KR100321754B1 - 모스트랜지스터제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 모스트랜지스터 제조 방법에 있어서; 반도체 기판을 부분식각하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치에 의해 반도체 기판이 단차진 부위에 게이트 절연막 및 게이트 전도막을 패터닝하는 단계; 노출된 반도체 기판에 소오스/드레인 접합을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 소오스와 드레인 접합이 동일 위상이 아닌 단차를 가지고 형성되도록 함으로써 트랜지스터의 채널 길이를 증대시켜, 좁은 활성영역에서도 단 채널 효과를 극복하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 공정중 모스트랜지스터(MOS Transistor) 제조 방법에 관한 것으로, 특히 좁은 활성 영역(Active Area)에서의 단 채널 효과(short channel)를 극복하기 위한 모스트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자가 점차 고집적화 되어감에 따라 소자의 크기는 점차 감소를 하고 소자가 형성되는 활성 영역 또한 감소를 하게 된다. 활성 영역의 감소는 모스트랜지스터의 소오스와 드리엔 접합지역의 거리 감소를 유발하고, 이는 단 채널 효과즉 펀치 쓰루, 열 전하 효과로 인한 게이트 산화막의 열화 등을 유발하여 소자의 신뢰성에 문제를 야기하게 된다.
단 채널 효과를 최소화하기 위한 종래기술로는 소오스/ 드레인의 접합 형성시 가능하면 수직 또는 수평으로 접합이 깊어지는 것을 방지하기 위하여 첫째, 이온 주입 에너지를 줄여서 이온주입 하는 방법이 있으나, 극 저에너지 이온주입법은 이온빔 전류의 확보가 어려워 장비적 한계를 가지고 있으며, 또한 붕소와 같은 도펀트(Dopant)는 확산도가 매우 높아 극 저에너지 이온주입을 실시하여도 원하는 저접합을 형성하기 힘들다. 둘째, 붕소와 같은 가벼운 이온주입시 실리콘 격자를 따라 깊게 이온주입되는 채널링을 방지하기 이하여 우선 실리콘이나 게르마늄 등을 이온 주입하여 실리콘 격자를 부순 후 붕소를 이온주입하는 선비정질화 기술은 후속 열공정 후에도 결함이 잔류하여 접합의 누설전류의 원인이 되고 있다.
따라서, 본 발명은 소오스와 드레인 접합이 동일 위상이 아닌 단차를 가지고 형성되도록 하여 채널의 길이를 증대시킨 모스트랜지스터 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 소자의 모스트랜지스터 제조 방법에 있어서, 반도체기판의 활성영역을 부분식각하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치에 의해 반도체기판이 단차진 부위에 게이트 절연막 및 게이트 전도막을 패터닝하는 단계; 및 상기 게이트전극 일측방의 상기 트렌치 바닥면의 상기 반도체기판에 드레인접합을 형성하고 상기 게이트전극 타측방의 상기 트렌치 외곽의상기 반도체기판에 소오스/드레인 접합을 형성하는 단계를 포함하여, 상기 소오스접합 및 드레인접합이 단차를 갖는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제 1 도 내지 제 5 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모스트랜지스터 제조 공정도로서, 평면도 및 단면도를 동시에 도시하였다.
먼저, 제 1 도(a)는 실리콘 기판(11) 상에 활성영역간의 절연을 위한 소자분리산화막(12)이 형성된 상태의 단면도이고, 제 1 도(b)는 평면도로서, 도면부호 100은 활성영역이다. 제 1 도(a) 제 1 도(b)의 X-X' 단면도이다.
이어서, 제 2 도(a)와 같이 활성영역(100)의 실리콘 기판(11)을 부분적으로 단차를 주기 위해 부분식각하여 트렌치(13)을 형성한다. 이때 트렌치(13)의 깊이는 50Å 내지 1500Å의 깊이를 갖도록 식각하며, 경사식각을 행하여 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 트렌치를 형성 할 수 있다. 그리고, 제 2 도(b)는 트렌치 영역(200)이 활성영역(100) 내부에 형성됨을 나타낸다. 역시 제 2 도(a)는 제 2 도(b)의 X-X' 단면도이다.
이어서. 제 3 도와 같이 게이트 산화막(14) 및 게이트 전극용 폴리실리콘막 (15)을 적층 형성한다.
이어서, 제 4 도(a)와 같이 상기 트렌치(13)에 의해 실리콘 기판(11)이 단자진 부위에 게이트 전극이 걸쳐 형성되는 모양으로 상기 폴리실리콘막(15) 및 게이트 산화막(14)을 패터닝한다. 제 4 도(b)는 제 2 도(b)에서 게이트 라인(300)이형성된 상태이다. 그리고 제 4 도(a)는 제 4 도(b)의 X-X' 단면도이다.
이어서, 제 5 도는 이온주입공정에 의해 소오스/드레인 접합(17)을 형성하는데, 게이트 측벽에 스페이서(16)를 이용하여 LDD 구조의 소오스/드레인 접합 (17a,17b)을 형성한다. 즉, 저농도 불순물 이온주입 공정, 스페이서 형성 및 고농도 이온주입 공정을 차례로 실시하여 소오스/드레인 접합(17)을 형성한다.
결국 본 실시예에 따른 모스트랜지스터의 소오스(17a) 및 드레인(17b)은 서로 단차를 가지고 형성되고 있으며, 결국 채널은 단차지역의 수직 방향 만큼 더 길어진 형태를 갖는다.
본 발명은 소오스와 드레인 접합이 동일 위상이 아닌 단차를 가지고 형성되도록 함으로써 트랜지스터의 채널 길이를 증대시켜, 좁은 활성영역에서도 단 채널효과를 극복하는 효과가 있다.
제 1 도 내지 제 5 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모스트랜지스터 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 실리콘 기판 12 : 소자분리산화막
13 : 트렌치 14 : 게이트 산화막
15 : 폴리실리콘막 16 : 스페이서
100 : 활성 영역 200 : 트렌치 영역
300 : 게이트 라인
Claims (3)
- 반도체 소자의 모스트랜지스터 제조 방법에 있어서,반도체기판의 활성영역을 부분식각하여 트렌치를 형성하는 단계;상기 트렌치에 의해 반도체기판이 단차진 부위에 게이트 절연막 및 게이트 전도막을 패터닝하는 단계; 및상기 게이트전극 일측방의 상기 트렌치 바닥면의 상기 반도체기판에 드레인 접합을 형성하고 상기 게이트전극 타측방의 상기 트렌치 외곽의 상기 반도체기판에 소오스/드레인 접합을 형성하는 단계를 포함하여,상기 소오스접합 및 드레인접합이 단차를 갖는 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 트렌치는 50Å 내지 1500Å의 깊이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 트렌치는 그 하부로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사식각을 행하여 형성하는 것을 특징으로 하는 모스트랜지스터 제조 방법.
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