KR100345073B1 - Method of fabricating sram device using impurity diffusion by thermal process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SRAM 소자의 제조 방법에 있어서, 박막 트랜지스터 상에 형성되는 산화막의 단차와, BSG 막을 이용한 불순물 이온의 확산을 통하여 SRAM 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an SRAM device by diffusing a step of an oxide film formed on a thin film transistor and diffusion of impurity ions using a BSG film.

본 발명의 SRAM 소자 제조 방법은 하지층이 구비된 반도체 기판 상에 박막 트랜지스터 게이트 전극을 형성하고, 그 상부에 게이트 산화막과 박막 트랜지스터 채널 및 전원 전압 라인 형성용 폴리 실리콘 박막을 형성하는 단계; 상기 폴리 실리콘 박막 상에 배리어막을 형성한 후에 소정 부분을 식각하여 제거하는 단계; 상기 결과물 상에 불순물 확산층 및 로드 산화막, 층간 절연막을 차례로 형성하는 단계; 및 상기 층간 절연막을 열처리 공정으로 평탄화시킨 후에 금속 배선을 형성하는 단계를 포함한다.The SRAM device manufacturing method of the present invention comprises the steps of: forming a thin film transistor gate electrode on a semiconductor substrate provided with a base layer, and forming a gate oxide film, a thin film transistor channel and a polysilicon thin film for forming a power supply voltage line thereon; Etching and removing a predetermined portion after forming a barrier layer on the polysilicon thin film; Sequentially forming an impurity diffusion layer, a load oxide film, and an interlayer insulating film on the resultant product; And forming a metal wiring after planarizing the interlayer insulating film by a heat treatment process.

Description

열처리 공정을 통하여 불순물을 확산시키는 SRAM 소자의 제조 방법{METHOD OF FABRICATING SRAM DEVICE USING IMPURITY DIFFUSION BY THERMAL PROCESS}Manufacturing method of SRM element which diffuses impurities through heat treatment process {METHOD OF FABRICATING SRAM DEVICE USING IMPURITY DIFFUSION BY THERMAL PROCESS}

본 발명은 SRAM(Static Random Access Memory) 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 상부의 산화막을 단차를 갖도록 형성하고, 열처리 공정에 의하여 불순물이 확산되도록 하여 전원 전압 라인을 형성하는 SRAM 소자의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a static random access memory (SRAM) device, wherein an oxide film on a thin film transistor is formed to have a step, and impurities are diffused by a heat treatment process to form a power supply voltage line. A method for manufacturing an SRAM device.

반도체의 메모리 소자로는 2 가지의 기본적인 MOS(Metal-Oxide Semiconductor) RAM의 구조가 있는데, DRAM(Dynamic RAM)과 SRAM이다. DRAM의 경우는 비트 데이터를 커패시터(Capacitor)에 저장하는데 비해, SRAM은 플립 플롭(Flip Flop)의 구조를 사용한다.There are two basic MOS (Metal-Oxide Semiconductor) RAM structures for semiconductor memory devices: DRAM (Dynamic RAM) and SRAM. In the case of DRAM, bit data is stored in a capacitor, whereas SRAM uses a flip-flop structure.

상기의 SRAM 셀은 2 개의 풀-다운(Pull-down) 소자인 구동 트랜지스터(Drive Transistor)와, 2 개의 억세스(Access) 트랜지스터 및 2 개의 풀-업(Pull-up) 소자로 구성된다.The SRAM cell is composed of two pull-down devices, a drive transistor, two access transistors, and two pull-up devices.

