KR100505630B1 - Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain - Google Patents

Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain Download PDF

Info

Publication number
KR100505630B1
KR100505630B1 KR10-1999-0007504A KR19990007504A KR100505630B1 KR 100505630 B1 KR100505630 B1 KR 100505630B1 KR 19990007504 A KR19990007504 A KR 19990007504A KR 100505630 B1 KR100505630 B1 KR 100505630B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
forming
silicon
gate electrode
drain
Prior art date
Application number
KR10-1999-0007504A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000059697A (en
Inventor
이길광
최태희
송원상
박정우
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-1999-0007504A priority Critical patent/KR100505630B1/en
Publication of KR20000059697A publication Critical patent/KR20000059697A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100505630B1 publication Critical patent/KR100505630B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66613Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
    • H01L29/66628Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation recessing the gate by forming single crystalline semiconductor material at the source or drain location
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/665Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using self aligned silicidation, i.e. salicide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66575Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate
    • H01L29/6659Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate with both lightly doped source and drain extensions and source and drain self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly doped drain [LDD] MOSFET, double diffused drain [DDD] MOSFET

Abstract

본 발명의 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법은, 반도체 기판의 활성 영역을 둘러싸는 소자 분리막을 형성하는 단계와, 활성 영역상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계와, 게이트 전극의 표면을 산화하는 단계와, 게이트 전극을 이온 주입 마스크막으로 불순물 이온들을 주입하여 저농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와, 게이트 전극의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 스페이서와 소자 분리막 사이의 게이트 절연막을 제거하는 단계와, 게이트 절연막이 제거된 반도체 기판의 표면 및 게이트상에 선택적으로 실리콘막을 형성하는 단계와, 실리콘막의 표면을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계, 및 산화막을 이온 주입 완충막으로 불순물 이온들을 주입하여 얕은 접합을 갖는 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain of the present invention includes forming an isolation layer surrounding an active region of a semiconductor substrate, forming a gate insulating layer on the active region, and forming a gate insulating layer on the gate insulating layer. Forming a low concentration source and drain region by implanting impurity ions into the ion implantation mask film, forming a gate electrode on the surface, oxidizing the surface of the gate electrode, and forming a spacer on the sidewall of the gate electrode. Forming, removing a gate insulating film between the spacer and the device isolation film, selectively forming a silicon film on the surface and the gate of the semiconductor substrate from which the gate insulating film is removed, and oxidizing the surface of the silicon film to form an oxide film And implanting impurity ions into the oxide film into the ion implantation buffer film. Forming a high concentration source and drain region with a shallow junction.

Description

상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법{Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain}Method for manufacturing MOSFET having elevated source / drain

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain.

반도체 소자의 집적도가 점점 증가함에 따라 소자를 구성하는 중요한 요소중의 하나인 모스 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)의 면적도 점점 작아지고 있다. 모스 전계 효과 트랜지스터의 면적이 점점 작아짐에 따라 소스와 드레인 사이에서의 펀치스루(punch-through) 현상에 의해 발생되는 숏-채널(short-channel) 효과는 스위칭 기능 및 전력 소모와 같은 소자의 특성들을 열화시킨다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, the area of MOSFETs, which are one of the important elements constituting the device, also decreases. As the area of MOS field-effect transistors is getting smaller, the short-channel effect caused by the punch-through between the source and the drain causes the device characteristics such as switching function and power consumption. Deteriorate

