KR100542980B1 - Method for formming cmos thin film transistor having a lightly doped drain structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LDD영역을 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD region.
본 발명에 따른 LDD영역을 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법은, 제1마스크를 이용하여 기판의 제 1 도전형 및 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역 상에 각각 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계, 상기 폴리실리콘 패턴을 포함하는 기판 상에 게이트 절연막 및 도전막을 순차적으로 형성하는 단계, 제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 도전막을 식각하여 제 2 도전형의 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계, 상기 제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 고농도 불순물을 이온주입하여 소오스/드레인영역을 형성하는 단계, 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 도전막을 식각하여 제 1 도전형의 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계, 상기 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴이 노출되도록 상기 도전막 및 게이트 절연막을 식각하는 단계, 상기 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 저농도 불순물을 이온주입하여 저농도 소오스/드레인영역을 형성하는 단계, 상기 저농도 소오스/드레인영역이 형성된 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계, 제 4 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 게이트전극 양측의 게이트 절연막을 노출하고 상기 제 1 도전형의 게이트전극 양측의 폴리실리콘 패턴을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 제 4 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 폴리실리콘 패턴으로 고농도 불순물을 이온주입하여 고농도 소오스/드레인영역을 형성하는 단계 및 상기 제 2 도전형의 콘택홀에 의해서 노출된 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 제 2 도전형의 폴리실리콘 패턴을 노출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD region according to the present invention, forming a polysilicon pattern on the first conductive type and the second conductive type thin film transistor regions of the substrate using a first mask, respectively, the poly Sequentially forming a gate insulating film and a conductive film on a substrate including a silicon pattern; etching the conductive film of the second conductive thin film transistor region using a second mask to etch the gate electrode of the second conductive thin film transistor Forming a source / drain region by ion implanting a high concentration of impurities into the polysilicon pattern of the second conductivity type thin film transistor region using the second mask; and forming the source / drain region using a third mask The conductive film in the region of the first conductive thin film transistor is etched to obtain a crab of the first conductive thin film transistor. Forming a gate electrode, etching the conductive layer and the gate insulating layer to expose the polysilicon pattern of the second conductive thin film transistor region using the third mask; and using the third mask Implanting low concentration impurities into the polysilicon pattern of the first conductivity type thin film transistor region to form a low concentration source / drain region, and forming an interlayer insulating film on the substrate on which the low concentration source / drain region is formed; Forming a contact hole exposing a gate insulating film on both sides of the gate electrode of the second conductivity type using a mask and exposing a polysilicon pattern on both sides of the gate electrode of the first conductivity type, using the fourth mask High concentration source / Ion implantation of high concentration impurity with polysilicon pattern of first conductivity type Forming a drain region and etching the gate insulating film exposed by the second conductive contact hole to expose the second silicon polysilicon pattern.
따라서, 마스크수를 감소시켜 공정을 단순화시킬 수 있으며, 이에 따라 불량률이 감소되어 수율이 향상되는 효과가 있고, N형 박막 트랜지스터는 LDD구조를 형성하여 줌으로써 오프상태에서의 누설전류를 감소시켜 소자의 특성저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the process can be simplified by reducing the number of masks, thereby reducing the defective rate and improving the yield, and the N-type thin film transistor forms an LDD structure to reduce leakage current in the off state, thereby reducing the number of masks. There is an effect that can prevent the deterioration of characteristics.
박막 트랜지스터, CMOS, LDD, 마스크Thin Film Transistors, CMOS, LDD, Mask
Description
도1a 내지 도1g는 종래의 LDD영역을 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS thin film transistor having a conventional LDD region.
2a 내지 도2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 LDD구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.2A to 2I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
0, 40 : 기판 10a, 40a : N형 박막 트랜지스터 영역0, 40:
0b, 40b : P형 박막 트랜지스터 영역 0b, 40b: P-type thin film transistor region
1, 41 : 폴리실리콘 패턴 12, 16, 18, 46, 48 : 마스크 1, 41:
13, 42 : 게이트 절연막 14, 45, 47 : 게이트전극 13, 42: gate
15, 46, 49, 54 : 소오스/드레인영역 20, 50 : 층간절연막 15, 46, 49, 54: source /
21, 53 : 콘택홀 22, 54 : 소오스/드레인전극 21 and 53: contact holes 22 and 54: source / drain electrodes
44 : 도전막44: conductive film
본 발명은 LDD 구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 마스크의 수를 감소시켜 공정을 단순화할 수 있는 LDD 구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a CMOS thin film transistor having an LDD structure, and more particularly, to a method for manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD structure that can simplify the process by reducing the number of masks.