도 1은 일반적인 SRAM 셀의 회로도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, SRAM(10)은 드레인(Drain)이 서로 연결된 제 1 PMOS 트랜지스터(P-channel MOS Transistor: P1) 및 제 1 NMOS 트랜지스터(N-channel MOS Transistor: N1)로 구성된 제 1 CMOS 트랜지스터(Complementary MOS Transistor: 14)와, 드레인이 서로 연결된 제 2 PMOS 트랜지스터(P2) 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)로 구성된 제 2 CMOS 트랜지스터(15)로 이루어져서, 제 1 CMOS 트랜지스터(14)의 출력 노드(n1)는 제 2 CMOS 트랜지스터(15)의 제 2 PMOS 트랜지스터(P2) 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)의게이트(Gate)로 연결되고, 제 2 CMOS 트랜지스터(15)의 출력 노드(n4)는 제 1 CMOS 트랜지스터(14)의 제 1 PMOS 트랜지스터(P1) 및 제 1 NMOS 트랜지스터(N1)의 게이트에 연결된다.1 shows a circuit diagram of a typical SRAM cell. Referring to FIG. 1, the SRAM 10 may include a first CMOS including a first P-MOS transistor P1 and a first NMOS transistor N1 having drains connected to each other. Complementary MOS Transistor 14, and the second CMOS transistor (15) composed of a second PMOS transistor (P2) and a second NMOS transistor (N2) connected to the drain, the output of the first CMOS transistor 14 The node n1 is connected to the second PMOS transistor P2 of the second CMOS transistor 15 and the gate Gate of the second NMOS transistor N2, and the output node n4 of the second CMOS transistor 15 is connected. Is connected to the gate of the first PMOS transistor P1 and the first NMOS transistor N1 of the first CMOS transistor 14.

또한, 상기 제 1 CMOS 트랜지스터(14)의 출력 노드(n1)와 비트 라인(Bit Line: 11)을 연결하는 제 1 억세스 트랜지스터(Access Transistor: N3)와, 제 2 CMOS 트랜지스터(15)의 출력 노드(n4)와 비트 바 라인(Bit Bar Line: 12)을 연결하는 제 2 억세스 트랜지스터(N4)로 이루어져 있다.In addition, a first access transistor N3 connecting the output node n1 of the first CMOS transistor 14 and a bit line 11 and an output node of the second CMOS transistor 15. and a second access transistor N4 connecting the n4 and the bit bar line 12.

상기에서 풀-업 소자인 제 1 PMOS 트랜지스터(P1) 및 제 2 PMOS 트랜지스터(P2)의 소오스(Source)는 전원(Vcc)에 연결되고, 풀-다운 소자인 제 1 NMOS 트랜지스터(N1) 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)의 소오스는 접지에 연결되어 있다.The source of the first PMOS transistor P1 and the second PMOS transistor P2, which are pull-up devices, is connected to the power supply Vcc, and the first NMOS transistor N1 and the pull-down device are connected to the power source Vcc. The source of the 2 NMOS transistor N2 is connected to ground.

상기와 같은 구조의 SRAM 셀은 워드 라인(Word Line: 13)에 하이 상태의 신호가 인가될 때, 제 1 억세스 트랜지스터(N3) 및 제 2 억세스 트랜지스터(N4)가 턴-온 되어, 비트 라인(11)은 제 1 인버터(14)의 드레인 노드(n1) 및 제 2 CMOS 트랜지스터(15)의 게이트 노드(n3)로 연결되고, 비트 바 라인(12)은 제 1 CMOS 트랜지스터(14)의 게이트 노드(n2) 및 제 2 CMOS 트랜지스터(15)의 드레인 노드(n4)로 연결된다.In the SRAM cell having the above structure, when the high state signal is applied to the word line 13, the first access transistor N3 and the second access transistor N4 are turned on, and thus the bit line ( 11 is connected to the drain node n1 of the first inverter 14 and the gate node n3 of the second CMOS transistor 15, and the bit bar line 12 is a gate node of the first CMOS transistor 14. n2 and the drain node n4 of the second CMOS transistor 15.

상기에서 SRAM 셀은 풀-업 소자의 구성에 따라 완전 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 형과, 고부하 저항(High Load Resistor: HLR) 형과, 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor) 형의 3 가지 구조로 분류된다. 완전CMOS형은 P 채널 벌크 MOSFET(P-channel bulk Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이 풀-업 소자로 사용되고, 고부하 저항형은 높은 저항 값을 갖는 폴리 실리콘 층이 풀-업 소자로 사용되며, 박막 트랜지스터형은 P 채널 폴리 실리콘 박막 트랜지스터가 풀-업 소자로 사용된다.According to the configuration of the pull-up device, the SRAM cell has three types of structures: a fully complementary metal oxide semiconductor (CMOS) type, a high load resistor (HLR) type, and a thin film transistor (TFT) type. Classified as Full-CMOS type uses P-channel bulk metal oxide semiconductor field effect transistor (P-MOS) as pull-up device, and high-load resistance type uses polysilicon layer with high resistance value as pull-up device. In the transistor type, a P-channel polysilicon thin film transistor is used as a pull-up device.

