KR100542249B1 - Polymetal gate electrode and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
게이트전극용 폴리실리콘층의 중간에 스트레스 완충용 버퍼층을 개재시켜 게이트 스택의 필름(Film) 스트레스(Stress)를 감소시킨 폴리메탈 게이트 전극 구조 및 그 제조 방법이 개시되어 있는 바, 이를 위한 본 발명의 폴리메탈 게이트 전극은 반도체기판상에 형성된 게이트절연층; 및 상기 게이트절연층 상에 패턴된 게이트 스택을 포함하고, 상기 게이트 스택은 하부층 폴리실리콘층과 상부층 하드마스크 절연층 및 그 사이에 개재된 메탈층을 구비하며, 상기 폴리실리콘층은 그 층의 중간에 스트레스 버퍼층을 개재하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are a polymetal gate electrode structure and a method of manufacturing the same, which reduce a film stress of a gate stack by interposing a stress buffer buffer layer in a middle of a polysilicon layer for a gate electrode, and a method for manufacturing the same The polymetal gate electrode may include a gate insulating layer formed on a semiconductor substrate; And a gate stack patterned on the gate insulating layer, the gate stack having a lower polysilicon layer and an upper layer hardmask insulating layer and a metal layer interposed therebetween, wherein the polysilicon layer is in the middle of the layer. And a stress buffer layer interposed therebetween.
폴리메탈, 게이트, 스트레스, 실리사이드막 Polymetal, Gate, Stress, Silicide Film
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 폴리메탈 게이트 전극 제조 방법으로서, W/WNx/Poly-Si 게이트 전극을 제조하기 위한 공정 단면도,1A through 1D are cross-sectional views of a method of manufacturing a polymetal gate electrode according to the related art, and a process for manufacturing a W / WN x / Poly-Si gate electrode;
도 2는 종래기술의 문제점을 나타내는 실험 데이터,2 is experimental data showing a problem of the prior art,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리메탈 게이트전극 구조를 나타낸 단면도, 3 is a cross-sectional view showing a structure of a polymetal gate electrode according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4a 내지 도 4g는 도 3의 구조를 제조하기 위한 방법을 나타낸 공정 단면도.4A-4G are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the structure of FIG. 3.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
401 : 실리콘기판 402 : 게이트산화막401
403 : 제1폴리실리콘층 404 : 스트레스 버퍼층(WSix)403: first polysilicon layer 404: stress buffer layer (WSi x )
405 : 제2폴리실리콘층 406 : 확산베리어 텅스텐질화막 405: second polysilicon layer 406: diffusion barrier tungsten nitride film
407 : 텅스텐층 408 : 하드마스크 질화막407
400 : 게이트 스택 400: gate stack
본 발명은 폴리메탈(Polymetal) 게이트 전극 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 게이트전극용 폴리실리콘층의 중간에 스트레스 완충용 버퍼층을 개재시켜 게이트 스택의 필름(Film) 스트레스(Stress)를 감소시킨 게이트 전극 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
잘 알려진 바와 같이, DRAM과 같은 반도체소자 제조 공정중에서 MOSFET의 게이트 전극은 폴리실리콘(Poly-Si)을 사용하여 형성하여 왔으나, 고집적화로 인한 게이트 선폭의 미세화됨에 따라서 도핑된 폴리실리콘만으로는 그 자체의 높은 비저항 특성으로 인하여 빠른 동작을 요구하는 소자에 적용하기가 어렵다.As is well known, the gate electrode of the MOSFET has been formed using poly-silicon (Poly-Si) in the manufacturing process of semiconductor devices such as DRAM, but the doped polysilicon alone is high due to the miniaturization of the gate line width due to high integration. The resistivity characteristic makes it difficult to apply to devices requiring fast operation.