일반적으로, 능동표시소자에는 스위칭소자로 기능하는 박막 트랜지스터가 구비되고, 상기 박막 트랜지스터는 폴리실리콘 박막 트랜지스터의 오프상태에서의 누설전류를 방지하는 것이 가장 근본적인 문제이다. In general, an active display device includes a thin film transistor functioning as a switching element, and the thin film transistor has the most fundamental problem of preventing leakage current in an off state of the polysilicon thin film transistor.
이와 같은 박막 트랜지스터의 누설전류를 방지하기 위한 수단으로서 LDD(Lightly Doped Drain) 구조 또는 오프셋(off-set)구조가 이용되고 있다.As a means for preventing the leakage current of the thin film transistor, an LDD (Lightly Doped Drain) structure or an offset (off-set) structure is used.
종래의 오프셋구조 또는 LDD 구조의 박막 트랜지스터를 형성하는 방법으로는, 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성할 때 게이트 전극의 폭이 감광막의 패턴폭보다 작게 되도록 게이트 전극물질, 즉 게이트금속을 언더컷팅하여 형성하거나, 게이트의 측벽에 사이드월을 형성한 다음 소오스/드레인 영역을 형성하여 오프셋구조 또는 LDD 구조를 형성하고, 또한 금속게이트의 전기적 산화를 이용하여 오프셋 구조 또는 LDD 구조를 형성하였다.In the conventional method of forming a thin film transistor having an offset structure or an LDD structure, the gate electrode material, that is, the gate metal is formed by undercutting the gate electrode so that the width of the gate electrode is smaller than the pattern width of the photosensitive film when the gate electrode of the thin film transistor is formed. Alternatively, sidewalls are formed on the sidewalls of the gate, and then source / drain regions are formed to form an offset structure or an LDD structure, and an offset structure or an LDD structure is formed using an electrical oxidation of the metal gate.
도1a 내지 도1g는 종래의 7매의 마스크를 이용하여 LDD 구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조공정을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a CMOS thin film transistor having an LDD structure using seven conventional masks.
종래의 LDD 구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터를 제조의 제조방법은, 도1a에 도시된 바와 같이 N형 박막 트랜지스터 영역(10a)과 P형 박막 트랜지스터 영역(10b)을 구비한 기판(10)상에 폴리실리콘막을 증착한 후, 제 1 마스크(도시되지 않음)를 기판(10) 상에 위치시켜 폴리실리콘막을 식각하여 N형 박막 트랜지스터 영역(10a)과 P형 박막 트랜지스터 영역(10b)에 각각 폴리실리콘 패턴(11a, 11b)을 형성한다.In the conventional method for manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD structure, as shown in FIG. 1A, a poly-type film is formed on a
이어서, 도1b에 도시된 바와 같이 폴리실리콘 패턴(11a, 11b)이 형성된 기판(10) 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피(Photolithography)공정을 진행하여 N형 박막 트랜지스터 영역(10a)의 폴리실리콘 패턴(11a)을 노출시키는 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 제 2 마스크(12)를 형성한다. 다음에는, 상기 제 2 마스크를 이용하여 문턱전압을 조절하기 위한 채널도핑을 수행한다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, a photoresist is applied to the entire surface of the
다음으로, 도1c에 도시된 바와 같이 상기 제 2 마스크(12)를 제거한 후, 상기 기판(10) 상에 게이트 절연막(13)을 형성하고, 그 상부에 게이트 전극물질을 증착한다. 이어서, 상기 기판(10) 상에 제 3 마스크(도시되지 않음)를 위치시켜 게이트 전극물질을 식각함으로써 N형 박막 트랜지스터 및 P형 박막 트랜지스터의 게이트전극(14a, 14b)를 해당영역의 게이트 절연막(13) 상에 각각 형성한다. 다음으로, 상기 N형 박막 트랜지스터 영역(10a)의 폴리실리콘 패턴(11a)으로 소정의 도전형을 갖는, 예를 들어 N형의 저농도 불순물을 이온주입하여 게이트전극(14a)의 양측에 저농도 소오스/드레인영역(15)을 형성한다. 이때, 상기 P형 박막 트랜지스터 영역(10b)으로 이온주입된 저농도의 불순물은 후속하는 P형 박막 트랜지스터의 고농도 소오스/드레인 영역을 위한 P형 불순물의 이온주입에 의해 상쇄되어지므로 P형 박막 트랜지스터에는 영향을 미치지 않는다.Next, as shown in FIG. 1C, after removing the