여기서, 박막 트랜지스터형 SRAM 소자는 셀 크기를 현저하게 줄일 수 있기 때문에, 기억소자 전용으로 사용되는 반도체 기억장치에 적용하기에 용이하다. 즉, 박막 트랜지스터는 구동 트랜지스터와 억세스 트랜지스터가 형성된 기판 상부에 형성되기 때문에 고집적화에 용이하다.Here, the thin film transistor type SRAM element can be significantly reduced in cell size, and thus it is easy to apply to a semiconductor memory device used exclusively for the memory element. That is, since the thin film transistor is formed on the substrate on which the driving transistor and the access transistor are formed, it is easy for high integration.

도 2는 종래의 박막 트랜지스터형 SRAM 소자의 단면도로서, 도면을 통하여 종래의 박막 트랜지스터형 SRAM 소자의 제조 방법을 개략적으로 설명한다.2 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor type SRAM device, and schematically illustrates a method of manufacturing a conventional thin film transistor type SRAM device through the drawings.

소자와 소자간을 분리하는 필드 산화막(22)이 구비된 반도체 기판(21)에 게이트 절연막을 형성하고, 공지된 증착 방식에 의하여, 제 1 폴리 실리콘막을 증착한다. 이어서, 제 1 폴리 실리콘막을 소정 부분 패터닝 하여, 억세스 트랜지스터의 게이트 전극(23A)과 구동 트랜지스터의 게이트 전극(23B)을 형성한다.A gate insulating film is formed on the semiconductor substrate 21 provided with the field oxide film 22 separating the devices from the devices, and the first polysilicon film is deposited by a known deposition method. Subsequently, the first polysilicon film is partially patterned to form the gate electrode 23A of the access transistor and the gate electrode 23B of the driving transistor.

상기 억세스 트랜지스터 및 구동 트랜지스터의 게이트 전극(23A, 23B)의 양측 반도체 기판(21)에 불순물을 주입하여, 각각 트랜지스터의 소오스, 드레인 영역(S, D)을 형성한다. 이 때, 도면에서 소오스 영역(S)은 이후 비트 라인과 콘택될 부분이고, 드레인 영역(D)은 억세스 트랜지스터와 구동 트랜지스터 및 이후 형성될 박막 트랜지스터와의 공통 접속 노드이다.Impurities are injected into both semiconductor substrates 21 of the gate electrodes 23A and 23B of the access transistor and the driving transistor to form source and drain regions S and D of the transistor, respectively. At this time, in the drawing, the source region S is a portion to be contacted later with the bit line, and the drain region D is a common connection node between the access transistor, the driving transistor, and the thin film transistor to be formed later.

그 후에, 전체 구조물 상부에 제 1 산화막(24)을 증착한 다음, 억세스 트랜지스터의 소오스 영역(S)이 노출되도록 제 1 산화막(24)을 식각한다. 그리고 나서, 노출된 소오스 영역(S)과 콘택 되도록 제 2 폴리 실리콘막을 증착한 다음, 소정 부분을 식각하여 비트 라인(25)을 형성한다.Thereafter, the first oxide layer 24 is deposited on the entire structure, and then the first oxide layer 24 is etched to expose the source region S of the access transistor. Then, a second polysilicon film is deposited to contact the exposed source region S, and then a predetermined portion is etched to form a bit line 25.

그 후, 비트 라인(25) 및 제 1 산화막(24) 상부에 제 2 산화막(26), 평탄화 절연막(27) 및 제 3 산화막(28)을 순차적으로 형성하고, 구동 트랜지스터의 드레인 영역인 공통 접속 노드(D)와 드라이브 트랜지스터의 게이트 전극(23B)이 동시에 노출되도록, 제 3 산화막(28), 평탄화 절연막(27), 제 2 산화막(26) 및 제 1 산화막(24)을 소정 부분 식각하여 노드 콘택홀(C)을 형성한다.Thereafter, the second oxide film 26, the planarization insulating film 27, and the third oxide film 28 are sequentially formed on the bit line 25 and the first oxide film 24, and the common connection serving as the drain region of the driving transistor is sequentially formed. The third oxide layer 28, the planarization insulating layer 27, the second oxide layer 26, and the first oxide layer 24 are partially etched so that the node D and the gate electrode 23B of the drive transistor are simultaneously exposed. The contact hole C is formed.

