KR100313513B1 - 반도체 장치의 콘택홀 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것으로, 종래 반도체 장치의 콘택홀 형성방법은 저농도 소스 및 드레인의 손상을 방지하기 위해 추가 이온주입을 실시하는 경우, 그 이온주입의 마스크로 사용하는 절연막에 포함된 붕소 및 인 이온들에 의해 저농도 소스 및 드레인이 오염되거나, 소스 및 드레인의 불순물이 외부로 유출되어 모스 트랜지스터의 특성이 열화되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 저농도 소스 및 드레인의 손상을 복원하기 위한 이온주입공정을 실시하기 전에 다결정실리콘을 증착하여, 그 이온주입공정에 의해 절연막에 의한 저농도 소스 및 드레인의 오염을 방지하여 반도체 장치의 특성이 열화되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

반도체 장치의 콘택홀 형성방법{MANUFACTURING METHOD FOR CONTACT HOLE IN SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것으로, 특히 모스 트랜지스터의 저농도 소스 및 드레인영역을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 그 콘택홀에 다결정실리콘 막을 버퍼로 사용하는 이온주입공정으로 추가 불순물 이온주입을 실시하여 트랜지스터의 특성이 열화되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 관한 것이다.

도1a 내지 도1d는 종래 반도체 장치의 콘택홀 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 게이트산화막(2)과 게이트전극(3)을 증착하고, 패터닝하여 게이트를 형성한 후, 그 게이트의 측면 기판(1) 하부에 저농도 소스 및 드레인(4)을 형성하고, 상기 게이트의 측면에 측벽(5)을 형성한 다음, 그 측벽(5)의 측면 기판(1) 하부에 고농도 소스 및 드레인(6)을 형성하여 모스 트랜지스터를 제조하는 단계(도1a)와; 상기 모스 트랜지스터의 상부전면에 상부면이 평탄한 절연막(7)을 증착하는 단계(도1b)와; 사진식각공정을 절연막(7)에 콘택홀을 형성하여 상기 게이트전극(3)의 측면 일부와 상기 측벽(5)을 노출시킨 다음 그 노출된 측벽(5)을 식각하여 그 하부의 저농도 소스 및 드레인(4)을 노출시키는 단계(도1c)와; 상기 절연막(7)을 이온주입마스크로 하는 이온주입공정을 통해 상기 저농도 소스 및 드레인(4)에 추가 불순물을 이온주입한 후, 어닐링하는 단계(도1d)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 반도체 장치의 콘택홀 형성방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 산화막과 다결정실리콘을 증착하고, 사진식각공정을 통해 패터닝하여 상기 기판(1)의 상부에 게이트산화막(2)과 게이트전극(3)이 적층된 게이트를 형성하고, 그 게이트의 측면 기판(1) 하부에 불순물 이온을 저농도로 이온주입하여 저농도 소스 및 드레인(4)을 형성한다.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 절연막을 증착하고, 그 절연막을 건식식각하여 상기 게이트의 측면에 측벽(5)을 형성하고, 불순물 이온주입공정을 통해 상기 측벽(5)의 측면 기판(1) 하부에 고농도 소스 및 드레인(6)을 형성한다.

그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 게이트, 측벽(5), 고농도 소스 및 드레인(6)의 상부전면에 그 상부면이 평탄한 절연막(7)을 증착한다.

그 다음, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 절연막(7)의 상부에 절연막(7)의 일부를 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 그 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 절연막(7)을 식각한다.

이때의 식각공정으로 형성되는 콘택홀은 상기 측벽(5)을 노출시키게 되며, 이때 게이트전극(3)의 측면 일부도 노출되며, 상기 노출된 측벽(5)을 선택적으로 식각하여 상기 측벽(5)의 하부에 위치하는 저농도 소스 및 드레인(4)을 노출시킨다.

그 다음, 도1d에 도시한 바와 같이 상기 측벽(5)을 제거하여 그 하부의 저농도 소스 및 드레인(4)이 노출되는 과정에서 그 소스 및 드레인(4)에도 손상이 발생하며, 이에 따라 모스 트랜지스터의 동작과정에서 누설전류가 발생하게 되어 이를 방지하기 위해 추가로 불순물 이온을 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인(4)영역에 이온주입한다.

상기한 바와 같이 종래 반도체 장치의 콘택홀 형성방법은 저농도 소스 및 드레인의 손상을 방지하기 위해 추가 이온주입을 실시하는 경우, 그 이온주입의 마스크로 사용하는 절연막에 붕소 또는 인이온이 주입되고, 어닐링 공정에서 절연막에 주입된 붕소 또는 인 이온들이 확산되어 저농도 소스 및 드레인이 오염되거나, 소스 및 드레인의 불순물이 외부로 유출되어 모스 트랜지스터의 특성이 열화되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 추가 이온주입공정에서 절연막에 의한 소스 및 드레인의 오염을 방지할 수 있는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1a 내지 도1d는 종래 반도체 장치의 콘택홀 제조공정 수순단면도.