계속해서, 도1d에 도시된 바와 같이 저농도 소오스/드레인영역(15)이 형성된 기판(10) 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피공정을 수행함으로써 N 형 박막 트랜지스터 영역(10a)으로의 불순물 이온주입을 방지함과 동시에 P형 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역 형성을 위한 제 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 제 4 마스크(16)를 형성한다. 이어서, 상기 제 4 마스크(16)을 이용하여 P형 박막 트랜지스터영역(10b)의 폴리실리콘 패턴(11b)으로 고농도의 P형 불순물을 이온주입하여 P형 박막 트랜지스터의 고농도 소오스/드레인 영역(17)을 형성한다.Subsequently, after the photoresist is applied to the entire surface of the
이어서, 도1e에 도시된 바와 같이 상기 제 4 마스크(16)를 제거한 다음, 다시 기판(10)상에 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피공정을 수행함으로써 N형 박막 트랜지스터의 게이트전극 형성 및 상기 P형 박막 트랜지스터영역(10a)으로의 불순물 이온주입을 방지하기 위한 제 5 마스크(18)를 형성한다. 다음으로, 상기 제 5 마스크(18)를 이용하여 N형의 고농도 불순물을 상기 N형 박막 트랜지스터영역(10a)의 폴리실리콘 패턴(11a)으로 이온주입하여 고농도 소오스/드레인영역(19)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1E, the
다음으로, 도1f에 도시된 바와 같이 상기 제 5 마스크(18)를 제거한 후, 기판(10) 전면에 층간절연막(20)을 형성한다. 이어서, 상기 기판(10) 상에 제 6 마스크(도시되지 않음)을 위치시켜 N형 박막 트랜지스터 및 P형 박막 트랜지스터의 소오스/드레인영역(17, 19)이 노출되도록 층간절연막(20)을 식각하여 N형 박막 트랜지스터영역(10a) 및 P형 박막 트랜지스터영역(10b)에 각각 콘택홀(21a, 21b)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1F, the
마지막으로, 도1g에 도시된 바와 같이 기판(10) 전면에 소오스/드레인전극 형성을 위한 도전성 금속물질을 증착한 후, 제 7 마스크(도시되지 않음)를 이용하 여 상기 도전성 금속물질을 식각하여 N형 박막 트랜지스터와 P형 박막 트랜지스터의 소오스/드레인전극(22a, 22b)을 각각 형성한다.Finally, as illustrated in FIG. 1G, a conductive metal material for forming a source / drain electrode is deposited on the entire surface of the
이로써, LDD 구조를 갖는 N형 박막 트랜지스터와 통상적인 구조의 P형 박막 트랜지스터를 구비하는 CMOS 박막 트랜지스터가 제작된다. As a result, a CMOS thin film transistor including an N-type thin film transistor having an LDD structure and a P-type thin film transistor having a conventional structure is produced.
그러나, 종래의 LDD구조를 갖는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법은, LDD구조를 구현하기 위하여 총 7매의 마스크가 사용됨으로써 마스크수의 증가에 따라 관련 장비의 증설이 필요하였다.However, in the conventional method of manufacturing a CMOS thin film transistor having an LDD structure, a total of seven masks are used to implement the LDD structure, and thus, the number of masks required to increase related equipment.
따라서, 생산성의 저하, 잠재 불량요인의 증가, 완성된 트랜지스터의 가격상승 등과 같은 문제점을 발생시키는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem that causes problems such as a decrease in productivity, an increase in potential defective factors, an increase in the price of a completed transistor, and the like.
본 발명의 목적은, 마스크수를 감소시켜 공정을 단순화할 수 있는 LDD구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor having an LDD structure that can simplify the process by reducing the number of masks.