이러한 점은 반도체 소자의 고집적화에 따라 더욱 심각한 문제로 대두되고 있으며, 이를 개선하기 위하여 텅스텐실리사이드(WSix), 티타늄실리사이드 등의 고융점 메탈(refractory metal) 실리사이드막을 이용한 예컨대 WSix/Poly-Si와 같은 폴리사이드(polycide) 구조의 게이트 전극 기술이 대두되었다. 하지만, 폴리사이드 구조의 게이트 전극 또한 90nm이하의 게이트 선폭에서는 급격히 면저항이 증가하기 때문에 초고집적화된 반도체 소자의 동작 속도 향상에 한계가 있다. This is a serious problem due to the high integration of semiconductor devices, and to improve this problem, for example, WSi x / Poly-Si and a high melting point metal silicide film such as tungsten silicide (WSi x ) and titanium silicide, Gate electrode technology of the same polycide structure has emerged. However, the gate electrode of the polyside structure also has a limitation in improving the operation speed of the ultra-high density semiconductor device because the sheet resistance rapidly increases at the gate line width of 90nm or less.
최근에는 텅스텐(W)과 같은 고융점 메탈을 게이트 전극으로 사용하는 기술로서 W/WNx/Poly-Si 구조와 같은 폴리메탈 게이트 전극 구조를 사용하게 된다. W/WNx/Poly-Si 게이트 전극 구조는 WSix/Poly-Si 게이트 전극 구조에 비하여 1/10 정도의 낮은 저항을 갖는 장점을 갖는다. W/WNx/Poly-Si 게이트 전극 구조에서 텅스텐질화막(WNx)은 상부층 텅스텐(W)과 하부층 폴리실리콘(Poly-Si) 사이에 형성되는 확산베리어(Diffusion Barrier)이다.Recently, as a technology using a high melting point metal such as tungsten (W) as a gate electrode, a polymetal gate electrode structure such as a W / WN x / Poly-Si structure is used. The W / WN x / Poly-Si gate electrode structure has the advantage of having a resistance as low as 1/10 as compared to the WSi x / Poly-Si gate electrode structure. In the W / WN x / Poly-Si gate electrode structure, the tungsten nitride film WN x is a diffusion barrier formed between the upper layer tungsten (W) and the lower layer polysilicon (Poly-Si).
한편, W/WNx/Poly-Si 게이트 전극 구조는 비저항이 낮다는 장점이 있기는 하나, 텅스텐(W) 상부에 증착되는 하드마스크(Hard mask) 질화막에 의한 기계적인 스트레스가 심각하여 소자에 악영향을 미치는 문제점이 있다.On the other hand, the W / WN x / Poly-Si gate electrode structure has the advantage of low resistivity, but the mechanical stress caused by the hard mask nitride film deposited on the tungsten (W) is severely adversely affected the device. There is a problem affecting.
상술한 종래기술 및 그 문제점을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 살펴본다. The above-described prior art and its problems will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 폴리메탈 게이트 전극 제조 방법으로서, W/WNx/Poly-Si 게이트 전극을 제조하기 위한 공정 단면도이다.1A to 1D are cross-sectional views for manufacturing a W / WN x / Poly-Si gate electrode as a method of manufacturing a polymetal gate electrode according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 실리콘기판(101) 상에 게이트산화막(102)과 게이트용 폴리실리콘층(103), 확산베리어용 텅스텐질화층(WNx)(104) 및 게이트용 텅스텐층(105)을 차례로 적층한다.Referring to FIG. 1A, a
이어서, 도 1b를 참조하면, 텅스텐층(105) 상에 하드마스크 질화층(106)을 형성한다. Subsequently, referring to FIG. 1B, a hard
여기서, 하드마스크 질화층(106)을 사용하는 이유는 DRAM 소자의 필수 제조 공정인 자기정렬콘택(SAC; Self-aligned contact) 공정이 가능하다는 장점이 있기 때문이며, 최근에는 게이트 선폭이 10nm이하로 작아지면서 서로 이웃하는 게이트 라인간 간격 역시 좁아져서 자기정렬콘택 식각시에 로딩 효과(Loading effect)가 발생하므로 이에 따른 공정마진을 높이기 위하여 매우 두꺼운 하드마스크 질화층이 요구되는 실정이다.Here, the reason why the hard
이어서, 도 1c와 같이 게이트 패터닝을 위한 포토레지스트 패턴(107)을 형성하고, 도 1d와 같이 포토레지스트 패턴(107)을 식각 베리어로 하여 마스크 절연층(106), 텅스텐층(105), 텅스텐질화층(WNx)(104) 및 폴리실리콘층(103)을 식각하여 게이트 스택(100)을 형성한다. Subsequently, the
이후에, 게이트 재산화 공정을 실시하고, LDD 이온주입, 게이트 측벽 스페이서 형성, 소스/드레인 이온주입 공정 등 통상적인 일련의 트랜지스터 제조를 위한 공정을 수행하여 MOSFET 제조를 완료한다.Thereafter, a gate reoxidation process is performed, and a typical series of transistor manufacturing processes such as LDD ion implantation, gate sidewall spacer formation, and source / drain ion implantation processes are performed to complete MOSFET fabrication.