일반적으로 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 채용하거나, 또는 소스 영역 및 드레인 영역을 얕게 형성함으로써 숏-채널 효과를 억제할 수 있다고 알려져 있다. 그러나 LDD 구조를 채용하는 경우에 숏-채널 효과를 억제하는데 있어서 한계가 있는데, 예컨대 0.35㎛ 이하의 소자에서는 숏-채널 효과가 억제되지 않는다는 문제가 있다. 그리고 얕은 접합을 형성하는 방법에 있어서는 소스/드레인 영역과 소스/드레인 전극용 금속 배선과의 접촉 저항을 줄이기 위하여, 소스/드레인 영역상에 금속 실리사이드을 형성하는데, 이 실리사이드를 형성하기 과정에서 실리콘 기판의 표면 일정 부분이 소모되어 공핍 영역과 금속 실리사이드 사이의 간격이 좁아진다는 문제가 있다. 이와 같이 공핍 영역과 금속 실리사이드 사이의 간격이 좁아지게 되면 누설 전류가 쉽게 발생된다. 이를 해결하기 위해서는 금속 실리사이드의 두께를 감소시켜야 하지만, 이 경우에는 소스/드레인 영역과 금속 실리사이드 사이의 접촉 저항이 높아지게 되며, 후속 공정인 컨택 홀 형성 공정에서 금속 실리사이드가 전부 식각되거나 그 두께가 얇아져서 저항이 더욱 증가된다는 문제점이 있다. In general, it is known that the short-channel effect can be suppressed by adopting a lightly doped drain (LDD) structure or by forming the source region and the drain region shallowly. However, there is a limit in suppressing the short-channel effect when adopting the LDD structure, for example, there is a problem that the short-channel effect is not suppressed in an element of 0.35 탆 or less. In the method of forming a shallow junction, metal silicide is formed on the source / drain region in order to reduce the contact resistance between the source / drain region and the metal wiring for the source / drain electrode. There is a problem that a portion of the surface is consumed to narrow the gap between the depletion region and the metal silicide. As such, when the gap between the depletion region and the metal silicide becomes narrow, leakage current is easily generated. In order to solve this problem, the thickness of the metal silicide must be reduced, but in this case, the contact resistance between the source / drain region and the metal silicide becomes high, and in the subsequent process of forming a contact hole, the metal silicide is etched or thinned. There is a problem that the resistance is further increased.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 최근에는 상승된 소스/드레인(elevated source/drain)을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터를 제조하기 위한 방법들이 제안된 바 있다. 이와 같은 방법들은 폴리실리콘 패드를 이용하거나 선택적 에피택셜 성장법을 이용하여 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터를 제조하는 방법들이다.Therefore, in order to solve the above problems, recently, methods for manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain have been proposed. These methods are methods for producing MOS field effect transistors having elevated source / drain using polysilicon pads or using selective epitaxial growth.

그런데 폴리실리콘 패드를 사용하는 경우에는 공정수가 증가하여 그 제조 비용이 높아진다는 문제가 있으며, 선택적 에피택셜 성장법을 이용하는 경우에는 실리콘막을 선택적으로 형성시키는 과정에서 선택비 손실에 의하여 실리콘 이외의 위치에 아일랜드 형태의 실리콘막들이 형성되어서 후속 공정인 금속 실리사이드 형성 공정에서 게이트 전극과 소스/드레인 사이의 전기적 단락을 발생시킨다는 문제가 있다.However, in the case of using the polysilicon pad, there is a problem in that the manufacturing cost increases due to the increase in the number of processes, and in the case of using the selective epitaxial growth method, it is possible to select a silicon film at a position other than silicon due to the selectivity loss in the process of selectively forming the silicon film. There is a problem that island-type silicon films are formed to generate an electrical short between the gate electrode and the source / drain in a subsequent metal silicide formation process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 실리사이드 공정에서 게이트와 소스/드레인 사이의 전기적 단락 발생을 억제하면서 간단한 공정법을 사용하여 얕은 접합을 가지는 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain having a shallow junction using a simple process method while suppressing occurrence of an electrical short between gate and source / drain in a metal silicide process. To provide.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법은, 반도체 기판의 활성 영역을 둘러싸는 소자 분리막을 형성하는 단계; 상기 활성 영역상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 표면을 산화하는 단계; 상기 게이트 전극을 이온 주입 마스크막으로 불순물 이온들을 주입하여 저농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계: 상기 스페이서와 상기 소자 분리막 사이의 상기 게이트 절연막을 제거하는 단계; 상기 게이트 절연막이 제거된 반도체 기판의 표면 및 상기 게이트상에 선택적으로 실리콘막을 형성하는 단계; 상기 실리콘막의 표면을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계: 및 상기 산화막을 이온 주입 완충막으로 불순물 이온들을 주입하여 얕은 접합을 갖는 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain according to the present invention, forming a device isolation film surrounding the active region of the semiconductor substrate; Forming a gate insulating film on the active region; Forming a gate electrode on the gate insulating film; Oxidizing a surface of the gate electrode; Implanting impurity ions into the gate electrode through an ion implantation mask layer to form a low concentration source and drain region; Forming a spacer on sidewalls of the gate electrode, removing the gate insulating layer between the spacer and the device isolation layer; Selectively forming a silicon film on a surface of the semiconductor substrate from which the gate insulating film is removed and on the gate; Oxidizing the surface of the silicon film to form an oxide film, and implanting impurity ions into the ion implantation buffer film to form a high concentration source and drain region having a shallow junction.

