KR100393205B1 - 자기정렬 콘택구조를 가진 메모리영역과 샐리사이디드된듀얼 게이트 구조의 로직영역이 병합된 mml 반도체소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (23)
- 자기정렬 콘택구조를 가진 메모리영역과 NMOS 및 PMOS를 구비한 듀얼 게이트 구조의 로직영역이 함께 집적된 MML 반도체 소자로서,상기 메모리영역은, 폴리사이드 게이트 전극, 상기 폴리사이드 게이트 전극 의 상부에 형성되며 질화물을 함유하는 하드마스크막 패턴, 상기 폴리사이드 게이트 전극의 측벽 상에 형성되며 질화물을 함유하는 스페이서, 및 인접하는 상기 스페이서 사이에 형성되며 반도체 기판에 형성되어 있는 불순물 주입영역과 전기적으로 연결되는 자기정렬 콘택을 포함하고,상기 로직영역은, 샐리사이디드(salicided)된 NMOS 및 PMOS 촐리사이드 게이트 전극과 샐리사이디드된 소오스/드레인 영역을 포함하고,상기 메모리 영역에 형성된 폴리사이드 게이트 전극의 두께가 상기 로직 영역에 형성된 NMOS 및 PMOS 폴리사이드 게이트 전극의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리사이드 게이트 전극은 실리콘을 함유하며 도전형 불순물이 도핑된 게이트 도전막 패턴과 실리사이드막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 게이트 도전막 패턴은 폴리실리콘막 패턴이고,상기 실리사이드막 패턴은 텅스텐 실리사이드막 패턴인 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 NMOS 게이트 전극은 실리콘을 함유하며 n형 불순물이 도핑된 게이트 도전막 패턴과 샐리사이드 공정에 의하여 형성된 실리사이드막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제4항에 있어서, 상기 게이트 도전막 패턴은 폴리실리콘막 패턴이고,상기 실리사이드막은 코발트 실리사이드막 패턴인 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 PMOS 게이트 전극은 실리콘을 함유하며 p형 불순물이 도핑된 게이트 도전막 패턴과 샐리사이드 공정에 의하여 형성된 실리사이드막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 게이트 도전막 패턴은 폴리실리콘막 패턴이고,상기 실리사이드막 패턴은 코발트 실리사이드막 패턴인 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 폴리사이드 게이트 전극과 샐리사이디드된 NMOS 및 PMOS 게이트 전극은 각각 실리사이드막 패턴을 포함하되, 그 종류가 서로 다른 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리사이드 게이트 전극의 측벽과 상기 스페이서 사이에 지폭스막이 개재된 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리사이드 게이트 전극의 측벽에서 상기 스페이서 방향으로 지폭스막, 질화막 및 MTO막이 순차적으로 개재된 것을 특징으로 하는 MML반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리사이드 게이트 전극의 측벽에서 상기 스페이서 방향으로 지폭스막 및 MTO막이 순차적으로 개재된 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리사이드 게이트 전극과 NMOS 및 PMOS 게이트 전극을 덮는 층간절연막을 더 포함하고,상기 메모리 영역의 상기 층간절연막은 그 하부에 상기 폴리사이드 게이트 전극과 상기 불순물 주입영역 상에 MTO막과 질화막이 순차적으로 적층된 SBL(Silicide Blocking layer)이 개재되어 더 포함된 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자.
- (a)메모리영역 및 로직영역이 정의된 반도체 기판을 준비하되, 소자분리막과 이에 의하여 정의된 활성영역 상에 게이트 산화막이 형성되어 있는 반도체 기판을 준비하는 단계;(b)상기 메모리영역 및 로직영역에 실리콘을 함유하는 게이트 도전막을 형성하는 단계;(c)상기 메모리영역에 형성된 게이트 도전막을 선택적으로 식각하여 두께를 낮추고 이렇게 두께가 낮아진 상기 게이트 도전막 내에 소정의 도전형 불순물을 주입하는 단계; 및(d)증착공정과 사진식각 공정을 이용하여 높이가 낮아진 메모리영역의 게이트 도전막 상에만 실리사이드막을 형성하여 상기 메모리 영역의 폴리사이드 게이트 전극을 형성하고, 소정의 마스크 공정을 거쳐서 상기 로직 영역에 형성된 게이트 도전막 상에만 실리사이드막을 형성하여 로직 영역의 폴리사이드 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 (c)단계는,(c1)상기 로직영역에 감광막 패턴을 형성하는 단계;(c2)상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 메모리영역에 형성되어 있는 게이트 도전막을 식각하여 그 높이를 상기 로직영역에 형성되어 있는 게이트 도전막보다 낮추는 단계; 및(c3)이온주입 공정으로 높이가 낮아진 상기 메모리영역의 게이트 도전막에 소정의 도전형 불순물을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 (d)단계는,(d1)상기 메모리영역 및 로직영역에 실리사이드막을 형성하되, 상기 메모리영역에 형성되는 실리사이드막 상부표면의 높이가 상기 