이어서, 노드 콘택홀(C) 내벽 및 제 3 산화막(28) 상부에 제 3 폴리 실리콘막을 증착한 다음, 제 3 폴리 실리콘막은 박막 트랜지스터의 게이트 전극이 형성될 영역 및 노드 콘택홀(C) 내부, 상기 노드 콘택홀(C)의 인접한 부위에 존재하도록 패터닝 하여, 박막 트랜지스터의 게이트 전극(29A)과, 제 1 노드 콘택 라인(29B)을 형성한다. 그리고 나서, 게이트 전극(29A)과 제 1 노드 콘택 라인(29B)에 불순물을 이온 주입한다. 그 후, 결과물 상부에 박막 트랜지스터의 게이트 절연막(30)을 형성하고, 박막 트랜지스터가 형성될 영역에만 존재하도록 게이트 절연막(30)을 패터닝 한다.Subsequently, after depositing a third polysilicon layer on the inner wall of the node contact hole C and the third oxide layer 28, the third polysilicon layer is formed in the region where the gate electrode of the thin film transistor is to be formed and inside the node contact hole C. Patterning is performed so as to exist in the adjacent region of the node contact hole (C) to form the gate electrode (29A) and the first node contact line (29B) of the thin film transistor. Then, impurities are implanted into the gate electrode 29A and the first node contact line 29B. Thereafter, the gate insulating film 30 of the thin film transistor is formed on the resultant, and the gate insulating film 30 is patterned to exist only in the region where the thin film transistor is to be formed.

다음으로, 자연 산화막, 식각으로 인한 오염 및 손상을 제거하기 위하여, 불소계 습식 용액, 예를 들어 HF 용액을 이용하여 결과물 표면을 세정한다. 그 후, 제 2 노드 콘택 라인, 박막 트랜지스터의 채널 및 전원 전압(Vcc) 라인으로 작용할 제 4 폴리 실리콘막을 전체 구조물 상부에 형성한다. 이어서, 제 4 폴리 실리콘막중 박막 트랜지스터의 채널 형성 부위를 제외한 부분에만 불순물을 이온 주입하고, 소정 크기로 패터닝 하여 전원 전압(Vcc) 라인(31A)과 박막 트랜지스터의 채널 영역(31B)및 제 2 노드 라인(31C)을 형성한다.Next, the resulting surface is cleaned using a fluorine-based wet solution, for example HF solution, in order to remove contamination and damage due to natural oxide film, etching. Thereafter, a fourth polysilicon film, which will serve as a second node contact line, a channel of the thin film transistor, and a power supply voltage (Vcc) line, is formed over the entire structure. Subsequently, impurities are ion-implanted only in portions of the fourth polysilicon film except for the channel forming portion of the thin film transistor, and are patterned to a predetermined size to supply a power supply voltage (Vcc) line 31A, the channel region 31B of the thin film transistor, and the second node. Line 31C is formed.

그러나, 상기와 같이 풀-업 소자로 박막 트랜지스터를 사용하는 경우에는 전원 전압(Vcc) 라인을 형성하기 위하여, 200 내지 300 Å의 매우 얇은 두께로 제 4 폴리 실리콘 박막을 형성하는데, 이러한 폴리 실리콘 박막에 전원 전압(Vcc) 영역을 형성하기 위해 불순물 이온을 주입하는 과정에서 이온 주입 에너지를 정확히 제어하지 않으면, 전원 전압(Vcc) 라인의 저항 값의 변화가 심하게 발생하게 된다.However, in the case of using the thin film transistor as a pull-up device as described above, in order to form a power supply voltage (Vcc) line, a fourth polysilicon thin film is formed with a very thin thickness of 200 to 300 kHz. If the ion implantation energy is not accurately controlled in the process of implanting the impurity ions to form the power supply voltage Vcc region, the resistance value of the power supply voltage Vcc line is severely changed.

도 3에는 상기와 같이 얇은 두께로 전원 전압 라인(Vcc Line)이 형성된 경우의 사진을 도시한 것이다.FIG. 3 shows a photograph when a power supply voltage line (Vcc Line) is formed with a thin thickness as described above.