본 발명의 다른 목적은, LDD 영역을 확보함으로써 누설전류를 감소시킬 수 있는 LDD구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor having an LDD structure capable of reducing a leakage current by securing an LDD region.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 LDD 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법은, 제1마스크를 이용하여 기판의 제 1 도전형 및 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역 상에 각각 폴리실리콘 패턴을 형성하는 단계; 상기 폴리실리콘 패턴을 포함하는 기판 상에 게이트 절연막 및 도전막을 순차적으로 형성하는 단계; 제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 도전막을 식각하여 제 2 도전형의 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계; In order to achieve the above object of the present invention, a method for manufacturing a thin film transistor having an LDD structure according to the present invention may include polysilicon on a first conductive type and a second conductive type thin film transistor region of a substrate using a first mask, respectively. Forming a pattern; Sequentially forming a gate insulating film and a conductive film on the substrate including the polysilicon pattern; Etching the conductive film of the second conductive thin film transistor region using a second mask to form a gate electrode of the second conductive thin film transistor;
상기 제 2 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 고농도 불순물을 이온주입하여 소오스/드레인영역을 형성하는 단계;Forming a source / drain region by implanting high concentration impurities into the polysilicon pattern of the second conductive thin film transistor region using the second mask;
제 3 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 도전막을 식각하여 제 1 도전형의 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴이 노출되도록 상기 도전막 및 게이트 절연막을 식각하는 단계; 상기 제 3 마스크를 이용하여 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 저농도 불순물을 이온주입하여 저농도 소오스/드레인영역을 형성하는 단계; 상기 저농도 소오스/드레인영역이 형성된 기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 제 4 마스크를 이용하여 상기 제 2 도전형의 게이트전극 양측의 게이트 절연막을 노출하고 상기 제 1 도전형의 게이트전극 양측의 폴리실리콘 패턴을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제 4 마스크를 이용하여 Etching the conductive film of the first conductive thin film transistor region using a third mask to form a gate electrode of the first conductive thin film transistor; Etching the conductive film and the gate insulating film to expose the polysilicon pattern of the first conductive thin film transistor region using the third mask; Forming a low concentration source / drain region by implanting low concentration impurities into the polysilicon pattern of the first conductivity type thin film transistor region using the third mask; Forming an interlayer insulating film on the substrate on which the low concentration source / drain regions are formed; Forming a contact hole exposing a gate insulating film on both sides of the second conductive gate electrode using a fourth mask and exposing a polysilicon pattern on both sides of the first conductive gate electrode; By using the fourth mask
상기 제 1 도전형의 폴리실리콘 패턴으로 고농도 불순물을 이온주입하여 고농도 소오스/드레인영역을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 도전형의 콘택홀에 의해서 노출된 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 제 2 도전형의 폴리실리콘 패턴을 노출하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Forming a high concentration source / drain region by ion implanting high concentration impurities into the polysilicon pattern of the first conductivity type; And etching the gate insulating film exposed by the second conductive type contact hole to expose the second silicon type polysilicon pattern.
여기서, 상기 폴리실리콘 패턴을 형성한 후, 문턱전압조절을 위한 채널도핑 공정을 더 수행할 수 있고, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터는 LDD구조로 이루어지고, 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터는 통상적인 구조로 이루어질 수 있다.Here, after the polysilicon pattern is formed, a channel doping process for adjusting the threshold voltage may be further performed, wherein the first conductive thin film transistor is formed of an LDD structure, and the second conductive thin film transistor is It may be of a conventional structure.
그리고, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터는 N형 박막 트랜지스터이고, 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터는 P형 박막 트랜지스터일 수 있다.The first conductive thin film transistor may be an N type thin film transistor, and the second conductive thin film transistor may be a P type thin film transistor.
또한, 상기 게이트 절연막은 800Å ~ 1,200Å의 두께의 산화막으로 형성할 수 있다.The gate insulating film may be formed of an oxide film having a thickness of 800 kV to 1,200 kPa.
