycrystalline silicon doped with n + type to form nMOS and pMOS including impurity regions of the first and second gates and the conductive type.

그러나, 소자가 집적화됨에 따라 n형으로 도핑된 다결정실리콘으로 게이트를 형성하여 매입채널형이 되는 pMOS를 형성한 경우 채널영역에 pn접합이 형성되어 공핍화되므로 소오스/드레인으로 사용되는 불순물영역의 공핍층이 채널영역으로 퍼지기 쉽기 때문에 pMOS의 집적화에 한계가 발생하는 문제가 있다.However, when the gate is formed of polysilicon doped with n + type as the device is integrated to form a pMOS that becomes a buried channel type, a pn junction is formed and depleted in the channel region. Since the depletion layer is easy to spread to the channel region, there is a problem in that pMOS integration is limited.

따라서, 본 발명의 목적은 pMOS의 집적화 및 드레쉬홀드 전압을 제어할 수 있는 트랜지스터의 형성 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of forming a transistor capable of controlling the integration of the pMOS and the threshold voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랜지스터의 형성 방법은 제 1 도전형의 반도체기판에 제 2 도전형의 웰을 형성하고 상기 반도체기판의 소정 부분에 필드산화막을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 및 도전형웰 상의 소정 부분에 게이트산화막을 개제시키고 실리콘게르마늄으로 이루어진 제 1 및 제 2 게이트를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 및 도전형 웰의 각각에 제 2 및 제 1 도전형의 제 1 및 제 2 불순물영역을 형성하는 공정을 구비한다.A method of forming a transistor according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a second conductivity type well in a first conductivity type semiconductor substrate and forming a field oxide film on a predetermined portion of the semiconductor substrate; And forming a gate oxide film in a predetermined portion on the conductive well and forming first and second gates made of silicon germanium, and forming the first and second conductivity types in the semiconductor substrate and the conductive well, respectively. 2 is a step of forming an impurity region.

도 1a 내지 도 1g는 종래 기술에 따른 트랜지스터의 형성 방법을 도시하는 공정도.1A to 1G are process drawings showing a method of forming a transistor according to the prior art.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시 예에 따른 트랜지스터의 형성 방법을 도시하는 공정도.2A to 2F are process diagrams illustrating a method of forming a transistor according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

31 : n형 반도체기판 32 : p웰31: n-type semiconductor substrate 32: p well

36 : 제 1 게이트 37 : 제 2 게이트36: first gate 37: second gate

45 : p형 불순물영역 47 : n형 불순물영역45: p-type impurity region 47: n-type impurity region

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시 예에 따른 트랜지스터의 형성 방법을 도시하는 공정도이다.2A through 2F are flowcharts illustrating a method of forming a transistor according to an embodiment of the present invention.

본 방법은 도 2a에 나타낸 바와 같이 n형의 반도체기판(31) 상에 상기 반도체기판(31)의 소정 부분을 노출시키는 마스크(도시하지 않음)를 형성하고 상기 반도체기판(31)과 도전형이 다른 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형의 불순물을 저농도로 도핑하여 상기 n형의 반도체기판(31) 소정 부분에 p웰(32)을 형성한다. 그리고, 상기 반도체기판(31)에 LOCOS 등과 같은 통상적인 소자 격리 방법을 사용하여 필드산화막(33)을 형성하여 상기 n형의 반도체기판(31)과 p웰(32)의 격리 및 상기 n형의 반도체기판(31)과 p웰(32)의 활성영역을 한정한다.2A, a mask (not shown) for exposing a predetermined portion of the semiconductor substrate 31 is formed on the n-type semiconductor substrate 31 as shown in Fig. 2A. The p well 32 is formed in a predetermined portion of the n-type semiconductor substrate 31 by doping at a low concentration with other acenic As or n-type impurities such as phosphorus (P). The field oxide film 33 is formed on the semiconductor substrate 31 using a conventional device isolation method such as LOCOS to isolate the n-type semiconductor substrate 31 from the p-well 32 and the n-type semiconductor. The active regions of the semiconductor substrate 31 and the p well 32 are defined.

그런 다음, 도 2b와 같이 상기 필드산화막(33)으로 활성영역이 한정된 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 열산화의 방법으로 게이트산화막(35)을 형성하고 상기 게이트산화막(35) 상에 실리콘게르마늄(SiNGeM)을 CVD 방법으로 증착하고 붕소(B)과 같은 p형 불순물을 도핑하여 저저항화를 도모한다. 그런 후에, 상기의 p형으로 도핑된 실리콘게르마늄 및 게이트산화막(35)을 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32)의 활성영역 상에 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 2B, a gate oxide film 35 is formed on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32 in which the active region is limited to the field oxide film 33, and the gate oxide film is formed. Silicon germanium (Si N Ge M ) is deposited on (35) by a CVD method, and a dopant impurity such as boron (B) is doped to lower the resistance. Then, on the active region of the semiconductor substrate 31 and the p well 32 of the n-type by patterning of the silicon germanium and the gate oxide film 35 it is doped in the above p + -type by photolithography method of claim 1, and Second gates 36 and 37 are formed.