본 발명에 있어서, 상기 산화막을 제거하는 단계; 및 상기 산화막이 제거되어 노출된 실리콘막 및 실리콘층상에 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step of removing the oxide film; And removing the oxide layer to form metal silicide on the exposed silicon layer and the silicon layer.

상기 실리콘막을 형성하는 단계는 고진공 화학 기상 증착법을 사용하여 형성하되, 압력 10-80torr, 온도 700-850℃의 상태에서 Si2H2Cl2, H2 및 HCl 가스를 소스 가스로 사용하여 형성할 수 있거나, 또는 고진공 화학 기상 증착법을 사용하여 형성하되, 압력 2-80mtorr, 온도 550-700℃의 상태에서 Si2H6 가스와 Cl 가스를 소스 가스로 사용하여 형성할 수도 있다.The silicon film may be formed using a high vacuum chemical vapor deposition method, but may be formed using Si 2 H 2 Cl 2 , H 2, and HCl gas as a source gas at a pressure of 10-80 torr and a temperature of 700-850 ° C. Or may be formed using high vacuum chemical vapor deposition, but using Si 2 H 6 gas and Cl gas as source gas at a pressure of 2-80 mtorr and a temperature of 550-700 ° C.

상기 실리콘막을 선택적으로 형성하는 단계 및 상기 실리콘막의 표면을 산화시키는 단계는 동일 챔버내에서 인-사이츄로 수행하는 것이 바람직하다.Selectively forming the silicon film and oxidizing the surface of the silicon film are preferably performed in-situ in the same chamber.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention can be modified in many different forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain according to the present invention.

도 1을 참조하면, 실리콘 기판(10)상에 활성 영역(A)을 한정하는 소자 분리막(11)을 형성한다. 활성 영역(A)은 소자 분리막(11)에 의해 고립된다. 일반적으로 소자 분리막(11)은 LOCOS(Local Oxidation of Silicon)법을 사용하지만 트렌치 소자 분리 등과 같은 다른 방법들을 사용할 수도 있다. LOCOS법을 사용하는 경우에는 먼저 활성 영역(A)이 산화되는 것을 방지하기 위하여 활성 영역(A)의 실리콘 기판(10)상에 예컨대 질화실리콘막 패턴을 형성하고, 이 질화실리콘막 패턴을 성장 저지 마스크로 하여 실리콘 기판(10)상에 소자 분리막(11)인 필드 산화막을 성장시킨다. 이어서 상기 활성 영역(A)의 실리콘 기판(10)상에 게이트 절연막(12)을 형성한다. 게이트 절연막(12)의 두께는 20-1000Å이 되도록 하고, 그 종류는 SiON, SiO2 등의 절연막 또는 절연막의 적층 구조도 가능하다.Referring to FIG. 1, an isolation layer 11 defining an active region A is formed on a silicon substrate 10. The active region A is isolated by the device isolation layer 11. Generally, the device isolation layer 11 uses a local oxide of silicon (LOCOS) method, but other methods such as trench device isolation may be used. In the case of using the LOCOS method, first, for example, a silicon nitride film pattern is formed on the silicon substrate 10 of the active area A to prevent the active area A from being oxidized, and the silicon nitride film pattern is prevented from growing. As a mask, a field oxide film as the device isolation film 11 is grown on the silicon substrate 10. Subsequently, a gate insulating layer 12 is formed on the silicon substrate 10 in the active region A. The thickness of the gate insulating film 12 is 20-1000 kPa, and the kind of the insulating film of SiON, SiO 2 or the like or a laminated structure of the insulating film may be possible.