상술한 바와 같은 구조, 즉 하드마스크(HM NIT)/W/WNx/Poly-Si의 게이트 스택에서는 텅스텐(W)이 상하부층인 하드마스크 질화층(HM NIT)과 폴리실리콘층(Poly-Si)에 비해서 열팽창계수가 2배 이상 크기 때문에 박막 각각의 스트레스와 후속 열공정시 열팽창 차이에 의한 스트레스가 크게 유발되고, HM NIT/W/WNx/Poly-Si의 게이트 스택에서 후속 열공정의 최고 온도에 따라 SILC(stress induced leakage current)가 급격히 나빠지게 되는 바, 이는 후속 열공정에 의해 게이트 스택에서 유발되는 스트레스가 하부의 게이트산화막에 직접적으로 악영향을 주어 소자의 리프레쉬 특성 저하 및 신뢰성 저하의 요인이 됨을 의미한다.In the gate stack of the structure as described above, that is, a hard mask (HM NIT) / W / WN x / Poly-Si, a hard mask nitride layer (HM NIT) and a polysilicon layer (T-Si) in which tungsten (W) is an upper and lower layers are used. ) to the stress caused by each stress and subsequent tear-time thermal expansion difference between the thin film is greatly caused, define subsequent breaks in the gate stack of the HM NIT / W / WN x / Poly-Si maximum temperature due to the thermal expansion coefficient of the size more than doubled compared to the Therefore, stress induced leakage current (SILC) is rapidly deteriorated, which indicates that the stress induced in the gate stack by the subsequent thermal process adversely affects the gate oxide layer underneath, thereby causing a decrease in the refresh characteristics and reliability of the device. it means.
도 2는 종래기술의 문제점을 나타내는 것으로, 하드마스크 물질의 필름 스트레스에 의한 GOI 열화 현상은 WSix/WNx/Poly-Si의 게이트 구조에서는 거의 관찰되지 않는 반면에, W/WNx/Poly-Si의 폴리메탈 게이트 구조에서는 매우 심하게 나타남을 알 수 있다.2 shows a problem of the prior art, while GOI deterioration due to film stress of a hard mask material is hardly observed in the gate structure of WSi x / WN x / Poly-Si, while W / WN x / Poly- It can be seen that the polymetal gate structure of Si is very severe.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 게이트전극용 폴리실리콘층의 중간에 스트레스 완충용 버퍼층을 개재시켜 게이트 스택의 필름(Film) 스트레스(Stress)를 감소시킨 게이트 전극 구조 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, a gate electrode structure that reduces the film stress of the gate stack by interposing a buffer layer for stress buffer in the middle of the polysilicon layer for the gate electrode and its It is an object to provide a manufacturing method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리메탈 게이트 전극은 반도체기판상에 형성된 게이트절연층; 및 상기 게이트절연층 상에 패턴된 게이트 스택을 포함하고, 상기 게이트 스택은 하부층 폴리실리콘층과 상부층 하드마스크 절연층 및 그 사이에 개재된 메탈층을 구비하며, 상기 폴리실리콘층은 그 층의 중간에 스트레스 버퍼층을 개재하는 것을 특징으로 한다.Polymetal gate electrode of the present invention for achieving the above object is a gate insulating layer formed on a semiconductor substrate; And a gate stack patterned on the gate insulating layer, the gate stack having a lower polysilicon layer and an upper layer hardmask insulating layer and a metal layer interposed therebetween, wherein the polysilicon layer is in the middle of the layer. And a stress buffer layer interposed therebetween.