따라서, 저 전원으로 SRAM 소자가 동작하는 경우에는 상기 전원 전압 라인이 정상적인 동작을 수행하지 않게 되는 문제점이 있다.Therefore, when the SRAM device operates with a low power supply, there is a problem in that the power supply voltage line does not perform a normal operation.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전원 전압 라인을 형성하기 위한 폴리 실리콘 박막 상에 단차를 갖는 산화막 및 BSG(Boro Silicate Glass) 막을 사용하여 후속 열처리 공정을 통하여 상기 폴리 실리콘 박막 상에 불순물 이온을 확산시켜서 SRAM 소자를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by using an oxide film and a BSG (Boro Silicate Glass) film having a step on the polysilicon thin film for forming a power voltage line on the polysilicon thin film through a subsequent heat treatment process It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an SRAM device by diffusing impurity ions.

도 1은 일반적인 SRAM 셀의 회로도,1 is a circuit diagram of a typical SRAM cell,

도 2는 종래의 박막 트랜지스터형 SRAM 소자의 단면도,2 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor type SRAM device,

도 3은 상기 도 2의 SRAM 소자의 사진,3 is a photograph of the SRAM device of FIG.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 SRAM 소자의 제조 방법을 나타내기 위한 각 공정별 단면도.4A to 4D are cross-sectional views of respective processes for illustrating a method of manufacturing an SRAM device according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭)(Name of the code for the main part of the drawing)

40: 반도체 기판 41: 하지층40: semiconductor substrate 41: base layer

42: 게이트 전극 43: 게이트 산화막42: gate electrode 43: gate oxide film

44: 폴리 실리콘 박막 45: 배리어막44: polysilicon thin film 45: barrier film

46: 불순물 확산층 47: 로드 산화막46: impurity diffusion layer 47: rod oxide film

48: 층간 절연막48: interlayer insulating film

A1, A2: 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역A1, A2: source / drain regions of the thin film transistor

B: 박막 트랜지스터의 채널 영역 C: 박막 트랜지스터의 LDO 영역B: Channel region of the thin film transistor C: LDO region of the thin film transistor

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 SRAM 소자 제조 방법은 하지층이 구비된 반도체 기판 상에 박막 트랜지스터 게이트 전극을 형성하고, 그 상부에 게이트 산화막과 박막 트랜지스터 채널 및 전원 전압 라인 형성용 폴리 실리콘 박막을 형성하는 단계와, 상기 폴리 실리콘 박막 상에 배리어막을 형성한 후에 소정 부분을 식각하여 제거하는 단계와, 상기 결과물 상에 불순물 확산층 및 로드(Load) 산화막, 층간 절연막을 차례로 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 열처리 공정으로 평탄화시킨 후에 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the SRAM device manufacturing method of the present invention forms a thin film transistor gate electrode on a semiconductor substrate provided with an underlayer, and a polysilicon thin film for forming a gate oxide film, a thin film transistor channel, and a power supply voltage line thereon. Forming a barrier layer on the polysilicon thin film, etching and removing a predetermined portion, forming an impurity diffusion layer, a load oxide layer, and an interlayer insulating layer on the resultant, And forming a metal wiring after the interlayer insulating film is planarized by a heat treatment process.

상기 배리어막은 외부로부터 불순물의 확산을 막을 수 있도록, 막질이 우수한 산화막을 얇게 형성하는 것을 특징으로 한다.The barrier film is characterized in that a thin oxide film having excellent film quality is formed so as to prevent diffusion of impurities from the outside.

상기 배리어막은 500 내지 1,000 Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.The barrier film is formed to a thickness of 500 to 1,000 Å.

상기 배리어막을 식각하는 단계는 리소그라피 공정을 통하여 박막 트랜지스터의 채널 영역과, LDO(Lightly Drain Offset) 영역을 남기고, 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역만을 제거하는 고농도 불순물 영역 식각 단계와, 리소그라피 공정을 통하여 박막 트랜지스터의 LDO 영역의 배리어막을 소정 두께만을 남기고 제거하는 저농도 불순물 영역 식각 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The etching of the barrier layer may include a high concentration impurity region etching step of removing only the source / drain region of the thin film transistor, leaving a channel region and a light drain offset (LDO) region of the thin film transistor through a lithography process, and a thin film through a lithography process. And a low concentration impurity region etching step of removing the barrier layer in the LDO region of the transistor, leaving only a predetermined thickness.

상기 고농도 불순물 영역 식각 단계는 전원 전압 라인 형성용 마스크를 사용하는 것을 특징으로 한다.The high concentration impurity region etching may be performed using a mask for forming a power supply voltage line.