도 2를 참조하면, 도 1의 구조체 전면에 게이트 전극용 도전층을 적층한 후에 패터닝하여 게이트 전극(13)을 형성한다. 게이트 전극(13)은 폴리실리콘을 사용하여 형성하지만, 경우에 따라서는 은, 저매니움 또는 폴리실리콘 저매니움 합금을 사용하여 형성시킬 수도 있다. 이어서 게이트 전극(13)의 표면을 산화시켜 얇은 산화막(14)을 형성시킨다. 게이트 전극(13)의 표면을 산화시킨 후에는 게이트 전극(13)을 이온 주입 마스크로 저농도의 불순물 이온들을 주입하여 저농도 소스 영역(15) 및 저농도 드레인 영역(16)을 형성한다. 여기서 저농도 소스 영역(15)과 저농도 드레인 영역(16)을 형성하기 위하여 2-30KeV의 저에너지를 사용하여 1×1013-1×1014/㎤의 주입 농도로 불순물 이온들을 주입시킨다.Referring to FIG. 2, a gate electrode 13 is formed by stacking a conductive layer for a gate electrode on the entire structure of FIG. 1 and patterning the gate electrode. The gate electrode 13 is formed using polysilicon, but in some cases, the gate electrode 13 may be formed using silver, a low manganese or a polysilicon low manganese alloy. The surface of the gate electrode 13 is then oxidized to form a thin oxide film 14. After oxidizing the surface of the gate electrode 13, the low concentration source region 15 and the low concentration drain region 16 are formed by implanting low concentration impurity ions with the gate electrode 13 using an ion implantation mask. In order to form the low concentration source region 15 and the low concentration drain region 16, impurity ions are implanted at a implantation concentration of 1 × 10 13 -1 × 10 14 / cm 3 using low energy of 2-30 KeV.

도 3을 참조하면, 도 2의 구조체 전면에 스페이서 형성용 절연막을 침적한 후에 에치 백 공정을 수행하여 게이트 전극(13) 측벽에 게이트 스페이서(17)를 형성한다. 게이트 스페이서(17)는 질화실리콘막 또는 실리콘 산화막으로 형성시킬 수 있다. 그리고 소자 분리막(11)과 게이트 스페이서(17) 사이의 게이트 절연막(12)을 제거한다. 이어서, 소자 분리막(11)과 게이트 스페이서(17) 사이의 실리콘 기판(10)상과 게이트 전극(13)상에 선택적으로 실리콘을 성장시켜 실리콘막을 형성한다. 이때 실리콘 기판(10)상에는 실리콘막(18)이 형성되고, 폴리실리콘막을 사용하여 형성된 게이트 전극(13)상에는 폴리실리콘막(19)이 형성된다. 상기 실리콘막(18) 및 폴리실리콘막(19)은 저압 화학 기상 증착법을 사용하여 형성할 수도 있고, 고 진공 화학 기상 증착법을 사용하여 형성할 수도 있다. 저압 화학 기상 증착법을 사용하는 경우에는 압력 10-80torr, 온도 700-850℃의 상태에서 Si2H2Cl2, H2 및 HCl 가스를 소스 가스로 사용하여 실리콘막(18) 및 폴리실리콘막(19)을 형성시킨다. 고 진공 화학 기상 증착법을 사용하는 경우에는 압력 2-80mtorr, 온도 550-700℃의 상태에서 Si2H6 가스와 Cl 가스를 소스 가스로 사용하여 실리콘막(18) 및 폴리실리콘막(19)을 형성시킨다. 형성된 실리콘막(18)의 두께는 대략 500-1500Å이고, 폴리실리콘막(19)의 두께는 실리콘막(18)의 두께보다 더 두껍다. 이 공정 단계에서 화학 기상 증착법에서의 여러가지 공정 조건에 의한 선택적 로스(selective loss)에 의해서 실리콘 기판(10) 및 게이트 전극(13) 표면 이외의 장소에 아일랜드 형태의 실리콘막(20)들이 형성될 수 있다. 즉 소자 분리막(11) 및 게이트 스페이서(17)와 같이 실리콘막이 형성되지 않아야 할 장소에 아일랜드 형태의 실리콘막(20)들이 생성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 이 아일랜드 형태의 실리콘막(20)들은 후속 공정인 금속 실리사이드 형성 공정에서 게이트 전극과 소스/드레인 사이를 단락시키는 중요한 원인이 되고 있다.Referring to FIG. 3, after the insulating film for spacer formation is deposited on the entire structure of FIG. 2, an etch back process is performed to form the gate spacers 17 on the sidewalls of the gate electrodes 13. The gate spacer 17 may be formed of a silicon nitride film or a silicon oxide film. The gate insulating layer 12 between the device isolation layer 11 and the gate spacer 17 is removed. Subsequently, a silicon film is formed by selectively growing silicon on the silicon substrate 10 and the gate electrode 13 between the device isolation film 11 and the gate spacer 17. In this case, a silicon film 18 is formed on the silicon substrate 10, and a polysilicon film 19 is formed on the gate electrode 13 formed using the polysilicon film. The silicon film 18 and the polysilicon film 19 may be formed using a low pressure chemical vapor deposition method, or may be formed using a high vacuum chemical vapor deposition method. In the case of using the low pressure chemical vapor deposition method, the silicon film 18 and the polysilicon film (Si 2 H 2 Cl 2 , H 2, and HCl gas are used as source gases at a pressure of 10-80 torr and a temperature of 700-850 ° C. 19). In the case of using the high vacuum chemical vapor deposition method, the silicon film 18 and the polysilicon film 19 are formed by using Si 2 H 6 gas and Cl gas as source gas at a pressure of 2-80 mtorr and a temperature of 550-700 ° C. To form. The thickness of the formed silicon film 18 is approximately 500-1500 kPa, and the thickness of the polysilicon film 19 is thicker than the thickness of the silicon film 18. In this process step, island-type silicon films 20 may be formed at a place other than the surface of the silicon substrate 10 and the gate electrode 13 by selective loss due to various process conditions in chemical vapor deposition. have. That is, the island-type silicon films 20 may be formed in a place where the silicon film is not to be formed, such as the device isolation layer 11 and the gate spacer 17. As described above, the island-type silicon films 20 are an important cause of shorting between the gate electrode and the source / drain in a subsequent metal silicide formation process.