그리고, 상기 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 주입되는 고농도 불순물은 40KeV ~ 80KeV의 세기로 주입할 수 있고, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 주입되는 저농도 불순물은 5KeV ~ 20KeV의 세기로 주입할 수 있고, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역의 상기 폴리실리콘 패턴으로 주입되는 고농도 불순물은 5KeV ~ 20KeV의 세기로 주입할 수 있다.The high concentration impurity implanted into the polysilicon pattern of the second conductive thin film transistor region may be implanted at an intensity of 40 KeV to 80 KeV, and injected into the polysilicon pattern of the first conductive thin film transistor region. Low concentration impurities may be implanted at an intensity of 5 KeV to 20 KeV, and high concentration impurities implanted into the polysilicon pattern of the first conductive thin film transistor region may be implanted at an intensity of 5 KeV to 20 KeV.
또한, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역 및 제 2 도전형의 박막 트랜지스터 영역에 콘택홀을 형성한 후, 상기 콘택홀에 의해서 노출된 제 2 도전형의 Further, after forming contact holes in the thin film transistor region of the first conductivity type and the thin film transistor region of the second conductivity type, the second conductive type exposed by the contact hole is formed.
게이트 절연막의 식각은 폴리실리콘에 대한 산화막의 선택비가 뛰어난 식각가스를 사용한 건식식각에 의해서 수행될 수 있고, 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 영역 및 제 2 도전형의 박막 트랜지스터의 콘택홀과 상기 게이트전극 사이의 간격은 LDD확보를 위해 0.5㎛ 내지 4㎛로 형성할 수 있다.Etching of the gate insulating film may be performed by dry etching using an etching gas having an excellent selectivity of oxide to polysilicon, and contact holes and gates of the first conductive thin film transistor region and the second conductive thin film transistor. The gap between the electrodes may be formed to 0.5
그리고, 상기 제 2 도전형의 폴리실리콘 패턴을 노출한 후, 상기 기판 상에 상기 제 1 도전형의 박막 트랜지스터 및 제 2 도전형의 박막 트랜지스터의 소오스/드레인영역과 각각 콘택되는 소오스/드레인전극을 형성하는 단계를 더 수행함이 바람직하다.After exposing the polysilicon pattern of the second conductivity type, source / drain electrodes contacting the source / drain regions of the first conductivity type thin film transistor and the second conductivity type thin film transistor, respectively, are exposed on the substrate. Preferably, the forming step is further performed.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도2a 내지 도2i는 본 발명의 실시예에 따라 5매의 마스크를 사용하는 LDD 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.2A to 2I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor having an LDD structure using five masks according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 LDD 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법은, 도2a에 도시된 바와 같이 N형 박막 트랜지스터영역(40a)과 P형 박막 트랜지스터영역(40b)을 구비한 기판(40)상에 폴리실리콘을 증착한다. 이어서, 기판(40) 상에 제 1 마스크(도시되지 않음)를 위치시켜 상기 폴리실리콘막을 식각하여 N형 및 P형 박막 트랜지스터 영역(40a, 40b)에 폴리실리콘 패턴(41a, 41b)을 각각 형성한다. 다음으로, 상기 기판(40) 상에 산화막으로 이루어지는 게이트 절연막(42)을 800Å ~ 1,200Å 바람직하게는 1,000Å정도의 두께로 형성한다.In the method of manufacturing a thin film transistor having an LDD structure according to the present invention, as shown in FIG. 2A, polysilicon is formed on a