상기 저농도 불순물 영역 식각 단계는 초기 두께의 10 % 정도를 남기고 제거하는 것을 특징으로 한다.The low concentration impurity region etching may be performed by removing about 10% of the initial thickness.

상기 불순물 확산층은 BSG 막을 사용하는 것을 특징으로 한다.The impurity diffusion layer is characterized by using a BSG film.

상기 층간 절연막은 BPSG(Boro Phospho Silicate Glass) 막을 사용하는 것을 특징으로 한다.The interlayer insulating film is characterized by using a BPSG (Boro Phospho Silicate Glass) film.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 SRAM 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다. 여기서, 본 실시예에서 구동 트랜지스터 및 억세스 트랜지스터의 형성 공정은 상기 종래 기술과 동일하여, 그 부분에 대한 설명은 생략하고, 박막 트랜지스터의 형성 방법에 대하여 설명한다. 아울러, 본 도면에서는 SRAM 소자의 박막 트랜지스터 부분만을 도시한다.4A to 4D are cross-sectional views of respective processes for explaining a method of manufacturing an SRAM device according to the present invention. Here, in the present embodiment, the process of forming the driving transistor and the access transistor is the same as in the conventional art, and the description thereof is omitted, and the method of forming the thin film transistor will be described. In addition, in this figure, only the thin film transistor portion of the SRAM element is shown.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 하지층(41)이 구비된 반도체 기판(40) 상에 게이트용 도전막을 증착한 다음, 소정 부분을 식각하여 박막 트랜지스터의 게이트 전극(42)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 게이트 전극(42) 및 하지층(41) 상에 게이트 산화막(43)과 박막 트랜지스터의 채널 및 전원 전압 라인용 폴리 실리콘 박막(44)을 차례로 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a gate conductive film is deposited on a semiconductor substrate 40 having a base layer 41, and then a predetermined portion is etched to form a gate electrode 42 of a thin film transistor. Then, the gate oxide film 43, the channel of the thin film transistor and the polysilicon thin film 44 for the power supply voltage line are sequentially formed on the gate electrode 42 and the base layer 41.

그 후에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 폴리 실리콘 박막(44) 상에 배리어용 산화막을 일정 두께로 증착한 후에, 전원 전압 라인(Vcc Line)이 형성될 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(A1, A2) 부분은 제거되고, 박막 트랜지스터의 채널 영역(B) 및 LDO 영역(C)은 남도록 식각 공정을 진행하여 배리어막(45)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, after depositing a barrier oxide film on the polysilicon thin film 44 to a predetermined thickness, a source / drain region A1 of the thin film transistor on which a power supply voltage line Vcc Line is to be formed. , A2 is removed, and the barrier layer 45 is formed by performing an etching process so that the channel region B and the LDO region C of the thin film transistor remain.

상기 배리어용 산화막은, 상부에 형성될 불순물 확산층으로부터 불순물이 확산되는 것을 막을 수 있도록 막질이 우수한 산화막을 사용하는데, 500 내지 1,000 Å의 두께로 가능한 한 얇게 형성하는 것이 바람직하다.예를 들어, 배리어용 산화막은 열산화법에 의하여 형성되는 열산화막(thermal oxide)이다. The barrier oxide film uses an oxide film having excellent film quality to prevent diffusion of impurities from an impurity diffusion layer to be formed thereon, and is preferably formed as thin as possible with a thickness of 500 to 1,000 mW. For example, the barrier oxide film is a thermal oxide film formed by a thermal oxidation method.

이 때, 상기 배리어막(45)을 식각하는 공정은 전원 전압 라인에 해당하는 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(A1, A2) 만을 제거하기 때문에, 전원 전압 라인 형성용 마스크를 사용하여 진행할 수 있다.In this case, the etching of the barrier layer 45 removes only the source / drain regions A1 and A2 of the thin film transistor corresponding to the power supply voltage line, and thus may be performed using a power supply voltage line forming mask.