따라서, 도 4를 참조하면, 상기 실리콘막(18), 폴리실리콘막(19) 및 아일랜드 형태의 실리콘막(20)을 산화시킨다. 그러면, 실리콘막(18)의 표면에 제1 산화막(21)이, 폴리실리콘막(19)의 표면에 제2 산화막(22)이, 그리고 아일랜드 형태의 실리콘막(20)의 표면에는 제3 산화막(23)이 각각 형성된다. 이때 폴리실리콘막(19)의 산화 속도가 단결정 실리콘막(18)의 산화 속도보다 빠르므로 제2 산화막(22)의 두께는 제1 산화막(21)의 두께보다 더 두껍다. 한편, 후속 공정인 금속 실리사이드 형성 공정에서 게이트 전극과 소스/드레인 사이를 단락시키는 아일랜드 형태의 실리콘막(20)을 제3 산화막(23)으로 산화시킴으로써 게이트 전극과 소스/드레인 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있다.Therefore, referring to FIG. 4, the silicon film 18, the polysilicon film 19, and the island-type silicon film 20 are oxidized. Then, the first oxide film 21 is formed on the surface of the silicon film 18, the second oxide film 22 is formed on the surface of the polysilicon film 19, and the third oxide film is formed on the surface of the silicon film 20 having an island shape. 23 are formed respectively. At this time, since the oxidation rate of the polysilicon film 19 is faster than the oxidation rate of the single crystal silicon film 18, the thickness of the second oxide film 22 is thicker than the thickness of the first oxide film 21. Meanwhile, in a subsequent metal silicide forming process, an island-type silicon film 20 that shorts between the gate electrode and the source / drain is oxidized to the third oxide film 23 to prevent an electrical short circuit between the gate electrode and the source / drain. can do.

다음에 도 5를 참조하면, 게이트 스페이서(17)를 이온 주입 마스크로 하고, 제1 산화막(21)을 이온 주입 완충막으로 하여 고농도의 불순물 이온들을 주입시킨다. 그러면, 도시된 바와 같이 고농도의 소스 영역(24) 및 고농도의 드레인 영역(25)이 각각 형성되는데, 제1 산화막(21)을 이온 주입 완충막으로 사용하므로 얕은 소스/드레인 영역을 용이하게 형성시킬 수 있다.Next, referring to FIG. 5, a high concentration of impurity ions are implanted using the gate spacer 17 as an ion implantation mask and the first oxide film 21 as an ion implantation buffer film. Then, as shown, a high concentration of the source region 24 and a high concentration of the drain region 25 are formed, respectively. Since the first oxide film 21 is used as an ion implantation buffer film, a shallow source / drain region can be easily formed. Can be.