도2a 내지 도2d는 본 발명 반도체 장치의 콘택홀 제조공정 수순단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1:기판 2:게이트산화막

3:게이트전극 4:저농도 소스 및 드레인

5:측벽 6:고농도 소스 및 드레인

7:절연막 8:다결정실리콘

상기와 같은 목적은 기판의 상부에 모스 트랜지스터를 제조하는 모스 트랜지스터 형성단계와; 상기 모스 트랜지스터의 상부전면에 평탄화막을 증착하고, 그 평탄화막에 콘택홀을 형성하여 상기 모스 트랜지스터의 게이트 측벽을 노출시킨 후, 노출된 게이트 측벽을 식각하여 그 하부의 저농도 소스 및 드레인을 노출시키는 콘택홀 형성단계와; 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인에 불순물 이온을 이온주입하여 식각에 의한 손상을 복원하는 손상복원단계로 이루어지는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 있어서, 상기 콘택홀 형성단계를 수행한 후, 상기 평탄화막 및 저농도 소스 및 드레인의 상부에 다결정실리콘을 증착하여, 상기 손상복원단계에서의 이온주입공정시 절연막에 주입되는 붕소 또는 인에 의해 저농도 소스 및 드레인이 오염되는 것을 방지하는 오염방지막 형성단계를 더 포함하여 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2a 내지 도2d는 본 발명 반도체 장치의 콘택홀 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)에 게이트산화막(2), 게이트전극(3), 측벽(5), 저농도 소스 및 드레인(4)과 고농도 소스 및 드레인(6)을 포함하는 모스 트랜지스터를 형성하는 단계(도2a)와; 상기 모스 트랜지스터가 형성된 기판(1)의 전면에 절연막(7)을 증착하고, 콘택홀을 형성하여 상기 측벽(5)을 노출시킨 후, 그 측벽(5)을 식각하여 그 하부의 저농도 소스 및 드레인(4)을 노출시키는 단계(도2b)와; 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인(4)의 상부와 상기 절연막(7)의 상부 및 식각면의 측면에 다결정실리콘(8)을 증착하는 단계(도2c)와; 상기 증착한 다결정실리콘(8)을 이온주입 버퍼로 하는 이온주입공정으로 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인(4)에 추가 불순물 이온을 이온주입하여 누설전류의 발생을 방지하는 단계(도2d)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 반도체 장치의 콘택홀 형성방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 산화막과 다결정실리콘을 증착하고, 사진식각공정을 통해 패터닝하여 상기 기판(1)의 상부에게이트산화막(2)과 게이트전극(3)이 적층된 게이트를 형성하고, 그 게이트의 측면 기판(1) 하부에 불순물 이온을 저농도로 이온주입하여 저농도 소스 및 드레인(4)을 형성한다.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 절연막을 증착하고, 그 절연막을 건식식각하여 상기 게이트의 측면에 측벽(5)을 형성하고, 불순물 이온주입공정을 통해 상기 측벽(5)의 측면 기판(1) 하부에 고농도 소스 및 드레인(6)을 형성하여 모스 트랜지스터를 제조한다.

그 다음, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 게이트, 측벽(5), 고농도 소스 및 드레인(6)의 상부전면에 그 상부면이 평탄한 절연막(7)을 증착하고, 상기 절연막(7)의 상부에 절연막(7)의 일부를 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 그 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 절연막(7)에 콘택홀을 형성하여 상기 측벽(5)을 노출시킨다.

그 다음, 상기 노출된 측벽(5)을 선택적으로 식각하여 상기 측벽(5)의 하부에 위치하는 저농도 소스 및 드레인(4)을 노출시킨다.

그 다음, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 얇은 다결정실리콘(8)을 증착한다. 이때의 다결정실리콘(8)은 상기 절연막(7)의 상부전면과, 그 절연막(7)의 식각영역 측면 및 콘택홀의 저면인 저농도 소스 및 드레인(4)의 상부에도 증착된다.

그 다음, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 증착한 다결정실리콘(8)을 이온주입버퍼로 사용하며, 상기 절연막(7)을 이온주입마스크로 사용하는 이온주입공정으로불순물 이온을 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인(4)영역에 이온주입하여 상기 측벽(5)의 식각으로 손상된 저농도 소스 및 드레인(4)을 복원하여 누설전류의 발생을 방지한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 콘택홀을 형성한 후, 저농도 소스 및 드레인 영역에 불순물 이온을 주입하는 과정에서 절연막에 주입되는 이온이 열처리 공정에 의해 저농도 소스 및 드레인영역으로 확산되어 그 저농도 소스 및 드레인영역의 도핑농도가 변화하는 것을 다결정실리콘의 증착공정을 추가하여 방지함으로써, 모스 트랜지스터의 특성이 열화되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기판의 상부에 모스 트랜지스터를 제조하는 모스 트랜지스터 형성단계와; 상기 모스 트랜지스터의 상부전면에 평탄화막을 증착하고, 그 평탄화막에 콘택홀을 형성하여 상기 모스 트랜지스터의 게이트 측벽을 노출시킨 후, 노출된 게이트 측벽을 식각하여 그 하부의 저농도 소스 및 드레인을 노출시키는 콘택홀 형성단계와; 상기 노출된 저농도 소스 및 드레인에 불순물 이온을 이온주입하여 식각에 의한 손상을 복원하는 손상복원단계로 이루어지는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법에 있어서, 상기 콘택홀 형성단계를 수행한 후, 상기 평탄화막 및 저농도 소스 및 드레인의 상부에 다결정실리콘을 증착하여, 상기 손상복원단계에서의 이온주입공정시 절연막에 주입되는 불순물 원자의 확산에 의해 저농도 소스 및 드레인이 오염되는 것을 방지하는 오염방지막 형성단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 콘택홀 형성방법.