그리고, 도 2c에 나타낸 바와 같이 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)를 덮도록 제 1 포토레지스트(38)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 n형의 반도체기판(31)의 활성영역을 노출시키는 제 1 포토레지스트(38) 패턴을 형성한다. 상기 제 1 포토레지스트(38) 패턴 및 상기 제 1 게이트(36)를 마스크로 사용하여 상기 n형의 반도체기판(31)에 상기 n형의 반도체기판(31)과 도전형이 다른 붕소(B)과 같은 p형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD 구조를 형성하는 저농도의 제 1 불순물영역(39)을 형성하고 상기 제 1 포토레지스트(38) 패턴을 제거한다.As shown in FIG. 2C, the first photoresist 38 is coated on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32 to cover the first and second gates 36 and 37. The first photoresist 38 pattern is formed to expose the active region of the n-type semiconductor substrate 31 by exposure and development. Boron (B) having a conductivity different from that of the n-type semiconductor substrate 31 in the n-type semiconductor substrate 31 by using the first photoresist 38 pattern and the first gate 36 as a mask. P-type impurities such as p-type impurities are implanted at a low concentration to form a low concentration first impurity region 39 forming an LDD structure, and the first photoresist 38 pattern is removed.

다음으로, 도 2d와 같이 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)를 덮도록 제 2 포토레지스트(40)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 p웰(32)의 활성영역을 노출시키는 제 2 포토레지스트(40) 패턴을 형성한다. 상기 제 2 포토레지스트(40) 패턴 및 상기 제 2 게이트(37)를 마스크로 사용하여 상기 p웰(32)에 상기 p웰(32)과 도전형이 다른 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형의 불순물을 저농도로 이온주입하여 LDD 구조를 형성하는 저농도의 제 2 불순물영역(41)을 형성하고 상기 제 2 포토레지스트(40) 패턴을 제거한다.Next, as shown in FIG. 2D, a second photoresist 40 is coated on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32 so as to cover the first and second gates 36 and 37. Exposure and development are performed to form a second photoresist 40 pattern exposing the active region of the p well 32. The second photoresist 40 pattern and the second gate 37 are used as masks to form acenic (As) having a conductivity different from that of the p well 32 to the p well 32 or phosphorus ( By implanting an n-type impurity such as P) at low concentration to form a low concentration second impurity region 41 to form an LDD structure, the second photoresist 40 pattern is removed.

그리고, 도 2e에 나타낸 바와 같이 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)를 덮도록 절연물층을 형성하고 에치백하여 상기 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)의 측면에 측벽(43)을 형성한다. 그리고, 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)와 측벽(43)을 덮도록 제 3 포토레지스트(44)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 n형의 반도체기판(31)을 노출시키는 제 3 포토레지스트(44) 패턴을 형성한다. 그런 후에, 상기 제 3 포토레지스트(44) 패턴, 제 1 게이트(36) 및 상기 제 1 게이트(36)의 측벽(43)을 마스크로 사용하여 상기 n형의 반도체기판(31)에 상기 n형의 반도체기판(31)과 도전형이 다른 붕소(B)과 같은 p형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인 영역으로 사용되는 고농도의 제 3 불순물영역(45)을 형성하고 상기 제 3 포토레지스트(44) 패턴을 제거한다.As shown in FIG. 2E, an insulator layer is formed and etched back on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32 to cover the first and second gates 36 and 37. Sidewalls 43 are formed on side surfaces of the first and second gates 36 and 37. The third photoresist 44 is coated on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32 to cover the first and second gates 36 and 37 and the sidewalls 43. The third photoresist 44 pattern is formed to expose the n-type semiconductor substrate 31 by exposure and development. The n-type semiconductor substrate 31 is then n-type on the n-type semiconductor substrate 31 using the third photoresist 44 pattern, the first gate 36 and the sidewalls 43 of the first gate 36 as a mask. Ion-doped p-type impurities such as boron (B) having a different conductivity type from the semiconductor substrate 31 of the semiconductor substrate 31 to form a high concentration third impurity region 45 to be used as a source / drain region. The resist 44 pattern is removed.