다음에 도 6을 참조하면, 제1 산화막(21), 제2 산화막(22) 및 제3 산화막(23)을 제거한다. 그리고 금속 실리사이드 형성 공정을 수행한다. 즉 구체적으로 설명하면, 전면에 금속층을 적층한다. 금속층은 내화성 금속을 사용하여 형성하며, Ti, Co 또는 Ni을 사용하여 형성할 수도 있다. 다음에 N2, NH3 또는 Ar 분위기에서 열처리 공정을 수행하여 실리콘막(18)과 금속층의 접합면 및 폴리실리콘막(19)과 금속층의 접합면에 실리사이드를 형성한다. 이어서 H2O2, H2SO 4 및 H2O 용액에서 반응되지 않는 금속층 및 질화 금속층을 제거하면, 도시된 바와 같이 필요한 금속 전극층(26)만 남게 되어 금속 실리사이드가 완성된다.Next, referring to FIG. 6, the first oxide film 21, the second oxide film 22, and the third oxide film 23 are removed. And a metal silicide forming process. Namely, in detail, a metal layer is laminated on the entire surface. The metal layer is formed using a refractory metal, and may be formed using Ti, Co or Ni. Next, a heat treatment process is performed in an N 2 , NH 3, or Ar atmosphere to form silicide on the bonding surface of the silicon film 18 and the metal layer and the bonding surface of the polysilicon film 19 and the metal layer. Subsequently, removing the unreacted metal layer and the metal nitride layer from the H 2 O 2 , H 2 SO 4 and H 2 O solution leaves only the necessary metal electrode layer 26 as shown, thereby completing the metal silicide.

상기한 설명에서 많은 사항들이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여질 것이 아니고 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 상승된 소스/드레인 영역을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터에 의하면, 상승된 소스/드레인 영역을 형성하기 위하여 선택적으로 실리콘층을 형성하는 과정에서 생기는 아일랜드 형태의 실리콘막을 산화시키고 나서 제거한 후에 금속 실리사이드 공정을 수행하므로 금속 실리사이드 공정중에 게이트 전극과 소스/드레인 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있으며, 또한 실리콘막상의 산화막을 이온 주입 완충막으로 하여 불순물 이온들을 주입시킴으로써 얕은 소스/드레인 영역을 용이하게 형성시킬 수 있다.As described above, according to the MOS field effect transistor having an elevated source / drain region according to the present invention, an island-type silicon film generated in the process of forming a silicon layer selectively to form an elevated source / drain region is formed. Since the metal silicide process is performed after the oxidation and removal, the electrical short circuit between the gate electrode and the source / drain can be prevented during the metal silicide process, and the shallow source is implanted by implanting impurity ions using the oxide film on the silicon film as an ion implantation buffer film. The / drain region can be easily formed.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MOS field effect transistor having an elevated source / drain according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10...실리콘 기판 11...소자 분리막10 ... silicon substrate 11 ... element separator

12...게이트 절연막 13...게이트 전극12 gate insulating film 13 gate electrode

14...산화막 15, 24...소스 영역14 oxide 15, 24 source region

16, 25...드레인 영역 17...게이트 스페이서16, 25 ... drain area 17 ... gate spacer

18...실리콘막 19...폴리실리콘막18.Silicone film 19 ... Polysilicon film

20...아일랜드 형태의 실리콘막 21...제1 산화막20 Irish silicon film 21 First oxide film

22...제2 산화막 23...제3 산화막22 ... second oxide film 23 ... third oxide film

26...금속 전극층26.Metal electrode layer

Claims (5)