그리고 나서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터의 LDO 영역(C)에 존재하는 배리어막을 일정 두께만을 남기고 다시 제거(45a)한다. 이 때, 상기 박막 트랜지스터의 LDO 영역(C)의 배리어막은 상부에 형성될 불순물 확산층으로부터 하부의 폴리 실리콘 박막(44)에 불순물이 저농도로 주입될 수 있도록 1/10 정도만 남기고 제거하는 것이 바람직하다.Then, as shown in FIG. 4C, the barrier film existing in the LDO region C of the thin film transistor is removed 45a again, leaving only a predetermined thickness. In this case, the barrier layer of the LDO region C of the thin film transistor may be removed from the impurity diffusion layer to be formed on the upper side, leaving only about 1/10 of the impurity to be injected at a low concentration into the lower polysilicon thin film 44.

그 후에, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 배리어막(45a)이 덮이도록 불순물 확산층(46) 및 로드 산화막(47), 층간 절연막(48)을 차례로 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4D, the impurity diffusion layer 46, the load oxide film 47, and the interlayer insulating film 48 are sequentially formed so as to cover the barrier film 45a.

상기 불순물 확산층(46)은 이후의 열처리 공정에 의하여 하부에 형성된 폴리 실리콘 박막(44)에 불순물을 주입하기 위한 것으로, BSG 막을 사용한다. 따라서, 열처리 공정이 진행되는 동안 불순물 확산층(46) 내부의 보론 이온이 하부의 폴리 실리콘 박막(44)으로 확산되어 전원 전압 라인을 형성하는 것이다. 다시 말해서, 얇은 폴리 실리콘 박막(44)으로 이루어진 전원 전압 라인을 이온 주입 방식이 아닌, 열처리 공정에 의한 불순물 확산 방법으로 형성하는 것이다.The impurity diffusion layer 46 is for injecting impurities into the polysilicon thin film 44 formed at a lower portion by a subsequent heat treatment process, and a BSG film is used. Therefore, the boron ions in the impurity diffusion layer 46 diffuse into the polysilicon thin film 44 under the heat treatment process to form a power supply voltage line. In other words, the power supply voltage line made of the thin polysilicon thin film 44 is formed by the impurity diffusion method by the heat treatment process, not by the ion implantation method.

이 때, 열처리 공정에 의하여 폴리 실리콘 박막(44)에 불순물을 확산되는 동안 상부에 형성된 층간 절연막(48)으로부터 하부로 불순물이 주입될 수도 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 로드 산화막(47)을 불순물 확산층(46) 상에 형성한다.In this case, while the impurities are diffused into the polysilicon thin film 44 by the heat treatment process, impurities may be injected from the interlayer insulating layer 48 formed thereon to the lower side. In order to prevent this, the rod oxide layer 47 may be impurity diffused. It forms on 46.

그리고, 상기 층간 절연막(48)은 평탄화 특성을 향상시키기 위하여 BPSG 막을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the interlayer insulating film 48 preferably uses a BPSG film to improve planarization characteristics.

상기와 같이 SRAM 소자를 형성한 후에, 열처리 공정을 통하여 층간 절연막(48)을 평탄화시키고, 이후의 공정, 예를 들어 금속 배선 공정 등을 진행한다.After the SRAM element is formed as described above, the interlayer insulating film 48 is planarized through a heat treatment step, and subsequent steps such as a metal wiring step are performed.

결국, 층간 절연막(48)을 평탄화시키는 열처리 공정에서 불순물 확산층(46) 내의 불순물(보론)이 박막 트랜지스터 소오스/드레인 영역의 폴리 실리콘 박막에 직접 확산되거나, 박막 트랜지스터 LDO 영역 상에 있는 배리어막에 의하여 저농도로 폴리 실리콘 박막에 확산되거나, 또는 배리어막에 의하여 박막 트랜지스터의 채널 영역에는 확산되지 않음으로써, 박막 트랜지스터의 채널 및 전원 전압 라인이 형성된다.As a result, in the heat treatment process of planarizing the interlayer insulating film 48, impurities (borons) in the impurity diffusion layer 46 are directly diffused into the polysilicon thin film in the thin film transistor source / drain regions, or by a barrier film on the thin film transistor LDO region. The channel and power supply voltage lines of the thin film transistor are formed by diffusion into the polysilicon thin film at low concentration or by not being diffused into the channel region of the thin film transistor by the barrier film.