본 발명에서 상기 스트레스 버퍼층은 텅스텐실리사이드층과 같은 금속실리사 이드층을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 플로린(F)을 포함하는 가스 분위기에서 형성되는 CVD 텅스텐실리사이드층 또는 ALD 텅스텐 실리사이드층을 사용하는 경우에 플로린에 의한 게이트산화막의 신뢰성 향상에 도움이 된다.In the present invention, the stress buffer layer preferably uses a metal silicide layer such as a tungsten silicide layer. In particular, when a CVD tungsten silicide layer or an ALD tungsten silicide layer formed in a gas atmosphere containing florin (F) is used, it is helpful to improve the reliability of the gate oxide film by florin.
그리고, 스트레스 버퍼층의 두께는 그 상, 하부의 각 폴리실리콘층 보다 얇은 두께를 갖는 것이 바람직한 바, 이는 후속 열공정에서 폴리실리콘층과의 계면 반응을 적게하기 위함이다. In addition, it is preferable that the thickness of the stress buffer layer is thinner than that of each of the polysilicon layers above and below, in order to reduce the interfacial reaction with the polysilicon layer in a subsequent thermal process.
메탈층으로는 W, Mo, Ta, Ti, Ru, Ir 및 Pt의 그룹으로부터 선택된 어느하나를사용하는 것이 가능하고, 폴리실리콘층과 상기 메탈층 사이에는 확산베리어층이 개재될 수 있으면, 상기 확산베리어층은 WNx, Si3N4, SiNx, TiAlxNy, HfNx, ZrNx, TaNx, TiNx, AlNx, TaSixNy, TiAlxN y의 그룹으로부터 선택된 어느하나를 사용하는 것이 가능하다.As the metal layer, any one selected from the group of W, Mo, Ta, Ti, Ru, Ir, and Pt can be used, and the diffusion barrier layer can be interposed between the polysilicon layer and the metal layer. The barrier layer is any one selected from the group of WN x , Si 3 N 4 , SiN x , TiAl x N y , HfN x , ZrN x , TaN x , TiN x , AlN x , TaSi x N y , TiAl x N y It is possible to use.
또한 본 발명의 폴리메탈 게이트 전극 제조 방법은, 반도체기판상에 게이트절연층을 형성하는 단계; 상기 게이트절연층 상에 제1폴리실리콘층, 스트레스 버퍼층 및 제2폴리실리콘층을 차례로 적층하는 단계; 상기 제2폴리실리콘층 상에 메탈층 및 하드마스크 절연층을 적층하는 단계; 및 게이트전극 마스크 및 식각 공정으로 상기 적층된 막들을 식각하여 게이트 스택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the polymetal gate electrode manufacturing method of the present invention, forming a gate insulating layer on a semiconductor substrate; Sequentially stacking a first polysilicon layer, a stress buffer layer, and a second polysilicon layer on the gate insulating layer; Stacking a metal layer and a hard mask insulating layer on the second polysilicon layer; And etching the stacked layers by a gate electrode mask and an etching process to form a gate stack.
상기 스트레스 버퍼층은 플로린(F)을 포함하는 가스 분위기에서 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법으로 형성하는 것이 바람직하다.The stress buffer layer is preferably formed by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) in a gas atmosphere containing florin (F).
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예 및 그 작용효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to explain in detail enough that a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out the technical idea of the present invention, the most preferred embodiments of the present invention and the effects thereof are referred to the accompanying drawings. This will be described.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리메탈 게이트전극 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4a 내지 도 4g는 도 3의 구조를 제조하기 위한 방법을 나타낸 공정 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a polymetal gate electrode structure according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4G are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the structure of FIG. 3.