반도체 기판의 활성 영역을 둘러싸는 소자 분리막을 형성하는 단계;Forming an isolation layer surrounding the active region of the semiconductor substrate; 상기 활성 영역상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;Forming a gate insulating film on the active region; 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the gate insulating film; 상기 게이트 전극의 표면을 산화하는 단계;Oxidizing a surface of the gate electrode; 상기 게이트 전극을 이온 주입 마스크막으로 불순물 이온들을 주입하여 저농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계;Implanting impurity ions into the gate electrode through an ion implantation mask layer to form a low concentration source and drain region; 상기 게이트 전극의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계:Forming a spacer on sidewalls of the gate electrode; 상기 스페이서와 상기 소자 분리막 사이의 상기 게이트 절연막을 제거하는 단계;Removing the gate insulating film between the spacer and the device isolation layer; 상기 게이트 절연막이 제거된 반도체 기판의 표면 및 상기 게이트상에 선택적으로 실리콘막을 형성하는 단계;Selectively forming a silicon film on a surface of the semiconductor substrate from which the gate insulating film is removed and on the gate; 상기 실리콘막의 표면을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계: 및Oxidizing a surface of the silicon film to form an oxide film; and 상기 산화막을 이온 주입 완충막으로 불순물 이온들을 주입하여 얕은 접합을 갖는 고농도 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법.Implanting impurity ions into the ion implantation buffer film to form a high concentration source and drain region having a shallow junction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화막을 제거하는 단계; 및Removing the oxide film; And 상기 산화막이 제거되어 노출된 실리콘막 및 실리콘층상에 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법.Forming a metal silicide on the exposed silicon film and the silicon layer by removing the oxide film; and further, forming a metal silicide on the exposed silicon film and the silicon layer. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘막을 선택적으로 형성하는 단계 및 상기 실리콘막의 표면을 산화시키는 단계는 동일 챔버내에서 인-사이츄로 수행하는 것을 특징으로 하는 상승된 소스/드레인을 갖는 모스 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법.Selectively forming the silicon film and oxidizing the surface of the silicon film are performed in-situ in the same chamber, wherein the MOS field effect transistor having an elevated source / drain is formed.
KR10-1999-0007504A 1999-03-08 1999-03-08 Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain KR100505630B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0007504A KR100505630B1 (en) 1999-03-08 1999-03-08 Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0007504A KR100505630B1 (en) 1999-03-08 1999-03-08 Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000059697A KR20000059697A (en) 2000-10-05
KR100505630B1 true KR100505630B1 (en) 2005-08-04

Family

ID=19575792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0007504A KR100505630B1 (en) 1999-03-08 1999-03-08 Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100505630B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997905A (en) * 1995-09-28 1997-04-08 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
KR19980056177A (en) * 1996-12-28 1998-09-25 김영환 Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR19990040558A (en) * 1997-11-19 1999-06-05 김영환 Manufacturing Method of Semiconductor Device
JPH11163324A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Nec Corp Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997905A (en) * 1995-09-28 1997-04-08 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
KR19980056177A (en) * 1996-12-28 1998-09-25 김영환 Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR19990040558A (en) * 1997-11-19 1999-06-05 김영환 Manufacturing Method of Semiconductor Device
JPH11163324A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Nec Corp Manufacture of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000059697A (en) 2000-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6784060B2 (en) Method for fabricating high voltage and low voltage transistors
KR100269336B1 (en) Semiconductor device having conductive gate spacer and method for fabricating the same
US6608354B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100396895B1 (en) Method of fabricating semiconductor device having L-type spacer
JP2967477B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09172173A (en) Semiconductor device and its manufacture
KR20040029119A (en) Improved high k-dielectrics using nickel silicide
JP4093855B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US6762468B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6284610B1 (en) Method to reduce compressive stress in the silicon substrate during silicidation
KR20010004272A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
KR100505630B1 (en) Method for manufacturing MOSFET having elevated source/drain
KR100734259B1 (en) Method for fabricating semiconductor devices
KR100334866B1 (en) Transistor Formation Method of Semiconductor Device
JP2003258251A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
KR100503743B1 (en) Method For Manufacturing Semiconductor Devices
JP2003046086A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100613279B1 (en) MOS transistor and fabrication method thereof
KR100359162B1 (en) Method for manufacturing transistor
KR20040028244A (en) Fabricating method of semiconductor device
KR20040058832A (en) Soi semiconductor device and method for manufacturing the same
KR20000041953A (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR20000004543A (en) Method for manufacturing semiconductor devices
KR20040005004A (en) Method for manufacturing transistor
KR20040001131A (en) Method for forming the semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee