KR100506878B1 - 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로, LDD 구조의 소오스/드레인전극 형성시 종래의 희생산화막 대신 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 사용함으로써 소자의 전기적 특성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 먼저, 게이트전극을 형성하고 종래의 희생산화막 대신 언도프드 폴리실리콘막을 형성한 다음, 산화막 스페이서와 고농도 확산영역을 형성하고 언도프드 폴리실리콘막과 식각선택비를 갖는 산화막 스페이서를 제거한 다음 저농도 확산영역 형성하여 LDD 구조의 소오스/드레인전극을 형성하고, 언도프드 폴리실리콘막을 열산화시킴으로써 산화막 스페이서 식각시 남아 있게 되는 언도프드 폴리실리콘막을 용이하게 제어할 수 있고, 활성영역에 대한 식각 손상을 제거할 수 있으며, 게이트 버즈빅현상( bird's beak effect )을 제거할 수 있는 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 모스 전계효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor)의 제조방법에 관한 것으로, LDD 구조의 소오스/드레인전극 형성시 종래의 희생산화막 대신 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 형성함으로써 소자의 전기적 특성을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, P 또는 N형 반도체기판에 N 또는 P형 불순물로 형성되는 PN 접합은 불순물을 반도체기판에 이온주입한 후, 열처리로 활성화시켜 확산영역을 형성한다.
따라서, 채널의 폭이 감소된 반도체 소자에서는 확산영역으로 부터의 측면 확산에 의한 숏채널 효과(short channel effect)를 방지하기 위하여 접합 깊이를 얕게 형성하여야 한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 모스 전계효과 트랜지스터의 제조공정도이다.
먼저, 반도체 기판(10) 상부에 소자분리를 위한 필드산화막(12)과 게이트산화막(14) 및 폴리실리콘층을 패턴닝하여 게이트전극(16)을 순차적으로 형성한다.
다음, 상기 구조의 전표면에 일정 두께의 희생산화막(도시 안됨)을 형성한 다음, 저농도 불순물 이온을 주입하여 상기 게이트전극(16) 양측의 반도체 기판(10)에 저농도 확산영역(18)을 형성한다.
그 다음, 상기 구조의 전표면에 스페이서를 형성하기 위한 일정 두께의 산화막(도시 안됨)을 형성한다.
다음, 상기 산화막을 건식식각하여 급격한 기울기를 가진 산화막 스페이서(20)을 형성한 다음, 상기 산화막 스페이서(20)을 마스크로 고농도 불순물이온을 주입하여 상기 저농도 확산영역(18)과 중첩되는 고농도 확산영역(22)을 형성하여 LDD 구조의 소오스/드레인 전극을 형성한다.
상기와 같은 종래 기술에 따르면, 게이트전극을 형성한 다음, 희생산화 공정을 통하여 LDD 임플란트 공정에 따른 손상(damage) 및 채널링효과(channeling effect)를 방지하고 있다.
그리고, 희생 산화공정 후 스페이서 형성하고 전면 식각공정을 진행하게 되는데, 게이트전극의 희생산화막과 절연 스페이서가 동일한 물질인 관계로 절연 스페이서 식각시 남아있게 되는 산화막 제어가 어려우며, 도 1의 A에 도시된 바와 같이 실리콘에 대한 식각 손상이 발생되어 소자의 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 LDD 구조의 소오스/드레인전극 형성시 먼저, 게이트전극을 형성하고 종래의 희생산화막 대신 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 형성한 다음, 산화막 스페이서와 고농도 확산영역을 형성하고, 언도프드 폴리실리콘막과 식각선택비를 갖는 선화막 스페이서를 제거한 다음 저농도 확산영역 형성한 다음, 언드프드 폴리실리콘막을 열산화시킴으로써 산화막 스페이서 식각시 남아(remain) 있게 되는 언도프드 폴리실리콘막을 용이하게 제어할 수 있고, 활성영역(active)에 대한 식각 손상을 제거할 수 있으며, 게이트 버즈빅(bird's beak)현상을 제거할 수 있는 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면,
반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 상부에 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 형성하는 단계;
상기 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 포함하는 게이트전극 측벽에 산화막 스페이서를 형성하는 단계;
임플란트 공정을 수행하여 상기 산화막 스페이서 양측의 반도체 기판에 고농도 확산영역을 형성하는 단계;
상기 산화막 스페이서를 습식 식각방식으로 제거하는 단계;
불순물 주입공정을 수행하는 상기 게이트전극 양측의 반도체 기판에 상기 고농도 확산영역과 중첩되는 저농도 확산영역을 형성하여 LDD 구조의 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및
언도프드 폴리실리콘막을 열산화시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법에 대하여 상세히 설명을 하기로 한다.
도 2a 내지 도 2c 는 본 발명에 따른 모스 전계효과 트랜지스의 제조공정도이다.
먼저, 반도체 기판(30) 상부에 소자분리를 위한 필드산화막(32)을 형성한 다음, 게이트산화막(34)과 폴리실리콘패턴으로된 게이트전극(36)을 순차적으로 형성한다.
다음, 상기 구조의 전표면에 언도프드(undoped) 폴리실리콘막(38)을 형성한다.
이 때, 본 발명에서 종래 기술에서의 희생산화막 대신 언도프드 폴리실리콘막(38)을 형성하는 이유는 후속 공정에서의 산화막 스페이서(40)와 언도프드 폴리실리콘막(38)의 식각선택비 차이로 산화막 스페이서(40) 식각시 남아(remain) 있게 되는 언도프드 폴리실리콘막(38)을 용이하게 제어하기 위함이며, 활성영역(active)에 대한 식각 손상을 제거할 수 있기 때문이다.
또한, 산화막 스페이서(40) 식각시 발생하게 되는 게이트 버즈빅(bird's beak)현상을 제거하기 위함이다.(도 2a 참조)
그 다음, 상기 구조의 전표면에 스페이서를 형성하기 위한 일정 두께의 산화막을 형성한 다음, 건식식각하여 상기 게이트전극(36) 측벽에 급격한 기울기를 갖는 산화막 스페이서(40)를 형성한다.
다음, 상기 구조의 전표면에 고농도 불순물이온을 주입하여 산화막 스페이서(40) 양측의 반도체 기판(30)에 고농도 확산영역(42)을 형성한다.(도 2b 참조)
그 다음, 상기 게이트전극(36) 측벽의 산화막 스페이서(40)를 습식식각하여 제거한 다음, 전표면에 저농도 불순물 이온을 주입하여 상기 고농도 확산영역(42)과 중첩되는 저농도 확산영역(44)을 형성하여 LDD 구조의 소오스/드레인 전극을 형성한다.
다음, 언도프드 폴리실리콘막(38)을 열산화시킨다.
이 때, 언도프드 폴리실리콘막(38)을 열산화시켜 실리콘산화막을 성장시킴으로서 게이트전극의 브리지(bridge)현상을 방지할 수 있다.(도 2c 참조)
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, LDD 구조의 소오스/드레인전극 형성시 종래의 희생산화막 형성공정을 대체하여 언도프드 폴리실리콘막을 형성함으로서 산화막 스페이서 식각시 남아(remain) 있게 되는 언도프드 폴리실리콘막을 용이하게 제어할 수 있고, 활성영역(active)에 대한 식각 손상을 제거할 수 있다.
또한, 산화막 스페이서 식각시 발생하게 되는 게이트 버즈빅(bird's beak)현상을 제거할 수 있으므로 결국 소자의 생산수율 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 모스 전계효과 트랜지스터의 공정도
도 2a 내지 도 2c 는 본 발명에 따른 모스 전계효과 트랜지스터의 제조공정도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 30 : 반도체 기판 12, 32 : 필드산화막
14, 34 : 게이트산화막 16, 36 : 게이트전극
18, 44 : 저농도 확산영역 20, 40 : 산화막 스페이서
22, 42 : 고농도 확산영역 38 : 언도프드 폴리실리콘막
Claims (1)
- 반도체 기판 상부에 게이트산화막과 게이트전극을 형성하는 단계;상기 게이트 전극 상부에 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 형성하는 단계;상기 언도프드( undoped ) 폴리실리콘막을 포함하는 게이트전극 측벽에 산화막 스페이서를 형성하는 단계;임플란트 공정을 수행하여 상기 산화막 스페이서 양측의 반도체 기판에 고농도 확산영역을 형성하는 단계;상기 산화막 스페이서를 습식 식각방식으로 제거하는 단계;불순물 주입공정을 수행하여 상기 게이트전극 양측의 반도체 기판에 상기 고농도 확산영역과 중첩되는 저농도 확산영역을 형성하여 LDD 구조의 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계; 및언도프트 폴리실리콘막을 열산화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모스 전계효과 트랜지스터의 제조방법.
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