상기에서는 SRAM 소자의 경우에만 예로 들어 설명했으나, 본 발명은 SRAM 소자에만 국한되지 않고 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: TFT-LCD)와 같이 박막 트랜지스터를 사용하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.In the above description, only the SRAM device has been described as an example. However, the present invention is not limited to the SRAM device, and the present invention may be equally applied to a thin film transistor such as a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD). Can be.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 얇은 폴리 실리콘 박막에 직접 이온을 주입하지 않고, 열처리 공정 동안 불순물 확산층으로부터 불순물이 확산되도록 함으로써, 보다 용이하게 박막 트랜지스터 채널 및 전원 전압 라인을 형성할 수 있는 장점이 있다.As described in detail above, according to the manufacturing method of the present invention, the thin film transistor channel and the power supply voltage line are more easily formed by allowing impurities to diffuse from the impurity diffusion layer during the heat treatment process without directly implanting ions into the thin polysilicon thin film. There is an advantage that can be formed.

따라서, 전원 전압 라인의 저항이 일정하게 유지되도록 할 수 있어서, SRAM소자의 동작에 안전성을 확보할 수 있다.Therefore, the resistance of the power supply voltage line can be kept constant, thereby ensuring safety in the operation of the SRAM element.

이하, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.Hereinafter, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.

Claims (8)

하지층이 구비된 반도체 기판 상에 박막 트랜지스터 게이트 전극을 형성하고, 그 상부에 게이트 산화막과 박막 트랜지스터 채널 및 전원 전압 라인 형성용 폴리 실리콘 박막을 형성하는 단계;Forming a thin film transistor gate electrode on a semiconductor substrate provided with an underlayer, and forming a polysilicon thin film for forming a gate oxide film, a thin film transistor channel, and a power supply voltage line thereon; 상기 폴리 실리콘 박막 상에 배리어막을 형성한 후에 소정 부분을 식각하여 제거하는 단계;Etching and removing a predetermined portion after forming a barrier layer on the polysilicon thin film; 상기 결과물 상에 불순물 확산층 및 로드 산화막, 층간 절연막을 차례로 형성하는 단계;Sequentially forming an impurity diffusion layer, a load oxide film, and an interlayer insulating film on the resultant product; 상기 층간 절연막을 열처리 공정으로 평탄화시킨 후에 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.And forming a metal wiring after planarizing the interlayer insulating film by a heat treatment process. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어막은The method of claim 1, wherein the barrier film 열산화법에 의하여 형성되는 열산화막인것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법. It is a thermal oxidation film formed by the thermal oxidation method. The manufacturing method of the SRAM element characterized by the above-mentioned. 제 2 항에 있어서, 상기 배리어막은The method of claim 2, wherein the barrier film 500 내지 1,000 Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.A method of manufacturing an SRAM element, characterized in that it is formed in a thickness of 500 to 1,000 GPa. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어막을 식각하는 단계는The method of claim 1, wherein the etching of the barrier layer comprises: 박막 트랜지스터의 채널 영역과, LDO 영역 상에 형성된 배리어막은 제거하지 않고, 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역 상에 형성된 배리어막만을 제거하는 고농도 불순물 영역 식각 단계와,A high concentration impurity region etching step of removing only the barrier layer formed on the source / drain region of the thin film transistor without removing the channel region of the thin film transistor and the barrier film formed on the LDO region; 박막 트랜지스터의 LDO 영역 상에 형성된 배리어막을 소정 두께만을 남기고 제거하는 저농도 불순물 영역 식각 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.And a low concentration impurity region etching step of removing the barrier layer formed on the LDO region of the thin film transistor, leaving only a predetermined thickness. 제 4 항에 있어서, 상기 고농도 불순물 영역 식각 단계는The method of claim 4, wherein the high concentration impurity region etching step is performed. 전원 전압 라인 형성용 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.A method of manufacturing an SRAM element, comprising using a mask for forming a power supply voltage line. 제 4 항에 있어서, 상기 저농도 불순물 영역 식각 단계는The method of claim 4, wherein the low concentration impurity region etching step is performed. 초기 두께의 10 % 정도를 남기고 제거하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.A method of manufacturing an SRAM device, characterized in that the removal of leaving about 10% of the initial thickness. 제 1 항에 있어서, 불순물 확산층은The method of claim 1, wherein the impurity diffusion layer BSG 막을 사용하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.A method for producing an SRAM device, comprising using a BSG film. 제 1 항에 있어서, 상기 층간 절연막은The method of claim 1, wherein the interlayer insulating film BPSG 막을 사용하는 것을 특징으로 하는 SRAM 소자의 제조 방법.A method of manufacturing an SRAM element, comprising using a BPSG film.
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