KR100438666B1 - 전계효과트랜지스터제조방법 - Google Patents

전계효과트랜지스터제조방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
반도체 장치 제조방법
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
종래의 방법에 의한 저농도 도핑 드레인(LDD) 구조의 전계 효과 트랜지스터는 산화막의 증착 및 전면 식각 등의 공정 단계의 수가 많고, 공정 시간이 오래 걸리는 단점이 있으며, 또한 스페이서 산화막이 저농도 도핑 드레인 구조 형성 후에도 계속하여 남아 있게 되는 문제점이 있었음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 저농도 도핑 드레인(LDD) 구조의 전계 효과 트랜지스터 형성시 도포상태의 포토레지스트 또는 SOG막으로 측벽 스페이서 패턴을 이루고, 이를 이온주입 마스크로 사용함으로써 제거가 쉽고 공정 단계 및 시간을 줄일 수 있는 전계 효과 트랜지스터 제조방법을 제공하고자 함.
4. 발명의 중요한 용도
전계 효과 트랜지스터 및 상보형 전계 효과 트랜지스터 제조에 이용됨.

Description

전계 효과 트랜지스터 제조방법
본 발명은 전계 효과 트랜지스터 제조방법에 관한 것으로, 특히 고집적 반도체 장치에서 스페이서 패턴을 이용하는 저농도 도핑 드레인(LDD : Lightly Doped Drain) 구조의 전계 효과 트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.
이하, 종래 기술 및 그 문제점을 살펴본다.
우선, 종래의 저농도 도핑 드레인 구조의 전계 효과 트랜지스터 제조 공정은 소자분리막이 형성된 실리콘 기판 상부에 게이트 산화막을 형성하고, 그 상부에 고농도의 n형 불순물로 도핑된 폴리실리콘막을 증착한 후, 그 상부에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하여 게이트 전극 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 이를 식각장벽으로 하여 폴리실리콘막을 선택 식각함으로써 게이트 전극을 형성한다. 계속하여, 포토레지스트 패턴을 제거하고, n-소오스/드레인 형성을 위한 저농도의 n형 불순물 이온주입을 실시한다.
다음으로, 전체구조 상부에 스페이서 형성을 위한 산화막을 화학 기상 증착 방식을 사용하여 증착하고, 이를 전면성 건식 식각하여 게이트 전극 측벽에 스페이서 산화막을 형성한다.
끝으로, 고농도의 n형 불순물 이온주입을 실시하고, 열처리를 실시하여 실리콘 기판 상에 n+소오스/드레인을 형성한다.
상기와 같은 공정을 통해 제조된 저농도 도핑 드레인(LDD) 구조의 종래의 전계 효과 트랜지스터는 핫 캐리어(hot carrier) 특성을 개선하기 위하여 적용된 구조인데, 이러한 구조를 형성하기 위하여 상기에서 살펴본 바와 같이 스페이서 산화막을 형성하고, 수 차례의 이온주입 공정을 진행하였다. 그러나, 산화막의 증착 및 전면 식각 등의 공정 단계의 수가 많고, 공정 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 또한 스페이서 산화막이 저농도 도핑 드레인 구조 형성 후에도 계속하여 남아 있게 된다.
본 발명은 저농도 도핑 드레인(LDD) 구조의 전계 효과 트랜지스터 형성시 포토레지스트 또는 SOG막을 사용하여 스페이서 패턴을 형성함으로써 제거가 쉽고 공정 단계 및 시간을 줄일 수 있는 전계 효과 트랜지스터 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1A 내지 도 1D는 본 발명의 일실시예에 따른 전계 효과 트랜지스터 제조 공정 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 실리콘 기판 11 : 소자분리막
12 : 게이트 산화막 13 : 게이트 전극
14a : n-소오스 14b : n-드레인
15 : 포토레지스트 16a : n+소오스
16b : n+드레인
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 기판상에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판에 저농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 상기 반도체 기판의 표면 프로파일을 따라 포토레지스트를 스핀 도포하는 단계; 도포된 상기 포토레지스트를 이온주입 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판에 고농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 및 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 전계 효과 트랜지스터 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판에 저농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 상기 반도체 기판의 표면 프로파일을 따라 SOG막을 스핀 도포하는 단계; 도포된 상기 SOG막을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판에 고농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 및 상기 SOG막을 제거하는 단계를 포함하는 전계 효과 트랜지스터 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.
첨부된 도면 도 1A 내지 도 1D를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상술한다.
먼저, 도 1A에 도시된 바와 같이 소정의 소자분리막(11)이 형성된 실리콘 기판(10) 상부에 게이트 산화막(12)을 형성하고, 그 상부에 고농도의 n형 불순물로 도핑된 폴리실리콘막을 증착한 후, 그 상부에 포토레지스트를 도포하고, 이를 패터닝하여 게이트 전극 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 이를 식각장벽으로 하여 폴리실리콘막을 선택 식각함으로써 게이트 전극(13)을 형성한다. 계속하여, 포토레지스트 패턴을 제거하고, n-소오스/드레인 형성을 위한 저농도의 n형 불순물 이온주입을 실시한다. 미설명 도면 부호 14a는 n-소오스, 14b는 n-드레인을 각각 나타낸 것이다.
이어서, 도 1B에 도시된 바와 같이 전체구조 상부에 포토레지스트(15)를 도포한다. 이때, 포토레지스트(15)는 도포시 스핀 속도를 조절하여 그 두께를 조절한다. 여기서, 포토레지스트(15)를 사용하지 않고, 스핀 도포가 가능한 SOG막을 사용할 수도 있다.
다음으로, 도 1C에 도시된 바와 같이 전체구조 표면에 고농도의 n형 불순물 이온주입을 실시하고, 열처리를 실시하여 n+소오스/드레인(16a,16b)을 형성한다. 이때, 이온주입시 소오스/드레인 영역에서는 포토레지스트(15)가 얇기 때문에 이온주입 장벽으로서 작용하지 않고, 게이트 전극(13) 주변의 두껍게 형성된 포토레지스트(15)에 의해 저농도 도핑 드레인 구조를 형성할 수 있게 된다.
끝으로, 도 1D에 도시된 바와 같이 포토레지스트(15)를 제거한다.
본 발명의 다른 실시예는 상보형 전계 효과 트랜지스터 제조시 본 발명의 기술적 원리를 적용한 것으로, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 n형 전계 효과 트랜지스터 형성을 위한 포토레지스트 패턴 및 p형 전계 효과 트랜지스터 형성을 위한 포토레지스트 패턴 형성 공정을 추가하고, 상기한 공정 단계를 불순물의 극성을 바꾸어 두차례 실시함으로써 상보형 전계 효과 트랜지스터를 제조하는 것이다.
상기한 본 발명의 일실시예에 나타난 본 발명에 따라 형성된 전계 효과 트랜지스터 또는 상보형 전계 효과 트랜지스터는 포토레지스트 또는 SOG막을 저농도 도핑 드레인 구조를 위한 이온주입 장벽으로 사용함으로써 전면성 식각 단계를 생략하여 공정단계 및 시간을 줄이고, 이후 쉽게 제거할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 전계 효과 트랜지스터 또는 상보형 전계 효과 트랜지스터는 포토레지스트 또는 SOG막을 저농도 도핑 드레인 구조를 위한 이온주입 장벽으로 사용함으로써 전면성 식각 단계를 생략하여 공정 단계 및 시간을 줄이고, 이후 쉽게 제거할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 반도체 장치의 생산성향상을 기대할 수 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 반도체 기판에 저농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계;
    상기 반도체 기판의 표면 프로파일을 따라 포토레지스트를 스핀 도포하는 단계;
    도포된 상기 포토레지스트를 이온주입 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판에 고농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 및
    상기 포토레지스트를 제거하는 단계
    를 포함하는 전계 효과 트랜지스터 제조방법.
  2. 반도체 기판 상에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 반도체 기판에 저농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계;
    상기 반도체 기판의 표면 프로파일을 따라 SOG막을 스핀 도포하는 단계;
    도포된 상기 SOG막을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판에 고농도 소오스/드레인 이온주입을 수행하는 단계; 및
    상기 SOG막을 제거하는 단계
    를 포함하는 전계 효과 트랜지스터 제조방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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