이때, 폴리실콘 패턴(41a, 41b)를 형성한 후, N형 박막 트랜지스터영역(40a)과 P형 박막 트랜지스터영역(40b)에 형성된 폴리실리콘 패턴(41a, 41b)으로 문턱전압조절을 위한 채널도핑공정을 더 수행할 수 있다.At this time, after the
다음으로, 도2b에 도시된 바와 같이 상기 게이트 절연막(42) 상에 게이트 전극물질을 소정두께로 증착하여 도전막(44)을 형성하고, 상기 도전막(44) 상에 포토레지스트를 도포한다. 이어서, 상기 기판 상에 포토리소그래피공정을 수행함으로써 N형 박막 트랜지스터가 형성될 영역(40a)을 폐쇄하고 P형 박막 트랜지스터가 형성될 영역(40b)의 소정부를 폐쇄하는 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 제 2 마스크(46)를 형성한다. 다음으로, 상기 제 2 마스크(46)를 이용하여 도전막(44)을 식각하여 P형 박막트랜지스터의 게이트전극(45)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2B, a gate electrode material is deposited on the
여기서, 제 2 마스크(46)중 P형 박막 트랜지스터영역(40b)에 형성된 부분은 P형 박막 트랜지스터의 게이트전극용 마스크로 작용하고, N형 박막 트랜지스터영역(40a)에 형성된 부분은 P형 박막 트랜지스터의 게이트전극형성시 N형 박막 트랜지스터영역(40a)을 보호하기 위한 마스크로 작용한다.Here, a portion of the
이어서, 도2c에 도시된 바와 같이 상기 제 2 마스크(46)를 제거한 후, P형의 박막 트랜지스터 영역(40b)의 폴리실리콘 패턴(41b)으로 소정의 도전형을 갖는, 예를 들어 P+형의 고농도 불순물을 40KeV ~ 80Kev의 고가속전압으로 이온주입하여 게이트전극(45)의 양측에 소오스/드레인영역(46)을 형성한다.Subsequently, after removing the
이때, 상기 제 2 마스크(46)를 제거하기 이전에 P형의 박막 트랜지스터 영역(40b)의 폴리실리콘 패턴(41b)으로 소정의 도전형을 갖는 고농도 불순물을 이온주입한 후, 상기 제 2 마스크(46)를 제거할 수도 있다. In this case, before removing the
계속해서, 도2d에 도시된 바와 같이 소오스/드레인영역(46)이 형성된 기판(40) 전면에 전면에 포토레지스트를 도포한 후, 포토리소그래피공정을 수행함으로써 P형 박막 트랜지스터 영역(40b)을 폐쇄하고 N형 박막 트랜지스터 영역(40a)의 소정부를 폐쇄하는 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 제 3 마스크(48)를 형성한다. 다음으로, 상기 제 3 마스크(48)를 이용하여 N형 박막 트랜지스터 영역(40a) 의 도전막(44) 및 게이트 절연막(42)을 식각하여 N형 박막트랜지스터의 게이트전극(47)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the photoresist is applied to the entire surface of the
여기서, 제 3 마스크(48)중 N형 박막 트랜지스터영역(40a)에 형성된 부분은 N형 박막 트랜지스터의 게이트전극용 마스크로 작용하고, P형 박막 트랜지스터영역(40a)에 형성된 부분은 N형 박막 트랜지스터의 게이트전극형성시 P형 박막 트랜지스터영역(40a)을 보호하기 위하여 마스크로서 작용한다.Here, a portion of the
이어서, 도2e에 도시된 바와 같이 상기 제 3 마스크(48)를 제거한 후, N형 박막 트랜지스터 영역(40a)의 폴리실리콘 패턴으로 소정의 도전형을 갖는, 예를 들어 N-형의 저농도 불순물을 5Kev ~ 20Kev 바람직하게는 10KeV의 저가속전압으로 이온주입하여 게이트전극의 양측에 저농도 소오스/드레인영역(49)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, the
다음으로, 도2f에 도시된 바와 같이 저농도 소오스/드레인영역(49)이 형성된 기판(40) 상에 산화막, 질화막 등의 절연막으로 이루어지는 층간절연막(50)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2F, an
이어서, 도2g에 도시된 바와 같이 층간절연막(50)이 형성된 기판(40) 전면에 포토레지스트를 도포한 후, P형 박막 트랜지스터 영역(40b)의 소오스/드레인영역(46)과 N형 박막 트랜지스터 영역(40a)의 저농도 소오스/드레인영역(49)을 개방하는 콘택홀을 형성하기 위한 포토레지스트 패턴으로 이루어지는 제 4 마스크(52)를 형성한다. 다음으로, 상기 제 4 마스크(52)를 이용하여 식각공정을 진행함으로써 N형 박막 트랜지스터 영역(40a)의 폴리실리콘 저농도 소오스/드레인영역(49)을 노출시키는 콘택홀(53a) 및 P형 박막 트랜지스터 영역(40b)의 소오 스/드레인영역(46) 상부의 게이트 절연막(42)을 노출시키는 콘택홀(53b)을 각각 형성한다. 다음으로, 상기 콘택홀(53)이 형성된 N형의 박막 트랜지스터 영역(40a)의 저농도 소오스/드레인영역(49)으로 소정의 도전형을 갖는, 예를 들어 N+형의 고농도 불순물을 5Kev ~ 20Kev 바람직하게는 10KeV의 저가속전압으로 이온주입하여 게이트전극(47)의 양측에 고농도 소오스/드레인영역(54)을 형성함으로써 LDD 구조의 소오스/드레인영역이 형성된다.Subsequently, after the photoresist is applied to the entire surface of the