도 3을 참조하면, 실리콘기판(301)상에 게이트산화막(302)이 형성되어 있고, 게이트산화막(102) 상에 게이트 스택(300)이 패턴되어 있다.Referring to FIG. 3, a
게이트 스택(300)은 제1폴리실리콘층(303)과 제2폴리실리콘층(305) 및 그 사이에 개재된 스트레스 버퍼층인 텅스텐실리사이드막(304)을 포함하고, 제2폴리실리콘층 상에 적층된 텅스텐층(307) 및 하드마스크 질화층(308)을 구비한다. The
상기 스트레스 버퍼용 텅스텐실리사이드막(304)는 그 상, 하부의 제1 및 제2 폴리실리콘층 보다 얇게 두께를 갖는다. The stress buffer
또한, 게이트 스택(300)은 제2폴리실리콘층(305)과 텅스텐층(307) 사이에는 확산베리어층으로서 텅스텐질화막(WNx)(306)를 더 포함하고 있는 바, 확산베리어 텅스텐질화막(304)는 Si3N4, SiNx, TiAlxNy, HfNx
, ZrNx, TaNx, TiNx, AlNx, TaSixNy
, TiAlxNy의 그룹으로부터 선택된 어느하나로 대체가 가능하다. 확산베리어 텅스텐질화막(306)는 본 발명에서 생략이 가능하다.In addition, the
그리고, 텅스텐층(307)는 Mo, Ta, Ti, Ru, Ir 및 Pt의 그룹으로부터 선택된 어느하나의 메탈로 대체가 가능하다.The
도 4a 내지 도 4g를 참조하여 도 3의 구조를 제조하기 위한 방법을 살펴본다.A method for manufacturing the structure of FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A-4G.
도 4a를 참조하면, 실리콘기판(401) 상에 게이트산화막(402)과 200Å 이상의 제1폴리실리콘층(403)을 적층한다.Referring to FIG. 4A, a
여기서 게이트산화막(402)은 SiO2 대신에 질화산화막(oxynitride)와 같이 질소(nitrogen)가 포함된 절연막을 사용할 수 있으며, Hf, Zr, Al, Ta, Ti, Ce, Pr, La 등이 포함된 금속산화물과 같은 저유전율(high-k) 절연 물질을 사용할 수도 있다. 또한 폴리실리콘층(403) 대신에 poly-Si1-xGex (x=0.01∼0.99)를 사용할 수도 있다. Here, the
이어서, 도 4b를 참조하면, 제1폴리실리콘층(403) 상에 얇은 텅스텐실리사이드막(404)를 형성한다. 텅스텐실리사이드막(404)는 스트레스 버퍼층으로서 그 두께는 50∼350Å 정도로 하고, 그 형성 방법은 CVD, ALD 및 PVD 등이 가능하나, 특히 CVD 또는 ALD와 같은 화학적증착법이 바람직한 바, 이는 플로린(F)을 포함하는 WF6를 텅스텐 소스가스로 이용할 수 있고 이때 소량의 플로린이 게이트산화막으로 확산되어 게이트산화막의 신뢰성에 도움을 주기 때문이다. 구체적으로, CVD 또는 ALD로 텅스텐실리사이드막(404)을 형성하는 조건은, 550℃ 이하의 온도에서 WF6를 텅스텐 소스가스로 사용하고 SiH4 또는 SiCl2H2를 실리콘 소스가스로 한다.
Next, referring to FIG. 4B, a thin
이어서, 도 4c와 같이 텅스텐실리사이드막(404) 상에 제2폴리실리콘층(405)를 형성한다. 제2폴리실리콘층(405)의 두께는 50∼350Å 정도로 하고, poly-Si1-xGex (x=0.01∼0.99)층으로 대체가 가능하다. Next, as shown in FIG. 4C, a
이어서, 도 4d와 같이 확산베리어인 텅스텐질화층(WNx)(406)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4D, a tungsten nitride layer (WN x ) 406 which is a diffusion barrier is formed.