그런 후에, 도 2f와 같이 상기 n형의 반도체기판(31) 및 p웰(32) 상에 상기 제 1 및 제 2 게이트(36)(37)와 측벽(43)을 덮도록 제 4 포토레지스트(46)를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 p웰(32)을 노출시키는 제 4 포토레지스트(46) 패턴을 형성한다. 상기 제 4 포토레지스트 패턴(46), 제 2 게이트(37) 및 상기 제 2 게이트(37)의 측벽(43)을 마스크로 사용하여 상기 p웰(32)에 상기 p웰(32)과 도전형이 다른 아세닉(As), 또는, 인(P)과 같은 n형의 불순물을 고농도로 이온주입하여 소오스/드레인 영역으로 사용되는 고농도의 제 4 불순물영역(47)을 형성한다. 상기에서 반도체기판(31) 및 p웰(32)의 상기 제 1 및 제 2 게이트(36)(37) 하부, 즉, 상기 고농도의 제 3 및 제 4 불순물영역(45)(47)의 사이가 n채널 및 p채널영역이 되고 이렇게 만들어진 소자는 CMOS의 nMOS 및 PMOS이다.Thereafter, as shown in FIG. 2F, the fourth photoresist (ie, the first and second gates 36 and 37 and the sidewalls 43 are covered on the n-type semiconductor substrate 31 and the p well 32. 46 is applied, exposed and developed to form a fourth photoresist 46 pattern exposing the p well 32. The p well 32 and the conductive type are formed in the p well 32 using the fourth photoresist pattern 46, the second gate 37, and the sidewalls 43 of the second gate 37 as a mask. An n-type impurity such as phosphorous (P) or other acenic (As) or ion (P) is implanted at a high concentration to form a high concentration fourth impurity region 47 used as a source / drain region. In the semiconductor substrate 31 and the lower portion of the first and second gates 36 and 37 of the p-well 32, that is, between the high concentration of the third and fourth impurity regions 45 and 47. The n-channel and p-channel regions are made and the devices thus made are nMOS and PMOS in CMOS.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 제 1 도전형 반도체기판 및 제 2 도전형웰에 드레쉬홀드 전압을 제어하기 위한 이온주입을 하지 않고 p형으로 도핑된 실리콘게르마늄을 사용하여 제 1 및 제 2 게이트를 형성하였다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 게이트를 포함하는 nMOS 및 pMOS 트랜지스터를 형성하였다.As described above, in the present invention, the first and second gates are formed by using silicon germanium doped with p + type without ion implantation to control the threshold voltage to the first conductive semiconductor substrate and the second conductive well. Formed. In addition, nMOS and pMOS transistors including the first and second gates are formed.

따라서, 본 발명에 따른 트랜지스터는 게이트를 p형으로 도핑된 실리콘게르마늄으로 형성하여 상기 실리콘게르마늄의 성분 비율에 따른 일 함수(work function)의 조절로 드레쉬홀드 전압의 제어가 가능해져 드레쉬홀드 전압을 제어하기 위한 이온주입을 하지 않아도 되므로 pMOS의 채널에 pn접합이 발생하지 않아 pMOS의 집적화가 용이한 이점이 있다.Accordingly, in the transistor according to the present invention, the gate is formed of p + type doped silicon germanium so that the threshold voltage can be controlled by adjusting the work function according to the component ratio of the silicon germanium. Since there is no need to perform ion implantation to control the voltage, pn junctions do not occur in the channel of the pMOS.

Claims (1)

제 1 도전형의 반도체기판에 제 2 도전형의 웰을 형성하고 상기 반도체기판의 소정 부분에 필드산화막을 형성하는 공정과,Forming a well of the second conductivity type in the first conductivity type semiconductor substrate and forming a field oxide film in a predetermined portion of the semiconductor substrate; 상기 반도체기판 및 도전형웰 상의 소정 부분에 게이트절연막을 형성하는 공정과, 상기 게이트절연막 상에 화학기상증착방법으로 실리콘게르마늄층(SiNGeM)을 형성하는 공정과,Forming a gate insulating film on a predetermined portion on the semiconductor substrate and the conductive well, forming a silicon germanium layer (Si N Ge M ) on the gate insulating film by chemical vapor deposition; 상기 실리콘게르마늄층(SiNGeM)에 p형의 불순물을 고농도로 도핑하는 공정과,Doping a high concentration of p-type impurities into the silicon germanium layer (Si N Ge M ), 상기 불순물이 도핑된 실리콘게르마늄층을 패턴 식각하여 제1 및 제2게이트를 형성하는 공정과,Pattern-etching the silicon germanium layer doped with the impurity to form first and second gates; 상기 반도체기판 및 웰의 각각에 제 2 및 제 1 도전형의 제 1 및 제 2 불순물영역을 형성하는 공정을 구비하는 트랜지스터의 형성 방법.And forming first and second impurity regions of a second and a first conductivity type in each of said semiconductor substrate and said well.
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