이때, N형 박막 트랜지스터 영역(40a) 및 P형 박막 트랜지스터 영역(40b)에 형성된 콘택홀(53a, 53b)과 게이트전극 사이의 간격은 LDD 영역 확보를 위해 0.5㎛ ~ 4㎛ 바람직하게는 2㎛로 형성한다.At this time, the distance between the
그리고, 상기 콘택홀(53a)을 통해서 N+형의 고농도 불순물을 N형의 박막 트랜지스터 영역(40a)의 저농도 소오스/드레인영역(49)으로 이온주입을 함에 있어서 고농도 불순물은 저가속전압으로 이온주입되므로써 콘택홀(53b)을 통해서 P형의 박막 트랜지스터 영역(40b)의 소오스/드레인영역(46)으로는 불순물의 주입이 방지된다.In the ion implantation of high concentration impurities of N + type into the low concentration source /
다음으로, 도2h에 도시된 바와 같이 상기 제 4 마스크(52)를 제거한 후, 폴리실리콘에 대한 산화막의 식각 선택비가 뛰어난 식각가스 등을 사용한 건식식각공정을 진행함으로써 P형의 박막 트랜지스터 영역(40b)의 콘택홀(53b)에 의해서 노출된 산화막으로 이루어지는 게이트 절연막(42)을 식각하여 소오스/드레인영역(46)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 2H, the
마지막으로, 도2i에 도시된 바와 같이 기판(40) 전면에 소오스/드레인전극을 형성하기 위하여 도전성 금속물질을 증착한 후, 제 5 마스크(도시되지 않음)를 이용하여 상기 도전성 금속물질을 식각하여 N형 박막 트랜지스터와 P형 박막 트랜지스터의 소오스/드레인전극(54a, 54b)을 각각 형성한다.Finally, as illustrated in FIG. 2I, a conductive metal material is deposited to form a source / drain electrode on the entire surface of the
이로써, LDD 구조를 갖는 N형 박막 트랜지스터와 통상적인 구조의 P형 박막 트랜지스터를 구비하는 CMOS 박막 트랜지스터가 제작된다.As a result, a CMOS thin film transistor including an N-type thin film transistor having an LDD structure and a P-type thin film transistor having a conventional structure is produced.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명의 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법에 따르면, 폴리실리콘 패턴을 형성하기 위한 제1마스크, P형 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하기 위한 제2마스크, N형 박막 트랜지스터의 게이트전극을 형성하기 위한 제 3 마스크, 콘택홀을 형성하기 위한 제 4 마스크 및 소오스/드레인전극을 형성하기 위한 제 5 마스크로 이루어지는 5매의 마스크가 사용된다.As described above, according to the method of manufacturing the CMOS thin film transistor of the present invention, the first mask for forming the polysilicon pattern, the second mask for forming the gate electrode of the P-type thin film transistor, the gate electrode of the N-type thin film transistor Five masks are used, which are composed of a third mask for forming a semiconductor, a fourth mask for forming a contact hole, and a fifth mask for forming a source / drain electrode.
따라서, 종래의 7매의 마스크를 사용하는 CMOS 박막 트랜지스터의 제조방법에 비하여 2매의 마스크수를 감소시켜 공정을 단순화시킬 수 있으며, 이에 따라 불량률이 감소되어 수율이 향상되는 효과가 있었다.Therefore, the process can be simplified by reducing the number of masks of two sheets, compared to the conventional method of manufacturing a CMOS thin film transistor using seven masks. Thus, the defective rate is reduced and the yield is improved.
또한, P형 박막 트랜지스터에는 통상적인 박막 트랜지스터를 형성하는 반면에 N형 박막 트랜지스터는 LDD구조가 형성됨으로써 오프상태에서의 누설전류를 감소시켜 소자의 특성저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, conventional thin film transistors are formed in P-type thin film transistors, whereas N-type thin film transistors have an LDD structure, thereby reducing leakage current in an off state, thereby preventing deterioration of device characteristics.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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2001
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