확산베리어 텅스텐질화층(406)은 Si3N4, SiNx, TiAlxNy
, HfNx, ZrNx, TaNx, TiNx, AlNx, TaSixNy, TiAlxNy의 그룹으로부터 선택된 어느하나로 대체가 가능하고, Si3N4로 확산베리어를 사용하는 경우 제2폴리실리콘층(405) 상에 질소를 포함하는 분위기에서 플라즈마 처리하는 방법 또는 열처리 하는 방법으로 Si3N4를 형성하는 것이 가능하다. The diffusion barrier
이어서, 도 4e와 같이 확산베리어 텅스텐질화층(406) 상에 메탈층으로서 텅스텐층(407)을 형성한다. 텅스텐층은 100∼700Å 두께로 형성 할 수 있다.Next, a
이어서, 도 4f와 같이 하드마스크 질화층(408)을 형성하고, 도 4f와 같이 게이트 마스크 및 식각 공정으로 게이트 스택(400)을 형성한다.Subsequently, the hard
이어서, 도면에는 도시되지 않았으나, 게이트 재산화를 실시하여 게이트 식각시의 손상을 치유하고 게이트산화막의 특성을 향상시킨다. 재산화시에 텅스텐층(405)의 이상 산화를 억제하면서 실리콘기판(401) 및 폴리실리콘층(403)을 산화시켜주기 위해 RF 또는 마이크로웨이브(macro wave)를 이용한 플라즈마 산화(plasma oxidation)을 진행하는 것이 바람직하고, 플라즈마 형성시 Ar, Kr 등의 가스를 이용할 수 있고, 15GHz이하의 RF 및 마이크로웨이브를 형성하며, 450℃ 이하의 온도에서 H2, D2, O2 등의 가스를 적용할 수 있다. 또한 H2
-리치(rich)/O2 분위기에서 산화하는 선택적 재산화(selective oxidation) 공정도 적용할 수 있다.Subsequently, although not shown in the figure, gate reoxidation is performed to heal damage during gate etching and to improve the characteristics of the gate oxide film. In order to oxidize the
이후, LDD 이온주입, 게이트 측벽 스페이서 형성, 소스/드레인 이온주입 공정 등 트랜지스터 제조를 위한 통상의 일련의 공정을 수행하여 MOSFET 제조를 완료한다.After that, a series of conventional processes for transistor manufacturing, such as LDD ion implantation, gate sidewall spacer formation, and source / drain ion implantation processes, are performed to complete MOSFET fabrication.
스트레스 버퍼층을 갖는 게이트 구조에 대한 본 발명의 기술적 사상은 상술한 스택 구조와는 달리 절연막 홈 내에 게이트가 형성되는 대머신(Damascene) 구조에서 적용 가능한 바, 본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The inventive concept of the gate structure having the stress buffer layer is applicable to a damascene structure in which a gate is formed in the insulating film groove, unlike the stack structure described above. Although specifically described above, it should be noted that the above-described embodiments are for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명은 하드마스크에 의한 필름 스트레스 및 후속 열공정에 따른 스트레스를 완화시키기 위하여 폴리실리콘층의 중간 부분에 스트레스 버퍼층을 삽입한 구조의 폴리메탈 게이트 전극을 제안한다. 본 발명에 따른 폴리메탈 게이트 전극 구조의 MOSFET는 스트레스에 의해 발생되는 소자 특성의 저하를 최소화하여 저전력 소자 또는 정밀한 동작 특성을 요구하는 소자에 매우 유용하다.The present invention proposes a polymetal gate electrode having a structure in which a stress buffer layer is inserted in a middle portion of a polysilicon layer in order to alleviate film stress caused by a hard mask and stress caused by subsequent thermal processes. The MOSFET of the polymetal gate electrode structure according to the present invention is very useful for low power devices or devices requiring precise operating characteristics by minimizing deterioration of device characteristics caused by stress.
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