로직영역에 형성되어 있는 게이트 도전막의 상부표면 높이보다 낮도록 형성하는 단계;(d2)상기 메모리영역에 형성되어 있는 실리사이드막 상에 감광막 패턴을 형성하는 단계;(d3)상기 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 로직영역에 형성되어 있는 실리사이드막을 제거하는 단계; 및(d4)상기 감광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 (d)단계 이후에,(e1)상기 메모리영역 및 로직영역에서 게이트 전극이 형성될 부분에 질화물을 함유하는 하드마스크막 패턴을 형성하는 단계;(f1)상기 하드마스크막 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 각각 소정의 불순물이 도핑된 폴리사이드 게이트 전극 및 불순물이 도핑안된 NMOS 및 PMOS 게이트 전극을 형성하는 단계;(g1)이온주입 공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 요구되는 도전형 불순물 타입의 LDD구조를 구현하는 단계;(h1)상기 LDD구조가 구현된 반도체 기판 전면에 질화막과 산화막을 순차적으로 형성하는 단계;(i1)상기 로직영역에 형성되어 있는 산화막만을 선택적으로 제거하는 단계; 및(j1)습식식각 공정으로 상기 로직영역에 형성되어 있는 질화막과 상기 NMOS 및 PMOS 게이트 전극 상에 형성되어 있는 하드마스크막 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 (f1)단계는 상기 게이트 산화막을 식각정지막으로 사용하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 (h1)단계에서 형성하는 산화막은 MTO막인 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 (j1)단계를 진행한 이후에,(k1)상기 폴리사이드 게이트 전극과 상기 NMOS 및 PMOS 게이트 전극의 측벽에 질화물을 함유하는 스페이서를 형성하는 단계;(l1)이온주입 공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 소정의 도전형 불순물을 주입하여 소오스/드레인 영역을 형성함과 동시에 상기 NMOS 및 PMOS 게이트 전극에도 소정의 도전형 불순물을 주입하는 단계 ;(m1)습식식각 공정으로 상기 로직영역에 형성되어 있는 상기 NMOS 및 PMOS의 게이트 전극의 상부표면 및 소오스/드레인 영역을 노출시키는 단계;(n1)샐리사이드 공정으로 상기 로직영역의 NMOS 및 PMOS의 게이트 전극 상부표면과 소오스/드레인 영역에 자기정렬된 실리사이드막 패턴을 형성하는 단계;(o1)상기 반도체 기판의 전면에 층간절연막을 형성하는 단계; 및(p1)SAC공정으로 메모리영역에 형성되어 있는 소오스/드레인 영역과 전기적으로 연결되는 자기정렬된 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제19항에 있어서, 상기 (m1)단계전에,상기 메모리영역에만 선택적으로 MTO막과 질화막이 순차적으로 적층된 SBL을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 (d)단계를 진행한 이후에,(e2)상기 메모리영역 및 로직영역에 있어서 게이트 전극이 형성될 부분에 각각 질화물을 함유하는 하드마스크막 패턴과 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및(f2)상기 하드마스크막 패턴과 감광막 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 각각 소정의 불순물이 도핑된 폴리사이드 게이트 전극과 불순물이 도핑되지 않은 NMOS 및 PMOS 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 상기 (f2)단계는 상기 게이트 산화막을 식각정지막으로 사용하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
- 제21항에 있어서, 상기 (f2)단계를 진행한 이후에,(g2)상기 감광막 패턴을 제거하는 단계;(h2)이온주입공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 요구되는 도전형의 LDD구조를 구현하는 단계;(i2)상기 폴리사이드 게이트 전극과 NMOS 및 PMOS 게이트 전극의 측벽에 질화물을 함유하는 스페이서를 형성하는 단계;(j2)이온주입 공정으로 상기 메모리영역 및 로직영역에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;(k2)상기 메모리영역에만 MTO막과 질화막이 순차적으로 적층된 SBL을 선택적으로 형성하는 단계;(l2)상기 SBL로 메모리영역을 보호하면서 습식식각 공정으로 NMOS 및 PMOS 게이트 전극의 상부표면과 NMOS 및 PMOS의 소오스/드레인 영역을 노출시키는 단계;(m2)샐리사이드 공정을 진행하여 상기 NMOS 및 PMOS의 게이트 전극의 상부표면과 소오스/드레인 영역 상에 실리사이드막 패턴을 형성하는 단계;(m2)상기 반도체 기판 전면에 층간절연막을 형성하는 단계; 및(n2)SAC 공정으로 상기 메모리영역에 형성되어 있는 소오스/드레인 영역과 전기적으로 연결되며 자기정렬된 콘택을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MML 반도체 소자의 제조방법.
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